GB/T 3358.3-2009統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)第3部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

犐犆犛０３．１２０．３０

犃４１

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜３３５８．３—２００９／犐犛犗３５３４３：１９９９

代替ＧＢ／Ｔ３３５８．３—１９９３

統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)

第３部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

犛狋犪狋犻狊狋犻犮狊—犞狅犮犪犫狌犾犪狉狔犪狀犱狊狔犿犫狅犾狊—

犘犪狉狋３：犇犲狊犻犵狀狅犳犲狓狆犲狉犻犿犲狀狋狊

（ＩＳＯ３５３４３：１９９９，ＩＤＴ）

２００９１０１５發(fā)布２０１００２０１實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書

犌犅／犜３３５８．３—２００９／犐犛犗３５３４３：１９９９

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅰ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅱ

范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

１一般術(shù)語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２實(shí)驗(yàn)安排術(shù)語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!７

３分析方法術(shù)語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１９

參考文獻(xiàn)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２４

索引!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

漢語拼音索引!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２５

英文對(duì)應(yīng)詞索引!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!２７

書

犌犅／犜３３５８．３—２００９／犐犛犗３５３４３：１９９９

前言

ＧＢ／Ｔ３３５８《統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)》分為以下部分：

———第１部分：一般統(tǒng)計(jì)術(shù)語與用于概率的術(shù)語

———第２部分：應(yīng)用統(tǒng)計(jì)

———第３部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本部分為ＧＢ／Ｔ３３５８的第３部分，等同采用ＩＳＯ３５３４３：１９９９《統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)第３部分：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》。

ＧＢ／Ｔ３３５８的本部分與ＩＳＯ３５３４３：１９９９相比，訂正了原文的錯(cuò)誤，修正了原文中概念表述不夠準(zhǔn)

確的部分，主要變化如下：

———將１．１０“處理（ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）”的定義改為“每個(gè)因子的特定水平或不同因子水平的組合”；

———將１．２７“重復(fù)（ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ）”的定義改為“對(duì)給定的處理實(shí)施多于一次的實(shí)驗(yàn)”，并刪去了注；

———在１．２１“殘差（ｒｅｓｉｄｕａｌ）”的定義中在“（響應(yīng)變量的）預(yù)測(cè)值”前增加“基于假定模型的”一詞，

以與１．２２“剩余誤差（ｒｅｓｉｄｕａｌｅｒｒｏｒ）”的定義相對(duì)應(yīng)；

———在２．１．２．１“２犽析因?qū)嶒?yàn)”中增加了關(guān)于用“１”，“２”分別替代“＋”“－”，表示因子兩個(gè)水平

的注；

———將２．３“區(qū)組設(shè)計(jì)（ｂｌｏｃｋｄｅｓｉｇｎ）”的定義改為“將全部實(shí)驗(yàn)單元分成若干個(gè)區(qū)組的實(shí)驗(yàn)設(shè)

計(jì)”等。

與ＩＳＯ３５３４３：１９９９相比，本部分作了必要的編輯性的修改，例如：

———為與第１部分和第２部分相一致，在術(shù)語定義中增加了其他術(shù)語（包括條目編號(hào)）的引用；

———對(duì)ＩＳＯ３５３４３：１９９９引用ＩＳＯ３５３４１：１９９３與ＩＳＯ３５３４２：１９９３的條目，按等同采用ＩＳＯ３５３４

１：２００６與ＩＳＯ３５３４２：２００６的ＧＢ／Ｔ３３５８．１—２００９與ＧＢ／Ｔ３３５８．２—２００９的相應(yīng)內(nèi)容，作

適當(dāng)?shù)母摹?/p>

本部分代替ＧＢ／Ｔ３３５８．３—１９９３《統(tǒng)計(jì)學(xué)術(shù)語第三部分試驗(yàn)設(shè)計(jì)術(shù)語》，與ＧＢ／Ｔ３３５８．３—

１９９３相比，主要變化如下：

———名稱改為《統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)第３部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)》；

———在全文中用“實(shí)驗(yàn)”替代“試驗(yàn)”，作為相應(yīng)英文詞“ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ”的優(yōu)先選用詞，但將“試驗(yàn)”一詞

保留為“實(shí)驗(yàn)”的同義詞；

———調(diào)整了術(shù)語條目設(shè)置；

———增加了大量的示例及注釋。

本部分由全國(guó)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)提出并歸口。

本部分主要起草單位：中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院、北京大學(xué)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、蘇州

大學(xué)。

本部分主要起草人：馮士雍、陳敏、石堅(jiān)、艾明要、丁文興、汪仁官、于振凡。

本部分于１９９３年首次發(fā)布，本次為第一次修訂。

Ⅰ

犌犅／犜３３５８．３—２００９／犐犛犗３５３４３：１９９９

引言

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上即是對(duì)實(shí)驗(yàn)的策劃，以便有效和經(jīng)濟(jì)地得到正確和相關(guān)的結(jié)論。選擇具體的實(shí)驗(yàn)

方案依賴于所涉及問題的類型、結(jié)論的普遍性程度，以及可利用的資源（實(shí)驗(yàn)材料、人員與時(shí)間）。一個(gè)

經(jīng)過恰當(dāng)設(shè)計(jì)和實(shí)施的實(shí)驗(yàn)，常導(dǎo)致相對(duì)簡(jiǎn)明的統(tǒng)計(jì)分析和對(duì)結(jié)果的解釋。

近年來，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用得到蓬勃發(fā)展，主要是由于認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)于提高產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量

非常重要。雖然統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制、管理目標(biāo)（ｍｅｎｅｇｅｍｅｎｔｒｅｓｏｌｖｅ）、檢驗(yàn)和其他質(zhì)量工具也有此功能，實(shí)

驗(yàn)設(shè)計(jì)代表了一種在復(fù)雜的、變化的和交互的環(huán)境中進(jìn)行選擇的方法。在歷史上，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

得到發(fā)展與繁榮，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也經(jīng)歷了悠久歷史的精心實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。目前，工業(yè)環(huán)境中目睹了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶

來的可觀效益，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)便于開展工作（界面友好的軟件），改進(jìn)了培訓(xùn)，得到有影響力的倡導(dǎo)推廣，

也積累了許多成功的案例。

析因?qū)嶒?yàn)（見２．１）為實(shí)驗(yàn)者提供了研究所關(guān)心的多因子之間相互關(guān)系的方法。這些類型的實(shí)驗(yàn)，

遠(yuǎn)比簡(jiǎn)單的一次僅分析一個(gè)因子的實(shí)驗(yàn)更為有效。析因?qū)嶒?yàn)特別適用于確定在其他因子取不同水平時(shí)

有不同響應(yīng)的因子。通常，分析質(zhì)量的“突破”來自研究交互作用（見１．１７）所揭示的內(nèi)在聯(lián)系。如果考

慮的因子數(shù)量比較多，析因?qū)嶒?yàn)可能要占用過多資源而難以實(shí)施。不過，部分析因設(shè)計(jì)（見２．１．１）提供

了一種可能的折衷辦法。實(shí)際上，如果最初的目標(biāo)是找出哪些因素需要進(jìn)一步研究，篩選設(shè)計(jì)（見２．２）

就比較可行。

在計(jì)劃一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，有必要對(duì)由于實(shí)驗(yàn)條件或?qū)嶒?yàn)單元處理的配置造成的偏倚進(jìn)行控制。隨機(jī)化

（見１．２９）和分區(qū)組（見１．２８）之類的技術(shù)即是用來最小化討厭的、外來的因素的影響。具體分區(qū)組技術(shù)

包括隨機(jī)化區(qū)組設(shè)計(jì)（見２．３．１）、拉丁方設(shè)計(jì)（見２．３．２）、平衡不完全區(qū)組設(shè)計(jì)（見２．３．４．１）等。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)漸進(jìn)的過程，以不斷完善為目標(biāo)，響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)（見２．４）扮演了舉足輕重的角色。

通過對(duì)關(guān)鍵因子的不同水平的考察，響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法巧妙地解釋了最優(yōu)點(diǎn)附近的曲線效應(yīng)。

混料設(shè)計(jì)（２．５）處理各因子在整體中比例的情況，例如合金中的成分。嵌套設(shè)計(jì)（見２．６）尤其適用

于多個(gè)實(shí)驗(yàn)室間進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

如果實(shí)驗(yàn)完全按方案實(shí)施，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法將是直接的。圖方法（見３．１）對(duì)揭示大體結(jié)論

尤為有效。根據(jù)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)（見１．１及其后）常使用回歸分析（見３．３）?；貧w分析方法也可用來

處理缺失數(shù)據(jù)，識(shí)別離群值，以及其他問題所帶來的困難。

優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該：

ａ）結(jié)合在因子及其水平的選擇、描述假定條件等方面的先驗(yàn)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)；

ｂ）以最少的精力處理相關(guān)信息；

ｃ）實(shí)驗(yàn)前能確保該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)及所需的精度；

ｄ）體現(xiàn)調(diào)查的連續(xù)性；

ｅ）明確實(shí)驗(yàn)處理的安排及其次序，以避免實(shí)驗(yàn)過程中的誤解。

Ⅱ

犌犅／犜３３５８．３—２００９／犐犛犗３５３４３：１９９９

統(tǒng)計(jì)學(xué)詞匯及符號(hào)

第３部分：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

范圍

ＧＢ／Ｔ３３５８的本部分規(guī)定了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)領(lǐng)域和起草其他標(biāo)準(zhǔn)中常用的術(shù)語。

１一般術(shù)語

１．１

模型犿狅犱犲犾

關(guān)于響應(yīng)變量（１．２）與預(yù)測(cè)變量（１．３）關(guān)系及其附帶假定的描述。

注１：模型由三個(gè)部分組成：第一部分是建模的響應(yīng)（１．２），第二部分是包含預(yù)測(cè)變量（１．３）的模型的確定性或系統(tǒng)

性的部分，第三部分是模型的隨機(jī)部分或隨機(jī)誤差，其描述可以十分詳細(xì)。例如，誤差項(xiàng)可以結(jié)合成散度效應(yīng)

（１．１４），使響應(yīng)值的變異隨著響應(yīng)值的增大而增加。

示例１：一個(gè)零件的壽命與它所處的環(huán)境條件有關(guān)。

示例２：一個(gè)典型模型：

狔犻犼＝μ＋α犻＋β犼＋ε犻犼

其中狔犻犼是在因子Ａ的犻水平和因子Ｂ的犼水平時(shí)的響應(yīng)，μ是響應(yīng)的總平均，α犻是因子Ａ在犻水平時(shí)的附加效應(yīng)，

β犼是因子Ｂ在犼水平時(shí)的附加效應(yīng)，ε犻犼是誤差項(xiàng)。

模型的響應(yīng)部分僅是狔犻犼；模型的預(yù)測(cè)部分是μ＋α犻＋β犼，由一項(xiàng)響應(yīng)的總平均和兩項(xiàng)因子效應(yīng)組成；模型的隨機(jī)或誤

差部分是ε犻犼，它表示產(chǎn)生該響應(yīng)的過程的固有變異。

示例３：一個(gè)常用模型：

狔犻犼?duì)耄溅翣椋聽辏訝闋辏艩闋隊(duì)?/p>

其中狔犻犼?duì)胧堑跔氪沃貜?fù)（１．２７）的響應(yīng)，α犻是由因子１造成的調(diào)整，β犼是由因子２造成的調(diào)整，τ犻犼是由兩因子的交互效

應(yīng)（１．１６）所造成的調(diào)整，ε犻犼?duì)胧钦`差項(xiàng)。

此處的典型模型中不包含總平均項(xiàng)，所以用術(shù)語“調(diào)整”代替示例２中的“附加效應(yīng)”；此外，采用狔犻犼?duì)耄é艩闋隊(duì)耄┒皇菭鶢闋?/p>

（ε犻犼），表明可能存在的重復(fù)。

示例４：另一個(gè)典型模型：

２