试验设计与分析

试验设计 东北大学研究生 课程实践报告

课程实践报告

课程名称：试验设计

授课教师：邵新慧

学生姓名：沈红杰

学生学号：1200183

专业方向：计算数学

2013.4.9

东北大学研究生 课程实践报告

- 1 - 试验设计与优化方法

试验优化设计是分析化学计量学的一个重要组成部分在分析测试中,试验设计是个非常重要的问题试验设计合理与否直接关系到能否获得所需要的资料及其多少和质量。因此,一直受到分析工作者的重视有关正交试验设计单纯形优化法、均匀设计法、回归正交设计和模糊正交设计等试验设计方法在分析测试中的应用已有不少报道本文介绍本实验室在优化试验设计方面的研究工作。内容涉及正交试验设计、单纯形优化法、均匀设计法、回归正交设计和模糊正交设计、人工神经网络等多种试验优化设计方法的应用, 优化效果的综合评价, 多种试验优化设计方法的综合应用等。

1、扩展了正交设计的应用范围

用正交表安排多因素试验的方法, 称为正交试验法该法在40年代首先应用于农业中,50年代推广到工业领域在我国,60年代开始应用这一方法, 70年代得到推广, 在分析测试领域于1975年首先应用于分光光度分析,以后又逐步推广到其它分析方法中用正交设计表安排试验,相对于全面试验而言,它只是部分试验,但对其中任何两因素来说,它又是具有相同重复次数的全面试验可用比全面试验法少得多的实验,获得能基本上反映全面情况的实验资料,克服了以往惯用的单因素轮换试验法不能全面考察因素影响与因素之间交互效应的缺点单因素轮换法获得的最佳条件只是各因素的一种特定组合,而正交设计获得的最佳条件常常是一个优化区,可在各因素间进行多种可能的最佳搭配除了将正交设计用于试验条件的优化之外,还开拓了它在东北大学研究生 课程实践报告

第十二章 试验设计

试验设计（experimental design）是数理统计学的一个分支，是进行科学研究的重要工具。由于它与生产实践和科学研究紧密结合，在理论和方法上不断地丰富和发展，因而广泛地应用于各个领域。

第一节 试验设计概述

一、试验设计的基本概念

试验设计，广义理解是指试验研究课题设计，也就是整个试验计划的拟定。主要包括课题的名称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的效果，试验方案，试验单位的选取、重复数的确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要求，试验结果的分析方法，经济效益或社会效益估计，已具备的条件，需要购置的仪器设备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等内容。而狭义的理解是指试验单位（如动物试验的畜、禽）的选取、重复数目的确定及试验单位的分组。生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。

试验设计的目的是避免系统误差，控制、降低试验误差，无偏估计处理效应，从而对样本所在总体作出可靠、正确的推断。

试验设计的任务是在研究工作进行之前，根据研究项目的需要，应用数理统计原理，作出周密安排，力求用较少的人力、物力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料，通过分析得出正确的结论，明确回答研究项目所提出的问题。如果设计不合理，不仅达不到试验的目的，甚至导致整个试验的失败。因此，能否合理地进行试验设计，关系到科研工作的成败。

二、动物试验的任务

在畜牧、水产等试验研究中，通常以动物作为试验对象，因而将所进行的试验统称为动物试验。它的主要任务在于研究、揭示和掌握动物生长发育规律、及这些规律与饲养管理、环境条件等的关系。通过试验，鉴定新的动物品种（系），探索新的饲料配方，饲养管理方法和技术措施，找出其中的规律，并将这些规律应用到生产实践中去，以解决畜牧业、水产业等生产中存在的问题，进一步提高产品的质量和数量，取得更大的经济效益和社会效益，从而推动畜牧业、水产业等事业的发展。

试验设计与分析

实验设计与分析是在实验室设计计划过程中的一个关键部分，对实验结果的准确性和可靠性有很大的影响。因此，熟悉相关原则和技术效率至关重要。

首先，实验设计应该从被实验者的不同性质和特点出发，确定实验材料，例如实验样本，实验流程，实验环境等，以便为可靠的结果建立基础。

其次，对实验数据进行统计分析是必不可少的。通过这种分析，我们可以知道实验的可靠性和可信度，以及实验结果的显著性。此外，统计分析可以帮助我们判断实验中发生的所有变化是否属于偶然或者是实际的现象。

最后，应进行有效的数据记录和组织，开发合适的分析报告工具，收集所有实验数据，同时考虑其时效性，以便在下一步实验中进行参考、比较和展示。

综上所述，熟练使用实验设计与分析的有效介入是实验设计和实验室科研计划的基础。它的使用可以提高实验效率，提高实验效果，维护实验室的学术声誉，加强实验结果的准确性和可靠性。

1

《试验设计与数据处理》课程论文

姓 名

院 （系）

专业班级

学 号

指导教师

职 称

日 期

仲 恺 农 业 工 程 学 院

2

随机区组试验设计与正交试验设计的比较

[摘 要]：本文对随机区组试验设计与正交试验设计的特点、应用条件和注意事项等比较，得出针对不同因素的设计方法，以便选择适当的设计方法来进行试验设计。

关键词：随机区组试验，正交试验设计，特点，应用条件，注意事项

引 言

为了推动食品科学的发展，常常要进行科学研究。例如，食品原料资源及其开发的研究，新产品开发和新的加工工艺的研究，食品质量保持、储藏方法等研究以及卫生标准的制定等。这些研究都离不开调查和试验。广义的实验设计是指整个试验研究课题的设计，即整个试验计划的拟订。狭义的实验设计者要是指试验单位的选取重复数的确定、试验单位的分组和试验处理的安排。

1.随机区组试验设计

1.1随机去组设计的概述

随机区组试验设计是一种随机排列的完全区组试验设计。其适用性较为广泛，既可用于单因素试验，也适用于多因素试验。

当试验的处理在两个以上时，如果存在某种对试验指标有较大影响的干扰因素（如试验单元的差别、试验空间、时间、测试仪器、操作人员等条件存在明显差异），根据可以通过局部控制降低试验误差的原理，可将试验单元分成若干组（区组，block），每组试验单元（或条件）基本一致，不同组之间在该干扰因素方面有差别。这样的设计称为随机区组设计。随机区组设计中区组内试验单元含量与处理数相同的设计称为完全随机区组设计。此时，各处理的重复数等于随机区组数。

1.2应用条件

已知外界还存在着一个对试验指标有明显影响的干扰因素；可以找到若干组条件一致的试验单元，且每组内包含的试验单元数等于处理数；已知干扰因素和试验因素间不存在交互作用；试验中比较的处理数较少。