SPSSAU正交實驗及極差分析步驟說明

1、極差分析正交試驗正交設(shè)計SPSSAU極差分析ContentsTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1背景1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2理論2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 3操作3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 4SPSSAU輸出結(jié)果4 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 5文字分析4 HYPERLINK l bo

2、okmark14 o Current Document 6剖析5正交試驗設(shè)計進行分析的方法包括兩種，一種是極差分析（也稱直觀分析法），二是方差分析法。如果使用方差分析，可使用SPSSAU進階方法里面的多因素方差，也或者通用方法里面的方差分析進行研究。極差分析是一種直觀式的分析方法，其也稱作R法，通過計算R值（因素極差值）來判斷因素的優(yōu)劣情況，當然還可判斷某因素時的最佳水平情況，從而得到最終組合。特別提示：極差分析是針對正交試驗設(shè)計數(shù)據(jù)，比如使用SPSSAU【醫(yī)學(xué)/實驗研究一正交設(shè)計】數(shù)據(jù)得到正交表，進行試驗得到試驗數(shù)據(jù)后需要進行直觀式分析。1背景當前有一項研究，研究大豆出油率分別與3個因素的關(guān)

3、系情況，分別是萃取液，溫度和處理時間。首先使用SPSSAU的正交設(shè)計得到正交表L9.3.4，總共進行9次試驗收集完成試驗數(shù)據(jù)后進行分析，希望找出3個因素時各水平的最佳大豆出油率組合。水平萃取液溫度處理時間11020度1.5小時25035度2.5小時39050度3.5小時另外，本案例數(shù)據(jù)如下表：表格中水平數(shù)量使用數(shù)字表示，比如因子2（溫度）里面的數(shù)字1表示20度，數(shù)字2表示35度。試驗編號因子1（萃取液量）因子2（溫度）因子3（處理時間）大豆出油率（%）11110212316313221421314522249623129731218321199333452理論極差分析是一種直觀式分析方法，一般

4、我們希望先評價因素優(yōu)劣，比如本案例中三個因素的優(yōu)劣，評價標題是通過R值（因素極差值）進行評價；而具體水平的優(yōu)劣可通過Kavg值，即每個水平時試驗數(shù)據(jù)的平均值，對于Kavg值的大小即可得到水平優(yōu)劣的對比。最終結(jié)合因素優(yōu)劣和水平優(yōu)劣，即可找出最佳試驗組合。特別提示:丄極差分析時，涉及相關(guān)指標的計算說明如下：K值：每因子每水平時試驗證數(shù)據(jù)Y的加和值Kavg值：每因子每水平時試驗證數(shù)據(jù)Y的平均值最佳水平：每因子時，Kavg值最大時對應(yīng)的水平R:每因子時，Kavg值的最大值減去Kavg值的最小值水平數(shù)量：每因子時的水平數(shù)量每水平重復(fù)數(shù)r：每個水平平均實驗次數(shù)折算系數(shù)d：每因子時，水平數(shù)量對應(yīng)的折算系數(shù)d

5、值R:折算系數(shù)d*R*Sqrt（每水平重復(fù)數(shù)r）丄如果是混合型正交表，R值（因素極差值）需要進行校正，即使用R值，R=折算系數(shù)d*R*Sqrt（每水平重復(fù)數(shù)r），其中折算系數(shù)d是結(jié)合水平數(shù)量查表得到，每水平重復(fù)數(shù)r指每水平平均實驗次數(shù)。3操作本例子中共有3個因素，分別是萃取液量，溫度和處理時間，數(shù)據(jù)在EXCEL中整理好后上傳后準備分析，放置分析項情況操作如下：開IffO擔出油率（）因子譏萃取液量因子2因子3（處理時間）4SPSSAU輸出結(jié)果SPSSAU共輸出表格和圖形，“極差分析表格”，列出各項指標，包括K值，Kavg值，最佳水平，R值，水平數(shù)量和每水平重復(fù)數(shù)r,如果是混合型正交表還會提供折算

6、系數(shù)d值和R值（校正R值），各個指標的意義說明如下：K值為某因素某水平時試驗數(shù)據(jù)求和；Kavg值為對應(yīng)的平均值；最佳水平指某因子時最佳Kavg值對應(yīng)的水平編號；R指因素的極差值，該值=某因素時，Kavg最大值減去Kavg最小值，可結(jié)合因素極差值對比各因素的優(yōu)劣；水平數(shù)量指某因素的水平數(shù)，每水平重復(fù)數(shù)r指水平的平均試驗重復(fù)次數(shù)；如果是混合型正交表，則會提供折算系數(shù)d（結(jié)合水平數(shù)量在折算系數(shù)表中找到）和R值。5文字分析極差分析表格項水平因子1（萃取液量）因子2（溫度）因子3（處理時間）137.0015.0048.00K值292.0084.0071.00365.0095.0075.00112.335

7、.0016.00Kavg值230.6728.0023.67321.6731.6725.00最佳水平233R18.3326.679.00水平數(shù)量333每水平重復(fù)數(shù)r3.03.03.0上表格為極差分析的結(jié)果，極差分析表格中可知：從3個因素來看，結(jié)合R值（因素極差值）的大小對比可知，因子2溫度是最優(yōu)因素，其次是因子1萃取液量，最后是因子3處理時間。因而3個因素的優(yōu)劣排序為：因子2（溫度）因子1（萃取液量）因子3（處理時間）。具體結(jié)合各因子的最佳水平可知，因子1萃取液量時第2個水平即50時最優(yōu)，因子2溫度以第3個水平即50度最優(yōu)，因子3處理時間以第3個水平即3.5小時最優(yōu)。綜合上述分析可知：最優(yōu)因子為溫度。最優(yōu)組合為“溫度50度，萃取液量50,處理時間3。5小時”通過圖形可直觀查看如下：6剖析涉及以下幾個關(guān)鍵點，分別如下：極差分析是針對正交試驗設(shè)計數(shù)據(jù)，比如使用SPSSAU醫(yī)學(xué)/實驗研究里面的正交設(shè)計數(shù)據(jù)得到正交表，進行試驗得到試驗數(shù)據(jù)后需要進行直觀式分析。如果是混合型正交表，R值（因素極差值）需要進行校正，即使用R值，R=折算系數(shù)d*R*Sqrt（每水平重復(fù)數(shù)r）,