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第五讲 正交试验设计(二)

所以选用正交表 L 27 8 (2)表头设计

考虑交互作用CE,则例22-4的表头可设计为
列号 因子 1 A 2 B 3 C 4 D 5 E 6 CE 7
2014年9月1日
(3)安排实验
水 列 平 号 试验号
A 1
B 2
C 3
D 4
E 5
C*E 6
X 7
试验 结果
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
提高乙醇胺本的收率,试验的因素和水 平见下表1; 选用正交表 L8 2 7 。实验安排及结果如 表2; 使用方差分析法对实验结果进行统计分 析,找出提高乙醇胺本收率的最佳工艺 。
2014年9月1日
表1
乙醇胺本反应试验的因素与水平 水平1 5度 1小时 17% 搅拌 水平2 7度 2小时 27% 不搅拌

2014年9月1日
按正交表及试验结果输入数据。
2014年9月1日
2. spss操作过程



在spss中调出数据文件Li22-4.sav (1) 从菜单选择 Analyze→ General Linear Models (一般线性模型)→ Univariate(单变量分析) Dependent Variables:y Fixed Factors (固定因素): a、b、c、d 、e、ce、x 击Model(模型)按钮,选Custom Model(模型): a、b、c、d、e、ce



在spss中调出数据文件Li22-4.sav (1) 从菜单选择 Analyze→ General Linear Models (一般线性模型)→ Univariate(单变量分析) Dependent Variables:y Fixed Factors (固定因素): 重复试验、a 、 b、 c、 x 击Model(模型)按钮,选Custom Model(模型):重复试验、 a、b、c
2 2 2 2 1 1
1 2 1 2 1 2
1 2 2 1 2 1
2 1 1 2 2 1
2 1 2 1 1 2
71 73 70 73 62 67
2014年9月1日
2014年9月1日
击Options(选项)按钮: Display Means for: a、b、c 在Display框:选择Descriptive statistics (描述统计量)

2014年9月1日
方差分析表
2014年9月1日
结果分析
模型检验:F=32.375,P=0.000<0.05,所 选模型有统计学意义。 重复试验的P=0.844>0.05,无统计学意义, 可认为重复试验间无差异。因素A、C的 P=0.000<0.05,有统计学意义,表示A、C均 为主要因素,因素B的P=0.828>0.05,无统计 学意义,为次要因素。
2014年9月1日
因素
A B
水平1
甘草、桑寄生 丹参
水平2
0 丹参、黄精、 首乌、葛根 0 明胶除杂
C
D
吐温-80
调pH除杂
E
乙醇渗漉
水煎煮
选用5因素2水平,考虑交互作用C×E的正交试验分析 2014年9月1日
(1)选择正交表
n 5( 2 1) ( 2 1)( 2 1) 1 7
2014年9月1日
方差分析表-1
2014年9月1日
第一次结果分析
模型检验:F=5.705,P=0.310>0.05,所 选模型无统计学意义。 因素a、e的平方和小于误差Error平方和 (F<1) 表示该因素的影响力比试验误差更小, 去掉这些因素,将它们造成的微小差异归到试 验误差中,则可突显其它因素的影响。 (2) 从Model框删除a、e,进行第二次操 作 2014年9月1日
2014年9月1日
比较主要因素的水平均值,确定最佳方案
指标为产率, 越大越好,故 因素A取A1
因素C 取选C2
2014年9月1日
因素B为次要因素, 本着节约的原则因素B取B3
最佳试验方案:
A 1B 3C 2
即提取时间为4小时,加7倍水,煎煮2次。
2014年9月1日
练习2
乙醇胺本磺化反应试验,试验目的在于
同时选定c、e,把c×e选入Model框 击Options(选项)按钮: Display Means for:b、d、c×e 在Display框:选择Descriptive statistics (描述统计量)

2014年9月1日
比较主要因素的水平均值,确定最佳方案
指标为分数, 越大越好,故 因素B取B2
因素 A:反应温度 B:反应时间 C:硫酸浓度 D:操作方法
2014年9月1日
表2
水 列 平 号 试验号
试验安排及实验数据
A B AXB C AXC x D 试验 结果 65 74
1
1 1
2
1 1
3
1 1
4
1 2
5
1 2
6
1 2
7
1 2
1 2
3 4 5 6 7 8
1 1 2 2 2 2
2 2 1 1 2 2
第四步
分析正交试验结果
正交试验结果分析要解决的问题: (1)确定因素各水平的优劣
(2)分析因素的主次
(3)选择交互作用的搭配 (4)预测最佳试验结果方案
2014年9月1日
(1)无重复正交试验结果的分析
方差分析的基本思想与双因素方差分析方法一致: 将总的离均差平方和分解成各因素及各交互作用 的离差平方和,构造F统计量,对各因素是否对 试验指标具有影响,作F检验。
因素D 取选D2
2014年9月1日
C×E取搭配C1E2, 本着节约的原则因素A取A2
最佳试验方案:
A2B2C1D2E2
即以丹参、首乌、黄精、葛根为最佳配方,用 水煎煮,用明胶除杂,加吐温-80助溶。 2014年9月1日
(2)有重复正交试验结果的分析
例22-5 还春口服液提取工艺探讨(见黑龙江 医药2004年第17卷第一期)。淫羊藿苷提取工 艺中,试验指标为产率,考察因素有3个,每个 因素均有3个水平,见表22-12. 不考虑交互作用,用 L9 34 可任意安排实验。 前3列安排A、B、C,第4列为空白(记为x), 作3次重复试验,结果见表22-13,进行有重复 正交试验结果的方差分析
2014年9月1日
例22-4 临床用复方丹参汤由丹参、葛根、桑 寄生、黄精、首乌和甘草组成,治疗冠心病有明 显疗效。为将其改制成注射液,指标采用兼顾冠 脉血流量和毒性评出的分数Y(越大越好)。需考 察①组方是否合理,能否减少几味药?②用水煎 煮,还是用乙醇渗漉?③用调pH除杂,还是用明 胶除杂?④是否加吐温-80助溶?
方差分析表-2
2014年9月1日
第二次结果分析
模型检验:F=22.676,P=0.014<0.05,所 选模型有统计学意义。 因素B、C、D 、 C×E的P<0.05,有统计 学意义,表示B、C、D均为主要因素,C与E 有交互作用。 (3)为确定因素B、D水平的优劣以及交互作 用C×E的最优搭配,从Model框删除c、ce, 进行第三次操作。 2014年9月1日
2
1
2
4.0
8.7
3
4 5 6 7 8
1
1 2 2 2 2
2
2 1 1 2 2
2
2 2 2 1 1
1
2 1 2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2
1
2 2 1 2 1
2
1 1 2 2 1
2
1 2 1 1 2
8.6
9.9 0.3 6.7 12.7 10.7
2014年9月1日
1.建立数据文件
在SPSS数据编辑窗,建立数据文件Li224.sav。 分组变量:a、b、c、d、e、ce、x 应变量:y
0.191 0.201 0.210
8
9
3
3
2
3
1
2
3
1
0.196 0.210 0.201
0.347 0.351 0.336
2014年9月1日
1.建立数据文件
在SPSS数据编辑窗,建立数据文件Li225.sav。 分组变量:重复试验、a、b、c、x 应变量:y

2014年9月1日
2. spss操作过程
2 3 1 2
3 1
2 3 2 3
4 1
2 3 3 1
3次重复试验结果 y1 y2 y3 0.287 0.294 0.285 0.361 0.359 0.369 0.257 0.271 0.249 0.374 0.351 0.369 0.271 0.280 0.269
6
7
2
3
3
1
1
3
2
2
0.241 0.253 0.249

2014年9月1日
例22-5 淫羊藿苷提取工艺的3因素3水平
水平
1 2
A(提取时间) (h)
4 3
B(加水量) (倍) 12
10
C(煎煮次数) (次) 3
2
3
2
7
1
2014年9月1日
表22-13 淫羊藿苷提取工艺的正交设计
A 试验号 1 2 3 4 5 B C x
1 1
1 1 2 2
2 1
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