试验优化设计正交和0rigin实例
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医院药剂科人员管理是医院药事管理的重要课题,其政策性强,涉及面广,关系到员工的切身利益以及药学工作的正常开展和可持续发展。
搞好药剂科人员管理既要掌握原则,又要体现灵活和对员工的关心,积极引导员工发挥主观能动性,以病人为中心,努力提高药事管理质量和药学服务水平[2]。
[参考文献][1] 吴永佩,张 钧.医院管理学.药事管理分册[M ].北京:人民卫生出版社,2003:198.[2] 何洪静.药师下临床工作的实践和体会[J ].药学服务与研究,2005,5(3):2862288.[收稿日期] 2007208228[修回日期] 2007212228[本文编辑] 阳凌燕 姚春芳・技术和方法・正交试验设计实例分析滕海英,祝国强3,黄 平,刘 沛(第二军医大学基础医学部数理教研室,上海200433)[关键词] 正交试验设计;直观分析法;方差分析法;正交表;姜黄素;提取法[中图分类号] R 911.2,R 284.2 [文献标识码] B [文章编号] 167122838(2008)0120075202[作者简介] 滕海英(19732),女(汉族),讲师.E 2mail :jt hy 21973@3通讯作者,E 2mail :zhu 2guoqiang @ 正交试验设计是使用正交表来安排多因素、多水平试验,并采用统计学方法分析实验结果的一种实验设计方法[1]。
对于多因素、多水平的问题,人们一般希望通过若干次的实验找出各因素的主次关系和最优搭配条件,用正交表合理地安排实验,可以省时、省力、省钱,同时又能得到基本满意的实验效果。
因此,这种方法在改进产品质量、优化工艺条件及研发新产品等诸多方面广泛应用。
发酵纤维-正交优化/响应面实验方法一、发酵前准备(1)发酵底物混合发酵底物(菊苣叶:菊苣粕:麸皮=1:3:3);尿素(2)培养基梭菌增殖培养基(RCM):1000mL水中加蛋白胨10g,牛肉粉10g,酵母粉3g,葡萄糖5g,可溶性淀粉1g,氯化钠5g,醋酸钠3g,L-半胱氨酸盐酸盐0.5g,琼脂0.5g,pH值6.8±0.1。
马铃薯培养基(PDA):200g马铃薯去皮,切成块加水,煮沸30min(注意火力的控制,可适当补水),用纱布过滤,滤液加葡萄糖20g,琼脂15-20g补足水至1000ml,pH值5.6±0.2。
乳酸菌培养基(MRS):蒸馏水1000mL,蛋白胨10g,牛肉膏10g,酵母膏5g,柠檬酸氢二铵[(NH4)2HC6H5O7] 2g,葡萄糖20g,吐温-80 1mL,乙酸钠(CH3COONa·3H2O)5g,磷酸氢二钾2g,硫酸镁(MgSO4·7H2O)0.58g,硫酸锰(MnSO4·H2O)0.25g,琼脂18g,pH值6.2-6.6。
二、单因素发酵(1)菌种活化及种子液的制备丁酸梭菌:将菌种接种于装有增值培养基RCM的试管中,培养基上覆盖2cm 左右液体石蜡,培养基提前灭菌,37℃静置培养48h以形成芽孢。
将上述芽孢培养物置于80℃水浴处理10min,再分别以1mL的接种量转接到灭过菌的装有9mL 增殖培养基的试管中,以灭菌后空白培养基作为对照,在650nm处测吸光值,确定菌液浓度。
或采用厌氧菌双层培养法。
黑曲霉:将斜面生长的黑曲霉,转接种于PDA固体培养基上,28℃恒温培养箱中培养至表面铺满孢子,用液体培养基冲洗孢子获得孢子悬液,用双层纱布过滤掉菌丝后于4℃保存备用。
然后用血球计数板计数/紫外分光光度计确定孢子浓度,视情况调整孢子浓度至0.8-1.2×108个/mL,发酵培养基的含水量包含接入的菌液。
乳酸菌:将乳酸菌冻干粉接入乳酸菌(MRS)培养基进行活化,再将其转入乳酸菌液体培养基中进行扩大培养,制备种子液,菌液浓度参考冻干粉每克的活菌数。
正交试验设计响应面优化方法正交试验设计是一种多因素的实验设计方法,通过系统地设置各个因素的水平组合,来寻找影响实验结果的主要因素和最佳工艺参数。
而响应面优化方法则是在正交试验的基础上,通过数学模型来建立因变量与自变量之间的关系,并通过优化技术寻找最佳的工艺参数组合,使得因变量得到最优化的结果。
I. 引言正交试验设计是一种高效的实验设计方法,可以帮助我们快速地寻找到最佳的工艺参数组合。
而在实际应用中,我们常常需要进一步优化这些参数,使得因变量能够得到更为理想的结果。
在这种情况下,响应面优化方法就成为了一个很好的选择。
II. 正交试验设计方法正交试验设计方法是一种系统化的实验设计方法,它通过设置不同因素水平组合来探索各个因素对实验结果的影响。
在正交试验设计中,通过构建正交表,我们可以同时考察多个因素以及它们之间的交互作用。
通过分析试验结果,我们可以确定主要的因素以及它们的最佳水平。
III. 响应面建模响应面建模是一种通过构建数学模型来描述因变量与自变量之间关系的方法。
在响应面建模中,我们可以利用统计学方法对正交试验设计的数据进行分析,然后通过拟合最优的数学模型,得到因变量与自变量之间的关系函数。
IV. 响应面优化方法响应面优化方法是在响应面建模的基础上,利用优化技术寻找最佳的工艺参数组合。
通过对建立的数学模型进行优化,我们可以找到使得因变量得到最优化结果的自变量组合。
V. 实例分析为了更好地理解正交试验设计响应面优化方法的应用,我们以某制药厂家的药物生产过程为例进行分析。
在该药物生产过程中,存在多个关键参数需要优化,如反应时间、温度、浓度等。
通过正交试验设计,我们可以得到在这些参数下的实验结果。
然后,通过响应面建模,我们可以建立药物产率与反应时间、温度、浓度等参数之间的关系模型。
最后,通过响应面优化方法,我们可以找到使得药物产率最大化的最佳工艺参数组合。
VI. 结论正交试验设计响应面优化方法是一种高效的实验设计和优化方法。
正交试验设计法一、定义:正交试验设计法就是利用正交表来合理安排多因素试验的一种方法。
二、常用术语1、指标:指标就是试验要考察的效果。
常用X、Y、Z……来表示。
▼定量指标:能够用数量来表示的试验指标,如重量、尺寸、温度。
▼定性指标:不能用数量来表示的试验指标,如颜色、味道、外观。
●定性指标量化:可用打分法、分等法。
2、因素:因素是指对试验指标可能产生影响的原因。
因素是在试验中应当加以考察的重点内容。
一般用大写字母A、B、C……来表示。
3、水平(位级):位级是指因素在试验中所处的状态或条件。
常用阿拉伯数字1、2、3……来表示。
如: A1、A2、A3、B1、B2、B3。
三、正交表 (已设计好的标准化表格,是进行正试验法的基本工具)1、日本型正交表:由日本质量管理专家田口玄一博士创立。
该正交试验设计法,除需试验的因素外,还要研究分析因素与因素之间的交互作用,一起上列,对试验结果的分析用方差分析等方法,过程较复杂。
2、中国型正交表是由以我国张千里教授为首的中国专家所创立。
它不考虑因素之间的交互作用,而将其交互作用融于试验之中,对试验结果的分析采用极差分析法,简单的用“看一看”与“算一算”相结合的分析、简单、易行、同样能得到满意的结论,是一种实用的试验方法,很适合现场应用。
四、正交表的特点:1、均衡分散性:每一列中各种字码出现的次数相同,保证试验条件均衡地分散在配合完全的位级组合之中,因而代表性强,容易出现好条件。
2、整齐可比性:任意两列中全部有序数字对出现次数都是相同的。
保证了在各个位级的效果之中,最大限度地排除了其他因素的干扰,能最有效地进行比较,作出展望。
五、用中国型正交表安排试验的步骤 1、明确试验目的 2、确定考察指标 3、挑因素、选位级,制定因素位级表 ①挑因素的原则: ▼分析影响指标的各种因素,排除: 不可控因素 对指标影响不大的因素 已掌握得好的因素(让其固定在适当位置上) ▼选对指标可能影响大,又无把握的因素。
正交试验设计方法讲义及举例第5章 正交试验设计方法5.1 试验设计方法概述试验设计是数理统计学的一个重要的分支。
多数数理统计方法主要用于分析已经得到的数据,而试验设计却是用于决定数据收集的方法。
试验设计方法主要讨论如何合理地安排试验以及试验所得的数据如何分析等。
例5-1 某化工厂想提高某化工产品的质量和产量,对工艺中三个主要因素各按三个水平进行试验(见表5-1)。
试验的目的是为提高合格产品的产量,寻求最适宜的操作条件。
对此实例该如何进行试验方案的设计呢?很容易想到的是全面搭配法方案(如图5-1所示):此方案数据点分布的均匀性极好,因素和水平的搭配十分全面,唯一的缺点是实验次数多达33=27次(指数3代表3个因素,底数3代表每因素有3个水平)。
因素、水平数愈多,则实验次数就愈多,例如,做一个6因素3水平的试验,就需36=729次实验,显然难以做到。
因此需要寻找一种合适的试验设计方法。
试验设计方法常用的术语定义如下。
试验指标:指作为试验研究过程的因变量,常为试验结果特征的量(如得率、纯度等)。
例1的试验指标为合格产品的产量。
因素:指作试验研究过程的自变量,常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因。
如例1的温度、压力、碱的用量。
水平:指试验中因素所处的具体状态或情况,又称为等级。
如例1的温度有3个水平。
温度用T 表示,下标1、2、3表示因素的不同水平,分别记为T 1、T 2、T 3。
常用的试验设计方法有:正交试验设计法、均匀试验设计法、单纯形优化法、双水平单纯形优化法、回归正交设计法、序贯试验设计法等。
可供选择的试验方法很多,各种试验设计方法都有其一定的特点。
所面对的任务与要解决的问题不同,选择的试验设计方法也应有所不同。
由于篇幅的限制,我们只讨论正交试验设计方法。
5.2 正交试验设计方法的优点和特点用正交表安排多因素试验的方法,称为正交试验设计法。
其特点为:①完成试验要求所需的实验次数少。
②数据点的分布很均匀。