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（二）试验设计的实施程序
1.明确试验目的、确定试验指标； 2.选取试验因素及水平； 3.选定试验设计方法； 4.进行试验； 5.数据分析； 6.结论与建议。
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（三）试验设计方法的选择
试验设计方法类型：
单因素试验设计 双因素试验设计 多因素试验设计 正交试验设计 均匀试验设计 因子试验设计
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主要优点
合理安排试验，减少试验次数； 找出较好的试验方案； 找出质量指标与影响因素的关系； 找到进一步改进产品质量的试验方向等。
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（二）正交试验方法中的有关概念
1.试、拉力等 非数量指标：如颜色、外观等。 2.因素：对试验指标有影响的参数。 如热处理的淬火温度、淬火时间、回火温度、冷却
实验设计与田口方法
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第八章 实验设计与田口方法
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第一节 试验设计概述
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一、试验设计的发展及应用范围
试验设计起源于英国，最早应用于农业生产，20世纪30年代，由 于农业试验的需要，费歇(R. A. Fisher)在考察各种肥料及施肥 量对农作物产量的影响时，建立了试验设计的最初数学模型，在 试验设计和统计分析方面做出了一系列先驱工作，从此试验设计 成为统计科学的一个分支。
点，再根据两点试验结果，留下好点，去掉不好点所 在的一段范围，再在余下的范围内继续寻找好点，去 掉不好的点，如此继续地作下去，直到找到最优点为 止。
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0.618法要求试验结果目标函数f(x)是单峰函数，见图 所示，即在试验范围(a，b)内只有一个最优点d，其效 果f(d)最好，比d大或小的点都差，且距最优点d越远 的试验效果越差。
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（五）试验结果分析
对试验结果的分析有两种方法：
直观分析法：直观比较试验方案的试验结果。 极差分析法：要求通过计算同一因素不同水平试验指标的极差，了解试验结果的 波动情况，然后比较不同因素的极差值，以便找到效果更好的试验方案。
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极差分析法分析问题的步骤
1.计算数据。
（1）计算各因素不同水平的指标和用I、Ⅱ、Ⅲ 分别表示对应各因素1，2，3水平的指标和。
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二、均分法
均分法是单因素试验设计方法，它是在试验范围(a，b) 内，根据精度要求和实际情况，均匀地排开试验点， 在每一个试验点上进行试验，并相互比较，以求得最 优点的方法。
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三、0.618法
0.618法是单因素试验设计法，又叫黄金分割法。 这种方法是在试验范围内(a，b)，首先安排两个试验
第二节 单因素试验设计
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优选法是一种指导我们用较少的试验次数寻找最优方 案的科学方法，以达到优质、高产、低耗的效果。
当试验中只考察一个因素时，可选用单因素优选法。
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一、对分法
对分法也叫平分法，是单因素试验设计方法，适用于 试验范围[a，b]内，目标函数为单调（连续或间断） 的情况下，求最优点的方法。即如果每做一次试验， 根据结果可以决定下次试验的方向时，就可以应用对 分法。
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第三节 多因素试验设计
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如果试验安排得当，就能使试验的次数少，各种因素 状态之间的关系考虑周全，取得事半功倍的效果。当 试验中考察两个以上因素时，则可选用多因素试验设 计方法 。
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一、正交试验的基本方法
正交试验是一种科学安排和分析试验的方法。它是利 用“均衡分散性”和“整齐可比性”正交性原理，从 大量的试验点中挑出适量的、具有代表性、典型的试 验点以解决多因素问题的试验方法。
随后，Yates，R. C. Bose，O. Kempthome，W. G. Cochran，D. R. Cox和G. E. P. Box对试验设计都做出了杰出的贡献，使该分 支在理论上日趋完善，在应用上日趋广泛。
20世纪60年代，日本质量管理和统计学家田口玄一将试验设计中 应用最广的正交设计表格化，为试验设计的更广泛使用做出了巨 大贡献。于是试验设计方法成为提高产品质量的重要手段，在质 量管理中发挥了很大的作用。
介质成分等。 3.水平：因素在试验中所处的状态和条件的变化可能
引起指标的波动，把因素变化的各种状态和条件称 为因素的水平。 一个因素往往要考察几个水平，如采用不同的淬火 温度、不同的冷却速度等。
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（三）正交表的格式与特点
正交表记号涵义
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（四）正交表安排试验的步骤
1.明确试验目的，确定指标。 2.制定因素水平表。 3.选正交表、排表头。 4.排列试验条件。 5.按试验方案进行试验。
这个要求在大多数实际问题中都能满足。但也有不能 满足的情况，此时不能用0.618法。
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单峰函数图
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四、分数法
分数法是单因素试验设计方法。基本原理与0.618相同， 适用于试验范围(a，b)内目标函数为单峰的情况。
与0.618法不同之处在于要求预先给出试验总数，或者 可由已确定的试验范围和精确度计算出试验总数的情 况。如当试验点只能安排在一些高散点上时，如机床 的转速有若干档次，采用分数法比0.618法更为方便。
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在质量管理中使用试验设计主要有下面两个目的： 第一，确定影响质量或生产过程的主要原因； 第二，选择满足设计质量或产品质量的操作条件。
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二、试验设计的原则、程序与方法
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（一）试验设计的原则
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。
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。 随机化的方法有：抽签、查随机数表等。
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局部控制原则
局部控制原则是指在一项试验中，除了对选定的因素进行考 察外，在必要时，还可以对实验结果产生的影响和对实验产 生干扰的其他因素，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。