1 正交实验设计 当析因设计要求的实验次数太多时,一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中,选择一部分有代表性水平组合进行试验
因此就出现了分式析因设计(fractional factorial designs),但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说,选择适当的分式析因设计还是比较困难的
正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的又一种设计方法,它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,正交试验设计是分式析因设计的主要方法
是一种高效率、快速、经济的实验设计方法
日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格,称为正交表
例如作一个三因素三水平的实验,按全面实验要求,须进行33=27 种组合的实验,且尚未考虑每一组合的重复数
若按 L9(3)3 正交表按排实验,只需作9 次,按 L18(3)7 正交表进行18 次实验,显然大大减少了工作量
因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用
1.正交表 正交表是一整套规则的设计表格,用
L 为正交表的代号,n 为试验的次数,t为水平数,c 为列数,也就是可能安排最多的因素个数
例如 L9(34), (表11),它表示需作9 次实验,最多可观察 4 个因素,每个因素均为 3 水平
一个正交表中也可以各列的水平数不相等,我们称它为混合型正交表,如 L8(4×24) (表12),此表的5 列中,有1列为 4 水平,4 列为 2 水平
根据正交表的数据结构看出,正交表是一个n 行c 列的表,其中第 j 列由数码 1,2,… Sj 组成,这些数码均各出现N/S 次,例如表11 中,第二列的数码个数为 3,S=3 ,即由 1、2、3 组成,各数码均出现 次
2 正交表具有以下两项性质: (