第七章--回归正交试验设计ppt课件.ppt
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1、经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用第七章第七章 回归正交试验设计回归正交试验设计 回归正交试验设计将正交试验设计和回归分析两者的回归正交试验设计将正交试验设计和回归分析两者的优势统一起来,它可以在因素的试验范围内选择适当的试优势统一起来,它可以在因素的试验范围内选择适当的试验点,用较少的试验建立一个精度高、统计性质好的回归验点,用较少的试验建立一个精度高、统计性质好的回归方程,并能解决试验优化问题。方程,并能解决试验优化问题。7.1 7.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分
2、析 一次回归正交设计欲建立如下的回归方程:一次回归正交设计欲建立如下的回归方程:或或1经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用7.1.17.1.1一次回归正交设计的基本方法一次回归正交设计的基本方法1.1.确定因素的变化范围确定因素的变化范围设因素设因素x xj j的变化范围为的变化范围为xxj1j1,x,xj2j2,分别称,分别称x xj1j1和和x xj2j2为因素为因素x xj j的下水平和上水平,取它们的算数平均值的下水平和上水平,取它们的算数平均值称称x xj0j0为为x xj j的零水平。的零
3、水平。X Xj j的变化间距用的变化间距用j j表示:表示:或或27.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.因素水平的编码因素水平的编码将将x xj j的各水平进行如下的线性变换:的各水平进行如下的线性变换:Z Zj j就是就是x xj j的编码,两者一一对应。的编码,两者一一对应。规范变量规范变量z zj j自然变量自然变量x xj jx x1 1x x2 2x xm mz zj1j1=-1=-1z zj0j0=0=0z zj2j
4、2=1=1j jx x1111x x1010 x x12121 1x x2121x x2020 x x2222 2 2 x xm1m1x xm0m0 x xm2m2 m m因素水平编码表因素水平编码表37.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 由于规范变量由于规范变量z zj j的取值范围都在的取值范围都在 1 1,11之间,不受自然变量之间,不受自然变量x xj j的的单位和取值大小的影响,所以将单位和取值大小的影响,所以将y y与与x
5、 xj j之间的回归转化为之间的回归转化为y y与与z zj j之间的回之间的回归问题,会大大简化回归计算量。归问题,会大大简化回归计算量。3.3.一次回归正交设计表一次回归正交设计表 将二水平的正交表中将二水平的正交表中“2”“2”用用“1”1”代换,即可得到一次回归正代换,即可得到一次回归正交设计表。例如交设计表。例如 经过变换后得到如下的回归正交设计表:经过变换后得到如下的回归正交设计表:试验号1234567123456781111-1-1-1-111-1-111-1-111-1-1-1-1111-11-11-11-11-11-1-11-111-1-111-1-111-1-11-111-
6、147.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用回归正交表具有如下的特点:回归正交表具有如下的特点:(1 1)任一列编码的和为)任一列编码的和为0 0或或(2 2)任意两列编码的乘积之和等于零)任意两列编码的乘积之和等于零 说明回归正交设计表同样具有正交性,可使回归说明回归正交设计表同样具有正交性,可使回归计算大大简化。计算大大简化。57.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当
7、按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用4.4.试验方案的确定试验方案的确定 交互作用列的编码正好等于表中对应两列因素编码的乘积,所交互作用列的编码正好等于表中对应两列因素编码的乘积,所以用回归正交表安排交互作用时,可以不参考正交表的交互作用表,以用回归正交表安排交互作用时,可以不参考正交表的交互作用表,直接根据这一规律写出交互作用列的编码。直接根据这一规律写出交互作用列的编码。试验号1(z1)2(z2)3(z3(z1 1z z2 2)4(z3)5(z5(z1 1z z3 3)123456789101111-1-1-1-10011-1-111-
8、1-1001 11 1-1-1-1-1-1-1-1-11 11 10 00 01-11-11-11-1001 1-1-11 1-1-1-1-11 1-1-11 10 00 067.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 上表中第上表中第9 9、1010号试验称为零水平试验或中心试验,安排零水平号试验称为零水平试验或中心试验,安排零水平试验的目的是为了进行回归方程的失拟检验,如果不考虑失拟检验,试验的目的是为了进行回归方程的失拟检验,如果不考
9、虑失拟检验,也可以不安排零水平试验。也可以不安排零水平试验。7.1.27.1.2一次回归方程的建立一次回归方程的建立 设总的试验次数为设总的试验次数为N N,其中原正交表所规定的二水平试验次数为,其中原正交表所规定的二水平试验次数为m mc c,零水平试验次数为,零水平试验次数为m m0 0,即有:,即有:建立回归方程建立回归方程其系数的计算公式如下:其系数的计算公式如下:77.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 式中式中z zjiji
10、表示表示z zj j列各水平的编码,列各水平的编码,(z(zk kz zj j)i i表示表示z zk kz zj j列各水平的编码。列各水平的编码。87.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 通过上述方法确定偏回归系数之后,可以直接根据它通过上述方法确定偏回归系数之后,可以直接根据它们绝对值的大小来判断各因素和交互作用的相对重要性,们绝对值的大小来判断各因素和交互作用的相对重要性,而不用转成标准回归系数,回归系数的符号反映了因素对而不用
11、转成标准回归系数,回归系数的符号反映了因素对试验指标影响的正负。试验指标影响的正负。7.1.37.1.3一次回归方程及偏回归系数的显著性检验一次回归方程及偏回归系数的显著性检验1.1.无零水平试验时无零水平试验时(1)(1)计算各种平方和计算各种平方和总变动平方和总变动平方和97.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用一次项一次项z zj j偏回归平方和偏回归平方和交互项交互项z zk kz zj j偏回归平方和偏回归平方和回归平方和回归平
12、方和U U剩余平方和剩余平方和Q Q107.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用偏回归平方和自由度偏回归平方和自由度回归平方和回归平方和U U自由度自由度(2)(2)计算各种平方和的自由度计算各种平方和的自由度总变动平方和自由度总变动平方和自由度剩余平方和剩余平方和Q Q自由度自由度117.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿
13、的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)(3)计算均方差计算均方差一次项偏回归平方和均方差一次项偏回归平方和均方差交互项偏回归平方和均方差交互项偏回归平方和均方差回归平方和均方差回归平方和均方差剩余平方和均方差剩余平方和均方差127.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(4)(4)显著性检验显著性检验回归方程的显著性检验回归方程的显著性检验偏回归系数的显著性检验偏回归系数的显著性检验 经偏回归系数显著性检验,证明对试验结果影响不
14、显著的因素或交经偏回归系数显著性检验,证明对试验结果影响不显著的因素或交互项,可将其直接从回归方程中剔除,不需要重新建立回归方程,但应互项,可将其直接从回归方程中剔除,不需要重新建立回归方程,但应将被剔除变量的偏回归平方和、自由度并入到剩余平方和与自由度中,将被剔除变量的偏回归平方和、自由度并入到剩余平方和与自由度中,然后再进行相关的方差分析计算。具体例子见书然后再进行相关的方差分析计算。具体例子见书P126P126129129例例8 81 1。137.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,
15、增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用147.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析 用石墨炉原子吸收分光光度计法测定食品中的铅,为提高吸光度,用石墨炉原子吸收分光光度计法测定食品中的铅,为提高吸光度,对对x x1 1(灰化温度(灰化温度/)、)、x x2 2(原子化温度(原子化温度/)和)和x x3 3(灯电流(灯电流/mA/mA)三个)三个因素进行考察,并考虑交互作用因素进行考察,并考虑交互作用x x1 1x x2 2、x x1 1x x3 3。已知。已知x x1 1=300=300700,700,x x2 2=1800=180024002400,x
16、 x3 3=8=810mA10mA。试通过回归正交试验确定吸光度与三。试通过回归正交试验确定吸光度与三个因素之间的函数关系。个因素之间的函数关系。规范变量规范变量z zj j自然变量自然变量x xj jx x1 1x x2 2x x3 31 1-1-10 0j j70070030030050050020020024002400180018002100210030030010108 89 91 1因素水平编码表因素水平编码表经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用157.1 一次回归正交试验设计及结果分析一
17、次回归正交试验设计及结果分析试验号z1z2z1z2z3z1z3得率yy2z1yz2yz3y(z1z2)y(z1z3)y123456781111-1-1-1-111-1-111-1-111-1-1-1-1111-11-11-11-11-11-1-11-110.5520.5540.4800.4720.5160.5320.4480.4840.3047040.3069160.2304000.2227840.2662560.2830240.2007040.2342560.5520.5540.4800.472-0.516-0.532-0.448-0.4840.5520.554-0.480-0.4720.5
18、160.532-0.448-0.4840.552-0.5540.480-0.4720.516-0.5320.448-0.4840.5520.554-0.480-0.472-0.516-0.5320.4480.4840.552-0.5540.480-0.472-0.5160.532-0.448-0.4844.0382.0490440.0780.270-0.0460.0380.058经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用167.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或
19、者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用177.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用187.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用197.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析差异源SS
20、fVF显著性z1z2z3z1z2z1z3回归残差0.0007610.0091130.0002650.0001810.0004210.0107410.00012311111520.0007610.0091130.0002650.0001810.0004210.0021480.00006212.27146.984.272.926.7934.65*总和0.0108647F0.05(1,2)=18.51 F0.01(1,2)=98.49 只有因素z2对指标影响高度显著,其余因素及交互项的影响不显著。回归方程显著。F0.05(5,2)=19.30 F0.01(5,2)=99.30经营者提供商品或者服务有
21、欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用207.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析差异源SSfVF显著性回归(z2)残差0.0091130.001751160.0091130.00029231.21*总和0.0108647F0.05(1,6)=5.99 F0.01(1,6)=13.74 将z1、z3、z1z2、z1z3的平方和并入误差项 可见因素z2对指标影响高度显著,所建的回归方程高度显著:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品
22、的价款或接受服务的费用217.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用2.2.有零水平试验时有零水平试验时剩余平剩余平方和方和Q Q失拟因素失拟因素重复试验误差重复试验误差非非x x的一次项的一次项非非x x项项失拟平方和失拟平方和SSSSe1e1重复试验误差平方和重复试验误差平方和SSSSe2e2 前面介绍的回归方程显著性检验,只能说明回归方程是前面介绍的回归方程显著性检验,只能说明回归方程是显著的,至于失拟因素对试验结果的影响不得而知,如
23、果失显著的,至于失拟因素对试验结果的影响不得而知,如果失拟因素的影响也是显著的,那么原来建立的一次正交回归的拟因素的影响也是显著的,那么原来建立的一次正交回归的数学模型不合理,需要重新考虑拟合的数学模型。只有数学数学模型不合理,需要重新考虑拟合的数学模型。只有数学模型合理而且据此得到的回归方程显著时才有意义。模型合理而且据此得到的回归方程显著时才有意义。当零水平试验次数当零水平试验次数m m0 02 2,可进行回归方程的失拟性检验。,可进行回归方程的失拟性检验。227.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔
24、偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用设设m m0 0次零水平试验结果为次零水平试验结果为y y0101,y y0202,y y0m0m0 0,则:,则:重复试验误差变动平方和及其自由度:重复试验误差变动平方和及其自由度:失拟平方和及其自由度:失拟平方和及其自由度:237.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(1)(1)回归方程拟合度检验回归方程拟合度检验拟合的数学模型是否合理拟合的数学模型是否合理 当当F
25、F1 1FFF,回归方程失拟显著,所建立的模型不合,回归方程失拟显著,所建立的模型不合理,应该考虑那些失拟因素重新建立数学模型。理,应该考虑那些失拟因素重新建立数学模型。247.1 一次回归正交试验设计及结果分析一次回归正交试验设计及结果分析经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 当当F F2 2FF,回归方程显著,否则回归方程不显著。,回归方程显著,否则回归方程不显著。只有只有F F1 1检验不显著,而检验不显著,而F F2 2检验显著时所建立的回归方检验显著时所建立的回归方程才有意义。程才有意义。2
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