SPSS并不適合進(jìn)行正交表的生成

1、SPSS并不適合進(jìn)行正交表的生成SPSS是IBM公司推出的一系列用于統(tǒng)計學(xué)分析運(yùn)算、數(shù)據(jù)挖掘、預(yù)測分析和決策支持任務(wù)的軟件產(chǎn)品及相關(guān)服務(wù)的總稱。由于其操作簡單，已經(jīng)在我國的社會科學(xué)、自然科學(xué)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了巨大作用。該軟件還可以應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、物流管理、生物學(xué)、心理學(xué)、地理學(xué)、醫(yī)療衛(wèi)生、體育、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、商業(yè)等各個領(lǐng)域。但事實上，該軟件有它的局限性，這里從SPSS與正交試驗的契合上予以說明。從正交表的設(shè)計上來說明。所謂正交試驗設(shè)計就是利用一種規(guī)格化的表正交表來合理地安排試驗，利用數(shù)理統(tǒng)計的原理科學(xué)地分析試驗結(jié)果、處理多因素試驗的科學(xué)方法。這種方法的優(yōu)點是能夠通過代表性很強(qiáng)的少數(shù)次試

2、驗，摸清各個因素對試驗指標(biāo)的影響情況，確定出因素的主次順序，找出較好的生產(chǎn)條件或優(yōu)參數(shù)組合。經(jīng)驗證明，正交試驗設(shè)計是一種解決多因素試驗問題的卓有成效的方法。正交表是正交設(shè)計的基本工具，它是根據(jù)均衡分散的思想，運(yùn)用組合數(shù)學(xué)理論在拉丁方和正交拉丁方的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種表格。鑒于正交表具有以上特點，這也就無形中規(guī)定了它應(yīng)當(dāng)有的一些固定化格式，比如說，最后的正交表當(dāng)是“固定”的、“唯一”的，它的唯一性表現(xiàn)在，它是按照一定的漸進(jìn)順序依次排列，而不是混亂的，如下表4.1所示的L8(27)正交表，從序列號1開始一直到8，我們現(xiàn)實將“1”這個因素排列完畢，然后再去排列“2”和“3”，這也是我們在日常生產(chǎn)工作中所

3、遵循的一種默認(rèn)格式，這就方便了我們依次將試驗進(jìn)行到底，不致于將某個試驗項遺漏。表1 列號試驗號12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112組12 3用SPSS軟件生成的正交表恰恰就不滿足上面所說的特點，我們通過例子來予以說明。【例】兔毛纖維集合體手感柔軟、保暖性好，其很多方面的性能與羊絨類似，但兔毛纖維卷曲小，鱗片張角小且緊覆毛干，表面光滑，摩擦系數(shù)小，抱合力差，造成其可紡性差。現(xiàn)將其按照混紡比70:30和腈綸混紡成紗。研究不同的紡紗方法、溫濕度條件對成紗強(qiáng)度的影響，不考慮因素之間的交互作用。表2

4、水平A（紡紗方法）B（溫度，）C（相對濕度，%）1環(huán)錠紡152040502轉(zhuǎn)杯紡202550603賽絡(luò)紡253060701）用傳統(tǒng)方法做正交分析這是一個3因素3水平問題，不考慮因素之間的交互作用，選取L9(34)正交表安排試驗。由于不考慮因素之間的交互作用，所以3個因素可以放在正交表的任一列，本例中將因素A、B、C依次安排在第1、2、4列，第3列為空白列，完成表頭設(shè)計。當(dāng)表頭設(shè)計完畢，由該正交表規(guī)定的實驗方案就得到了。實驗號AB空列C 實驗方案11111A1B1C121222A1B2C231333A1B3C342123A2B1C352231A2B2C162312A2B3C273132A3B1C

5、283213A3B2C293321A3B3C1接下來，嚴(yán)格按照正交表中規(guī)定的方案完成每一號實驗，實驗進(jìn)行的次序也可沒有必要完全按照正交表上的實驗號碼的順序，可隨機(jī)進(jìn)行。開展實驗時，實驗條件的控制力求做到十分嚴(yán)格。計算極差，確定因素的主次順序。實驗號AB空列C實驗方案斷裂強(qiáng)度（cNdtex-1）11111A1B1C15.9621222A1B2C26.1231333A1B3C36.5342123A2B1C37.5252231A2B2C17.2262312A2B3C27.1873132A3B1C28.5783213A3B2C29.6293321A3B3C18.22k16.207.357.597.13

6、k27.317.657.297.29k38.807.317.447.89R2.600.340.300.76極差大小關(guān)系為RARCRB，則主次因素順序為ACB。也就是說成紗強(qiáng)力影響最大的是紡紗方法，其次是相對濕度，最后是溫度。實驗指標(biāo)是斷裂強(qiáng)度，斷裂強(qiáng)度越大越好，所以選用指標(biāo)大的水平，即每個因素的K1，K2，K3中最大的值所對應(yīng)的那個水平。由于：A因素列：K3K2K1B因素列：K2K1K3C因素列：K3K2K1所以可以確定最優(yōu)方案為A3B2C3，該方案也就是正交設(shè)計中的第8號實驗方案。如果我們通過直觀分析方法得到的最優(yōu)方案并沒有包含在正交表中規(guī)定的9個實驗方案中，這個時候就需要把通過直觀分析得到

7、的方案和正交表中最好的實驗方案進(jìn)行對比實驗，實驗結(jié)果哪個好，哪個實驗方案才是最優(yōu)方案。這種情況的出現(xiàn)一般來說可能是沒有考慮因素間的交互作用或?qū)嶒炚`差較大引起的，需要做進(jìn)一步的研究。在確定最優(yōu)方案的時候，對于主要因素，要按照有利于指標(biāo)的要求選取最好的水平；對于不重要的因素，其水平的變動對實驗結(jié)果的影響較小，則根據(jù)實際情況（比如有利于較低消耗，提高效率，成本低廉等）來考察水平。Rc和空白列的極差比較接近，這可以在一定程度上說明C因素對實驗結(jié)果的影響較弱。2）用SPSS軟件生成正交表輸入數(shù)據(jù)：打開SPSS軟件-【數(shù)據(jù)】-【正交設(shè)計】，彈出下面對話框。輸入因子名稱“A”和標(biāo)簽名“紡紗方法”，單擊“添加

8、”按鈕，左邊的矩形框中會顯示出“A紡紗方法（？）”，選中矩形框中的內(nèi)容，下面的“定義值”按鈕將被激活，在單擊“定義值”，會彈出定義值對話框。定義值對話框左側(cè)是因素水平書，例如由“1”到“3”，輸入即可，對應(yīng)右邊“標(biāo)簽”可以輸入對某一水平的說明。例如我們研究的三個水平中，1水平代表環(huán)錠紡，2水平代表轉(zhuǎn)杯紡，3水平代表賽絡(luò)紡，依次輸入后點擊“繼續(xù)”，返回“生成正交設(shè)計”對話框。按照同樣的步驟，再次輸入水平2的相關(guān)因素水平數(shù)，完成后得到下面的對話框。在“數(shù)據(jù)集名稱”中輸入我們要研究的對象，如“三中因素對成紗強(qiáng)度的影響”，填完之后，最后一行中的“確定”將被激活。“將隨機(jī)數(shù)初始值設(shè)置為”可以不用填入，一

9、般默認(rèn)即可。至此，因素和水平數(shù)錄入完畢，點擊“確定”即可生成一個三因素三水平的正交表，如下圖所示。將表中的“STATUS_”為試驗結(jié)果錄入項，名稱可以改為“成紗強(qiáng)度”，“CARD_”為序列號，不作變動。正交表已經(jīng)生成，接下來只需要用相關(guān)的數(shù)據(jù)處理方法（比如方差分析、回歸分析等）進(jìn)行數(shù)據(jù)分析就行了，可一個問題又出來了。我們看到上圖中的正交表和書本上附錄中的正交表不一樣，具體表現(xiàn)在：a) 水平數(shù)的排序混亂，不是按照先“1”后“2”，最后再“3”的試驗安排順序；b) 所列出的試驗組和里含有不是最優(yōu)組合的項，這個組和與附錄中給出的組和不一樣；c) 每一個試驗項的因素組和混亂不堪，搭配隨意；d) 在生成正交表時，“將隨機(jī)數(shù)初始值設(shè)置為”