第八章正交试验方差分析.ppt

第八章 正交试验设计方差分析 医学中分析多个因素对某个指标的影响，若指标是计量的，可能的影响因素具有几个水平，可采用正交试验设计orthogonal experimental design。 优点：设计简便、计算简便、因节省实验单元而统计效率高。 第一节 两水平正交试验 一、基本概念 1、因素（子）和水平： 实验结果或观察指标的影响因素简称因素。 各因素的不同状态称水平。 2、主效应和交互作用： 每个因素对观察指标的影响称主效应 因素A处在不同水平时，因素B的作用明显不同，称交互作用。包括协同和拮抗作用，两因素间交互为一级，三因素间为二级 3、正交试验符号说明： 如L4(23)、L8(27)；L代表正交表orthogonal layout，L的下标代表试验次数，括号内的底数为因素的水平数，指数为因素个数(即列数或最多能安排的因素个数) 4、正交表：见P94 表8－1 正交表的特点：1)每一列中出现数字1和2的次数相等；2)对任意两列，同一横行的数字呈有序的数对 5、交互作用：对应每一张正交表都有一张交互作用表。如表8-2。注意交互作用的安排，空列作为误差的计算来源。 6、表头设计： 根据分析的要求，选用合适的正交表，把各个因素安排在正交表的各列的过程称表头设计。 无重复设计时，至少要留出一列，以求误差均方。没空列时需作重复2或3次。 P95，三因素两水平的主效应和交互作用A?B及A?C的正交试验的表头设计 二、正交试验及其分析的基本步骤 1、拟定影响观察指标的因素及水平 2、根据要求分析的主效应和交互作用项目作表头设计 3、按设计要求进行试验，收集数据 4、作方差分析 三、无重复两水平正交试验 例8－1，P95 I：表示某因素取1水平时的数据之和 II：表示某因素取2水平时的数据之和 y：表示总平均数，等于(Ij+IIj)/8 自由度： 每列自由度＝水平数－1 总自由度＝试验次数－1 F值不用交互作用，而用误差均方作分母。按固定模型来分析 四、有重复两水平正交试验 正交试验误差均方的求得途径有两种： 1)空列； 2)重复试验；(每一号试验都重复k次，即重复试验) 例8－2，P97 先求每列的l,l=(I-II)2/(8*k) 因第7列是空列，l7是误差平方和le1的估计 从重复试验来计算误差平方和le2 ，有两种方法： 1、用总的离均差平方和减去各列的离均差平方和 2、直接计算： T表示各次重复试验数据之和 总的误差平方和＝ le1＋ le2 误差自由度＝总自由度－其余各列自由度之和 第二节 三水平及其他正交试验 一、三水平正交试验 P99～100，例8－3 1、求I、II、III 2、求(I2+II2+III2)/(3*k)；3是该因素每一水平的行数或该列中不同水平出现的次数 3、求校正数C： 9是所用正交表的行数 4、计算误差平方和：有两种方法 1)用总平方和减4个主效应平方和 l总＝?X2-C 2)直接计算法： ?X2-(各重复试验数据之和)2/3 两各方法计算结果应一致 5、列方差分析表 二、在两水平正交表上安排四水平的因素 四水平正交表只能安排四水平因素，不能安排两水平因素。若同时有两水平因素与四水平因素，可把两水平正交表改为可安排四水平的新正交表。 以L16(215)为例说明：P93，表8－10；把第1、2列的水平数看成有序的对子，(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2),将1、2列合并为一列，并改写水平数：(1,1)?1、(1,2) ?2、(2,1) ?3、(2,2) ?4,同时把1，2列的交互作用列3划掉(参考附表P449－455，两列间交互作用表)，因而得表8－11(可安排一个四水平因素和12个两水平因素)，且可进一步修改 P103，例8－4，采用L16(43×26)正交表，安排3个四因素的水平后，剩余6列中任选一列安排一个两水平因素，计算过程见教材 第三节 正交试验中的一些应用问题 拉丁方设计是正交试验的特例，且通常只能安排3个因素，正交试验则打破了这一限制，是一简便的多因素试验方法。 一、参数估计 各因素取某个特定水平时，观察值总体均数的点值估计和区间估计 二、关于特定条件的选择 实际中，需找出最优生产条件、最佳配方、最佳环境、最佳治疗方案等直观的结果：简称最佳配方 寻找最佳配方就是把其作用有统计意义因素用合适的方法组合起来 合适的方法：根据研究的要求，选择各因素合适的水平 若有些因素无统计学证据认为它们有作用，在最佳配方时可不考虑，或任意选取什么水平。有交互作用，应仔细选取 三、两水平正交表的简易制作法及交互作用列的确定 哈达马矩阵直积法 * *