实用干货！正交试验设计及极差分析步骤总结！

一、研究背景

当前有一项研究，研究大豆出油率分别与3个因素的关系情况，分别是萃取液，温度和处理时间。需要设计一个三因素三水平的正交试验表，并收集试验数据后进行分析，希望找出3个因素时各水平的最佳大豆出油率组合。

 

 

二、正交实验设计

进入SPSSAU系统，选择[实验/医学研究]--[正交实验]。

确定因子个数及水平数，点击[开始分析]。

得到正交表L9.3.4，总共进行9次试验。

三、数据收集

确定选用的正交表后，把表中各列因子下的数字“1”、“2”、“3”，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。

本案例数据如下表：表格中水平数量使用数字表示，比如因子2（温度）里面的数字1表示20度，数字2表示35度。

 

四、 数据分析

上传数据，对试验数据进行分析。

选择[实验/医学研究]--[极差分析]。

放置分析项操作如下：

 

SPSSAU输出结果如下：

极差分析可用于研究正交试验数据，包括因素间的优势或因素间具体水平的优劣。表格中各指标含义说明如下：

 

极差分析表格中可知：从3个因素来看，结合R值（因素极差值）的大小对比可知，因子2温度是最优因素，其次是因子1萃取液量，最后是因子3处理时间。因而3个因素的优劣排序为：因子2（温度）>因子1（萃取液量）>因子3（处理时间）。

具体结合各因子的最佳水平可知，因子1萃取液量时第2个水平即50时最优，因子2温度以第3个水平即50度最优，因子3处理时间以第3个水平即3.5小时最优。

综合上述分析可知：最优因子为温度。最优组合为“温度50度，萃取液量50，处理时间3.5小时”。

通过图形也可直观查看：

 

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