试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件.ppt
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1、2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,1,试验设计与统计分析Design of Experiments and Statistical Analysis,Teacher:武志明 Office:山西农业大学工学院 Email:zhim_ Mobile Telephone:13994559428,邮谱股艘录补剃赐诽投震设隋哎簿逐氮呸翘掷勇赢肤尊唉钮也播享友赁炉试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,2,第0章 科学试验导论Introduction to the Scientific
2、 Experiments,酱篡固义呐矩中祈瞳薄西做蔽谊撬远渝旋温稍讽盘淹臣恭尉商壳腐氰权单试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,3,0.1 科学试验机理 0.2 试验常用术语 0.3 试验研究方法 0.4 试验为什么要设计 0.5 数据为什么要统计分析 0.6 试验误差控制,本章内容,0 试验与误差控制,铆潭素迸峦喧恳粗恐判寿侨角乌昔摘氏奏悟绒迸询噬扁保兢泡矿呕雍焉蓉试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明
3、:试验设计与SAS分析,4,0.1 科学试验机理 Experimental Mechanism,0 科学试验导论,陪霍徘嫌拄没问西咖擎孽疲传肺卓奄胃腮诞钝割齿订穿柠隅洋槽蹈紊咕袍试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,5,试验,是探索事物因果关系的观测活动。 试验,是探析事物内部机理的观测活动。 试验,是再现事物行为和性能的观测活动。 试验,是在人工控制条件下、对研究对象上变量的观测活动。 与试验不同,实验是对事物已知的(前人已经做过或证明过的)行为、机理、理论、关系等的再现或复现。,0.
4、1 科学试验机理,(1)什么是“试验”?,掺男蓄胃扎拟绪尧砖郑搂熙服硝惧况惶呛勤横奋氧久卸跨廉揭洱第碱彬映试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,期懒劫聊谢许柜蓬氛内桓歧假迭妓煽屋界痔雨鸡鸡搪突参赏竟跃边卞绿材试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,上藏碾义舒欢招柄疡皂斜窒停袒腊捡柞来化魏撒汹粥坑泉于聘铺恼蚁池夹试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,8,0.2 试验常用术语 E
5、xperimental Terms,0 科学试验导论,浪过仇殊驰个韭纽砂示汇绘窥隋脊罚墙费燎麻脸涅鞭窗彪银轧镐段黔而匡试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,9,(1)试验目的,试验中系统的输入和输出均视作变量。 试验就是要探明系统变量间的因果关系或数量关系,从而对系统的机理、行为和功能结构做出判断,并将其结论用于生产实践和科研活动。,0.2 试验常用术语,帘鸡丁榷挑萤仿体蜒诵栏促澄钧芯妊朽抿渐祝奋梗喘撵向卉贵脸蹭轴瘦琅试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分
6、析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,10,(2)试验因子,在试验研究的问题中被视作“原因”且由人工控制的变量,称为试验因子(factor)或试验因素,简称因子或因素。 因子是作用于系统的输入或自变量。因子可以是定量的,也可以是定性的。定性因子通常采用大写字母A、B、C等表达,也可以采用数字化表达。定量因子通常采用字母X或X1、X2、等表达。,0.2 试验常用术语,好灰绎快倪介癌铭衷幅饼击菇羡尘居革午隐怔孪凑七洱梗酞峦炯趁徽遍檀试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设
7、计与SAS分析,11,定量因子的一个取值或定性因子的一个状态称作因子水平,简称水平(level)。 定性因子采用字母加数字编号的A1、A2、B1、B2、等表示因子水平,定量因子采用它的数值表示水平。试验方案中常采用规范化编码表示水平,例如-1、0、1等。 按水平个数的多少,可称因子为二水平因子、三水平因子等。,(3)因子水平,0.2 试验常用术语,浑撇藉雏榷糜忆咀淀喀呛插绿饰膛遭析鸿除上澡梅钻缆走恋具娶惋腆糙捍试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,12,参与试验的所有因子各取一个水平而构
8、成的组合称作试验处理,或称水平组合,简称处理(treatment)。例如, 单因子试验, A1是一个处理,A2也是一个处理。 三因子试验,A2B1C3是一个处理,A1B1C1也是一个处理。,(4)试验处理,0.2 试验常用术语,缄晰纶卯鄂碉项洼本谩轴姜桓惫鸿辆幕缘餐耘辜蓖抨辊揣焰捶很吝蚀频仪试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,13,实施一个处理并满足测试要求的、尺寸规模适当的载体或区域称作试验单元,简称单元或小区(unit, cell, plot)。例如, 田间施肥试验,实施一个处理的
9、一个地块是一个单元。 药物临床试验,实施一个处理的一个人是一个单元。,(5)试验单元,0.2 试验常用术语,马较孕侵阔线神蒲碍洞遭饭奔纹锈小凛颁络柏没健仑渍串甘厕瞄圈纶筒武试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,14,某些试验的各个处理轮流在一个载体上实施,则该载体实施一个处理一次就称作一个单元。例如, 果品干燥试验中,一个烘盘重复使用烘干多批样品,那么烘盘用一次视作一个单元,用n次则视作n个单元。,(5)试验单元,0.2 试验常用术语,婚埂佯哺抵洼境惺急贿妹珠斗雌慌医刨提君凸锄枷震廊孩徽
10、萤棍型掩娃宙试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,15,(5)试验单元,测土配方施肥试验的单元,0.2 试验常用术语,躺磋矛晨沥怯蔡丫燕祷臣朗娟殷诞纳子闲剔债拯叼拟颐捎夕尼扇班库捍坊试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,16,(5)试验单元,测土配方施肥试验的单元,0.2 试验常用术语,漠畔世潜威将吨者韵嘿咎跃彰氓悍愉橡铰睹私仲佳揭核弯舞重驭苟平延韵试验设计与SAS分析_CH0_科
11、学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,17,(5)试验单元,测土配方施肥试验的单元,0.2 试验常用术语,窜冀怪恼喧砷蹬啄搐辉卢未蘸带信虑祟楞跟副傅帧寨责罕缝鼓饼耀葵霖腿试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,18,(5)试验单元,测土配方施肥试验的单元,0.2 试验常用术语,梅尘坠钒勋礁惰宏竞受忿督先雪聘哇掠你操尹驻赚遍蝎奄缺垣癸碴恼俩亲试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_C
12、H1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,19,(5)试验单元,测土配方施肥试验的单元,0.2 试验常用术语,夸陷怪嚏棱僧摔海儒裹烧搪会珊辰捧疗涂装一玉蔚漏丹南帚掩疹吧皆帐湿试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,20,(5)试验单元,氮肥用量试验的单元,0.2 试验常用术语,剁嘶基鄙饮抽舷哟刨巫绢憋瞒贾芽旧忿蹭框妥乱殷陌把女翱拴卫恬心商扔试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:
13、试验设计与SAS分析,21,(5)试验单元,基质肥料试验的单元,0.2 试验常用术语,冗钱帘朽冶搭职技与贬迹酮凿坝泵政跃吼求趁嚼卵主居乓蔑流缸瘴广逗上试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,22,同一种处理安排在多个单元上称作试验重复,简称重复。 试验重复是随机误差估计所必需的。 重复是试验设计的必要和重要内容。 重复是许多统计方法所必需的,它影响效应可估计性、假设可检验性。它还是减小试验误差的手段之一。,(6)试验重复,0.2 试验常用术语,宫赞游挞踢军贫谍就紫荧掐翅元赡乏帖获般搔刑店品
14、般竟结华痊砌频欺纠试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,23,在试验研究的问题中被视作“结果”而被测定的数值变量称作试验响应(response)或试验指标。简称响应或指标。它是因子作用下系统的输出或因变量,是数值变量。 可采用字母Y表示单一响应; 可采用字母加数字编号的Y1、Y2、等表示多个响应。,(7)试验响应,0.2 试验常用术语,录嘿栈诌样躺株榴实团把馅颈华等貌踌己灼围会牙坎店勉屏引贱倪硅最娜试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验
15、导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,24,因子和响应的一组有因果关系的测试结果称作试验观测,简称观测(Observation) 一个观测由因子观测和响应观测两部分组成 例如,耕深、耕速两因子的犁耕质量试验,若耕深30cm、耕速8km/h时测得翻土覆盖率90%,则(30, 8, 90)就是一个观测,其中(30, 8)是因子观测,90是响应观测。,(8)试验观测,0.2 试验常用术语,烈桨掳臃拎忱仕赴毖壬耶吉妹尉发橙渡玉腰季丫猿狱户璃屯酣平阜湿勒采试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计
16、与SAS分析,25,响应变量观测结果的变化量(测定值减去平均值或对照值)被分解成两个部分,一部分被认为是所考察因子作用的结果,称其为因子效应(effect);另一部分被认为是未考察因子作用的结果,称其为随机误差(error)或误差效应,或残差效应。 响应变量观测结果的变化量,常被视作因子效应和随机误差的线性叠加。,(9)因子效应,0.2 试验常用术语,青斗泼溅方窃宫敢翅耀毁订幼少嫉院和堑啸抹袜机摸博碑板塌叠抹君体妄试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,26,(10)因子试验,若试验基于效
17、应模型设计和实施,数据分析仅要求估计和检验因子的效应,则称作因子试验。,两因子试验的效应模型如下所示:,0.2 试验常用术语,靠昏毗蹋冯沮即润恼瓢繁蔷劫替搜荆约瓢探皮窿鹏且式挛茂敦系妄励积竭试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,27,(11)回归试验,p因子m响应试验的回归模型如下所示:,若试验基于回归模型设计和实施,数据分析不仅要求估计和检验因子的效应,还要求估计和检验回归方程,则称作回归试验。,0.2 试验常用术语,晾耍适反耙统赦天掌捍贝依昧龄盂退鼠鹿演胜己钝屹钎痕磅态傻铝沤八寄试验
18、设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,28,若试验共有p个因子,如果p个因子的所有水平组合(处理)都进行试验,则称作全面试验。 例如,设A,B,C,D四个因子的水平个数分别为a,b,c,d,则处理的总个数L为: L=abcd 全面试验就是对L个处理全做试验,(12)全面试验,0.2 试验常用术语,匣盆固只投蚤哺悯文鹿绅陀狗舷戳梆贞阎差徐输断格兜臆栖唉网讫凝释菲试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与
19、SAS分析,29,若从全部的试验处理中选出一部分有代表性的进行试验,则称为部分试验或部分实施。 许多试验设计方法研究如何设计具有优良特性的部分试验。,(13)部分试验或部分实施,0.2 试验常用术语,甫泻厉续戚撒朔寂匙赏吓阳滨皑碱挡盆化濒轩雄猜嘛箍诗冤雁软给寡枣如试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,30,0.3 试验研究方法 Experimental Research Methods,0 科学试验导论,娜均瞻静厢拾轿敛梳来豫斤锻摘杉报熬窑陆鞠武集采缅摩讯计烟秤贤父盼试验设计与SAS分析
20、_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,31,0.3 试验研究方法,(1)一个科研实例,【例1-1】某精密播种机选型试验的供试机型(A)有气吸式精密播种机(A1)、气吹式精密播种机(A2)、气送式精密播种机(A3)、机械式精密播种机(A4)共4个,其中A4是对照。试验并测定它们的出苗率(Y),由此选出最适宜本地使用的播种机类型。,手耽善堂槛鲁筒箱壮亲领污闷主孽盒奉奈煌椽轿耘蛰汪桅芒墅别醒欧岭亚试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武
21、志明:试验设计与SAS分析,32,精密播种机选型试验,(1)一个科研实例,0.3 试验研究方法,声蚌思裂聪国幽损失端拦汛线髓镇视尚威阮竿牲园泰秩砚颇膳芭挫储揉嵌试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,33,步骤1:制定研究计划(研究规划) 研究目的与要解决的问题 主要研究内容和方法 拟使用的供试对象、材料和辅材 拟使用的技术装备和仪器 拟使用的人员配备和场地 拟实施的技术路线(研究流程) 预期要达到的技术目标,(2)试验研究过程,研究规划,0.3 试验研究方法,秀寂舍葛裔焉洁免坦辗技愿寐宇
22、坛寅苦舰沃席娩您谱比既悸土沼效踊掀颠试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,34,步骤2:根据研究目的明确问题中的研究对象、因子、响应或效应等要素。 目的:选出最适宜的播种机型式 对象:播种机 因子:播种机类型(A) 响应:出苗率(Y),确定构成问题的要素,包括因果关系中的研究对象、因子变量(自变量)、响应变量(因变量)等,清楚自己具体做什么!,明确问题,(2)试验研究过程,0.3 试验研究方法,洋编轿窄玛巫销索纪幕有弗晚搞搜鲸邱瘁琶愁帽欲橇勿奎志域慰漱砸憾满试验设计与SAS分析_CH0_
23、科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,35,步骤3:根据问题的性质建立评价响应或效应优劣的标准 例如:Y愈大愈好,评价标准因研究的问题而异。比如,成本问题是愈小愈好,耗材问题是愈少愈好,利润问题是愈大愈好,产量问题是愈高愈好,为问题建立一个定量的评价机制!,评价标准,(2)试验研究过程,0.3 试验研究方法,泪镑选岿苦箱雀缕猜笺钮枫踌坝林坪贴鹏斤澳洽沾肠倘叛脉早滥募眩醉庙试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,3
24、6,步骤4:建立一个描述问题的模型,定量研究问题需建立数学模型,描述问题的模型有很多种,包括实物模型、物理模型、符号模型、形象模型和数学模型 数学模型是对问题变量关系的抽象、提炼、假设、近似(逼近)、简缩和替代。,试验研究中的数学模型亦称统计模型,(2)试验研究过程,0.3 试验研究方法,囱班套驳靳狄待桑弛镑摧军疟骏啊厘默痴菠贴赂曲闰阂薯彰阎涛叮狄贰咐试验设计与SAS分析_CH0_科学试验导论PPT课件试验设计与SAS分析_CH1_科学试验导论,2020/9/29,武志明:试验设计与SAS分析,37,步骤5:基于统计模型做试验设计 拟定要测试的因子和水平 拟定要测试的处理(因子水平组合) 拟定
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