Глоссарий экспериментального дизайна - Glossary of experimental design

Ниже приводится глоссарий терминов. Он не предназначен для использования по принципу «все включено».

Обеспокоенные поля

Глоссарий

  • Псевдоним: когда оценка эффекта также включает влияние одного или нескольких других эффектов (обычно взаимодействий высокого порядка), эффекты называются псевдонимами (см. Смешивание). Например, если оценка эффекта D в четырехфакторном эксперименте фактически дает оценку ( D + ABC ), то основной эффект D накладывается на трехстороннее взаимодействие ABC . Примечание: это не вызывает затруднений, когда взаимодействие более высокого порядка либо не существует, либо несущественно.
  • Дисперсионный анализ (ANOVA): математический процесс разделения изменчивости группы наблюдений на приписываемые причины и настройки различных критериев значимости.
  • Сбалансированный план : экспериментальный план, в котором все клетки (то есть комбинации лечения) имеют одинаковое количество наблюдений.
  • Блокировка : график проведения комбинаций обработки в экспериментальном исследовании, при котором любое влияние на результаты эксперимента из-за известного изменения в сырье, операторах, машинах и т. Д. Концентрируется на уровнях переменной блокировки. Примечание: причина блокировки заключается в том, чтобы изолировать систематический эффект и не допустить, чтобы он затенял основные эффекты. Блокировка достигается ограничением рандомизации.
  • Центральные точки: указывает на центральное значение всех диапазонов факторов.
  • Уровни коэффициентов кодирования: преобразование шкалы измерения для коэффициента так, чтобы высокое значение стало +1, а нижнее значение стало -1 (см. Масштабирование). После кодирования всех факторов в двухуровневом полном факторном эксперименте матрица плана имеет все ортогональные столбцы. Кодирование - это простое линейное преобразование исходной шкалы измерений. Если «высокое» значение равно X h, а «низкое» значение - X L (в исходном масштабе), то преобразование масштабирования принимает любое исходное значение X и преобразует его в ( X - a ) / b , где a = ( X h + X L ) / 2 и b = ( X h - X L ) / 2. Чтобы вернуться к исходной шкале измерений, просто возьмите кодированное значение, умножьте его на b и добавьте a или, X = b × (кодированное значение) + a . Например, если фактором является температура, а максимальное значение - 65 ° C, а нижнее значение - 55 ° C, тогда a = (65 + 55) / 2 = 60 и b = (65-55) / 2 = 5. Центральная точка (где кодовое значение 0) имеет температуру 5 (0) + 60 = 60 ° C.
  • Сравнительный дизайн : дизайн, который позволяет (как правило, без смещения к среднему) оценить разницу в влиянии факторов, особенно в отношении разницы в эффектах лечения. Оценка различий между эффектами лечения может быть сделана с большей надежностью, чем оценка абсолютных эффектов лечения.
  • Смешение : Смешивающий дизайн - это план, в котором некоторые лечебные эффекты (основные или взаимодействия) оцениваются той же линейной комбинацией экспериментальных наблюдений, что и некоторые блокирующие эффекты. В этом случае считается, что лечебный эффект и блокирующий эффект смешиваются. Смешение также используется как общий термин для обозначения того, что значение оценки основного эффекта происходит как от самого основного эффекта, так и от загрязнения или смещения из-за взаимодействий более высокого порядка. Примечание: смешанные планы естественно возникают, когда полные факторные планы нужно запускать в блоках, а размер блока меньше, чем количество различных комбинаций обработок. Они также возникают всякий раз, когда выбирается дробный факторный план вместо полного факторного плана.
  • Контрольная группа : набор экспериментальных единиц, к которым применяются случайные обработки, но не основные обработки. Например, при применении гербицида в качестве одной обработки участки, получающие эту обработку, могут быть перемещены машиной, применяющей гербицид, но обработки, не обработанные гербицидом, обычно не будут проезжаться. Машинное движение - это случайная обработка. Если есть опасения, что движение машин может повлиять на измеряемую переменную (например, гибель растений клубники), то контрольная обработка получит машинный трафик, но не гербицид. Контрольные группы - это способ исключить возможность случайного лечения, являющегося причиной измеренных эффектов. Случайные обработки контролируются. Сравните лечебные группы . Лечение, которое заключается только в отсутствии изучаемой манипуляции, является просто одним из методов лечения, а не контролем, хотя сейчас принято называть неманипулятивное лечение контролем.
  • Перекрестные факторы: см. Факторы ниже.
  • Дизайн : набор экспериментальных прогонов, позволяющий подогнать под конкретную модель и оценить желаемый эффект.
  • Матрица дизайна : матричное описание эксперимента, которое полезно для построения и анализа экспериментов.
  • Планирование экспериментов : систематический, строгий подход к решению инженерных проблем, который применяет принципы и методы на этапе сбора данных, чтобы обеспечить получение обоснованных, обоснованных и подтверждаемых инженерных выводов.
  • Проектная точка: единая комбинация настроек для независимых переменных эксперимента. Результатом Планирования экспериментов является набор проектных точек, и каждая проектная точка предназначена для выполнения один или несколько раз, причем количество итераций основывается на требуемой статистической значимости для эксперимента.
  • Эффект (фактора): как изменение настроек фактора меняет отклик. Эффект одного фактора также называется основным эффектом. Можно предположить, что лечебный эффект будет одинаковым для каждой экспериментальной единицы, исходя из допущения об аддитивности лечебной единицы; в более общем смысле лечебный эффект может быть средним эффектом . Другие эффекты могут быть эффектами блока . (Для фактора A с двумя уровнями, масштабированного таким образом, что low = -1 и high = +1, эффект A имеет несмещенную оценку среднего, которая оценивается путем вычитания среднего наблюдаемого отклика, когда A равно -1, из среднего наблюдаемого ответ, когда A = +1 и деление результата на 2; деление на 2 необходимо, потому что уровень -1 находится на 2 масштабированных единицы от уровня +1.)
  • Ошибка : необъяснимая вариация в коллекции наблюдений. См. Ошибки и остатки в статистике . Примечание: экспериментальные планы обычно требуют понимания как случайной ошибки, так и отсутствия ошибки соответствия .
  • Экспериментальная единица : объект, к которому применяется определенная комбинация лечения. Например, экспериментальная установка может быть
    • Печатная плата
    • кремниевая пластина
    • лоток компонентов, одновременно обрабатываемых
    • отдельные сельскохозяйственные растения
    • земельный участок
    • автомобильные трансмиссии
    • и т.п.
  • Факторы: обрабатывайте входные данные, которыми манипулирует исследователь, чтобы вызвать соответствующее изменение в выходных данных. Некоторые факторы не могут контролироваться экспериментатором, но могут повлиять на ответы. Эти неконтролируемые факторы следует измерить и использовать при анализе данных, если их влияние является значительным. Примечание: входы могут быть дискретными или непрерывными.
    • Перекрещенные факторы : два фактора пересекаются, если каждый уровень одного встречается с каждым уровнем другого в эксперименте.
    • Вложенные факторы : Фактор «A» вложен в другой фактор «B», если уровни или значения «A» различны для каждого уровня или значения «B». Примечание: вложенные факторы или эффекты имеют иерархическую связь.
  • Фиксированный эффект : эффект, связанный с входной переменной, которая имеет ограниченное количество уровней или в которой только ограниченное количество уровней представляет интерес для экспериментатора.
  • Взаимодействие : происходит, когда влияние одного фактора на ответ зависит от уровня другого фактора (ов).
  • Ошибка отсутствия соответствия: ошибка, возникающая, когда анализ пропускает один или несколько важных терминов или факторов из модели процесса. Примечание. Включение репликации в спланированный эксперимент позволяет разделить экспериментальную ошибку на ее составляющие: несоответствие и случайная (чистая) ошибка.
  • Модель : математическая взаимосвязь, которая связывает изменения данной реакции с изменениями одного или нескольких факторов.
  • Вложенные факторы: см. Факторы выше.
  • Ортогональность : два вектора одинаковой длины ортогональны, если сумма произведений их соответствующих элементов равна 0. Примечание. План эксперимента ортогонален, если эффекты любого фактора уравновешиваются (в сумме равны нулю) по отношению к эффектам других факторов. .
  • Парадигма : модель, созданная с учетом базового плана, гипотезы и конкретных условий эксперимента.
  • Случайный эффект : эффект, связанный с входными переменными, выбранными случайным образом из совокупности, имеющей большое или бесконечное количество возможных значений.
  • Случайная ошибка : ошибка, возникающая из-за естественного изменения процесса. Примечание. Обычно предполагается, что случайная ошибка имеет нормальное распределение с нулевым средним и постоянной дисперсией. Примечание. Случайная ошибка также называется экспериментальной ошибкой.
  • Рандомизация : график распределения лечебного материала и проведения лечебных комбинаций в спланированном эксперименте, так что условия в одном прогоне не зависят от условий предыдущего прогона и не предсказывают условия в последующих прогонах. Примечание: важность рандомизации нельзя переоценить. Рандомизация необходима для того, чтобы выводы, сделанные в результате эксперимента, были правильными, однозначными и обоснованными.
  • План с разрывом регрессии : план, в котором назначение лечения определяется, по крайней мере, частично, значением наблюдаемой ковариаты, лежащей по обе стороны от фиксированного порога.
  • Репликация : выполнение одной и той же лечебной комбинации более одного раза. Примечание. Включение репликации позволяет оценить случайную ошибку независимо от ошибки отсутствия соответствия.
  • Разрешение: В дробных факторных планах «разрешающая способность » описывает степень, в которой предполагаемые основные эффекты совпадают (или смешиваются) с предполагаемыми взаимодействиями более высокого порядка (двухуровневые взаимодействия, трехуровневые взаимодействия и т. Д.). В общем, разрешение дизайна на единицу больше, чем взаимодействие наименьшего порядка, на которое накладывается некоторый главный эффект. Если некоторые основные эффекты смешиваются с некоторыми двухуровневыми взаимодействиями, разрешающая способность равна 3. Примечание. Полные факторные планы не допускают смешивания и, как говорят, имеют разрешение «бесконечность». Для большинства практических целей дизайн с разрешением 5 превосходен, а дизайн с разрешением 4 может подойти. Планы с разрешением 3 полезны в качестве экономичных схем грохочения.
  • Ответ (ы): результат (ы) процесса. Иногда называется зависимой (ыми) переменной (ами).
  • Поверхность отклика : разработанный эксперимент, который моделирует количественный отклик, особенно для краткосрочной цели улучшения процесса и долгосрочной цели поиска оптимальных значений факторов. Традиционно поверхности отклика моделировались квадратичными полиномами, оценка которых требует, чтобы каждый фактор имел три уровня.
  • Вращаемость : проект можно вращать, если отклонение предсказанного отклика в любой точке x зависит только от расстояния x от центральной точки проекта. Дизайн с этим свойством можно вращать вокруг своей центральной точки без изменения дисперсии прогноза в точке x. Примечание. Вращаемость является желательным свойством для дизайнов поверхности отклика (например, квадратичных моделей).
  • Уровни коэффициента масштабирования : уровни коэффициента преобразования таким образом, что высокое значение становится +1, а нижнее значение становится -1.
  • Схема скрининга : разработанный эксперимент, который определяет, какой из многих факторов оказывает существенное влияние на реакцию. Примечание. Обычно в планах скрининга более 5 факторов.
  • План тестирования : письменный документ, в котором содержится конкретный перечень процедур тестирования и их последовательности.
  • Лечение: лечение представляет собой определенную комбинацию уровней факторов, действие которой следует сравнивать с другими видами лечения.
  • Комбинация лечения : комбинация настроек нескольких факторов в данном экспериментальном исследовании. Также известен как бег.
  • Группа лечения : см. Контрольная группа.
  • Компоненты отклонения : разделение общего отклонения на назначаемые компоненты.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pmd/section3/pmd31.htm

внешние ссылки

  • «Глоссарий терминологии Министерства энергетики» , Электронный справочник статистических методов NIST / SEMATECH , получено 20 марта 2013 г.

Всеобщее достояние Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайта Национального института стандартов и технологий https://www.nist.gov .