绪论及试验设计概述(轻化版)-bywy.ppt

计算机在轻化专业中的应用计算机在轻化专业中的应用上海应用技术学院上海应用技术学院香料香精技术与工程学院香料香精技术与工程学院授课老师：王授课老师：王 一一 非非 QQ:46478797 QQ:46478797 1 考察方法考察方法1）4-6次随机点名次随机点名2）2次课后综合练习次课后综合练习3）2次随堂练习次随堂练习4）课堂表现）课堂表现2 综合练习打分规则综合练习打分规则1）不得抄袭，发现当次成绩不及格处理）不得抄袭，发现当次成绩不及格处理2）排版清晰，节约纸张）排版清晰，节约纸张3）回答问题正确）回答问题正确4）加分项加分项：综合练习英文回答：综合练习英文回答3 绪绪 论论计算机技术计算机技术试验设计试验设计数据处理数据处理结果输出结果输出4567 数据分析软件简介数据分析软件简介国际上最有影响的三大统计软件国际上最有影响的三大统计软件 SASSPSSBMDP 在国际学术界有条不成文的规定，即在国际学术交流中，在国际学术界有条不成文的规定，即在国际学术交流中，凡是用凡是用SPSS/SAS软件完成的计算和统计分析，可以不软件完成的计算和统计分析，可以不必说明算法，由此可见其影响之大和信誉之高必说明算法，由此可见其影响之大和信誉之高 8 数据分析软件简介数据分析软件简介9SAS(Statistical Analysis System，统计分析系统，统计分析系统)当当今今国国际际上上著著名名的的数数据据分分析析软软件件系系统统,其其基基本本部部分分是是SAS/BASE软件。软件。20世世纪纪60年年代代末末期期，由由美美国国北北卡卡罗罗纳纳州州州州立立大大学学(North Carolina State University)的的A.J.Barr和和J.H.Goodnight两两位位教教授授开开始始开开发发，1975年年创创建建了了美美国国SAS研研究究所所(SAS Institute Inc.)。之之后后，推推出出的的SAS系系统统，始始终终以以领领先先的的技技术术和和可可靠靠的的支支持持著著称称于于世世，通通过过不不断断发发展展和和完完善善，目前已成为目前已成为大型集成应用软件系统大型集成应用软件系统。数据分析软件简介数据分析软件简介10SPSS（Statistical Product and Service Solutions，统计产品与服务解决方案统计产品与服务解决方案）世世界界上上最最早早的的统统计计分分析析软软件件之之一一。由由美美国国斯斯坦坦福福大大学学的的三三位位研研究究生生于于20世世纪纪60年年代代末末研研制制，同同时时成成立立了了SPSS公公司司，并并于于1975年在芝加哥组建了年在芝加哥组建了SPSS总部。总部。操作界面极为友好，输出结果美观漂亮。操作界面极为友好，输出结果美观漂亮。操作简单。操作简单。其其统统计计分分析析功功能能与与另另外外两两个个软软件件即即SAS和和BMDP相相比比仍仍有有一一定欠缺定欠缺 。数据分析软件简介数据分析软件简介11BMDP（Bio Medical Data Processing）诞诞生生于于1961年年，由由加加州州大大学学洛洛杉杉矶矶分分校校研研发发。是是由由一一个名为个名为BIMED的生物医学应用软件修改而来。的生物医学应用软件修改而来。1968年年 BMDP公公司司发发行行，是是最最早早的的综综合合专专业业统统计计分分析析软件之一，在国际上影响很大。软件之一，在国际上影响很大。进进入入20世世纪纪90年年代代后后，BMDP发发展展路路途途不不畅畅，最最后后BMDP被被SPSS公公司司并并购购，并并且且收收购购之之初初SPSS公公司司在在开开发发与与推推广广BMDP统统计计软软件件方方面面的的积积极极性性也也不不大大。如如今今，可可能能是是由由于于要要与与SAS竞竞争争专专业业统统计计领领域域的的市市场场份份额额，BMDP的的停滞状况才有所改变。目前最新的版本是停滞状况才有所改变。目前最新的版本是BMDP 2007 数据分析软件简介数据分析软件简介12DPS统计软件统计软件中国人自主知识产权的统计软件中国人自主知识产权的统计软件 目目前前国国内内唯唯一一一一款款实实验验设设计计及及统统计计分分析析功功能能齐齐全全、价价格格上上适适合合于于国国内内用用户户的的具具自自主主知知识识产产权权、技技术术上上达达到到国国际际先先进进水水平平的的国国产产多多功功能能统统计计分析软件包。分析软件包。在在某某些些方方面面已已处处于于国国际际领领先先地地位位(如如实实验验设设计计中中大大样样本本时时的的均均匀匀实实验设计、多元统计分析中动态聚类分析验设计、多元统计分析中动态聚类分析)。DPSExcel+SPSS 篇篇幅幅达达135万万字字的的配配套套巨巨著著，既既是是使使用用说说明明书书，又又是是统统计计教教材材；她她堪堪称称是是国国内内目目前前最最为为全全面面的的统统计计学学百百科科全全书书。同同时时系系统统提提供供的的一一键键切切换换的的汉汉英英双双语语界界面面又又是是不不可可多多得得的的数数据据统统计计分分析析方方面面的的汉汉英英双双语语词词典典，并并可使可使DPS系统适用于不同类型的用户群系统适用于不同类型的用户群 数据分析软件简介数据分析软件简介13三大数学软件三大数学软件 Matlab和和Mathematica、Maple 数据分析软件简介数据分析软件简介14Origin OriginLab公公司司出出品品的的较较流流行行的的专专业业函函数数绘绘图图软软件件，是是公公认认的的简简单单易易学学、操操作作灵灵活活、功功能能强强大大的的软软件件，既既可可以以满满足足一一般般用用户户的的制制图图需需要要，也也可可以以满满足足高高级级用用户户数数据据分分析析、函函数数拟拟合合的需要。的需要。Origin的的绘绘图图是是基基于于模模板板的的，Origin本本身身提提供供了了几几十十种种二二维维和和三三维维绘绘图图模模板板而而且且允允许许用用户户自自己己定定制制模模板板。绘绘图图时时,只只要要选择所需要的模板就行。选择所需要的模板就行。专业绘图软件简介专业绘图软件简介15 试试 验验 设设 计计 概概 述述试验设计试验设计实验设计（实验设计（design of experiment,DOE）以以概率论概率论和和数理统计数理统计为理论基础，经济地，科学为理论基础，经济地，科学地安排试验的一项技术。地安排试验的一项技术。三三 个个 阶阶 段段早期的单因素和多因素早期的单因素和多因素方差分析方差分析 传统的传统的正交试验法正交试验法 近代的近代的调优设计法调优设计法 16 试试 验验 设设 计计 概概 述述试验设计的发展试验设计的发展2020世纪世纪3030年代：年代：费歇尔费歇尔（R.A.Fisher）罗坦斯泰德农业试验站统计试验室主任罗坦斯泰德农业试验站统计试验室主任 论证了论证了方差分析方差分析的原理和方法的原理和方法2020世纪世纪6060年代，田口玄一年代，田口玄一 将试验设计中应用最广的将试验设计中应用最广的正交设计表格化正交设计表格化 方法解说方面方法解说方面深入浅出深入浅出17 To call in the statistician after To call in the statistician after the experiment is done may be no the experiment is done may be no more than asking him to perform a more than asking him to perform a postmortem examination:he may postmortem examination:he may be able to say what the experiment be able to say what the experiment died of.died of.Fisher Fisher18例例1 1 某农场想移植外地的优良品种，选了某农场想移植外地的优良品种，选了A A、B B、C C三个品三个品种进行试验，看哪一种品种在本地更适合一些。种进行试验，看哪一种品种在本地更适合一些。ABCACACBBBACABCBCACAB19例例2 2 某厂想用高压聚乙烯与木屑混合物加温加压试制某厂想用高压聚乙烯与木屑混合物加温加压试制“人造人造再生木材再生木材”，选取三个有关因素各分三个水平进行试验。，选取三个有关因素各分三个水平进行试验。A（配比）B（温度）C（时间）11：11503022：31653533：718040B1B1C1C1C2C2C3C3B2B2C1C1C2C2C3C3B3B3C1C1C2C2C3C3A1A1B1B1C1C1C2C2C3C3B2B2C1C1C2C2C3C3B3B3C1C1C2C2C3C3A2A2B1B1C1C1C2C2C3C3B2B2C1C1C2C2C3C3B3B3C1C1C2C2C3C3A3A320 试试 验验 设设 计计 有有 什什 么么 优优 点点？试验次数尽可能减少试验次数尽可能减少试验次数尽可能减少试验次数尽可能减少便于分析和处理试验数据便于分析和处理试验数据便于分析和处理试验数据便于分析和处理试验数据通过分析能得到满意的试验结论通过分析能得到满意的试验结论通过分析能得到满意的试验结论通过分析能得到满意的试验结论21 试验设计的常用术语试验设计的常用术语因素因素预考察的变量（预考察的变量（x）响应响应（输出）（输出）试验结果（试验结果（y）水平水平因素变化的各种状态和条件因素变化的各种状态和条件交互作用交互作用因素间联合起来影响试验的指标因素间联合起来影响试验的指标重复试验重复试验同一试验室中，由同一个操作者，用同同一试验室中，由同一个操作者，用同一台仪器设备在相同的试验方法和试验条件下，对同一台仪器设备在相同的试验方法和试验条件下，对同一试样在短期内（一般不超过一试样在短期内（一般不超过7天），进行连续两次或天），进行连续两次或多次分析的试验。多次分析的试验。随机误差随机误差试验中一些不可控制因素（气温、湿度、试验中一些不可控制因素（气温、湿度、原材料、操作人员的误差）原材料、操作人员的误差）22 试验设计的误差控制试验设计的误差控制费歇尔三原则费歇尔三原则费歇尔三原则费歇尔三原则重复测量原则重复测量原则重复测量原则重复测量原则 同一试验条件小，次数越多，试验精度越高同一试验条件小，次数越多，试验精度越高随机化原则随机化原则随机化原则随机化原则局部控制原则局部控制原则局部控制原则局部控制原则23 试验设计的常用模型试验设计的常用模型在特定的数学模型下达到最优的方法在特定的数学模型下达到最优的方法在特定的数学模型下达到最优的方法在特定的数学模型下达到最优的方法正交设计正交设计方差分析模型方差分析模型最优设计最优设计回归模型回归模型24 试验设计的常用模型试验设计的常用模型方差分析及其方差分析及其方差分析及其方差分析及其F F检验检验检验检验给出关于因素对响应的影响是否显著的结论给出关于因素对响应的影响是否显著的结论试验者选择因素试验者选择因素x的的r个水平个水平1，2，r，并在每个，并在每个水平下作水平下作ni次重复试验，试验模型可写为次重复试验，试验模型可写为 式中式中 yij：在水平：在水平i下的第下的第j次试验的响应值次试验的响应值 ni：在水平：在水平i下的试验重复数下的试验重复数 i：响应：响应y在水平在水平i下的真值下的真值 ij：在水平：在水平i下的第下的第j次试验的随机误差次试验的随机误差25 试验设计的常用模型试验设计的常用模型回归模型回归模型回归模型回归模型若试验者根据以往的经验，认为若试验者根据以往的经验，认为y与与x间有回归模型间有回归模型 式中式中0，1，m为回归系数，为回归系数，为随机误为随机误差差26 试验设计方法试验设计方法因素的选取因素的选取因素的选取因素的选取 所有影响较大的因素选入所有影响较大的因素选入 学科种类不一样，因素个数不一学科种类不一样，因素个数不一 工程类工程类 20-50 20-50个因素个因素水平的选取水平的选取水平的选取水平的选取 质质：原材料、添加剂的种类：原材料、添加剂的种类 量量：实际情况（如温度）：实际情况（如温度）27 本课程的目的本课程的目的介绍常用的软件介绍常用的软件并学会对数据的分析并学会对数据的分析为大家更好的完成毕业论文服务为大家更好的完成毕业论文服务28 本课程的重点本课程的重点1、重复试验的概念、重复试验的概念2、方差分析、方差分析3、正交试验设计及分析、正交试验设计及分析4、回归分析、回归分析5、聚类分析、聚类分析6、主成分分析、主成分分析7、利用、利用origin作图作图8、利用、利用chemical draw画分子式画分子式9、毕设论文中的、毕设论文中的word常用技巧常用技巧29