广东海洋大学食品科技学院：《试验设计与数据处理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 绪论（刘书成）、第二章 试验设计的基本知识

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试验设计与数据处理 刘书成 Lsc771017@163.com 2152218 13763010176

第一章绪论 试验设计的性质、任务和作用 二、试验设计的内容 三、试验设计的发展 四、学习试验设计方法的意义 五、课程学习的基本要求 六、参考书籍

第一章 绪 论 一、试验设计的性质、任务和作用 二、试验设计的内容 三、试验设计的发展 四、学习试验设计方法的意义 五、课程学习的基本要求 六、参考书籍

试验设计的性质、任务和作用 1性质:专门研究合理的制定试验方案和科学的分析 试验结果的一门应用技术学科。 2任务:以概率论与数理统计为理论依据,结合专业 知识和实践经验,经济地、科学地、合理地安排试验,有 效的控制试验的干扰,充分地利用和科学地分析所获取的 试验信息,从而达到尽快获得最优试验方案的目的

1 性质：专门研究合理的制定试验方案和科学的分析 试验结果的一门应用技术学科。 2 任务：以概率论与数理统计为理论依据，结合专业 知识和实践经验，经济地、科学地、合理地安排试验，有 效的控制试验的干扰，充分地利用和科学地分析所获取的 试验信息，从而达到尽快获得最优试验方案的目的。 一 试验设计的性质、任务和作用

3作用: (1)通过试验设计可以分清各个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; (2)通过试验设计可以了解因素与试验指标间的规律性, 即每个因素的水平改变时,指标是怎么样变化的; (3)通过试验设计可以了解各因素之间的相互影响情况, 即因素之间的交互作用情况;

3 作 用： （1）通过试验设计可以分清各个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； （2）通过试验设计可以了解因素与试验指标间的规律性， 即每个因素的水平改变时，指标是怎么样变化的； （3）通过试验设计可以了解各因素之间的相互影响情况， 即因素之间的交互作用情况；

(4)通过试验设计可迅速找出最优的生产条件或工艺条 件,确定最优的方案,并能预测在最优的生产条件下的试 验指标值及波动范围; (5)通过试验设计的方差分析,可以了解试验误差的大 小,从而提高试验的精度。 (6)通过对试验结果的分析,可以明确为寻找最优生产 或工艺条件而进一步试验的研究方向

（4）通过试验设计可迅速找出最优的生产条件或工艺条 件，确定最优的方案，并能预测在最优的生产条件下的试 验指标值及波动范围； （5）通过试验设计的方差分析，可以了解试验误差的大 小，从而提高试验的精度。 （6）通过对试验结果的分析，可以明确为寻找最优生产 或工艺条件而进一步试验的研究方向

二、试验设计的内容 试验设计是统计数学的一个重要分支,内容丰富。主 要有以下内容: 全面试验设计;正交试验设计;均匀试验设计;拉丁 方试验设计;裂区试验设计;回归正交试验设计;回归旋 转试验设计;饱和D最优试验设计;混料试验设计;三次 试验设计等

二、试验设计的内容 试验设计是统计数学的一个重要分支，内容丰富。主 要有以下内容： 全面试验设计；正交试验设计；均匀试验设计；拉丁 方试验设计；裂区试验设计；回归正交试验设计；回归旋 转试验设计；饱和D-最优试验设计；混料试验设计；三次 试验设计等

本课程的学习内容 1试验设计的基础知识5正交试验设计 2统计基础 6均匀试验设计 3方差分析 7回归正交设计 4回归分析 8回归旋转设计

本课程的学习内容 1 试验设计的基础知识 5 正交试验设计 2 统计基础 6 均匀试验设计 3 方差分析 7 回归正交设计 4 回归分析 8 回归旋转设计

、试验设计的发展 由英国生物统计学家费歇( R. Fisher)于20世纪20年代创 立。总结出了完全随机化法、随机区组法、拉丁方法和希腊 拉丁方法等试验设计,并发明了方差分析方法。这些方法在 农业和生物学试验中的应用,取得了丰硕的成果。1925年, 这些方法首次被称为“试验设计”;1935年出版了专著《试 验设计》。 20世纪40年代,西方工业化国家在对试验设计研究的基 础上,并逐步推广到工业生产中,发现受到一定的限制。如 这些方法考察的因素数量有一定限制,而且有的方法还不能 考察因素之间的交互作用。因此需要对这些方法进行改进

三、试验设计的发展 由英国生物统计学家费歇（R.Fisher）于20世纪20年代创 立。总结出了完全随机化法、随机区组法、拉丁方法和希腊 拉丁方法等试验设计，并发明了方差分析方法。这些方法在 农业和生物学试验中的应用，取得了丰硕的成果。1925年， 这些方法首次被称为“试验设计” ；1935年出版了专著《试 验设计》。 20世纪40年代，西方工业化国家在对试验设计研究的基 础上，并逐步推广到工业生产中，发现受到一定的限制。如 这些方法考察的因素数量有一定限制，而且有的方法还不能 考察因素之间的交互作用。因此需要对这些方法进行改进

1947年,日本的田口玄一等人创立了可以安排多因 素的正交试验设计法,它极大的丰富了试验设计方法的 内容,解决了工业化生产中多因素的试验设计问题。这 给日本和西方发达国家带来了巨大的经济效益,尤其在 二战后。 50年代,田口玄一等人又创立了SN比试验设计和三 次试验设计,解决了产品或工序的最佳稳定性和最佳动 态特性问题,为试验设计在工业中的应用开辟了更为广 泛的领域

1947年，日本的田口玄一等人创立了可以安排多因 素的正交试验设计法，它极大的丰富了试验设计方法的 内容，解决了工业化生产中多因素的试验设计问题。这 给日本和西方发达国家带来了巨大的经济效益，尤其在 二战后。 50年代，田口玄一等人又创立了SN比试验设计和三 次试验设计，解决了产品或工序的最佳稳定性和最佳动 态特性问题，为试验设计在工业中的应用开辟了更为广 泛的领域

同时,美国的博克斯(Box)于1957年创立了调优运算 试验设计,该方法是对传统的试验技术的发展和完善,不 仅可以探索最优的生产工艺条件,而且可以大大提高劳动 生产率,获得比较好的经济效益,很快就得到了推广。 1978年,我国数学家方开泰和王元数学家将数论和多 元统计相结合,在正交试验设计的基础上,创立了一种新 的适用于多因素多水平的试验设计——均匀试验设计法。 随着科学技术的进步,科研、生产的不断发展,试验 设计技术也将不断发展和完善。试验设计技术的应用也将 越来越广泛

同时，美国的博克斯（Box）于1957年创立了调优运算 试验设计，该方法是对传统的试验技术的发展和完善，不 仅可以探索最优的生产工艺条件，而且可以大大提高劳动 生产率，获得比较好的经济效益，很快就得到了推广。 1978年，我国数学家方开泰和王元数学家将数论和多 元统计相结合，在正交试验设计的基础上，创立了一种新 的适用于多因素多水平的试验设计——均匀试验设计法。 随着科学技术的进步，科研、生产的不断发展，试验 设计技术也将不断发展和完善。试验设计技术的应用也将 越来越广泛