SPSS的正交实验设计ppt课件

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1、SPSS的正交试验设计的正交试验设计1 1 两两因因素素的的影影响响我我们们考考虑虑的的是是全全面面实实验验，即即两两因因素素的的所所有水平组合均做实验有水平组合均做实验;然然而而实实际际中中要要进进行行这这样样的的全全面面实实验验往往往往行行不不通通，一一方方面面是是若若影影响响的的因因素素较较多多，则则各各因因素素的的水水平平组组合合会会很很大大，另另一一方方面面实实验验材材料料和和时时间间的的限限制制，也也不不允允许许进进行行全全面面实验，能否用较少的实验就能得出结论呢？实验，能否用较少的实验就能得出结论呢？一一个个较较好好的的方方法法即即进进行行正正交交实实验验，它它对对每每一一因因素

2、素的的各各水水平平安安排排的的实实验验次次数数是是一一样样的的，其其次次任任两两个个因因素素之之间间又又是交叉分组的全面实验。是交叉分组的全面实验。要要安安排排一一个个正正交交实实验验，只只要要选选用用相相应应的的正正交交表表去去安安排排实实验就可以了。验就可以了。正交实验方差分析正交实验方差分析两因素的影响我们考虑的是全面实验，即两因素的所有水平组合两因素的影响我们考虑的是全面实验，即两因素的所有水平组合2正交实验方差分析正交实验方差分析例例1 1 无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析为为提提高高某某化化工工产产品品的的转转化化率率，选选择择了了三三个个有有关关的的因因素素，反反

3、应应温温度度（A A），反反应应时时间间（B B），用用碱碱量量（C C），选选取取的的水水平平如下如下:(:(检验水平为检验水平为0.1)0.1)因素因素温度（温度（A）时间（时间（B）用碱量用碱量（C）水水平平18090分分5%285120分分6%390150分分7%正交实验方差分析例正交实验方差分析例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析因素温度（因素温度（A3正交实验方差分析正交实验方差分析例例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析现现按按三三因因素素正正交交表表L9（34）表表进进行行实实验验，所所得得的的实实验验数数据据如下，请给出相应的如下，请给出相应的分

4、析，并找出最优实验组合。分析，并找出最优实验组合。1（A）2(B)3（C）4(空空)转化率转化率y111113121222543133338421235352231496231242731325783213629332164正交实验方差分析例正交实验方差分析例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析1（A）2(4正交实验方差分析正交实验方差分析例例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析说明：三因素正交表说明：三因素正交表L9（34）1、“L”是是正正交交表表的的代代号号，L的的下下标标“9”表表示示表表的的行行数数，表示要做表示要做9个不同条件的试验；个不同条件的试验；2

5、、圆圆括括号号中中的的指指数数“4”表表示示表表的的列列数数，在在试试验验中中表表示示用这张表安排试验的话，最多可安排用这张表安排试验的话，最多可安排4个因子；个因子；3、圆圆括括号号中中的的底底数数“3”表表示示表表的的主主体体只只有有3个个不不同同的的数数字字：1，2，3，在在试试验验中中它它代代表表因因子子水水平平的的编编号号，即即用用这张表安排试验时每个因子应取这张表安排试验时每个因子应取3个不同水平。个不同水平。正交实验方差分析例正交实验方差分析例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析5正交实验方差分析正交实验方差分析例例1无重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析

6、正交表具有正交性，是指有如下两个特征：正交表具有正交性，是指有如下两个特征：1、每每列列中中不不同同的的数数字字重重复复次次数数相相同同。在在表表L9（34）中中，每列有每列有3个不同数字：个不同数字：1，2，3，每一个各出现，每一个各出现3次。次。2、将将任任意意两两列列的的同同行行数数字字看看成成一一个个数数对对，那那么么一一切切可可能能数数对对重重复复次次数数相相同同。在在表表L9（34）中中，任任意意两两列列有有9种种可可能能的的数数对对:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(2,3),(3,1),(3,2),(3,3)。正交实验方差分析例正交实验方差分析例1无

7、重复正交实验的方差分析无重复正交实验的方差分析6使用使用SPSS生成正交表生成正交表 第一步：打开第一步：打开SPSS，选择，选择Data，在，在Orthogonal DesignGenerate使用使用SPSS生成正交表生成正交表第一步：打开第一步：打开SPSS，选择，选择Data，7图图1 Generate Orthogonal Design对话框对话框图图1GenerateOrthogonalDesign8第二步，输入第二步，输入因子，并确定因子的名称，然后按因子，并确定因子的名称，然后按Add按钮添加到数据框中：按钮添加到数据框中：第二步，输入因子，并确定因子的名称，然后按第二步，输入

8、因子，并确定因子的名称，然后按Add按钮添加到数按钮添加到数9选中因子，按选中因子，按Define Values键，确定因子的水平。键，确定因子的水平。选中因子，按选中因子，按DefineValues键，确定因子的水平。键，确定因子的水平。10第三第三步，定义数据集名称，按确定。步，定义数据集名称，按确定。第三步，定义数据集名称，按确定。第三步，定义数据集名称，按确定。11全部因子选定后，按全部因子选定后，按Continue完成。完成。按按OK键，正交表生成。键，正交表生成。说明：说明：STATUS_表示指标状态；表示指标状态；CARD_表示默认序号。表示默认序号。值得注意的是，值得注意的是，

9、SPSS会自动给出误差的有关数据，这里就没有必要再单独会自动给出误差的有关数据，这里就没有必要再单独设立一列误差因子了，否则，设立一列误差因子了，否则，SPSS将按照将按照4因子给出正交表。因子给出正交表。全部因子选定后，按全部因子选定后，按Continue完成。说明：完成。说明：STATUS_12第四步，输入第四步，输入试验结果数据试验结果数据第四步，输入试验结果数据第四步，输入试验结果数据13第第五五步步，在在“Aanalyze”菜菜单单“General Linear Model”中中选选择择Univariate命命令令；在在弹弹出出的的Univariate对对话话框框中中，选选择择“y”

10、变变量量，使使之之添添加加到到Dependent Variable框框中中，选择选择“a”、“b”变量，变量，“c“变量使之添加到变量使之添加到Fixed Factor框中框中；第五步，在第五步，在“Aanalyze”菜单菜单“GeneralLine14第第六六步，点击步，点击model，在弹出的，在弹出的model对话框中，选择对话框中，选择custom（自定义模型），在（自定义模型），在type中选择中选择main effects，把，把a、b、c选进选进model框中，框中，点击点击continue，点击，点击ok。第六步，点击第六步，点击model，在弹出的，在弹出的model对话框中

11、，选择对话框中，选择cu15结果如下：结果如下：检验结果表明：因素检验结果表明：因素A和因素和因素B的的P值分别为值分别为0.071和和0.136，都大于都大于0.05，那么这两个因素对实验结果，那么这两个因素对实验结果y的作用不显著；的作用不显著；因素因素C的的P值值为为0.028，小于，小于0.05，说明因素，说明因素C显著。显著。结果如下：检验结果表明：因素结果如下：检验结果表明：因素A和因素和因素B的的P值分别为值分别为0.07116step1，在，在“Aanalyze”菜单菜单“GeneralLinearModel”中选择中选择Univariate命令；在弹命令；在弹出的出的Univ

12、ariate对话框中，选择对话框中，选择“y”变量，使之添加到变量，使之添加到DependentVariable框中，框中，选择选择“a”、“b”变量，变量，“c“变量使之添加到变量使之添加到FixedFactor框中；框中；step2，单击，单击PostHoc按钮，打开按钮，打开Univariate:PostHocMultipleComparisons，在，在factor中将中将c变量选到变量选到PostHocTestsfor对话框中，再勾对话框中，再勾选选LSD，点击，点击continue；最优组合先选择最优组合先选择因素因素C最好，因为该因子对试验最好，因为该因子对试验结果结果影响显著影

13、响显著，操，操作步骤如下：作步骤如下：step1，在，在“Aanalyze”菜单菜单“GeneralLi17step3，接步骤，接步骤1对话框，单击对话框，单击options，在弹出的对话框中，在弹出的对话框中，将将a、b、c选到选到displaymeansfor中，点击中，点击continue，点击，点击ok。最优组合先选择最优组合先选择因素因素C最好，因为该因子对试验最好，因为该因子对试验结果结果影响影响显著显著，操作步骤如下：，操作步骤如下：step3，接步骤，接步骤1对话框，单击对话框，单击options，在弹出的对话，在弹出的对话18结果如下：结果如下：因素因素C的多重比较结果，表显

14、示的是两两水平比较，其中的多重比较结果，表显示的是两两水平比较，其中1-2的的P值为值为0.104，大于，大于0.05，说明因素，说明因素C的水平的水平1和和2之间没有显著之间没有显著差异，水平差异，水平1和和3以及水平以及水平2和和3的的P值分别为值分别为0.015和和0.034，都，都小于小于0.05，说明因素，说明因素C的这的这两两组水平之间有显著差异。组水平之间有显著差异。结果如下：因素结果如下：因素C的多重比较结果，表显示的是两两水平比较，其中的多重比较结果，表显示的是两两水平比较，其中19结果如下：结果如下：由以上由以上3个表发现，对于个表发现，对于c变量来变量来说，水平说，水平3最好；最好；而而因素因素a和和b没有没有显著影响，故可随意选择显著影响，故可随意选择，而最优而最优组合的选择取决于实验结果组合的选择取决于实验结果y的取的取值方向，即实际中值方向，即实际中y是越大越好，是越大越好，还是越小越好，对于本题来说还是越小越好，对于本题来说y是是越大越好，则最优组合越大越好，则最优组合为：为：a3B2c3（参考）参考）结果如下：由以上结果如下：由以上3个表发现，对于个表发现，对于c变量来说，水平变量来说，水平3最好；而因最好；而因20