27
1.4 课程学习内容
设计
单因素优选法 正交试验设计与数据处理
TB
分析
试验数据的方差分析法 试验数据的回归分析
28
1.4 课程学习内容
绪论 试验设计与分析基础 试验数据的方差分析法 试验数据的回归分析 优选法 正交试验设计与数据处理
TB
29
1.5 课程学习要求
了解基本原理
2
得率y 0.330 0.335 0.294 0.476 0.209
3 3.5
1 2 3 4 5 6 7
系列1 系列2
1.0 1.4 1.8 2.2 2.6
0.5
1
3.0 3.4
1.5
2.0 3.5
2.5
0.451 0.482
4
10
几个问题
试验数据的回归？ 试验数据的回归？
2 y = a + b2 x2 + b22 x2 + b12 x1 x2
性质
TB
专门研究合理地制定试验方案和科学地分析试验结果 的方法的一门应用工具学科
任务
以概率论与数理统计为理论依据， 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， 践经验，经济的、 经济的、科学的、 科学的、合理的安排试验， 合理的安排试验，有效的 控制试验的干扰， 控制试验的干扰，充分的利用和科学的分析所获取的 试验信息， 试验信息，从而达到尽快获得最优试验方案的目的
17
1.1 基本术语
因素的水平
因素变化的各种状态和条件称为因素的水平
TB
如淬火温度770℃、800℃、850℃，冷却方式水冷、 冷却方式水冷、油 冷 如刀具数量2把、3把、4把，切削速度30r/min、 40r/min、 50r/min，走刀量0.5mm/r、 0.6mm/r、 0.7mm/r，刀具种类常规刀、 刀具种类常规刀、I型刀、 型刀、 II型刀 考虑某因素的几种状态则称该因素为几水平因素 水平通常用数字1、2、3 表示
8
几个问题
试验数据的回归？ 试验数据的回归？
TB
y = 7.4482x - 167.02 R = 0.9546
2
9
几个问题
试验数据的回归？ 试验数据的回归？
TB
试验号
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
配比x1
反应时间x2 1.5 3.0 1.0 2.5 0.5
TB
试验过程就是方案的实施过程， 试验过程就是方案的实施过程，依靠合理的试验设计
试验目的是为了获得条件与结果之间的规律性认识 一个良好的试验设计可以最大限度的节约成本， 一个良好的试验设计可以最大限度的节约成本，缩短 试验周期， 试验周期，同时又能迅速获得确切的科学结论
4
试验设计与分析
TB
12
几个问题
正交试验？ 正交试验？
C1 B1 A1 B2 B3 B1 A2 B2 B3 B1 A3 B2 B3 A1B1C1 A1B2C1 A1B3C1 A2B1C1 A2B2C1 A2B3C1 A3B1C1 A3B2C1 A3B3C1 C2 A1B1C2 A1B2C2 A1B3C2 A2B1C2 A2B2C2 A2B3C2 A3B1C2 A3B2C2 A3B3C2 C3 A1B1C3 A1B2C3 A1B3C3 A2B1C3 A2B2C3 A2B3C3 A3B1C3 A3B2C3 A3B3C3
C1 B1 A1 B2 B3 B1 A2 B2 B3 B1 A3 B2 B3 A1B1C1 A1B2C1 A1B3C1 A2B1C1 A2B2C1 A2B3C1 A3B1C1 A3B2C1 A3B3C1 C2 A1B1C2 A1B2C2 A1B3C2 A2B1C2 A2B2C2 A2B3C2 A3B1C2 A3B2C2 A3B3C2 C3 A1B1C3 A1B2C3 A1B3C3 A2B1C3 A2B2C3 A2B3C3 A3B1C3 A3B2C3 A3B3C3
22
1.2 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用
作用
TB
通过试验设计与分析可以分清各个试验因素对试验指 标影响的大小顺序， 标影响的大小顺序，找出主要因素， 找出主要因素，抓住主要矛盾 通过试验设计与分析可以了解因素与试验指标间的规 律性， 律性，即每个因素的水平改变时， 即每个因素的水平改变时，指标是怎么样变化 的 通过试验设计与分析可以了解各因素之间的相互影响 情况， 情况，即因素之间的交互作用情况
23
1.2 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用
作用
TB
通过试验设计与分析可迅速找出最优的生产条件或工 艺条件， 艺条件，确定最优的方案， 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 通过试验设计与分析， 通过试验设计与分析，可以了解试验误差的大小， 可以了解试验误差的大小，从 而提高试验的精度 通过试验设计与分析， 通过试验设计与分析，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
TB
学科专业课
S M E . U S T B
试验设计与分析
机械装备与控制工程系 李洪波
机械工程学院
1
TB
李洪波
办公室： 办公室：机电楼811 62332723
邮箱： 邮箱：lihongbo@
2
试验设计与分析
TB
3
试验设计与分析
得出正确的判断和结论
16
1.1 基本术语
试验因素
TB
对试验考察指标产生影响的原因或要素称为试验因素 如合金钢40Cr的淬火试验中， 的淬火试验中，淬火硬度（ 淬火硬度（指标） 指标）与淬 火温度（ 火温度（如770℃、800 ℃、850 ℃）和冷却方式（ 和冷却方式（如 水冷、 水冷、油冷） 油冷）有关， 有关，则淬火温度和冷却方式是试验因 素 如某工厂镗孔加工的内径偏差量（ 如某工厂镗孔加工的内径偏差量（指标） 指标）与刀具数量、 与刀具数量、 切削速度、 切削速度、走刀量和刀具种类有关， 走刀量和刀具种类有关，则刀具数量、 则刀具数量、切 削速度、 削速度、走刀量和刀具种类是试验因素 一般用大写字母A、B、C 表示
通过实践加深对公式及统计步骤的理解和记忆， 通过实践加深对公式及统计步骤的理解和记忆，以期 能熟练地应用统计方法 注意培养科学的统计思维方法， 注意培养科学的统计思维方法，从不确定性和概率的 角度来思考问题和分析科学试验的结果 平时要留意文献、 平时要留意文献、论文中的表格、 论文中的表格、数据及其分析和解 释，以熟悉表达方式及应用， 以熟悉表达方式及应用，注意分析是否正确
TB
试验号 1 2 3 4 5 6 7
配比x1 1.0 1.4 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4
反应时间x2 1.5 3.0 1.0 2.5 0.5 2.0 3.5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
得率y 0.330 0.335 0.294 0.476 0.209 0.451 0.482 11
几个问题
正交试验？ 正交试验？
无交互作用
交互作用A×B（强）
交互作用A×B 20
1.2 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用
试验为什么要设计
试验次数尽可能地少 便于分析和处理试验数据 通过分析能得到满意的试验结论
TB
数据如何分析
直观分析法 方差分析法 因素-指标关系趋势图分析法 回归分析方法
21
1.2 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用
TB
13
1 绪论
基本术语 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用 课程学习意义 课程学习内容 课程学习要求
TB
14
1.1 基本术语
试验考察指标 试验因素 因素的水平 交互作用
TB
15
1.1 基本术语
试验考察指标
TB
根据试验和数据处理的目的而选定用来考察或衡量其 效果的特征值 产品的质量、 产品的质量、成本、 成本、效益、 效益、经济效益等 一个指标——单考察指标试验设计 几个指标——多考察指标试验设计
24
1.2 学科的性质、 学科的性质、任务、 任务、作用
TB
25
1.3 课程学习意义
TB
采用统计学方法， 采用统计学方法，发现不确定现象背后隐藏的规律 用统计学思维方式考虑有关自然科学研究中的问题 培养具备从事科研工作和独立从事专业技术工作的能 力
试验设计是自然科学研究方法论领域中的一个分支学 科 正确设计试验方案并对所获调查数据进行科学的统计 分析是每个研究工作者必须具备的基本功
28.44 28.42 28.4 测量值 28.38 28.36 28.34 28.32 28.3 28.28 0 2 4 6 8 测量次数 10 12 14 16
7
几个问题
方差分析
TB
某饮料生产企业研制出一种新型饮料。 某饮料生产企业研制出一种新型饮料。饮料的颜色共有四种， 饮料的颜色共有四种，分别为橘黄 色、粉色、 粉色、绿色和无色透明。 绿色和无色透明。这四种饮料的营养含量、 这四种饮料的营养含量、味道、 味道、价格、 价格、包装 等可能影响销售量的因素全部相同。 等可能影响销售量的因素全部相同。现从地理位置相似、 现从地理位置相似、经营规模相仿的 五家超级市场上收集了前一时期该饮料的销售情况， 五家超级市场上收集了前一时期该饮料的销售情况，见表。 见表。试分析饮料的 颜色是否对销售量产生影响。 颜色是否对销售量产生影响。 该饮料在五家超市的销售情况/万瓶 超市 橘黄色 粉色 绿色 无色 1 26.5 31.2 27.9 30.8 2 28.7 28.3 25.1 29.6 3 25.1 30.8 28.5 32.4 4 29.1 27.9 24.2 31.7 5 27.2 29.6 26.5 32.8
TB
熟练掌握介绍的几种数据统计方法， 熟练掌握介绍的几种数据统计方法，能独立进行试验 结果的统计分析 熟练掌握介绍的几种试验设计方法， 熟练掌握介绍的几种试验设计方法，能独立进行试验 设计 运用Excel等数据处理软件处理数据