正交试验数据分析流程概览
正交试验是一种多因素、多水平实验的设计方法,针对此类实验需求,正交试验能够高效地筛选出具有代表性的试验,从而找到最优的试验方案。此方法在诸多领域均有广泛应用。
正交试验依赖于正交表进行科学的实验安排,并通过极差分析或方差分析来解读试验结果。正交表作为其基本工具,在实验设计中扮演着至关重要的角色。例如,一个正交表L中的数字3表示因素的水平数,而右上角的指数则标明了可安排因素的最多个数。正交表的运用能大大减少不必要的实验次数,提升实验效率。
现有一份三因素三水平的数据需进行正交试验。需进行正交表的设计。此步骤可借助SPSSAU等工具完成,并遵循特定分析路径。设计过程中,可能会遇到系统输出的正交表因素或水平数与预期不符的情况,这通常是因为系统默认采用了最接近的标准正交表。如需调整,可采用拟水平法、组合法或并列法等对正交表进行改造。
设计完成后,需按照正交表进行实验。实验共需进行9次,每次试验使用不同因子的水平组合。本次试验的三个因子分别为A、B、C,每个因子均有三个水平,通过组合得到不同的试验组合。
获取试验结果后,将对实验数据进行极差分析或方差分析。极差分析,又称为直观分析法,具有计算简便、直观易懂的优点,是正交试验结果分析中的常用方法。在此案例中,我们将采用极差分析法进行分析。
极差分析步骤及解读:
1. 极差分析表格:首先看R值(因素极差值),它反映了各因素对实验结果的影响程度。本次试验中,C因素的R值最大,说明它对试验结果影响最大,其次是A因素,最后是B因素。三个因素的优劣排序为因子C > 因子A > 因子B。
3. 得出最优组合:综合上述分析,可以得出这次试验的最优因素是“因子C”,而最佳因素水平组合为“因子A的3水平、因子B的2水平、因子C的2水平”。
极差分析还会生成因子各水平均值图,通过此图可以更直观地比较各因素各水平的试验数据平均值,进一步确认最佳因素水平组合。