试验设计方法的选择

市场经济----〉竞争----〉投入/产出比----〉大量试验----〉试验设计----〉选取设计方法
一．试验目的和要求：

1：次数少，时间短，经济的方案
2：采用什么方案才能获得预期的效果
3：考察因素，试验条件，试验环境及其相互作用等对实验结果的影响，程度如何？
4：怎样分析，判断试验结果是否符合规定要求？
处理：把在一次试验中所指定的实验条件称为一个处理。
试验环境：把除去考察因素以外的一切可能影响试验结果的其他条件称为实验环境。

二．试验设计的类型：

1：单因素；2：双因素；3：多因素；4：正交设计；5：均匀设计；6：因子设计

三、试验设计分类：
均匀设计，正交设计，因子设计，部分因子设计，响应曲面设计，回归正交设计，正交均匀
设计，拉丁方设计，正交拉丁方设计，区组试验设计，分批正交设计，套设计或分级设计，信噪比设计等

四．方法选择：

侧重于设计时（1，2），往往对实验结果的分析只求大概，甚至略而不谈。通常把试验设计视为对考察因素的一种选优，只要求通过选定的方案进行试验能达到预期的实验结果就行了，至于试验结果为什么好？试验的精度和可靠程度如何？均不做深究。
侧重于分析时（3，4），无论试验结果好坏，都要对实验数据进行全面的统计分析，找出每一试验因素及其相互作用对实验结果的影响效应，并对实验的精度和可靠性作出定量评价。
如果进行试验以前，根据专业知识和原有的实践经验，就已经知道试验结果与因素之间，存在某种数量关系和理论模型，则可进一步采用各种实验回归最优设计，以用于更有效的对指标进行预测和对因素进行控制。
选定试验设计方法是试验设计中的一项重要工作。具体选择灵活多样，因人而异，因课题而异，因课题所处的不同阶段而异，因试验经费的多少而异，因时间的要求而异，因课题难度而异等。武林高手-有经验的技术人员，与刚毕业的年轻技术人员相比情况大不一样。
试验设计方法的选取不仅关系到该项试验能否其考察指标随因素变化的信息，而且直接影响试验分析结论的精确可靠，影响试验精度与试验费用能否保持合理平衡。按照试验设计考察因素多少的不同，当试验中只考察一个因素时，可选用单因素优选法或完全随机化试验设计等方法；两个因素以上，则可选用多因素设计方法。如果按照试验设计的条件，要求和目的的不同，如试验条件的变化差异较大，或者试验环境受到限制时，可采用区组设计；如试验需要精细考察若干因素及其交互作用对指标的影响效应，可以采用析因设计或希望少做些试验的部分析因设计，也可以采用正交设计；如果试验要求找出指标与因素间的数学关系或建立数需模型以用于对指标的预测和对因素进行控制时，则可采用各种回归设计；如需进行新产品的设计开发或优化产品质量设计，则可采用三次设计。

试验设计作为数理统计的一个重要分支,又是一门适用广泛的应用学科。它既要求试验数据必须服从以定的统计规律，以便对数据进行有效的分析。同时也希望尽可能减少客观存在的实验误差的干扰，以最终得到比较精确可靠的结论。为兼顾这两方面的要求，试验设计普遍应遵循：

1：重复原则
重复是为了估计误差，提高试验的精度和增强统计推断能力。用标准差来度量误差的大小和描述该项试验的精度。如没有重复，则只能比较直接比较每次处理的观测值的大小来判断其优劣，结论不精确可靠。若重复，则可对处理之间出现的差异是由因素的变化还是由误差的影响得出比较可靠的推断和结论。重复次数越多，试验精度越高，但成本增加。需进行权衡。

2：随机化原则
随机化原则是对数据进行统计分析的基础，只有随机化后的数据才服从一定的统计分布规律，而统计分析则是建立在一定的统计分布的理论之上。按照概率论的观点，经过随机化，系统误差可趋向于相互抵消。在实施实验时，则可使未受控制的因素的影响相互抵消而使系统误差转化为随机误差，从而避免了个处理平均值在比较时发生偏倚。方法：抽签，查随机数表等。
配置，顺序，水平高低等随机化。
例1：反应温度对轻油收率的影响。495和500度各做5次试验。体现随机化排序。

3：局部控制原则
指在一项试验中,对选定进行考察的因素外,可能对实验结果产生影响和对实验产生干扰的其他因素,在必要时,可按某些标准将试验对象和试验环境等试验条件,如日期,地区,生产装置和原料批次等分成若干部分或区组进行试验,以实现局部控制.实施局部控制的目的在于使各部分内或各区组内的实验环境比较一致或相对稳定,使其差异尽量表现或局限在各部分之间或各区组之间,而不致影响对考察因素的比较和分析.

例2:3种分子筛催化剂A1,A2,A3对催化裂化汽油收率的影响效应进行比较.