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一、研究背景研究雌螺产卵的最优条件,在20平方厘米的泥盒里饲养同龄雌螺10只,试验条件有4个因素,每个因素2个水平希望找出2个因素时各水平的最佳产卵组合如果不进行正交实验,那么实验组合次数为2222=16种组合;显然实验次数太多,因此使用SPSSAU的正交实验方法进行操作,得出部分有代表性的实验组合二、一般步骤首先设计正交表,然后修改正确的数据格式进行极差分析,最后选出实验中最佳产卵组合三、设计正交表如何选择或者设计正交表呢?可以使用SPSSAU,选择因子个数,并且选择每个因子的水平数后,点击“开始分析”SPSSAU会生成正交表生成的正交表如下:由于只有四个因素并且2个水平所以需要对正交表进行修改SPSSAU默认找到最接近的标准正交表,SPSSAU得到6列,分别是:“编号”、“因子1”、“因子2”、“因子3”、“因子4”以及“因子5”,因子1-4为两个水平,因子5为四个水平,但是案例中是四因子2水平所以只需要4列,删除掉最后1个因子,余下因子1,因子2,因子3和因子4所以将正交设计表修改如下:正交表设计后想要继续分析最优“产卵组合”就可以使用极差分析或者方差分析,极差分析具有简单直观的优点,对分析的精确度要求不高的筛选实验,一般使用极差分析就够了,但它不能估计误差的大小,不能精确估计各因素对结果影响的重要程度,特别是水平数大于等于3,需要考虑交互作用时,就不太能满足,此时可以选择多因素方差分析如果使用方差分析,可使用SPSSAU进阶方法里面的多因素方差方差分析(且不考虑二阶作用时)最少要求9个自由度,也即说明实验次数最少为9+1=10次实验才可以但当前正交表仅7个自由度,因此该正交表不能进行方差分析但是可以进行极差分析,找到最优组合四、极差分析确定选用的正交表后,把表中各列因子下的数字“1”、“2”,分别换成各因子在试验中的水平值,并根据此表格安排试验方案下一步按照试验方案进行试验,将对应数据收集填入表中整理好的数据如下(需要加数据标签以便查看实际意义):上传数据,对试验数据进行分析放置分析项操作如下:SPSSAU输出结果如下:极差分析表格中可知:从4个因素来看,结合R值(因素极差值)的大小对比可知,因子3含水量是最优因素,然后是因子2含氧量,其次是因子1温度,最后是因子4pH因而3个因素的优劣排序为:因子3(含水量)>因子2(含氧量)>因子1(温度)>因子4(pH)具体结合各因子的最佳水平可知,因子1温度以第1个水平即5℃时最优,因子2含氧量以第1个水平即0.5%最优,因子3含水量以第2个水平即30%最优,因子4pH以第2个水平8.0最优综合上述分析可知:最优组合为温度最优组合为“温度5度,含氧量0.5%,含水量30%,pH为8.0”通过图形也可直观查看:横坐标为因子水平数,从图形中可以看出温度5℃时最优,含氧量0.5%最优,含水量30%最优,pH8.0最优最优组合为温度最优组合为“温度5℃,含氧量0.5%,含水量30%,pH为8.0”补充说明:极差分析的最佳水平默认选取数值最大的一组,但是实验结果数值越大水平越差,如何操作?SPSSAU提供越小越好选项:如果试验数据越小越好,如下所述:K值和Kavg值,没有变化,实际意义上为越小越好;最佳水平,此数据需要研究者查看Kavg值的最小值自行找到;R值,取相反数即可;水平数量和每水平重复数r,没有变化
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