第七章试验设计基础与抽样方法.pptx

第八章 实验设计基础与抽样方法;1 试验设计概述 ? 1.1 试验设计的意义和任务 试验设计是数理统计学的一个重要分支，是进行科学研究的重要工具。 试验研究可分为试验设计、试验实施、收集资料、整理资料和分析资料等步骤。 ; 试验设计:是指整个研究课题的设计，包括: 课题的确定 试验方案的拟定 试验材料的选择和分组 资料收集 统计分析方法 狭义的试验设计：是指重复数的确定、对试验材料的选择与分组。就是研究安排试验并对结果进行统计分析的一门学问。 ; 试验设计的任务 研究工作之前，合理地安排试验； 有效地控制试验误差干扰； 力求用较少的人力、物力、财力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料； 充分利用和科学分析获取的试验信息； 能明确回答研究项目所提出的问题和尽快获得最优方案。 ;1.2 试验设计的作用 可以分清试验因素对试验指标影响的大小顺序，找出主要因素，抓住主要矛盾。 了解试验因素对试验指标影响的规律性。 了解试验因素之间相互影响的情况。 可较快地找出最优生产条件和工艺条件，确定最优方案，预估或控制一定条件下的试验指标值及其波动范围。 正确估计、有效控制和降低试验误差，提高试验的精度。 对试验结果分析，明确进一步研究的方向。 ? ;1.3 试验设计方法的主要内容 完全随机设计 随机区组设计 正交试验设计 均匀设计 回归正交设计 回归正交旋转设计等 ? ;2 基本概念 2.1 试验指标 在试验设计中，选定的用来衡量或考核试验效果的质量特性称为试验指标。 定量指标和定性指标 单指标试验和多指标试验;2.2 试验因素 试验中，凡对试验指标可能产生影响的原因或要素，都称为因素，也称因子。 试验中所研究的影响试验指标的因素称为试验因素，通常用大写字母A，B，C…·”表示。 把除试验因素外其他所有对试验指标有影响的因素称为条件因素，又称试验条件。 单因素试验、双因素试验、多因素试验 ;2.3 因素水平 试验因素所处的各种状态称为因素水平，简称水平。 在试验设计中，1个因素选几个水平，就称该因素为几个???平因素。 各因素不同水平用表示因素的字母加足标1，2，3，…的方法来表示。 如A1，A2 ；B1、B2、B3表表示。因素的水平，有的可用具体数值表示，如10℃、20℃、30℃；4kg?、5kg、kg6。 ? ;2.4 试验处理 试验处理，是指事先设计好的实施在试验单位上的一种具体措施。 在单因素试验中，试验的1个水平就是1个处理。 在多因素试验中，由于因素和水平较多，可以形成若干个水平组合，每个水平组合就是1个处理;2.5 试验单位 在试验中能接受不同试验处理的试验载体叫做试验单位（试验单元）。 2.6 重复 在1个试验中，将1个处理实施在2个或2个以上的试验单位上称为重复。 1个处理实施的试验单位数称为处理的重复数，或者说某个水平组合重复n次试验，这个处理的重复数就是重复数。;2.7 全面试验 对所选取的试验因素的所有水平组合全部实施1次以上的试验称全面试验。 如3因素试验，每个因素取3个水平时，有27种试验处理； 倘若是4因素试验，每因素取4个水平，则有44=256种试验处理，这在实践中是做不到的。因此，全面试验是有局限性的，它只适用于因素和水平数目均不太多的试验。 ;2.8 部分实施 部分实施也叫部分试验，从全部试验处理中选取部分有代表性的处理进行试验，如正交试验设计和均匀设计都是部分实施。 部分实施可使试验规模大为缩小。如一个4因素5水平试验，全面试验至少需进行625次试验，而用均匀设计表安排试验，仅需5次试验。;? 3 食品试验研究的主要内容 为了试制新产品，改革旧工艺，降低物料消耗，不断提高产品质量，往往需要进行大量的试验。 试验最终都是为了找出在某种条件下最合理的工艺条件或设计参数，从而达到提高产品质量或工程质量的目的。;3.1 食品的线性质量研究和非线性质量研究 线性质量研究:是指食品制造过程中的质量研究方法，线性质量研究方法是通过对生产工序的合理诊断、调节、改善与检查，使生产工序的质量达到效果好、费用低的目的。 ; 非线性质量研究:方法的重点是在食品开发过程中紧密地把专业知识和统计分析结合起来，在保证达到食品质量特性的前提下，充分利用各种设计参数与食品特性的非线性关系，通过系统设计、参数设计和允许误差设计的三段优化设计方法，从设计上控制食品的输出特性和质量波动或出于经济考虑，在不压缩原材料质量波动的情况下，仍然