创建一般全因子设计的所有统计量

请查找相关定义和解释指导,了解随创建一般全因子设计过程提供的每个统计量。

因子数

该数值显示设计中有多少个因子。

解释

因子是您在试验中控制的变量。因子也称为独立变量、解释变量和预测变量。因子假设有限数量的可能值,称为因子水平。因子可具有文本或数值水平。对于数字因子,需为试验选择具体的水平,即使存在许多可能的因子值也是如此。

例如,您要研究在制造过程中可能影响塑性强度的因子。您在试验中包括添加剂和温度的因子。添加剂是类别变量。添加剂可以为类型 A 或类型 B。温度是连续预测变量。因为温度是一个因子,试验中只有两个温度设置:100℃ 和 200℃。如果设计包括一个中心点,则数子因子可具有三个水平(100℃、150℃、200℃)。

仿行数

该数值显示设计中有多少个仿行。

解释

仿行是多个具有相同因子设置(水平)的试验游程。一个仿行相当于一个基本设计,您可在其中执行每个因子水平组合一次。如果有两个仿行,则在基本设计中执行每个因子水平组合两次(以随机顺序执行),以此类推。

例如,如果有 3 个因子,每个因子有 2 个水平,并且检验所有因子水平组合(全因子设计),则基础设计代表 1 个仿行和 8 个游程 (23)。如果添加 2 个仿行,则设计中包括 3 个仿行,具有 24 个游程。

在规划试验期间,在决定是否添加仿行时请考虑下面的内容:
  • 如果尝试创建预测模型,则多个仿行可提高模型的精度。
  • 如果包括仿行,则可能能够检测到较小的效应,或更能检测到固定大小的效应。
  • 筛选设计(2 水平因子设计)可用于减少大量因子,通常不包括仿行。
  • 资源可能指明可以运行的仿行数。例如,如果试验成本很高,可能只能运行一次基础设计。

有关仿行和重复之间的差异的更多信息,请转到设计试验中的仿行和重复

基本游程

基本游程数是基本设计中的唯一因子水平组合的数目。总游程数等于基本游程数乘以仿行数。

解释

使用基本游程可确定设计。游程是用于度量响应的每个试验条件或因子水平的组合。每个游程对应于工作表中的一行,并生成一个或多个响应测量值(即观测值)。例如,您要执行一个包含两个因子、每个因子具有两个水平的全因子设计。试验包含四个游程:

基本游程是初始设计或起点,Minitab 可从中构建最终设计。您可以添加仿行,然后将游程数添加到基本游程数。例如,您可以创建一个 8 因子明确筛选设计。基本游程数为 17。当仿行数为 2 时,总游程数是 34。

游程 因子 1 因子 2 响应
1 -1 -1 11
2 1 -1 12
3 -1 1 10
4 1 1 9
5 1 -1 8
6 1 1 12
7 -1 1 10
8 -1 -1 11
注意

进行试验时,应使运行顺序随机化。

每个游程对应于一个设计点,而整组游程即为设计。在同一试验条件下的多次执行被视为单独的游程,也称为仿行。

总游程数

总游程数等于基本游程数乘以仿行数,也等于工作表中的行数。

解释

使用总游程数可以验证试验大小是否适合您的资源。游程是用于度量响应的每个试验条件或因子水平的组合。通常,每个游程对应于工作表中的一行,并生成一个或多个响应测量值(即观测值)。例如,您要执行一个包含两个因子的全因子设计,其中每个因子具有两个水平和两个仿行。试验包含八个游程:
游程 因子 1 因子 2 响应
1 -1 -1 11
2 1 -1 12
3 -1 1 10
4 1 1 9
5 1 -1 8
6 1 1 12
7 -1 1 10
8 -1 -1 11
注意

进行试验时,应使运行顺序随机化。

每个游程对应于一个设计点,而整组游程即为设计。在同一试验条件下的多次执行被视为单独的游程,也称为仿行。

基本区组

该数值显示设计中有多少个区组。如果每个仿行具有相同数目的区组,则基本区组数和总区组数相等。

解释

区组说明在不同条件下执行的游程之间可能发生的差异。例如,工程师设计一个试验用于研究焊接,但无法在同一天收集所有数据。焊接质量受多个每天都在变化的变量(如相对湿度)的影响,工程师无法对此进行控制。为了说明这些不可控的变量,工程师将每天执行的游程分组到单独的区组中。区组说明来自不可控变量的变异,使这些效应不与工程师想要研究的因子效应相混淆。

总区组数

该数值显示设计中有多少个区组。如果每个仿行具有相同数目的区组,则基本区组数和总区组数相等。

解释

区组说明在不同条件下执行的游程之间可能发生的差异。例如,工程师设计一个试验用于研究焊接,但无法在同一天收集所有数据。焊接质量受多个每天都在变化的变量(如相对湿度)的影响,工程师无法对此进行控制。为了说明这些不可控的变量,工程师将每天执行的游程分组到单独的区组中。区组说明来自不可控变量的变异,使这些效应不与工程师想要研究的因子效应相混淆。

水平数

此列表显示设计内每个因子的水平数。例如,您正在研究在制造过程中可能影响塑性强度的因子。您决定在试验中包括添加剂和温度。添加剂是类别变量。它只能是类型 A 或类型 B。而温度则是连续变量,但在这里为因子,因为试验中仅检验三个温度设置,即 100C、150C 和 200C。添加剂的水平数为 2,温度的水平数为 3。水平行的数目表示因子的顺序号:2,3。

设计表

设计表显示设计中每个试验游程的因子设置。由于设计表占用的空间比工作表少,因此它对于空间有限的报告非常有用。

字母代表各个因子,并遵循您在创建设计中使用的顺序。在每一行中,数字代表因子水平。

解释

使用此表可查看设计中每个游程的因子设置以及这些游程的顺序。在这些结果中,设计表显示该设计包括 27 个游程,它们位于 1 个区组中。这些游程具有随机顺序。在第一个游程中,因子 A 设置为水平 1,因子 B 和 C 设置为水平 3。

设计表(随机化)

运行区组ABC
11133
21111
31222
41123
51233
61332
71313
81333
91312
101223
111213
121131
131122
141231
151112
161331
171321
181113
191132
201212
211323
221211
231232
241221
251322
261121
271311