化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(絕對(duì)精華版!!!!!!)

1、9 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）Design of Experiment為什么要進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)？為什么要進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)？例例:這里有這里有2727個(gè)球，個(gè)球， 其中有且只有一個(gè)球質(zhì)其中有且只有一個(gè)球質(zhì)量為量為9 9克克, , 其它其它2626個(gè)都為個(gè)都為1010克。給你一架天克。給你一架天平，請(qǐng)找出重為平，請(qǐng)找出重為9 9克的那個(gè)球?？说哪莻€(gè)球。請(qǐng)問(wèn)，你至少要稱(chēng)幾次？請(qǐng)問(wèn)，你至少要稱(chēng)幾次？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義:應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本知識(shí)，討論如何合理地安排試驗(yàn)、應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本知識(shí)，討論如何合理地安排試驗(yàn)、取得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行綜合科學(xué)分析，從而盡快獲得最優(yōu)組合取得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行綜

2、合科學(xué)分析，從而盡快獲得最優(yōu)組合方案。在工程學(xué)領(lǐng)域是改進(jìn)制造過(guò)程性能的非常重要的手段。方案。在工程學(xué)領(lǐng)域是改進(jìn)制造過(guò)程性能的非常重要的手段。在開(kāi)發(fā)新工序中亦有著廣泛的應(yīng)用。在開(kāi)發(fā)新工序中亦有著廣泛的應(yīng)用。在工序開(kāi)發(fā)的早期應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能得出以下成果：在工序開(kāi)發(fā)的早期應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能得出以下成果：1. 提高產(chǎn)量；提高產(chǎn)量；2. 減少變異性，與額定值或目標(biāo)值更為一致；減少變異性，與額定值或目標(biāo)值更為一致；3. 減少開(kāi)發(fā)時(shí)間；減少開(kāi)發(fā)時(shí)間；4. 減少總成本；減少總成本；9.1：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義及其發(fā)展過(guò)程：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義及其發(fā)展過(guò)程v試驗(yàn)設(shè)計(jì)在科學(xué)研究中的地位與意義試驗(yàn)設(shè)計(jì)在科學(xué)研究中的地位與意義

3、 ： 1.試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是一項(xiàng)通用技術(shù)，是當(dāng)代科技和工程技試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是一項(xiàng)通用技術(shù)，是當(dāng)代科技和工程技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)方法。術(shù)人員必須掌握的技術(shù)方法。 2.科學(xué)地安排實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地安排實(shí)驗(yàn)，以最少的人力和物力消費(fèi)，在最短以最少的人力和物力消費(fèi)，在最短的時(shí)間內(nèi)取得更多、更好的生產(chǎn)和科研成果的時(shí)間內(nèi)取得更多、更好的生產(chǎn)和科研成果。簡(jiǎn)稱(chēng)為：。簡(jiǎn)稱(chēng)為：多、快、好、省。多、快、好、省。v可應(yīng)用于：可應(yīng)用于： 提高試驗(yàn)效率、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝技術(shù)、強(qiáng)化提高試驗(yàn)效率、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改進(jìn)工藝技術(shù)、強(qiáng)化質(zhì)量管理。質(zhì)量管理。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在生在生產(chǎn)產(chǎn)/ /制造制造過(guò)過(guò)程中的位置：程中的位置：通過(guò)實(shí)驗(yàn)通過(guò)實(shí)

4、驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化行優(yōu)化設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的發(fā)展過(guò)程:試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)始于始于20世紀(jì)世紀(jì)20年代，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)年代，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段：階段：1. 早期的方差分析法早期的方差分析法: 20世紀(jì)世紀(jì)20年代由英國(guó)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)年代由英國(guó)生物統(tǒng)計(jì)學(xué) 家、家、數(shù)學(xué)家費(fèi)歇數(shù)學(xué)家費(fèi)歇(R.A.Fisher)提出的，開(kāi)始主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、提出的，開(kāi)始主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、生物學(xué)、遺傳學(xué)方面，取得了豐碩成果。二戰(zhàn)期間，英、生物學(xué)、遺傳學(xué)方面，取得了豐碩成果。二戰(zhàn)期間，英、美采用這種方法在工業(yè)生產(chǎn)中取得顯著效果；美采用這種方法在工業(yè)生產(chǎn)中取得顯著效果；2. 傳統(tǒng)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法：以日本的

5、田口玄一為代表；傳統(tǒng)的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法：以日本的田口玄一為代表；3. 信噪比試驗(yàn)設(shè)計(jì)與三階段設(shè)計(jì)：信噪比試驗(yàn)設(shè)計(jì)與三階段設(shè)計(jì)：1957年，田口玄一提出年，田口玄一提出信噪比設(shè)計(jì)法和產(chǎn)品的三階段設(shè)計(jì)法。他把信噪比設(shè)計(jì)和信噪比設(shè)計(jì)法和產(chǎn)品的三階段設(shè)計(jì)法。他把信噪比設(shè)計(jì)和正交表設(shè)計(jì)、方差分析相結(jié)合，開(kāi)辟了更為重要、更為廣正交表設(shè)計(jì)、方差分析相結(jié)合，開(kāi)辟了更為重要、更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。泛的應(yīng)用領(lǐng)域。v我國(guó)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法我國(guó)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 60末期末期代，華羅庚教授在我國(guó)倡導(dǎo)與普及的代，華羅庚教授在我國(guó)倡導(dǎo)與普及的“優(yōu)選法優(yōu)選法”，如黃金分割法、分?jǐn)?shù)法和斐波那契數(shù)列法等。如黃金分割法、分?jǐn)?shù)法和斐波那契數(shù)列法等

6、。 數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)者在工業(yè)部門(mén)中普及數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)者在工業(yè)部門(mén)中普及 “正交設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)”法法 。 70年代中期，優(yōu)選法在全國(guó)各行各業(yè)取得明顯成效。年代中期，優(yōu)選法在全國(guó)各行各業(yè)取得明顯成效。 1978年，七機(jī)部由于導(dǎo)彈設(shè)計(jì)的要求，提出了一個(gè)五因年，七機(jī)部由于導(dǎo)彈設(shè)計(jì)的要求，提出了一個(gè)五因素的試驗(yàn)，希望每個(gè)因素的水平數(shù)要多于素的試驗(yàn)，希望每個(gè)因素的水平數(shù)要多于10，而試驗(yàn)總，而試驗(yàn)總數(shù)又不超過(guò)數(shù)又不超過(guò)50，顯然優(yōu)選法和正交設(shè)計(jì)都不能用，隨后，顯然優(yōu)選法和正交設(shè)計(jì)都不能用，隨后，方開(kāi)泰教授（中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所）和王元院士方開(kāi)泰教授（中國(guó)科學(xué)院應(yīng)用數(shù)學(xué)研究所）和王元院士提出提出 “均勻設(shè)計(jì)均勻設(shè)計(jì)

7、”法，這一方法在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)中取得了成法，這一方法在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)中取得了成效。效。 9.1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)，廣義理解是指試驗(yàn)研究課題設(shè)計(jì)，也就是整個(gè)試驗(yàn)廣義理解是指試驗(yàn)研究課題設(shè)計(jì)，也就是整個(gè)試驗(yàn)計(jì)劃的擬定。主要包括課題的名稱(chēng)、試驗(yàn)?zāi)康?，研究依?jù)、內(nèi)計(jì)劃的擬定。主要包括課題的名稱(chēng)、試驗(yàn)?zāi)康?，研究依?jù)、內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的效果，試驗(yàn)方案，試驗(yàn)單位的選取、重復(fù)數(shù)的容及預(yù)期達(dá)到的效果，試驗(yàn)方案，試驗(yàn)單位的選取、重復(fù)數(shù)的確定、試驗(yàn)單位的分組，試驗(yàn)的記錄項(xiàng)目和要求，試驗(yàn)結(jié)果的確定、試驗(yàn)單位的分組，試驗(yàn)的記錄項(xiàng)目和要求，試驗(yàn)結(jié)果的分析方法等。分析方法等。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

8、的目的是避免系統(tǒng)誤差，控制、降低試驗(yàn)誤差，無(wú)偏是避免系統(tǒng)誤差，控制、降低試驗(yàn)誤差，無(wú)偏估計(jì)處理效應(yīng)，從而對(duì)樣本所在總體作出可靠、正確的推斷。估計(jì)處理效應(yīng)，從而對(duì)樣本所在總體作出可靠、正確的推斷。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的任務(wù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的任務(wù)是在研究工作進(jìn)行之前，根據(jù)研究項(xiàng)目的需要，是在研究工作進(jìn)行之前，根據(jù)研究項(xiàng)目的需要，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，作出周密安排，力求用較少的人力、物力應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，作出周密安排，力求用較少的人力、物力和時(shí)間，最大限度地獲得豐富而可靠的資料，通過(guò)分析得出正和時(shí)間，最大限度地獲得豐富而可靠的資料，通過(guò)分析得出正確的結(jié)論，明確回答研究項(xiàng)目所提出的問(wèn)題。確的結(jié)論，明確回答研究項(xiàng)目所提出的問(wèn)

9、題。 v試驗(yàn)因素試驗(yàn)因素一些常用術(shù)語(yǔ)：一些常用術(shù)語(yǔ)：指試驗(yàn)中人為控制的，影響試驗(yàn)指標(biāo)的原因。指試驗(yàn)中人為控制的，影響試驗(yàn)指標(biāo)的原因。例如，在研究小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)時(shí)，品種、密度、施例如，在研究小麥高產(chǎn)栽培技術(shù)時(shí)，品種、密度、施N量量等都對(duì)產(chǎn)量有影響，均可作試驗(yàn)因素等都對(duì)產(chǎn)量有影響，均可作試驗(yàn)因素當(dāng)試驗(yàn)中考察的因素只有一個(gè)時(shí)，稱(chēng)為當(dāng)試驗(yàn)中考察的因素只有一個(gè)時(shí)，稱(chēng)為單因素試驗(yàn)單因素試驗(yàn)；若；若同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響，則同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響，則稱(chēng)為稱(chēng)為兩因素試驗(yàn)兩因素試驗(yàn)或或多因素試驗(yàn)多因素試驗(yàn)。試驗(yàn)因素常用大寫(xiě)字母試驗(yàn)因素常用大寫(xiě)字母A、B、C等表示等表

10、示v因素水平因素水平試驗(yàn)處理就是指實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體的項(xiàng)目。試驗(yàn)處理就是指實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體的項(xiàng)目。在單因素試驗(yàn)中，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目就是該因素在單因素試驗(yàn)中，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目就是該因素的某一水平。例如在進(jìn)行小麥品種的比較試驗(yàn)時(shí)，實(shí)施在試的某一水平。例如在進(jìn)行小麥品種的比較試驗(yàn)時(shí)，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目就是種植某一品種小麥。所以，驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目就是種植某一品種小麥。所以，單因素單因素試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)因素的一個(gè)水平就是一個(gè)處理。試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)因素的一個(gè)水平就是一個(gè)處理。v試驗(yàn)處理試驗(yàn)處理試驗(yàn)因素的不同水平稱(chēng)為因素水平。試驗(yàn)因素的不同水平稱(chēng)為因素水平。例如比較例如比較5

11、個(gè)小麥品種產(chǎn)量的高低，這個(gè)小麥品種產(chǎn)量的高低，這5個(gè)小麥品種就是品個(gè)小麥品種就是品種這個(gè)試驗(yàn)因素的種這個(gè)試驗(yàn)因素的5個(gè)水平，可記為個(gè)水平，可記為A1,A2,A3,A4,A5。所以，在多因素試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)因素的一個(gè)水平組合就是一個(gè)在多因素試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)因素的一個(gè)水平組合就是一個(gè)處理。處理。亦稱(chēng)試驗(yàn)單元，是指施加試驗(yàn)處理的材料單位。田間試驗(yàn)亦稱(chēng)試驗(yàn)單元，是指施加試驗(yàn)處理的材料單位。田間試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)單位通常指一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。時(shí)，試驗(yàn)單位通常指一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)。v試驗(yàn)單位試驗(yàn)單位在多因素試驗(yàn)中，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目是各因素的在多因素試驗(yàn)中，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目是各因素的某一水平組合。例如進(jìn)行某一水平

12、組合。例如進(jìn)行3個(gè)小麥品種和個(gè)小麥品種和4種播種密度的兩因種播種密度的兩因素試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)有素試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)有3412個(gè)水平組合，實(shí)施在試驗(yàn)單位個(gè)水平組合，實(shí)施在試驗(yàn)單位上的具體項(xiàng)目就是某小麥品種與某播種密度的結(jié)合。上的具體項(xiàng)目就是某小麥品種與某播種密度的結(jié)合。v干擾因素干擾因素干擾因素不是研究的主要因素，但對(duì)試驗(yàn)的精確性有很大的干擾因素不是研究的主要因素，但對(duì)試驗(yàn)的精確性有很大的影響。影響。例如：在進(jìn)行不同品種小麥的產(chǎn)量比較試驗(yàn)時(shí)，如果各試驗(yàn)例如：在進(jìn)行不同品種小麥的產(chǎn)量比較試驗(yàn)時(shí)，如果各試驗(yàn)小區(qū)的肥力相差很大，則試驗(yàn)單位的一致性變得很差，造成小區(qū)的肥力相差很大，則試驗(yàn)單位的一致性變得很差，

13、造成試驗(yàn)誤差的增大，從而會(huì)掩蓋品種這個(gè)試驗(yàn)因素的效應(yīng)。因試驗(yàn)誤差的增大，從而會(huì)掩蓋品種這個(gè)試驗(yàn)因素的效應(yīng)。因此，土壤肥力是試驗(yàn)的一個(gè)干擾因素。此，土壤肥力是試驗(yàn)的一個(gè)干擾因素。影響試驗(yàn)單位均勻一致性的對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成系統(tǒng)誤差的因素。影響試驗(yàn)單位均勻一致性的對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成系統(tǒng)誤差的因素。一、試驗(yàn)計(jì)劃的內(nèi)容及要求一、試驗(yàn)計(jì)劃的內(nèi)容及要求 （一）課題名稱(chēng)與試驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬┱n題名稱(chēng)與試驗(yàn)?zāi)康?科研課題的選擇是整個(gè)研究工作的第一步。課題選擇正確，此科研課題的選擇是整個(gè)研究工作的第一步。課題選擇正確，此項(xiàng)研究工作就有了很好的開(kāi)端。項(xiàng)研究工作就有了很好的開(kāi)端。 選題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：選題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、實(shí)

14、用性、實(shí)用性 要著眼于科研和生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題，同時(shí)從發(fā)要著眼于科研和生產(chǎn)中急需解決的問(wèn)題，同時(shí)從發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，適當(dāng)照顧到長(zhǎng)遠(yuǎn)或不久將來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。展的觀點(diǎn)出發(fā)，適當(dāng)照顧到長(zhǎng)遠(yuǎn)或不久將來(lái)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。2、先進(jìn)性、先進(jìn)性 在了解國(guó)內(nèi)外該研究領(lǐng)域的進(jìn)展、水平等基礎(chǔ)上，在了解國(guó)內(nèi)外該研究領(lǐng)域的進(jìn)展、水平等基礎(chǔ)上，選擇前人未解決或未完全解決的問(wèn)題，以求在理論、觀點(diǎn)及方選擇前人未解決或未完全解決的問(wèn)題，以求在理論、觀點(diǎn)及方法等方面有所突破。法等方面有所突破。3、創(chuàng)新性、創(chuàng)新性 研究課題要有自己的新穎之處。研究課題要有自己的新穎之處。4、可行性、可行性 就是完成科研課題的可能性，無(wú)論是從主觀條件

15、方就是完成科研課題的可能性，無(wú)論是從主觀條件方面，還是客觀條件方面，都要能保證研究課題的順利進(jìn)行。面，還是客觀條件方面，都要能保證研究課題的順利進(jìn)行。 （二）研究依據(jù)、內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（二）研究依據(jù)、內(nèi)容及預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（三）試驗(yàn)方案和試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（三）試驗(yàn)方案和試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 試驗(yàn)方案是全部試驗(yàn)工作的試驗(yàn)方案是全部試驗(yàn)工作的核心部分，主要包括研究的因素、水平的確定等，具體內(nèi)容詳核心部分，主要包括研究的因素、水平的確定等，具體內(nèi)容詳述于后。方案確定后，結(jié)合試驗(yàn)條件選擇合適的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。述于后。方案確定后，結(jié)合試驗(yàn)條件選擇合適的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 （四）試驗(yàn)的數(shù)量及要求（四）試驗(yàn)

16、的數(shù)量及要求 試驗(yàn)選擇正確與否，直接關(guān)系到試試驗(yàn)選擇正確與否，直接關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的正確性。驗(yàn)結(jié)果的正確性。 （五）試驗(yàn)記錄的項(xiàng)目與要求（五）試驗(yàn)記錄的項(xiàng)目與要求 （六）試驗(yàn)結(jié)果分析與效益估算（六）試驗(yàn)結(jié)果分析與效益估算 二、試驗(yàn)方案的擬定二、試驗(yàn)方案的擬定 （一）試驗(yàn)方案的基本概念（一）試驗(yàn)方案的基本概念試驗(yàn)方案（試驗(yàn)方案（experimental scheme）是指根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求而）是指根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康呐c要求而擬定的進(jìn)行比較的一組試驗(yàn)處理的總稱(chēng)。試驗(yàn)方案按供試因素的擬定的進(jìn)行比較的一組試驗(yàn)處理的總稱(chēng)。試驗(yàn)方案按供試因素的多少可區(qū)分為單因素試驗(yàn)方案、多因素試驗(yàn)方案。多少可區(qū)分為單因素試驗(yàn)方案、

17、多因素試驗(yàn)方案。 1、單因素試驗(yàn)方案、單因素試驗(yàn)方案 單因素試驗(yàn)（單因素試驗(yàn)（single-factor experiment）是指整個(gè)試驗(yàn)中只比較一個(gè)試驗(yàn)因素的不同水平的試驗(yàn)。單因素是指整個(gè)試驗(yàn)中只比較一個(gè)試驗(yàn)因素的不同水平的試驗(yàn)。單因素試驗(yàn)方案由該試驗(yàn)因素的所有水平構(gòu)成。這是最基本、最簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方案由該試驗(yàn)因素的所有水平構(gòu)成。這是最基本、最簡(jiǎn)單的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)方案。 2、多因素試驗(yàn)方案、多因素試驗(yàn)方案 多因素試驗(yàn)（多因素試驗(yàn)（multiple-factor or factorial experiment）是指在同一試驗(yàn)中同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上試驗(yàn)）是指在同一試驗(yàn)中同時(shí)研究?jī)蓚€(gè)或兩個(gè)以上試驗(yàn)

18、因素的試驗(yàn)。多因素試驗(yàn)方案由該試驗(yàn)的所有試驗(yàn)因素的水平組因素的試驗(yàn)。多因素試驗(yàn)方案由該試驗(yàn)的所有試驗(yàn)因素的水平組合（即處理）構(gòu)成。多因素試驗(yàn)方案分為完全方案和不完全方案合（即處理）構(gòu)成。多因素試驗(yàn)方案分為完全方案和不完全方案兩類(lèi)。兩類(lèi)。 （1）完全方案）完全方案在列出因素水平組合（即處理）時(shí)，要求每一個(gè)因素的每個(gè)水在列出因素水平組合（即處理）時(shí)，要求每一個(gè)因素的每個(gè)水平都要碰見(jiàn)一次，這時(shí)，水平組合（即處理）數(shù)等于各個(gè)因素平都要碰見(jiàn)一次，這時(shí)，水平組合（即處理）數(shù)等于各個(gè)因素水平數(shù)的乘積。水平數(shù)的乘積。例如以例如以3種催化劑配方對(duì)種催化劑配方對(duì)3個(gè)原料進(jìn)行試驗(yàn)。個(gè)原料進(jìn)行試驗(yàn)。兩個(gè)因素分別為催化

19、劑配方（兩個(gè)因素分別為催化劑配方（A）、原料（）、原料（B）。）。催化劑配方（催化劑配方（A）分為）分為A1、A2、A3水平，水平，原料（原料（B）分為）分為B1、B2、B3水平。水平。共有共有A1B1、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2、 A3B3共共33=9個(gè)水平組合（處理）。個(gè)水平組合（處理）。這這9個(gè)水平組合（處理）就構(gòu)成了這兩個(gè)因素的試驗(yàn)方案，根個(gè)水平組合（處理）就構(gòu)成了這兩個(gè)因素的試驗(yàn)方案，根據(jù)完全試驗(yàn)方案進(jìn)行的試驗(yàn)稱(chēng)為全面試驗(yàn)。據(jù)完全試驗(yàn)方案進(jìn)行的試驗(yàn)稱(chēng)為全面試驗(yàn)。 （2）不完全方案）不完全方案它是將試驗(yàn)因素的某些水平組合在一起形成少數(shù)幾個(gè)水平組

20、合。它是將試驗(yàn)因素的某些水平組合在一起形成少數(shù)幾個(gè)水平組合。 這種試驗(yàn)方案的目的在于探討試驗(yàn)因素中某些水平組合的綜合作這種試驗(yàn)方案的目的在于探討試驗(yàn)因素中某些水平組合的綜合作用，而不在于考察試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響和交互作用。這種用，而不在于考察試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響和交互作用。這種在全部水平組合中挑選部分水平組合獲得的方案稱(chēng)為不完全方案。在全部水平組合中挑選部分水平組合獲得的方案稱(chēng)為不完全方案。 根據(jù)不完全方案進(jìn)行的試驗(yàn)稱(chēng)為部分試驗(yàn)。根據(jù)不完全方案進(jìn)行的試驗(yàn)稱(chēng)為部分試驗(yàn)。綜合性試驗(yàn)（綜合性試驗(yàn)（comprehensive experiment）、）、正交試驗(yàn)（正交試驗(yàn)（orthogonal

21、 experiment）都屬于部分試驗(yàn)。）都屬于部分試驗(yàn)。 （二）擬定試驗(yàn)方案的要點(diǎn)（二）擬定試驗(yàn)方案的要點(diǎn) 1、根據(jù)試驗(yàn)的目的、任務(wù)和條件挑選試驗(yàn)因素、根據(jù)試驗(yàn)的目的、任務(wù)和條件挑選試驗(yàn)因素 2、根據(jù)各試驗(yàn)因素的性質(zhì)分清水平間差異、根據(jù)各試驗(yàn)因素的性質(zhì)分清水平間差異 （1）水平的數(shù)目要適當(dāng)）水平的數(shù)目要適當(dāng) 水平數(shù)目過(guò)多，不僅難以反映出各水水平數(shù)目過(guò)多，不僅難以反映出各水平間的差異，而且加大了處理數(shù)；水平數(shù)太少又容易漏掉一些平間的差異，而且加大了處理數(shù)；水平數(shù)太少又容易漏掉一些好的信息，至使結(jié)果分析不全面。好的信息，至使結(jié)果分析不全面。（2）水平間的差異要合理）水平間的差異要合理 有些因素在

22、數(shù)量等級(jí)上只需少量的有些因素在數(shù)量等級(jí)上只需少量的差異就反映出不同處理的效應(yīng)。如飼料中微量元素的添加等。差異就反映出不同處理的效應(yīng)。如飼料中微量元素的添加等。而有些則需較大的差異才能反應(yīng)出不同處理效應(yīng)來(lái)，如飼料用而有些則需較大的差異才能反應(yīng)出不同處理效應(yīng)來(lái)，如飼料用量等。量等。（3）試驗(yàn)方案中各因素水平的排列要靈活掌握）試驗(yàn)方案中各因素水平的排列要靈活掌握 一般可采用等一般可采用等差法（即等間距法）、等比法和隨機(jī)法差法（即等間距法）、等比法和隨機(jī)法3種。種。 3、試驗(yàn)方案中必須設(shè)立作為比較標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照、試驗(yàn)方案中必須設(shè)立作為比較標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)照 4、試驗(yàn)處理（包括對(duì)照）之間應(yīng)遵循唯一差異原則、試驗(yàn)處理

23、（包括對(duì)照）之間應(yīng)遵循唯一差異原則 5、有的試驗(yàn)要設(shè)置預(yù)試期、有的試驗(yàn)要設(shè)置預(yù)試期 9.1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則 一、試驗(yàn)誤差的來(lái)源一、試驗(yàn)誤差的來(lái)源 在科學(xué)研究中，試驗(yàn)處理常常受到各種非處理因素的影響，使在科學(xué)研究中，試驗(yàn)處理常常受到各種非處理因素的影響，使試驗(yàn)處理的效應(yīng)不能真實(shí)地反映出來(lái)，也就是說(shuō)，試驗(yàn)所得到試驗(yàn)處理的效應(yīng)不能真實(shí)地反映出來(lái)，也就是說(shuō)，試驗(yàn)所得到的觀測(cè)值，不但有處理的真實(shí)效應(yīng)，而且還包含其它因素的影的觀測(cè)值，不但有處理的真實(shí)效應(yīng)，而且還包含其它因素的影響，這就出現(xiàn)了實(shí)測(cè)值與真值的差異，這種差異在數(shù)值上的表響，這就出現(xiàn)了實(shí)測(cè)值與真值的差異，這種差異在數(shù)值上的

24、表現(xiàn)稱(chēng)為試驗(yàn)誤差。現(xiàn)稱(chēng)為試驗(yàn)誤差。試驗(yàn)中誤差的來(lái)源試驗(yàn)中誤差的來(lái)源 系統(tǒng)誤差影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，隨機(jī)誤差影系統(tǒng)誤差影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，隨機(jī)誤差影響試驗(yàn)的精確性。為了提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性與精確性，即提高試響試驗(yàn)的精確性。為了提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性與精確性，即提高試驗(yàn)的正確性，必須避免系統(tǒng)誤差，降低隨機(jī)誤差。驗(yàn)的正確性，必須避免系統(tǒng)誤差，降低隨機(jī)誤差。二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則 在試驗(yàn)中，誤差主要是由于個(gè)體之間的差異不一致所造成。針在試驗(yàn)中，誤差主要是由于個(gè)體之間的差異不一致所造成。針對(duì)誤差的主要來(lái)源，應(yīng)采取切實(shí)有效的措施，如盡量選擇初始對(duì)誤差的主要來(lái)源，應(yīng)采取切實(shí)有效的措施，如盡量選擇初始條

25、件一致的試驗(yàn)，盡量做到條件一致，認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行觀測(cè)記載條件一致的試驗(yàn)，盡量做到條件一致，認(rèn)真細(xì)致進(jìn)行觀測(cè)記載等，力求避免系統(tǒng)誤差，降低隨機(jī)誤差。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)必須遵等，力求避免系統(tǒng)誤差，降低隨機(jī)誤差。在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循以下基本原則。循以下基本原則。 （一）重復(fù)（一）重復(fù) 重復(fù)是指試驗(yàn)中同一處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上重復(fù)是指試驗(yàn)中同一處理實(shí)施在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上 （二）隨機(jī)化（二）隨機(jī)化 （三）局部控制（三）局部控制試驗(yàn)條件的局部一致性試驗(yàn)條件的局部一致性 重復(fù)、隨機(jī)化、局部控制三個(gè)基本原則稱(chēng)為費(fèi)雪重復(fù)、隨機(jī)化、局部控制三個(gè)基本原則稱(chēng)為費(fèi)雪(R.A.Fisher) 三三原則原則,

26、是試驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須遵循的原則是試驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須遵循的原則,再采用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法再采用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法,就能夠最大程度地降低并無(wú)偏估計(jì)試驗(yàn)誤差就能夠最大程度地降低并無(wú)偏估計(jì)試驗(yàn)誤差,無(wú)偏估計(jì)處理的效無(wú)偏估計(jì)處理的效應(yīng)應(yīng),從而對(duì)于各處理間的比較作出可靠的結(jié)論。從而對(duì)于各處理間的比較作出可靠的結(jié)論。 （1）重復(fù)）重復(fù)重復(fù)是指試驗(yàn)中將同一試驗(yàn)處理設(shè)置在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)重復(fù)是指試驗(yàn)中將同一試驗(yàn)處理設(shè)置在兩個(gè)或兩個(gè)以上的試驗(yàn)單位上。同一試驗(yàn)處理所設(shè)置的試驗(yàn)單位數(shù)稱(chēng)為重復(fù)數(shù)。單位上。同一試驗(yàn)處理所設(shè)置的試驗(yàn)單位數(shù)稱(chēng)為重復(fù)數(shù)。重復(fù)的作用主要有重復(fù)的作用主要有：（a）估計(jì)試驗(yàn)誤差估計(jì)試驗(yàn)誤差。如果同一處理

27、只設(shè)置在一個(gè)試驗(yàn)單位。如果同一處理只設(shè)置在一個(gè)試驗(yàn)單位上，那么只能得到一個(gè)觀測(cè)值，則無(wú)從看出變異，因而也上，那么只能得到一個(gè)觀測(cè)值，則無(wú)從看出變異，因而也無(wú)法估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小。無(wú)法估計(jì)試驗(yàn)誤差的大小。（b）降低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的精確性降低試驗(yàn)誤差，提高試驗(yàn)的精確性。即樣本平均數(shù)抽樣誤差的大小與重復(fù)次數(shù)的平方根成反比。即樣本平均數(shù)抽樣誤差的大小與重復(fù)次數(shù)的平方根成反比。適當(dāng)增大重復(fù)次數(shù)可以降低試驗(yàn)誤差。適當(dāng)增大重復(fù)次數(shù)可以降低試驗(yàn)誤差。nSSnSSxx之間的關(guān)系為：樣本容量和與樣本觀測(cè)值的標(biāo)準(zhǔn)差均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差抽樣分布顯示，樣本平（2）隨機(jī)化排列隨機(jī)化排列是指試驗(yàn)的每一個(gè)處理都有同等機(jī)會(huì)設(shè)置在

28、一個(gè)重復(fù)中的任何一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)上。隨機(jī)化的目的是為了獲得對(duì)總體參數(shù)的無(wú)偏估計(jì)。隨機(jī)排列的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)抽簽法、利用隨機(jī)數(shù)字表法。（3）局部控制 當(dāng)試驗(yàn)單位之間差異較大時(shí)，即存在某種系統(tǒng)干擾因素時(shí)，可當(dāng)試驗(yàn)單位之間差異較大時(shí)，即存在某種系統(tǒng)干擾因素時(shí)，可以將全部試驗(yàn)單位按干擾因素的不同水平分成若干個(gè)小組，在以將全部試驗(yàn)單位按干擾因素的不同水平分成若干個(gè)小組，在小組內(nèi)部使非實(shí)驗(yàn)處理因素盡可能一致，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件的局部小組內(nèi)部使非實(shí)驗(yàn)處理因素盡可能一致，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)條件的局部一致性，這就是一致性，這就是局部控制。局部控制。局部控制通常通過(guò)設(shè)置區(qū)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法局部控制通常通過(guò)設(shè)置區(qū)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的

29、試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法以以隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)為代表。為代表。局部控制的作用局部控制的作用使干擾因素造成的誤差從試驗(yàn)誤差中分離使干擾因素造成的誤差從試驗(yàn)誤差中分離出來(lái)，從而降低試驗(yàn)誤差。出來(lái)，從而降低試驗(yàn)誤差。試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則的關(guān)系試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則的關(guān)系 9.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)；單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；拉丁方設(shè)計(jì)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)；單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；拉丁方設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)交叉分組設(shè)計(jì)；兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；裂區(qū)設(shè)計(jì)交叉分組設(shè)計(jì)；兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)；裂區(qū)設(shè)計(jì)常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介常用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介1 單

30、因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法完全隨機(jī)設(shè)計(jì)是將各處理完全隨機(jī)地分配給不同完全隨機(jī)設(shè)計(jì)是將各處理完全隨機(jī)地分配給不同的試驗(yàn)單位（如試驗(yàn)小區(qū)），每一處理的重復(fù)次的試驗(yàn)單位（如試驗(yàn)小區(qū)），每一處理的重復(fù)次數(shù)可以相等也可以不等。數(shù)可以相等也可以不等。這種設(shè)計(jì)使得每一個(gè)試驗(yàn)單位都有同等機(jī)會(huì)接受任這種設(shè)計(jì)使得每一個(gè)試驗(yàn)單位都有同等機(jī)會(huì)接受任何一種處理。何一種處理。例如例如： 欲研究某種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水稻株高的影響，進(jìn)行欲研究某種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)水稻株高的影響，進(jìn)行6個(gè)處理個(gè)處理的盆栽試驗(yàn)，每個(gè)處理的盆栽試驗(yàn)，每個(gè)處理4盆（重復(fù)盆（重復(fù)4次），共次），共24盆。設(shè)計(jì)盆。設(shè)計(jì)時(shí)

31、先將每盆水稻隨機(jī)編號(hào)：時(shí)先將每盆水稻隨機(jī)編號(hào)：1，2，3，24，然后用抽，然后用抽簽法從所有編號(hào)中隨機(jī)抽取簽法從所有編號(hào)中隨機(jī)抽取4個(gè)編號(hào)作為實(shí)施第一處理的個(gè)編號(hào)作為實(shí)施第一處理的4盆，再?gòu)挠嘞碌呐瑁購(gòu)挠嘞碌?0個(gè)編號(hào)中隨機(jī)抽取個(gè)編號(hào)中隨機(jī)抽取4個(gè)作為實(shí)施第二處個(gè)作為實(shí)施第二處理的理的4盆，如此進(jìn)行下去。盆，如此進(jìn)行下去。于是可得各處理實(shí)施的盆號(hào)如下：于是可得各處理實(shí)施的盆號(hào)如下：第一處理：第一處理：13，2，7，22第二處理：第二處理：5，18，24，12第三處理：第三處理：17，20，11，1第四處理：第四處理：10，3，15，19第五處理：第五處理：4，16，9，14第六處理：第六處理

32、：21，23，6，8設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)適用于試驗(yàn)單位比較均勻一致時(shí)。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)適用于試驗(yàn)單位比較均勻一致時(shí)。所以完全隨機(jī)設(shè)計(jì)常用于土壤肥力均勻一致的田所以完全隨機(jī)設(shè)計(jì)常用于土壤肥力均勻一致的田間試驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)室、溫室中進(jìn)行的試驗(yàn)。間試驗(yàn)和在實(shí)驗(yàn)室、溫室中進(jìn)行的試驗(yàn)。（二）單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（二）單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)適用范圍適用范圍：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)時(shí)，有一個(gè)明顯的干擾因素，：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)時(shí)，有一個(gè)明顯的干擾因素，使得試驗(yàn)單位不一致使得試驗(yàn)單位不一致試驗(yàn)地試驗(yàn)地肥肥 瘦瘦肥力梯度肥力梯度例如例如：5個(gè)不同小麥品種的產(chǎn)量比較試驗(yàn)，試驗(yàn)地按某方個(gè)不同小麥品種的產(chǎn)量比較試驗(yàn)，試驗(yàn)地按某方向存在明顯肥力

33、梯度（見(jiàn)下圖），則試驗(yàn)小區(qū)間存在肥力向存在明顯肥力梯度（見(jiàn)下圖），則試驗(yàn)小區(qū)間存在肥力差異。差異。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法：先將整個(gè)試驗(yàn)地按干擾因素（肥力水平）分成若干個(gè)區(qū)先將整個(gè)試驗(yàn)地按干擾因素（肥力水平）分成若干個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組內(nèi)土壤肥力等環(huán)境條件相對(duì)均勻一致，而組，每個(gè)區(qū)組內(nèi)土壤肥力等環(huán)境條件相對(duì)均勻一致，而不同區(qū)組間相對(duì)差異較大；不同區(qū)組間相對(duì)差異較大；肥肥 瘦瘦肥力梯度肥力梯度然后在每個(gè)區(qū)組中隨機(jī)安排全部處理。然后在每個(gè)區(qū)組中隨機(jī)安排全部處理。5個(gè)不同小麥品種產(chǎn)量試驗(yàn)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖為：個(gè)不同小麥品種產(chǎn)量試驗(yàn)的隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)圖為：區(qū)組區(qū)組III24513區(qū)組區(qū)組I32145區(qū)組區(qū)組II5134

34、2設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)它在完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了它在完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了局部控制局部控制的原則，的原則，從而將試驗(yàn)環(huán)境均勻性的控制范圍從整個(gè)試驗(yàn)地縮從而將試驗(yàn)環(huán)境均勻性的控制范圍從整個(gè)試驗(yàn)地縮小到一個(gè)區(qū)組，區(qū)組間的差異可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方小到一個(gè)區(qū)組，區(qū)組間的差異可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法使其與試驗(yàn)誤差分離，所以法使其與試驗(yàn)誤差分離，所以隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的試驗(yàn)精確度較高精確度較高。（三）拉丁方設(shè)計(jì)（三）拉丁方設(shè)計(jì)適用范圍適用范圍：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)時(shí)，有：?jiǎn)我蛩卦囼?yàn)時(shí)，有兩個(gè)明顯的干擾因素兩個(gè)明顯的干擾因素，使得試驗(yàn)單位不一致使得試驗(yàn)單位不一致試驗(yàn)地試驗(yàn)地肥肥 瘦瘦肥力梯度肥力梯度例如例如

35、：5個(gè)不同小麥品種的產(chǎn)量比較試驗(yàn)，試驗(yàn)地按個(gè)不同小麥品種的產(chǎn)量比較試驗(yàn)，試驗(yàn)地按某方向存在明顯肥力梯度，按另一個(gè)方向存在明顯的某方向存在明顯肥力梯度，按另一個(gè)方向存在明顯的水分梯度（見(jiàn)下圖），肥力和水分兩個(gè)干擾因素使得水分梯度（見(jiàn)下圖），肥力和水分兩個(gè)干擾因素使得試驗(yàn)小區(qū)間存在肥力差異。試驗(yàn)小區(qū)間存在肥力差異。水分梯度水分梯度設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法：拉丁方設(shè)計(jì)從橫行和直列兩個(gè)方向?qū)υ囼?yàn)環(huán)境條件（干擾因拉丁方設(shè)計(jì)從橫行和直列兩個(gè)方向?qū)υ囼?yàn)環(huán)境條件（干擾因素）進(jìn)行局部控制，使每個(gè)橫行和直列都成為一個(gè)區(qū)組；然素）進(jìn)行局部控制，使每個(gè)橫行和直列都成為一個(gè)區(qū)組；然后在每個(gè)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)安排全部處理。后在每個(gè)區(qū)組內(nèi)

36、隨機(jī)安排全部處理。肥力區(qū)組肥力區(qū)組在拉丁方設(shè)計(jì)中，同一處理在每一橫行區(qū)組和每一直列區(qū)組在拉丁方設(shè)計(jì)中，同一處理在每一橫行區(qū)組和每一直列區(qū)組出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次，所以拉丁方設(shè)計(jì)的處理數(shù)、重復(fù)數(shù)、橫出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次，所以拉丁方設(shè)計(jì)的處理數(shù)、重復(fù)數(shù)、橫行區(qū)組數(shù)、直列區(qū)組數(shù)均相同。行區(qū)組數(shù)、直列區(qū)組數(shù)均相同。例如例如，5個(gè)不個(gè)不同小麥品種產(chǎn)同小麥品種產(chǎn)量試驗(yàn)，采用量試驗(yàn)，采用拉丁方設(shè)計(jì)以拉丁方設(shè)計(jì)以控制肥力和水控制肥力和水分兩個(gè)干擾因分兩個(gè)干擾因素，其設(shè)計(jì)圖素，其設(shè)計(jì)圖為：為：12345AC BD EIBEAC D IIC AD EBIIID BEAC VIED C BAV水分區(qū)組水分區(qū)組設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

37、由于每一橫行和每一直列都形成一個(gè)區(qū)組，因此由于每一橫行和每一直列都形成一個(gè)區(qū)組，因此拉丁方設(shè)計(jì)具有拉丁方設(shè)計(jì)具有雙向的局部控制功能雙向的局部控制功能，可以從兩，可以從兩個(gè)方向消除試驗(yàn)環(huán)境條件的影響，個(gè)方向消除試驗(yàn)環(huán)境條件的影響，具有較高的精具有較高的精確性確性。2 兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（一）交叉分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）交叉分組試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法設(shè)試驗(yàn)考察設(shè)試驗(yàn)考察A、B兩個(gè)試驗(yàn)因素，兩個(gè)試驗(yàn)因素，A因素有因素有a個(gè)水平，個(gè)水平，B因因素有素有b個(gè)水平。所謂的交叉分組就是指?jìng)€(gè)水平。所謂的交叉分組就是指A因素每個(gè)水平與因素每個(gè)水平與B因素每個(gè)水平都要碰到，兩者交叉搭配形成因素每個(gè)水

38、平都要碰到，兩者交叉搭配形成ab個(gè)水平組個(gè)水平組合即處理。試驗(yàn)因素合即處理。試驗(yàn)因素A、B在試驗(yàn)中處于平等地位。在試驗(yàn)中處于平等地位。交叉分組設(shè)計(jì)就是將試驗(yàn)單位完全隨機(jī)分成交叉分組設(shè)計(jì)就是將試驗(yàn)單位完全隨機(jī)分成ab個(gè)組；然后個(gè)組；然后每組的試驗(yàn)單位隨機(jī)接受一種處理。每組的試驗(yàn)單位隨機(jī)接受一種處理。設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)適用于試驗(yàn)單位比較均勻一致時(shí)，即不存在明顯的干擾因適用于試驗(yàn)單位比較均勻一致時(shí)，即不存在明顯的干擾因素。素。交叉分組設(shè)計(jì)與單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)相似，它是兩因素交叉分組設(shè)計(jì)與單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)相似，它是兩因素的完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。區(qū)別就是以前處理是單因素的某個(gè)水的完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。區(qū)別就是以前處理是

39、單因素的某個(gè)水平，現(xiàn)在處理是兩因素水平的某個(gè)組合。平，現(xiàn)在處理是兩因素水平的某個(gè)組合。（二）兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（二）兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)適用范圍適用范圍：有兩個(gè)地位平等的試驗(yàn)因素；有一個(gè)明顯的干：有兩個(gè)地位平等的試驗(yàn)因素；有一個(gè)明顯的干擾因素，使得試驗(yàn)單位不均勻一致擾因素，使得試驗(yàn)單位不均勻一致試驗(yàn)地試驗(yàn)地肥肥 瘦瘦肥力梯度肥力梯度例如例如：玉米品種（：玉米品種（A）和施肥（）和施肥（B）的兩因素試驗(yàn)，試驗(yàn)地）的兩因素試驗(yàn)，試驗(yàn)地按某方向存在明顯肥力梯度（見(jiàn)下圖），則試驗(yàn)小區(qū)間存在按某方向存在明顯肥力梯度（見(jiàn)下圖），則試驗(yàn)小區(qū)間存在肥力差異。肥力差異。設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法：與單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)類(lèi)似，

40、不同之處是在單因素時(shí)處理與單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)類(lèi)似，不同之處是在單因素時(shí)處理是單因素的每個(gè)水平，在兩因素時(shí)處理是兩因素各水平之是單因素的每個(gè)水平，在兩因素時(shí)處理是兩因素各水平之間的交叉組合。間的交叉組合。肥肥 瘦瘦肥力梯度肥力梯度例如例如：玉米品種（：玉米品種（A）與施肥（）與施肥（B）兩因素試驗(yàn)，）兩因素試驗(yàn)，A因素有因素有A1，A2，A3，A4這四個(gè)水平，這四個(gè)水平，B因素有因素有B1和和B2兩個(gè)水平，兩個(gè)水平，共有共有8個(gè)水平組合即處理，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置個(gè)水平組合即處理，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置3個(gè)區(qū)組。個(gè)區(qū)組。設(shè)計(jì)示意圖為：設(shè)計(jì)示意圖為：區(qū)組IA3B2A1B2A2B1A4B1A2B2A1B1

41、A3B1A4B2區(qū)組IIA2B2A1B1A4B1A4B2A3B2A2B1A4B2A3B1區(qū)組IIIA4B1A3B2A2B1A3B1A1B1A1B2A2B2A4B2設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)它在交叉分組設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了它在交叉分組設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增加了局部控制局部控制的原則，從而的原則，從而將試驗(yàn)環(huán)境均勻性的控制范圍從整個(gè)試驗(yàn)地縮小到一個(gè)區(qū)將試驗(yàn)環(huán)境均勻性的控制范圍從整個(gè)試驗(yàn)地縮小到一個(gè)區(qū)組，區(qū)組間的差異可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法使其與試驗(yàn)誤差組，區(qū)組間的差異可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析方法使其與試驗(yàn)誤差分離，所以分離，所以比交叉分組設(shè)計(jì)的試驗(yàn)精確度來(lái)得高比交叉分組設(shè)計(jì)的試驗(yàn)精確度來(lái)得高。（三）裂區(qū)設(shè)計(jì)（三）裂區(qū)設(shè)計(jì)適用范圍適用范圍：有：有兩個(gè)地位不平等的試驗(yàn)因素兩個(gè)地位不平等的試驗(yàn)因素A和和B：A因素因素是次要因素，精確度要求較低；是次要因素，精確度要求較低；B因素是主要因素，精確因素是主要因素，精確度要求較高。試驗(yàn)有度要求較高。試驗(yàn)有一個(gè)明顯的干擾因素一個(gè)明顯的干擾因素，使得試驗(yàn)單位，使得試驗(yàn)單位不均勻一致不均勻一致設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法：裂區(qū)設(shè)計(jì)與兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)近似。不同點(diǎn)：裂區(qū)設(shè)計(jì)與兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)近似。不同點(diǎn)是后者在每一個(gè)區(qū)組內(nèi)是后者在每一個(gè)區(qū)組內(nèi)A，B兩因素的兩因素的ab次處理是完全次處理是完全隨機(jī)化的，只經(jīng)過(guò)一次隨