Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại - Thomas P. Ryan

Chuyên khảo phân tích Modern experimental design thomas p ryan, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

Chuyên ngành

Statistical Design of Experiments

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Reference Book

2007

620
3
0

Phí lưu trữ

135 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Thực nghiệm xung quanh chúng ta

1.2. Mục tiêu của thiết kế thực nghiệm

1.3. Thực nghiệm theo kế hoạch so với sử dụng dữ liệu quan sát

1.4. Các khái niệm thiết kế cơ bản

1.4.1. Lặp lại so với đo lường lặp

1.4.2. Độ lớn của hiệu ứng có thể phát hiện được

1.5. Các bước thiết kế thực nghiệm

1.5.1. Nhận biết và phát biểu bài toán

1.5.2. Lựa chọn các yếu tố và mức độ

1.5.2.1. Lựa chọn các yếu tố
1.5.2.2. Lựa chọn các mức độ

1.6. Quy trình lý tưởng nên ở trạng thái kiểm soát thống kê

1.7. Các loại thiết kế thực nghiệm

1.8. Phân tích giá trị trung bình (ANOM)

1.9. Thiết kế thực nghiệm và Six Sigma

1.10. Thiết kế bán thực nghiệm

1.11. Tóm tắt

1.12. Tài liệu tham khảo

1.13. Bài tập

2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HOÀN TOÀN NGẪU NHIÊN

2.1. Thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên

2.2. Ví dụ: Một yếu tố, hai mức độ

2.3. Ví dụ: Một yếu tố, nhiều hơn hai mức độ

2.3.1. Dữ liệu không cân bằng và dữ liệu bị thiếu

2.3.2. Ví dụ minh họa ảnh hưởng của phương sai không đồng nhất

2.4. Phân tích giá trị trung bình (ANOM)

2.4.1. ANOM cho thiết kế hoàn toàn ngẫu nhiên

2.4.2. ANOM với phương sai không đồng nhất

2.4.3. ANOM cho dữ liệu thuộc tính

2.5. Phần mềm cho thiết kế thực nghiệm

2.6. Tóm tắt

2.7. Phụ lục

2.8. Tài liệu tham khảo

2.9. Bài tập

3. CHƯƠNG 3: CÁC THIẾT KẾ KẾT HỢP YẾU TỐ NGOẠI LAI (TẠO KHỐI)

3.1. Thiết kế khối ngẫu nhiên

3.1.1. Tạo khối cho một quy trình mất kiểm soát

3.1.2. Hiệu quả của thiết kế khối ngẫu nhiên

3.2. Thiết kế khối không hoàn chỉnh

3.2.1. Thiết kế khối không hoàn chỉnh cân bằng

3.2.2. Khôi phục thông tin giữa các khối

3.2.3. Thiết kế khối không hoàn chỉnh cân bằng một phần

3.2.4. Phân tích phi tham số cho thiết kế khối không hoàn chỉnh

3.2.5. Các thiết kế khối không hoàn chỉnh khác

3.3. Thiết kế hình vuông Latin

3.3.1. Mô hình

3.3.2. Hiệu quả của thiết kế hình vuông Latin

3.3.3. Sử dụng nhiều hình vuông Latin

3.4. Thiết kế hình vuông Graeco–Latin

3.4.1. Hạn chế về bậc tự do trong xây dựng thiết kế

3.4.2. Các tập hợp thiết kế hình vuông Graeco–Latin

3.5. Danh sách các thiết kế Youden

3.6. Sử dụng các thiết kế Youden lặp lại

3.7. Tóm tắt

3.8. Tài liệu tham khảo

3.9. Bài tập

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ GIAI THỪA TOÀN PHẦN VỚI HAI MỨC ĐỘ

4.1. Bản chất của thiết kế giai thừa

4.2. Tác hại của các tương tác

4.2.1. Cỡ mẫu cho ước lượng hiệu ứng có điều kiện

4.2.2. Chúng ta có thể “biến đổi để loại bỏ” tương tác không?

4.3. Tại sao không dùng thiết kế từng yếu tố một lần?

4.4. Bảng ANOVA cho thiết kế hai yếu tố không lặp lại?

4.5. Lặp lại tích hợp

4.6. Nhiều lần đọc so với các lần lặp

4.7. Thực tế so với các ví dụ trong sách giáo khoa

4.7.1. Thiết kế giai thừa nhưng không phải “mô hình giai thừa”

4.8. Dữ liệu xấu trong thiết kế giai thừa

4.9. Các phương pháp biểu đồ xác suất chuẩn

4.10. Dữ liệu bị thiếu trong thiết kế giai thừa

4.10.1. Hệ quả từ dữ liệu xấu

4.11. Các mức không chính xác trong thiết kế giai thừa

4.12. Kiểm tra kiểm soát thống kê

4.13. Tạo khối cho các thiết kế 2^k

4.14. Vai trò của giá trị trung bình bình phương kỳ vọng trong thiết kế thực nghiệm

4.15. Kiểm định giả thuyết chỉ có yếu tố ngẫu nhiên trong thiết kế 2^k? Hãy tránh chúng!

4.16. Mô hình phân cấp so với mô hình không phân cấp

4.17. Các yếu tố khó thay đổi

4.17.1. Phần mềm cho các thiết kế có yếu tố khó thay đổi

4.18. Các yếu tố không được thiết lập lại

4.19. Phát hiện các hiệu ứng phân tán

4.20. Tóm tắt

4.21. Phụ lục A: Suy dẫn các hiệu ứng chính có điều kiện

4.22. Phụ lục B: Mối quan hệ giữa ước lượng hiệu ứng và hệ số hồi quy

4.23. Phụ lục C: Độ chính xác của các ước lượng hiệu ứng

4.24. Phụ lục D: Giá trị trung bình bình phương kỳ vọng cho thiết kế lặp lại 2^2

4.25. Phụ lục E: Giá trị trung bình bình phương kỳ vọng tổng quát

4.26. Tài liệu tham khảo

4.27. Bài tập

5. CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ GIAI THỪA PHÂN SỐ VỚI HAI MỨC ĐỘ

5.1. Ước lượng hiệu ứng và hệ số hồi quy

5.2. Điều gì xảy ra nếu sử dụng phân số khác?

5.3. Các phương pháp biểu đồ xác suất chuẩn khi k − p = 16

5.4. Các phương pháp đồ thị khác

5.5. Tính hữu dụng của thiết kế giai thừa phân số nhỏ đối với biểu đồ xác suất chuẩn

5.6. Khôi phục quan hệ xác định bị mất

5.7. Thiết kế quang sai tối thiểu và thiết kế hiệu ứng trộn lẫn tối thiểu

5.8. Tạo khối cho thiết kế giai thừa

5.8.1. Tạo khối cho thiết kế giai thừa phân số

5.8.2. Các khối có kích thước 2

5.8.3. Kỹ thuật gấp bán phần thiết kế 2^(k−1)

5.8.4. Kỹ thuật gấp bán phần bằng phần mềm

5.9. Tính chất chiếu của các thiết kế 2^(k−p)

5.10. Phân số nhỏ và các thiết kế không quy chuẩn

5.11. Ví dụ về thực nghiệm tuần tự

5.11.1. Phê bình ví dụ

5.12. Tính không trực giao vô tình—Nghiên cứu tình huống

5.13. Thiết kế giai thừa phân số cho các tập con tự nhiên của các yếu tố

5.14. Mối quan hệ giữa thiết kế giai thừa phân số và hình vuông Latin

5.15. Các phương án thay thế cho thiết kế giai thừa phân số

5.15.1. Các thiết kế của Genichi Taguchi

5.16. Dữ liệu bị thiếu và dữ liệu xấu

5.17. Thiết kế Plackett–Burman

5.18. Tóm tắt

5.19. Tài liệu tham khảo

5.20. Bài tập

6. CHƯƠNG 6: CÁC THIẾT KẾ VỚI NHIỀU HƠN HAI MỨC ĐỘ

6.1. Phân rã tương tác A*B

6.2. Suy luận với thiết kế 3^k không lặp lại

6.3. Nhu cầu về số lượng mức hỗn hợp

6.4. Lặp lại các thiết kế 3^(k−p)?

6.5. Xây dựng thiết kế giai thừa hỗn hợp

6.6. Thiết kế giai thừa phân số hỗn hợp

6.7. Mảng trực giao với các mức hỗn hợp

6.8. Thiết kế quang sai tối thiểu và thiết kế hiệu ứng trộn lẫn tối thiểu

6.9. Bốn hoặc nhiều mức hơn

6.10. Danh mục các thiết kế

6.11. Tóm tắt

6.12. Tài liệu tham khảo

6.13. Bài tập

7. CHƯƠNG 7: CÁC THIẾT KẾ LỒNG NHAU

7.1. Thiết kế lồng nhau so le

7.2. Thiết kế lồng nhau và lồng nhau so le với cấu trúc giai thừa

7.3. Ước lượng các thành phần phương sai

7.4. ANOM cho các thiết kế lồng nhau?

7.5. Tóm tắt

7.6. Tài liệu tham khảo

7.7. Bài tập

8. CHƯƠNG 8: CÁC THIẾT KẾ BỀN VỮNG

8.1. Nhận diện các hiệu ứng phân tán

8.2. Thiết kế với các yếu tố nhiễu

8.3. Mảng tích, mảng kết hợp, hay mảng phức hợp?

8.4. Tóm tắt

8.5. Tài liệu tham khảo

8.6. Bài tập

9. CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ ĐƠN VỊ CHIA, LÔ CHIA VÀ CÁC THIẾT KẾ LIÊN QUAN

9.1. Thiết kế đơn vị chia

9.1.1. Thiết kế cặp hình ảnh phản chiếu ô chia

9.1.2. Thiết kế đơn vị chia trong công nghiệp

9.1.3. Thiết kế đơn vị chia với giai thừa phân số

9.1.4. Tạo khối cho thiết kế ô chia

9.1.5. Thiết kế đơn vị chia Plackett-Burman

9.1.6. Ví dụ về thiết kế ô chia cho các yếu tố khó thay đổi

9.1.7. Thiết kế ô chia hai lần

9.2. Thiết kế lô chia

9.3. Thiết kế dải ô

9.3.1. Ứng dụng của thiết kế khối dải (dải ô)

9.4. Điểm chung và sự khác biệt giữa các thiết kế này

9.5. Tóm tắt

9.6. Tài liệu tham khảo

9.7. Bài tập

10. CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BỀ MẶT ĐÁP ỨNG

10.1. Thực nghiệm bề mặt đáp ứng: Một thiết kế hay nhiều hơn một?

10.2. Thiết kế bề mặt đáp ứng cổ điển so với các phương án thay thế

10.3. Phương pháp dốc nhất (dốc lên / dốc xuống)

10.4. Thiết kế hỗn hợp trung tâm

10.4.1. Thiết kế hỗn hợp nhỏ

10.4.2. Thiết kế Draper–Lin

10.5. Tính chất của các thiết kế lấp đầy không gian

10.6. Ứng dụng của thiết kế đồng nhất

10.7. Thiết kế Box–Behnken

10.8. Các thiết kế bề mặt đáp ứng khác

10.8.1. Thiết kế vỏ đồng nhất

10.9. Tạo khối cho các thiết kế bề mặt đáp ứng

10.9.1. Tạo khối cho thiết kế hỗn hợp trung tâm

10.9.2. Tạo khối cho thiết kế Box–Behnken

10.9.3. Tạo khối cho các thiết kế bề mặt đáp ứng khác

10.10. So sánh các thiết kế

10.11. Phân tích bề mặt khớp

10.11.1. Đặc trưng hóa các điểm dừng

10.11.2. Vùng tin cậy trên các điểm dừng

10.11.3. Phân tích gờ với các yếu tố nhiễu

10.11.4. Điều kiện tối ưu và các vùng khả dụng

10.12. Thiết kế bề mặt đáp ứng cho mô phỏng máy tính

10.13. ANOM với các thiết kế bề mặt đáp ứng?

10.14. Hướng đi hiện tại và tương lai của các thiết kế bề mặt đáp ứng

10.15. Danh mục các thiết kế

10.16. Tóm tắt

10.17. Tài liệu tham khảo

10.18. Bài tập

11. CHƯƠNG 11: CÁC THIẾT KẾ ĐO LƯỜNG LẶP LẠI

11.1. Ví dụ trong Mục 2.2 Nhiều hơn một yếu tố

11.2. Các thiết kế cho hiệu ứng chuyển tiếp

11.3. Bao nhiêu lần đo lặp lại là đủ?

11.4. Tóm tắt

11.5. Tài liệu tham khảo

11.6. Bài tập

12. CHƯƠNG 12: ĐA ĐÁP ỨNG

12.1. Chồng phủ các biểu đồ đường mức

12.2. Tìm kiếm tối ưu hóa đa đáp ứng với hàm mong muốn

12.2.1. Trọng số và tầm quan trọng

12.3. Tối ưu hóa đáp ứng kép

12.4. Các thiết kế được sử dụng với đa đáp ứng

12.5. Các biến thể tối ưu hóa đa đáp ứng

12.6. Tầm quan trọng của phân tích

12.7. Tóm tắt

12.8. Tài liệu tham khảo

12.9. Bài tập

13. CHƯƠNG 13: CÁC CHỦ ĐỀ THIẾT KẾ KHÁC

13.1. Thiết kế từng yếu tố một lần

13.2. Thiết kế Plackett–Burman

13.2.1. Tính chất chiếu của thiết kế Plackett–Burman

13.3. Các thiết kế sàng lọc ít được biết đến

13.4. Thiết kế thực nghiệm cho các nghiên cứu giải tích

13.4.1. Một yếu tố, hai mức độ

13.4.2. Các thiết kế thường dùng có đòn bẩy ngang bằng không?

13.5. Ứng dụng của các thiết kế tối ưu

13.6. Thiết kế cho các vùng khả dụng bị giới hạn

13.7. Thiết kế lấp đầy không gian

13.7.1. Từ dạng thô sang dạng mã hóa

13.7.2. Thiết kế xếp cầu

13.7.3. Thiết kế siêu lập phương Latin

13.8. Thiết kế không có xu hướng

13.9. Thiết kế giảm thiểu chi phí

13.10. Thiết kế hỗn hợp tối ưu hay không?

13.11. Thiết kế nghiên cứu năng lực đo lường

13.12. Thiết kế thực nghiệm máy tính

13.13. Thiết kế thực nghiệm cho các biến đáp ứng phân loại

13.14. Thiết kế cân và thiết kế hiệu chuẩn

13.15. Thiết kế đánh giá năng lực của một hệ thống

13.16. Thiết kế cho các mô hình phi tuyến

13.17. Thiết kế bền vững theo mô hình

13.18. Thiết kế và phân tích cho các đáp ứng không chuẩn

13.19. Thiết kế thực nghiệm vi mảng

13.20. Biểu đồ đa biến

13.21. Tóm tắt

13.22. Tài liệu tham khảo

13.23. Bài tập

14. CHƯƠNG 14: KẾT NỐI TẤT CẢ LẠI VỚI NHAU

14.1. Đào tạo sử dụng thiết kế thực nghiệm

14.2. Tài liệu tham khảo

14.3. Bài tập

ĐÁP ÁN CHO CÁC BÀI TẬP CHỌN LỌC

PHỤ LỤC: CÁC BẢNG THỐNG KÊ

CHỈ MỤC TÁC GIẢ

CHỈ MỤC CHỦ ĐỀ

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại Của Thomas P

Thiết kế thí nghiệm hiện đại là một lĩnh vực quan trọng trong nghiên cứu khoa học. Thomas P. Ryan đã đóng góp nhiều vào việc phát triển các phương pháp thiết kế thí nghiệm hiệu quả. Bài viết này sẽ khám phá các khái niệm cơ bản và tầm quan trọng của thiết kế thí nghiệm trong nghiên cứu.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Thiết Kế Thí Nghiệm

Thiết kế thí nghiệm là quá trình lập kế hoạch cho một thí nghiệm nhằm thu thập dữ liệu có giá trị. Nó bao gồm việc xác định các yếu tố, mức độ và cách thức thực hiện thí nghiệm.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Thiết Kế Thí Nghiệm

Thiết kế thí nghiệm giúp đảm bảo rằng dữ liệu thu thập được là chính xác và có thể phân tích được. Nó cũng giúp giảm thiểu sai sót và tăng cường độ tin cậy của kết quả.

II. Các Vấn Đề Trong Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại

Mặc dù thiết kế thí nghiệm mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức. Các vấn đề này có thể ảnh hưởng đến tính chính xác và độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

2.1. Các Yếu Tố Ngoại Lai Trong Thí Nghiệm

Yếu tố ngoại lai có thể làm sai lệch kết quả thí nghiệm. Việc kiểm soát các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Lập Kế Hoạch Thí Nghiệm

Việc lập kế hoạch cho một thí nghiệm có thể gặp khó khăn do số lượng yếu tố và mức độ cần kiểm soát. Điều này đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và hiểu biết sâu sắc về các phương pháp thiết kế.

III. Phương Pháp Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại

Thomas P. Ryan đã phát triển nhiều phương pháp thiết kế thí nghiệm hiện đại, giúp cải thiện quy trình nghiên cứu. Các phương pháp này bao gồm thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn, thiết kế khối ngẫu nhiên và thiết kế phân tích phương sai.

3.1. Thiết Kế Ngẫu Nhiên Hoàn Toàn

Thiết kế ngẫu nhiên hoàn toàn là phương pháp đơn giản nhất, trong đó các đối tượng được phân bổ ngẫu nhiên vào các nhóm thí nghiệm. Phương pháp này giúp giảm thiểu thiên lệch trong kết quả.

3.2. Thiết Kế Khối Ngẫu Nhiên

Thiết kế khối ngẫu nhiên giúp kiểm soát các yếu tố ngoại lai bằng cách chia các đối tượng thành các khối tương đồng trước khi phân bổ ngẫu nhiên vào các nhóm thí nghiệm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Kế Thí Nghiệm

Thiết kế thí nghiệm hiện đại có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, nông nghiệp và công nghiệp. Các nghiên cứu thực nghiệm giúp cải thiện quy trình và sản phẩm.

4.1. Ứng Dụng Trong Nghiên Cứu Y Học

Trong y học, thiết kế thí nghiệm giúp đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị mới. Các thử nghiệm lâm sàng được thiết kế cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

4.2. Ứng Dụng Trong Nông Nghiệp

Thiết kế thí nghiệm cũng được sử dụng để nghiên cứu các phương pháp canh tác mới, giúp tăng năng suất và chất lượng sản phẩm nông nghiệp.

V. Kết Luận Về Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại

Thiết kế thí nghiệm hiện đại là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu khoa học. Nó không chỉ giúp thu thập dữ liệu chính xác mà còn hỗ trợ trong việc phân tích và đưa ra kết luận.

5.1. Tương Lai Của Thiết Kế Thí Nghiệm

Với sự phát triển của công nghệ, thiết kế thí nghiệm sẽ tiếp tục tiến hóa, mang lại nhiều cơ hội mới cho nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn.

5.2. Tầm Quan Trọng Của Việc Đào Tạo

Đào tạo về thiết kế thí nghiệm là cần thiết để đảm bảo rằng các nhà nghiên cứu có thể áp dụng các phương pháp hiện đại một cách hiệu quả.

Tóm tắt và mô tả trên trang này được tạo với sự hỗ trợ của AI. Nếu bạn thấy nội dung không chính xác hoặc có vấn đề, vui lòng Báo lỗi nội dung.

19/07/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Modern Experimental Design THOMAS P. RYAN Acworth, GA Modern Experimental Design Modern Experimental Design THOMAS P. RYAN Acworth, GA Copyright  C 2007 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.

Published by John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey Published simultaneously in Canada No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, scanning, or otherwise, except as permitted under Section 107 or 108 of the 1976 United States Copyright Act, without either the prior written permission of the Publisher, or authorization through payment of the appropriate per-copy fee to the Copyright Clearance Center, Inc., 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, 978-750-8400, fax 978-750-4470, or on the web at www. Requests to the Publisher for permission should be addressed to the Permissions Department, John Wiley & Sons, Inc., 111 River Street, Hoboken, NJ 07030, 201-748-6011, fax 201-748-6008, or online at http://www.com/go/permission. Limit of Liability/Disclaimer of Warranty: While the publisher and author have used their best efforts in preparing this book, they make no representations or warranties with respect to the accuracy or completeness of the contents of this book and specifically disclaim any implied warranties of merchantability or fitness for a particular purpose. No warranty may be created or extended by sales representatives or written sales materials.

The advice and strategies contained herein may not be suitable for your situation. You should consult with a professional where appropriate. Neither the publisher nor author shall be liable for any loss of profit or any other commercial damages, including but not limited to special, incidental, consequential, or other damages. For general information on our other products and services or for technical support, please contact our Customer Care Department within the United States at 877-762-2974, outside the United States at 317-572-3993 or fax 317-572-4002.

Wiley also publishes its books in a variety of electronic formats. Some content that appears in print may not be available in electronic formats. For more information about Wiley products, visit our web site at www. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data: Ryan, Thomas P.

Modern experimental design / by Thomas P. Includes bibliographical references and index. ISBN 978-0-471-21077-1 Printed in the United States of America 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Contents Preface xv 1 Introduction 1 1.1 Experiments All Around Us 2 1.2 Objectives for Experimental Designs 3 1.3 Planned Experimentation versus Use of Observational Data 5 1.4 Basic Design Concepts 6 1.2 Replication versus Repeated Measurements 7 1.4 Size of an Effect That Can be Detected 11 1.6 Steps for the Design of Experiments 13 1.1 Recognition and Statement of the Problem 14 1.2 Selection of Factors and Levels 14 1.1 Choice of Factors 14 1.2 Choice of Levels 15 1.7 Processes Should Ideally be in a State of Statistical Control 18 1.8 Types of Experimental Designs 20 1.9 Analysis of Means 20 1.11 Experimental Designs and Six Sigma 22 1.12 Quasi-Experimental Design 23 1.13 Summary 23 References 23 Exercises 26 v vi contents 2 Completely Randomized Design 31 2.1 Completely Randomized Design 31 2.2 Example: One Factor, Two Levels 33 2.3 Examples: One Factor, More Than Two Levels 35 2.2 Unbalanced and Missing Data 39 2.4 Example Showing the Effect of Unequal Variances 41 2.2 Analysis of Means 42 2.1 ANOM for a Completely Randomized Design 43 2.2 ANOM with Unequal Variances 45 2.4 ANOM for Attributes Data 47 2.3 Software for Experimental Design 48 2.5 Summary 48 Appendix 49 References 49 Exercises 51 3 Designs that Incorporate Extraneous (Blocking) Factors 56 3.1 Randomized Block Design 56 3.2 Blocking an Out-of-Control Process 60 3.3 Efficiency of a Randomized Block Design 61 3.2 Incomplete Block Designs 65 3.1 Balanced Incomplete Block Designs 65 3.2 Recovery of Interblock Information 68 3.2 Partially Balanced Incomplete Block Designs 69 3.3 Nonparametric Analysis for Incomplete Block Designs 70 3.4 Other Incomplete Block Designs 70 3.3 Latin Square Design 71 3.2 Model 74 contents vii 3.4 Efficiency of a Latin Square Design 77 3.5 Using Multiple Latin Squares 77 3.4 Graeco–Latin Square Design 80 3.2 Degrees of Freedom Limitations on the Design Construction 81 3.3 Sets of Graeco–Latin Square Designs 82 3.2 Lists of Youden Designs 86 3.3 Using Replicated Youden Designs 86 3.8 Summary 90 References 91 Exercises 93 4 Full Factorial Designs with Two Levels 101 4.1 The Nature of Factorial Designs 101 4.2 The Deleterious Effects of Interactions 106 4.1 Sample Sizes for Conditional Effects Estimation 113 4.2 Can We “Transform Away” Interactions? 114 4.4 Why Not One-Factor-at-a-Time Designs? 115 4.5 ANOVA Table for Unreplicated Two-Factor Design? 116 4.7 Built-in Replication 122 4.8 Multiple Readings versus Replicates 123 4.9 Reality versus Textbook Examples 124 4.1 Factorial Design but not “Factorial Model” 124 4.10 Bad Data in Factorial Designs 127 4.11 Normal Probability Plot Methods 136 4.12 Missing Data in Factorial Designs 138 4.1 Resulting from Bad Data 139 4.13 Inaccurate Levels in Factorial Designs 140 4.14 Checking for Statistical Control 141 4.15 Blocking 2k Designs 142 viii contents 4.16 The Role of Expected Mean Squares in Experimental Design 144 4.17 Hypothesis Tests with Only Random Factors in 2k Designs? Avoid Them! 146 4.18 Hierarchical versus Nonhierarchical Models 147 4.19 Hard-to-Change Factors 148 4.1 Software for Designs with Hard-to-Change Factors 150 4.20 Factors Not Reset 150 4.21 Detecting Dispersion Effects 150 4.23 Summary 151 Appendix A Derivation of Conditional Main Effects 152 Appendix B Relationship Between Effect Estimates and Regression Coefficients: 153 Appendix C Precision of the Effect Estimates 153 Appendix D Expected Mean Squares for the Replicated 22 Design 153 Appendix E Expected Mean Squares, in General 155 References 157 Exercises 162 5 Fractional Factorial Designs with Two Levels 169 5.2 Effect Estimates and Regression Coefficients 177 5.4 What if I Had Used the Other Fraction? 179 5.1 Normal Probability Plot Methods when k − p = 16 187 5.2 Other Graphical Methods 188 5.4 Utility of Small Fractional Factorials vis-à-vis Normal Probability Plots 188 5.6 Retrieving a Lost Defining Relation 190 5.7 Minimum Aberration Designs and Minimum Confounded Effects Designs 192 5.8 Blocking Factorial Designs 194 5.1 Blocking Fractional Factorial Designs 195 5.1 Blocks of Size 2 200 5.2 Semifolding a 2k−1 Design 210 contents ix 5.4 Semifolding with Software 215 5.11 Projective Properties of 2k− p Designs 219 5.12 Small Fractions and Irregular Designs 220 5.13 An Example of Sequential Experimentation 222 5.1 Critique of Example 224 5.14 Inadvertent Nonorthogonality—Case Study 225 5.15 Fractional Factorial Designs for Natural Subsets of Factors 226 5.16 Relationship Between Fractional Factorials and Latin Squares 228 5.17 Alternatives to Fractional Factorials 229 5.1 Designs Attributed to Genichi Taguchi 229 5.18 Missing and Bad Data 230 5.19 Plackett–Burman Designs 230 5.21 Summary 233 References 234 Exercises 238 6 Designs With More Than Two Levels 248 6.1 Decomposing the A∗ B Interaction 251 6.2 Inference with Unreplicated 3k Designs 252 6.5 Need for Mixed Number of Levels 263 6.6 Replication of 3k− p Designs? 264 6.1 Constructing Mixed Factorials 265 6.5 Mixed Fractional Factorials 274 6.6 Orthogonal Arrays with Mixed Levels 275 6.7 Minimum Aberration Designs and Minimum Confounded Effects Designs 277 6.8 Four or More Levels 278 6.10 Catalog of Designs 284 6.11 Summary 284 References 284 Exercises 286 x contents 7 Nested Designs 291 7.3 Staggered Nested Designs 298 7.4 Nested and Staggered Nested Designs with Factorial Structure 300 7.5 Estimating Variance Components 300 7.6 ANOM for Nested Designs? 302 7.7 Summary 302 References 302 Exercises 304 8 Robust Designs 311 8.2 Identification of Dispersion Effects 314 8.3 Designs with Noise Factors 316 8.4 Product Array, Combined Array, or Compound Array? 318 8.7 Summary 322 References 323 Exercises 326 9 Split-Unit, Split-Lot, and Related Designs 330 9.1 Split-Unit Design 331 9.1 Split-Plot Mirror Image Pairs Designs 336 9.2 Split-Unit Designs in Industry 336 9.3 Split-Unit Designs with Fractional Factorials 340 9.4 Blocking Split-Plot Designs 342 9.5 Split-Unit Plackett-Burman Designs 343 9.6 Examples of Split-Plot Designs for Hard-to-Change Factors 343 9.7 Split-Split-Plot Designs 345 9.2 Split-Lot Design 345 9.1 Strip-Plot Design 346 9.1 Applications of Strip-Block (Strip-Plot) Designs 347 9.3 Commonalities and Differences Between these Designs 349 9.5 Summary 351 References 351 Exercises 354 contents xi 10 Response Surface Designs 360 10.1 Response Surface Experimentation: One Design or More Than One? 362 10.3 Classical Response Surface Designs versus Alternatives 364 10.4 Method of Steepest Ascent (Descent) 370 10.5 Central Composite Designs 373 10.2 Small Composite Designs 377 10.1 Draper–Lin Designs 378 10.6 Properties of Space-Filling Designs 384 10.7 Applications of Uniform Designs 386 10.8 Box–Behnken Designs 386 10.10 Other Response Surface Designs 390 10.2 Uniform Shell Designs 393 10.11 Blocking Response Surface Designs 394 10.1 Blocking Central Composite Designs 394 10.2 Blocking Box–Behnken Designs 396 10.3 Blocking Other Response Surface Designs 396 10.12 Comparison of Designs 397 10.13 Analyzing the Fitted Surface 398 10.1 Characterization of Stationary Points 401 10.2 Confidence Regions on Stationary Points 402 10.1 Ridge Analysis with Noise Factors 404 10.4 Optimum Conditions and Regions of Operability 404 10.14 Response Surface Designs for Computer Simulations 404 10.15 ANOM with Response Surface Designs? 405 10.17 The Present and Future Direction of Response Surface Designs 406 10.19 Catalogs of Designs 408 10.20 Summary 408 References 409 Exercises 414 xii contents 11 Repeated Measures Designs 425 11.1 The Example in Section 2.2 More Than One Factor 428 11.4 Designs for Carryover Effects 432 11.5 How Many Repeated Measures? 437 11.8 Summary 439 References 439 Exercises 444 12 Multiple Responses 447 12.1 Overlaying Contour Plots 448 12.2 Seeking Multiple Response Optimization with Desirability Functions 449 12.1 Weight and Importance 451 12.3 Dual Response Optimization 452 12.4 Designs Used with Multiple Responses 452 12.6 Multiple Response Optimization Variations 463 12.7 The Importance of Analysis 469 12.9 Summary 471 References 472 Exercises 474 13 Miscellaneous Design Topics 483 13.1 One-Factor-at-a-Time Designs 483 13.1 Plackett–Burman Designs 489 13.1 Projection Properties of Plackett–Burman Designs 493 13.3 Lesser-Known Screening Designs 500 13.5 Design of Experiments for Analytic Studies 500 13.1 One Factor, Two Levels 502 13.2 Are Commonly Used Designs Equileverage? 502 contents xiii 13.2 Applications of Optimal Designs 507 13.8 Designs for Restricted Regions of Operability 508 13.9 Space-Filling Designs 514 13.1 From Raw Form to Coded Form 518 13.2 Sphere-Packing Designs 518 13.3 Latin Hypercube Design 519 13.10 Trend-Free Designs 521 13.11 Cost-Minimizing Designs 522 13.1 Optimal Mixture Designs or Not? 523 13.13 Design of Measurement Capability Studies 523 13.14 Design of Computer Experiments 523 13.15 Design of Experiments for Categorical Response Variables 524 13.16 Weighing Designs and Calibration Designs 524 13.17 Designs for Assessing the Capability of a System 528 13.18 Designs for Nonlinear Models 528 13.19 Model-Robust Designs 528 13.20 Designs and Analyses for Non-normal Responses 529 13.21 Design of Microarray Experiments 529 13.22 Multi-Vari Plot 530 13.25 Summary 532 References 533 Exercises 542 14 Tying It All Together 544 14.1 Training for Experimental Design Use 544 References 545 Exercises 546 Answers to Selected Exercises 551 Appendix: Statistical Tables 565 Author Index 575 Subject Index 587 Preface Although there is a moderate amount of data analysis, especially in certain chapters, the emphasis in this book is on the statistical design of experiments. Such emphasis is justified by the widely held view that data from a well-designed experiment are easy to analyze.

Certain types of designs are not simple, however, such as those covered in Chapters 7, 8, and 11, and the problem is compounded by the fact that some popular statistical software packages have quite limited capability for those designs. The book would be suitable for an undergraduate one-semester course in design of experiments. For a course taught to nonstatistics majors, an instructor may wish to cover Chapters 1–4, part of Chapter 5, and then pick and choose from the other chapters in accordance with the needs of the students. The selection might include either or both of Chapters 10 and 12 and then cover sections of interest in Chapter 13.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu Thiết Kế Thí Nghiệm Hiện Đại của Thomas P. Ryan cung cấp một cái nhìn sâu sắc về các phương pháp thiết kế thí nghiệm hiện đại, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng các kỹ thuật thống kê trong nghiên cứu khoa học. Tác giả không chỉ trình bày các nguyên tắc cơ bản mà còn giới thiệu các công cụ và phương pháp tiên tiến giúp tối ưu hóa quy trình thí nghiệm. Độc giả sẽ tìm thấy những lợi ích thiết thực từ việc hiểu rõ cách thiết kế thí nghiệm, từ việc giảm thiểu sai số đến việc nâng cao độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

Để mở rộng kiến thức của bạn về lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo tài liệu Luận văn thạc sĩ tạo khối cầu đa bào ung thư biểu mô tuyến vú dòng mcf 7 vnu lvts09, nơi cung cấp cái nhìn sâu sắc về mô hình tế bào trong sinh học thực nghiệm. Ngoài ra, tài liệu Sách bài tập xử lý số liệu và quy hoạch thực nghiệm sẽ giúp bạn nắm vững các bài tập thực hành liên quan đến xử lý số liệu và quy hoạch thí nghiệm, từ đó nâng cao kỹ năng thực tiễn của bạn trong lĩnh vực này. Những tài liệu này không chỉ bổ sung kiến thức mà còn mở ra nhiều cơ hội để bạn khám phá sâu hơn về thiết kế thí nghiệm và ứng dụng của nó trong nghiên cứu khoa học.