正交实验设计范文1
【摘要】 目的建立龙胆最佳提取工艺，为龙胆的种植和质量研究奠定基础。方法采用L9(34)正交表安排实验，确定最佳提取条件。色谱柱为Shimadzu C18(3.0 mm×75 mm， 1.7 μm);流动相为乙腈-0.4%磷酸(V∶V= 5.5∶94.5)，流速0.80ml/min;检测波长235，270 nm;柱温为40℃。结果影响因素最大的是提取溶剂，其次是提取方法，最小的是提取时间。结论各因素较优的水平组合为A1B1C1，即甲醇超声提取30 min。
【关键词】 龙胆; 正交实验设计法; 獐牙菜苦苷; 龙胆苦苷
Abstract：ObjectiveTo establish best extraction process of Gentiana scabra Bge.by UPLC so as to provide base for the plant and research of Gentiana scabra Bge. MethodsBy L9(34)orthogonal design ， the optimal condition was confirmed as follows: Shimadzu C18(3.0 mm×75 mm，1.7μm)， Acetonitrile-0.1% Phosphorylation(V∶V = 5.5∶94.5) as nwbile phase the flow rate was 0.8 ml/min， detection wavelength was 235nm and 270nm and the columne temperature was 40℃. ResultsThe extraction solution was the most effective factor ，the second was the method，and the last was the extraction time. ConclusionThe best extraction process is A1B1C1 : super sonic extraction for 30 min in methanol.
Key words： Gentiana scabra Bge. ; Orthogonal design; Swertiamarin ; Gentiopicroside
龙胆为龙胆科植物条叶龙胆Gentiana manshurica Kitag.，龙胆Gentiana scabra Bge.，三花龙胆Gentiana triflora Pall.或坚龙胆Gentiana rigescens Franch.的干燥根及根茎[1]。具有清热燥湿、泻肝胆火的作用。我国主要分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古等地。现代药理研究证明，龙胆苦苷具有显著的肝脏保护、抗炎、抗病原微生物、中枢兴奋及健胃利胆等作用，与中医对龙胆的应用基本上一致[2]。龙胆的主要有效成分为环烯醚萜类化合物，有龙胆苦苷(Gentiopicroside)、獐牙菜苦苷(Swertiamarin)及獐牙菜苷(Sweroside)等，这类物质也是其苦味的物质基础[3]，但这类成分极性较大，稳定性较差，所以对提取的条件要求较高。本实验探讨了溶剂类别、浓度、提取方法、提取时间对龙胆有效成分提取的影响，为龙胆化学成分研究及有效成分的合理利用奠定基础。
1 仪器与试剂
岛津-UPLC超高效液相色谱仪，LC-solution色谱工作站。獐芽菜苦苷对照品(北京中西远大科技有限公司，批号070316 纯度99.06%)，龙胆苦苷对照品(中国生物制品检定所，批号110770-200510)，磷酸为分析纯，其余试剂均为色谱纯。
2 方法与结果
2.1 对照品溶液的制备分别精密称取獐牙菜苦苷和龙胆苦苷对照品适量，加甲醇制成0.15mg/ml和0.3mg/ml的溶液。
2.2 色谱条件色谱柱为Shimadzu C18 (3.0mm×75 mm， 1.7μm);流动相为乙腈-0.4%磷酸溶液(5.5∶94.5)，流速0.8ml/min，检测波长分别为235 nm和270 nm，柱温40℃，进样量4 μl。
2.3 实验因素与水平根据预实验结果，以提取溶剂、提取方法、提取时间3个因素，每个因数3个水平，采用L9(34)正交表安排实验。见表1。表1 实验因素与水平
2.4 正交实验称取龙胆药材27份(药材来源于辽宁省龙胆药材GAP生产基地) ，按表2安排实验。以龙胆苦苷、獐牙菜苦苷的含量加和为指标，采用直观分析法、方差分析，确定最佳工艺条件。综合评分结果=獐牙菜苦苷含量+龙胆苦苷含量。表2 正交实验方案及结果
2.5 极差分析与方差分析对表2数据分析，结果见表3～4。 表3 直观分析结果表4 方差分析
由方差分析的结果，可以看出条件，A>B>C，结合直观分析，确定最佳提取工艺为：A1>B1>C1，即甲醇超声提取30 min。
2.6 獐牙菜苦苷和龙胆苦苷的测定 按照上述的条件，取龙胆药材，测定。两个指标性成分，精密度实验：RSD分别为1.92%，0.32%(n=5);稳定性实验：16 h内稳定性良好，峰面积RSD分别为1.65%，0.31%;重复性实验：RSD分别为0.79%，2.0%(n=6);回收率实验：獐牙菜苦苷的平均回收率102.09%，RSD为1.68%(n=6);龙胆苦苷的平均回收率103.80%，RSD为1.11%(n=6)。
3 讨论
本实验采用的药材来源于辽宁省龙胆药材GAP生产基地，所考察的指标将对品种的种植和采收期的确定有很大的指导意义。影响龙胆提取率的因素也很多，如溶剂类别、浓度、提取方法、提取时间、药材粉碎度、温度、提取次数等因素，但结合药材采收后的特点，我们选择了提取溶剂、提取方法、提取时间这3个较为关键的因素作为考察条件，每个因素3个水平，采用L9(34)正交表安排实验，制备样品溶液进行测定。
UPLC超高效液相色谱仪是目前较为先进的色谱技术，它有出峰快、分离度高的特点，本品所测定的成分极性较大，出峰较晚，使用UPLC技术可以明显改善出峰时间。
通过分析正交实验设计法的结果，我们发现在使用甲醇作为溶剂、提取时间为30 min时，超声提取和回流提取两种方法所测定的两个指标性成分的含量基本一致，但考虑到回流的操作相对复杂，而且一旦超出规定的回流时间，两类成分含量损失较大，分析原因是两类成分均为裂环烯醚萜苷类化合物，受热易分解，因此选择了耐用性较好的超声提取方法，并且在操作中严格控制温度。
按照上述的最优条件提取样品，经过方法学数据验证(见“2.6”项)，该方法科学、合理，可以将龙胆的有效成分提取完全。
参考文献
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正交实验设计范文2
单因素试验设计是理工科学生常用的设计方法;特点是简单、快捷。其中，常用方法有平方法、均分法、黄金分割法、斐波那契分数法及分批试验设计法。课堂讲授时能引用的例子很多。但如果结合本专业特点，引用专业科研实例，学生的认知性会更高。例如，讲授黄金分割法时可以举以下实例以丰富教学内容:“某选矿厂研究磨矿细度x对选矿金属回收率的影响。已知磨矿细度范围为小于200网目含量为80%～95%。要求利用黄金分割试验设计寻求最佳磨矿细度。”通过本例，可以使学生进一步认识到磨矿技术指标的具体要求。
二、回归分析的教学应用
课堂上，仅把一元线性回归作为主要讲授内容，其他如内容可让学生自学。由于回归分析难于理解，可结合专业特色，让学生利用专业试验中的数据分析来应用回归方法。选用的例子如下:“某煤化所发现，煤炭的发热量与煤炭含灰量间往往有很好的线性关系，表1中是该所对某矿井的十个煤样灰分Af%与发热量QfDT(MJ/Kg)的实测数据，试求出QfDT对Af%的回归方程，并检验QfDT对Af%有无显著的线性关系。”该例子让很多学生认识到，煤炭的灰分与发热量有一定的线性关系，而且，通过回归分析可以建立变量之间的模型，对今后的专业实验有很好的指导性。
三、正交试验设计的教学模式
正交试验设计是处理多因素试验的一种科学的试验方法，是多因素优化试验设计中最典型的试验方法之一，它从全面试验中挑选出部分有代表的试点进行试验，使之具有“均衡”和“整齐”的特点，是拉丁方试验设计方法的进一步扩展和推广，因而具有很高的效率及广泛的应用。该内容是整个试验设计课程的教学重点，也是学生必须掌握的试验设计方法之一。因此，课程的教学模式更应该结合实际，以提升学生的设计能力和应用能力。教学内容主要涵盖以下方面:正交表的介绍、正交试验设计基本方法、有交互作用的正交试验设计、多指标的正交试验设计、水平不等的正交试验设计、重复试验与重复取样的正交试验设计的方差分析。在讲授正交试验的方差分析时，选用了“煤炭灰化试验”为实例，考察升温方式、通风方式和最终温度三个因素水平的变化对灰化指标效果优劣的影响。利用方差分析，确定各因素对试验结果影响的显著程度大小和影响的变化规律，进而确定最佳实验方案。为了培养学生的主动设计能力，我们结合专业特点，为学生安排了一项“选煤厂煤泥浮选工艺条件优化”实验。要求用正交试验设计在精煤灰分稳定的前提下，以精煤产率最大化为试验指标，寻找最优浮选工艺条件。
第一步，筛选试验因素;建议学生从中选出3～5个主要因素，如矿浆浓度、捕收剂、起泡剂加入量、充气量、搅拌时间等。第二步，确定因素水平;为了减少试验量，建议学生在试验初期选取2～3个水平数为宜。第三步，选正交表，确定正交试验方案;建议两水平试验首选L8(27)，三水平的可选L9(34，)，如考虑交互作用，一定要把交互作用列放到指定的列上，这样就确定了一个正交试验方案。按照正交表中的各因素水平的搭配条件，正确完成每一个实验。为提高实验精度，要求每个实验重复一次。第四步，数据处理，建议采用有重复的正交试验方差分析方法，确定各因素的显著性水平及对精煤产率指标影响程度的主次顺序，最终找出最优的实验条件，并给出后续的优化方向。通过这种训练，学生不但进一步掌握了试验设计的基本方法，而且通过专业试验发现:浮选过程中不仅捕收剂、起泡剂及矿浆浓度等因素对产品指标有显著影响，捕收剂与起泡剂之间的交互作用也是不可忽视的影响条件。这对提升了学生对本专业的认知性有很大的帮助。
四、序贯试验设计的教学方法
在多因素多水平的情况下，为了减少试验工作量，经常应用多因素序贯试验设计。单因素试验时，序贯设计的优越性一般不明显，因为专业试验中，每一工艺条件所需考查的水平数一般不会很多，采用序贯设计虽可适当减少试点数，却会增加试验批次，试验进度不一定会加快。多因素组合试验时，全面试验的工作量很大，采用序贯试验法就可明显地减少试点总数，缩短试验周期。序贯试验设计包括登山法和消去法两类。登山法中，课堂主要讲授最陡坡法，而调优运算和单纯形调优法可让学生自学。消去法有0．618法和分批实验法，可着重讲授分批实验法。通过这样典型的专业实例引用，使序贯试验的教学效果得到明显的改善。
五、结束语
正交实验设计范文3
关键词：均匀设计；正交设计；针灸学
中图分类号：11245
文献标识码：A 文章编号：1673－7717(2008)01－0119－02
均匀设计(uniform design)是我国数学家方开泰和王元于1978年创造出的一种新的试验设计方法，是将数论方法用于多因素、多水平试验的设计。与正交设计相比，它放弃了试验的“整齐可比”性，而是让试验点在其试验范围内，充分地“均匀分散”，每一个试验点都有更好的代表性，试验次数因而大幅减少，成为选择最优化方案的有力工具。成功应用于我国飞航式导弹的设计工程后，迅速在国内各行业推广开来，并受到国际上的广泛关注。此方法在中药学领域研究中已广泛应用，但在针灸学界尚未引起充分关注，故而不揣浅陋，论之以飨同道。
1 均匀设计在中医药研究中的应用现状
近年来，均匀设计在中药制剂的提取工艺、成型工艺等方面的应用迅速增多，并逐渐运用于方剂药物配伍的研究中，积累了许多宝贵的经验，值得针灸学科研加以借鉴。
在单味中药提取工艺研究方面，如赵瑞芝等利用均匀设计安排实验，以虎杖中主要有效成分大黄素、白藜芦醇、白藜芦醇苷以及浸膏得率为指标，考察了乙醇浓度、溶媒量、提取时间、提取次数等对效果的影响，优选出合理提取工艺；在中药复方药物遴选方面，如林桂涛等以纤维蛋白溶解活性、纤溶酶活性为指标，对补阳还五汤处方进行优选和分析，结果表明：补阳还五汤原方作用最好，处方中当归、赤芍、地龙的作用影响较大；关于中药复方最佳剂量配比的确定。沈鸿等以旷野法的小鼠自发活动次数为指标，根据回归公式所得酸枣仁汤优化配比，经实验验证，其配比可行，最佳配比为酸枣仁：甘草：知母：茯苓：川芎=12：1：2：1：2，与《金匮要略》原方的配比接近；在中药复方制剂提取工艺方面，方亮等用均匀设计法优化四君子汤的提取工艺条件。考察乙醇浓度及用量、浸泡时间和回流时间5个因素，以人参总皂苷和总多糖含量为指标，按表安排实验，结果以乙醇浓度10％，溶剂用量为药材量的13倍，浸泡时间14h，回流时间2h为佳。此类实验不胜枚举。可见，在中药研究的方方面面，均匀设计得到了广泛而有效的应用，已崭露优势。
在针灸科研方面，均匀设计同样具有广泛的应用前景，它不仅可以全面客观地说明问题，而且与其他一些设计方法相比，大大地降低了实验成本，简化了实验设计，使一些较复杂的科研实验的开展变得可行。
2 均匀设计在针灸研究领域的应用前景
目前在针灸领域，腧穴特异性研究、穴位配伍及处方规律研究、针刺手法量化研究，无一不因其多因素、多水平、设计繁杂而受到制约。
2.1 腧穴特异性研究 腧穴的特异性，是指腧穴在形态结构、生物物理特性、病理反应、刺激效应等方面与其周围的非腧穴或与其他腧穴比较，具有的特异性而言。这种特异性通常是多种因素及各因素多水平相互作用结果的体现。因而在实验研究中要考虑到很多因素，每个影响因素又包含不同的情况即水平层次，使腧穴功能特异性研究在实际操作中遇到很多客观因素的限制。以往通常是采用限制其它影响因素，单纯研究某一影响因素的方式来解决这个问题，但往往难以全面客观地说明问题，结论局限，说服力不强。而均匀设计实验正可以最少的实验次数满足这种多因素、多水平的复杂设计需要。
2.2 穴位配伍及处方规律研究与方剂药物配伍研究相似，穴位配伍及处方同样存在着穴位遴选、最佳组穴配伍等问题。临床针灸治疗方案的优选需要解决的是多因素问题，采用单因素优选法显然不符合优选方案研究的设计要求。因此多因素多水平间的搭配组合方案的优选是研究设计的重点。均匀设计非常适合于解决此类问题，但目前在针灸临床研究中却应用很少。
2.3 针剌手法量化研究针刺手法是针灸治疗过程中必须掌握的基本技能，也是提高临床疗效的根本所在。针剌补泻等手法、持续的时间、刺激强度，乃至选择的针灸工具，都是需要量化的因素，即每个因素都有数个水平。如刺激方法可以选择毫针刺、电针或灸法；针刺补泻手法可分为补法、泻法、平补平泻、或不同针刺深度等不同水平；同样，电针的频率、强度、波形等也可作为影响因素的不同参数水平等等。目前建立量化、规范化和标准化的针刺手法实验研究已成为我国针灸界急需解决的重要课题。这种多因素、多水平的复杂设计同样需要应用均匀设计。
针灸是一门系统科学，但目前的针灸研究明显缺乏系统性，大多数研究选用的是单因素分析法，得出的结论存在较大的局限性，影响了针灸研究的进程，有待于正交设计、均匀设计一类多因素设计分析方法在针灸研究中的倡导应用。
3 均匀设计与正交设计的异同点
正交设计和均匀设计在科研中的运用越来越广泛，但是如何能在研究过程中带来更大的方便和更准确的结果，有赖于对这两种方法正确的理解和运用。
在科研过程中。作为当今实验设计采用的重要方法之一，正交设计法在某些方面的优势是不可忽略的。比如在定性因素的考察、因素间出现交互作用时的考察等方面，正交设计仍是一种相当可靠的实验方法。但在更多的方面均匀设计则表现出明显的优势。
均匀设计将试验点在高维空间内充分均匀分散，使数据具有更好的代表性，为揭示规律创造必要条件。当变量和水平数少于4时，试验设计适用的方法较多，如正交试验设计、回归正交试验设计、旋转设计等，试验次数通常在十几个，尚可以接受。而对于一些复杂规律的研究(水平通常在5以上)，正交表为了照顾“整齐可比”的特点，往往无法做到充分“均匀分散”，要求的试验次数会剧增。如3因素10水平试验，不考虑交互作用，用正交法需要100次。若继续应用正交设计法便只能简化条件或是取消试验考察。应用均匀设计方法，试验次数等于最大水平数，而不是实验因子数平方的关系，可以在水平数较多的情况下尽可能地减少实验次数，又可以不降低实验的准确性，因此大大增加了实验的可操作性。但一般来说，试验次数选为实验因子个数的3倍左右为宜，有利于建模和优化。
两种方法实验数据分析处理方法不一。正交设计法采用极差方差计算，未能反应出各自指标值的误差状况。一旦某点或某几点指标误差较大，势必会影响计算结果的可靠性，进而影响试验结果分析的正确性。而均匀设计法采用多元线性回归计算和逐步回归分析，建立了回归方程，并且以此建立误差点的判断依据。从而使分析结果建立在一个可靠的基础上。当然，鉴于正交设计法因素间彼此正交，正符合回归计算对因素的要求，而且正交设计同样基于实验点在实验范围的“均匀分散”，因此同样可以采用多元线性回归计算，来弥补正交极差方差计算的不足。
正交设计法现今所作的多是从正交试验表中找出指标最好点的实验条件作为最优条件，但此点未必是真正的最优条件。而均匀设计则是通过回归方程来分析及预测，并在预测后用实验来验证，从而找到真正的最优条件。
4 均匀设计在针灸领域应用中应注意的问题
均匀设计在应用时普遍应当注意的问题是，正确使用均匀设计表和使用表；不要片面追求过少的试验次数，试验次数最好是因素数的3倍；在回归分析时避免片面追求回归模型的项数、片面追求大的R2、误差自由度过小等；注意变量、范围、水平数的选择等。在针灸领域应用中应当注意如下问题。
4.1 因素选择的合理性试验设计中选择的各因素应当是可以量化的，如电针强度、电针频率、留针时间等。若选择难以数字量化的因素，则应保证各水平之间的均衡性，如针剌补泻手法分为补法、泻法、平补平泻法。
4.2 水平选择的合理性实验之前应当进行充分的文献调研及预试验，从而确定各因素的考察范围，使均匀设计各因素的优化水平落在考察范围中间，以保证筛选出的最佳条件的可靠性。
正交实验设计范文4
关键词试验设计;数据处理;农林业生产
试验设计是统计学的重要分支，它属于一般研究方法中的科学试验方法的范畴，是由试验方法与数学方法，特别是统计方法相互交叉而形成的一门科学，是与样本理论、估计理论和检验理论同时发展起来的。试验设计是为了得到试验目的和搜集到可靠的资料，制定出试验次数少、误差小、实行科学控制的试验方案。解决问题的方式方法(即策略)，直接影响对问题的解决过程。其现已广泛应用于各行各业，如化工、医药、微生物、军事工程、食品等诸多领域。
1试验设计的发展
试验设计最早来源于农业试验，可追溯到20世纪20年代。试验设计学科的奠基人Fisher在《研究工作者的统计方法》一书中最早提出了“试验设计”术语。《试验设计》(1935)一书标志着试验设计学科的诞生。他在书中首次系统地介绍了试验设计的原理和方法，如试验设计的3条基本原理:随机、重复、区域控制。在试验设计发展的道路上，Fisher创立的传统试验设计是第1个里程碑[1]。正交表的构造和开发是第2个里程碑，日本田口式正交表设计法是突出的代表，而我国研创的正交试验设计法与田口式正交表设计法相比，程序更简单，指导理论正确合理，优化效率更高[2]。与欧美式艰深的多因素优化方法相比，更简洁易行。日本学者田口玄一开发的稳健试验设计是第3个里程碑。
在试验设计方法发展上，国内外不断提出新的试验设计方法的理论[3-6]。Yates(1933)提出重复试验中的混杂原理，提倡用不完全区组的排列方式，又提出复因子试验的混杂方案(1935)，进一步提出多品种试验的格子设计和分析方法(1936—1937)。Cochran(1937—1939)提出田间长期试验设计。Bose和Nair(1939)提出部分平衡不完全区组设计。Finney(1945)提出复因子试验设计的分式方法以及裂区混杂设计等。Yates(1949)提出农业轮作试验设计。Kemthorne(1952)及Cochran和Cox(1957，1992)的2本经典著作较系统全面地介绍了试验设计的原理和方法。Federer(1956)提出了增广设计。Taguchi(1957)提出稳健参数设计。Scheffe(1958)提出配方设计。Box(1958)提出反应面设计。方开泰(1980)提出均匀设计。Lin等(1983，1985)提出修饰增广设计。Patterson(1983)等提出α格子设计。
2试验设计的概况
2.1试验设计的方法分类与原则
试验设计的基本工具是正交表，正交表是根据均匀分布的思想，运用组合数学理论构造的一种数学表格。试验设计的方法很多，不同的方法用于解决在实际工作中所遇到的不同的问题，应用最广泛和最具典型性的方法有区组设计、正交设计、参数设计、回归设计、均匀设计、混料设计、饱和设计与超饱和设计[7]。我们也可以根据不同的目的把试验设计中的问题大致分为五大类:处理比较，变量筛选，响应面探查，系统优化，系统稳健性。试验设计的主要作用是降低试验次数，提高试验精度，使研究人员从试验结果中获得无偏的处理效应及试验误差的估计，进行正确而有效的比较。为了控制干扰因子引起的差异，降低试验误差，在试验设计中要遵循3条基本原则:重复、随机化、区域控制。
2.2试验设计的系统方法
科学试验设计可分为3个阶段:试验设计阶段、试验实施阶段、试验分析阶段。通常可以遵循以下7个步骤进行:目标阐述、选择响应、选择因子与水平、制定试验计划、实施试验、分析数据、作出结论。
2.3试验设计数据处理方法
在试验设计分析方法中，极差分析、方差分析、回归分析是3种最主要的分析方法。极差定义为最大值与最小值的差，极差分析法以极差来判断一组数的离散程度。极差分析法直观形象，通过非常简单的计算和判断就能求得试验的结果:主次因素、优水平、优搭配及最优组合。它在试验误差不大、精度要求不高的场合、在筛选因素的初步试验中，在寻求最优生产条件、最佳工艺的科研生产实际中得到广泛地应用。方差分析又称变异数分析或检验，其目的是推断2组或多组资料的总体均数是否相同，检验2个或多个样本均数的差异是否有统计学意义。回归分析是研究变量之间相关关系的一种统计推断法，在试验设计回归分析中，通常研究的是因子与响应之间的相互关系。
2.4试验设计、数据处理与计算机技术
试验设计的目的之一就是提高采集数据的准确性，其数据处理能力和准确性也是我们十分关注的。而计算机技术的突破也增强了试验设计的能力和准确性。特别是传统的商业软件在版本的升级中增加或强化了试验设计的分析能力，为我们创造了有利条件[2]。此外，在计算机辅助设计上，曾庆莹等[3]开发了计算机辅助试验设计研究简称(CAR系统)，由试验设计、建模分析、试验优化三大模块组成，具有功能比较完善、数据处理灵活和使用方便等特点。
3试验设计与数据处理在农林业中的应用
3.1农林业试验设计
农林业试验设计的主要作用是减少试验误差，提高试验的精确度，使研究人员能从试验结果中获得无偏的处理平均值及试验误差的估计量，从而能进行正确有效的比较。农业试验根据不同目的、不同规模、不同条件来选择最佳的农业试验设计方案和相应的统计方法。迄今为止，数理统计学家已为农业科学工作者提供了许多试验设计方法。如完全随机区组设计、拉丁方设计、裂区设计、条区设计、不完全随机区组设计、格子方设计、正交设计、回归设计等，农业科学工作者广泛应用这些试验设计方法来估计影响农艺(养殖)过程的内外因素中因素主效和交互作用的大小，作出有一定概率保证的统计推断。可以说，任何重要的农业科学试验，如品种比较试验、肥料(饲料、农药)比较试验、栽培(饲养)条件试验及各种农艺措施综合配套试验都是采用一定的试验设计方法进行的。动植物的许多生理生化因子的生物学效应也必须采用合适的试验设计方法加以研究。植物组织培养培养基选择以及培养条件的选择[8-9]，分子生物学反应条件筛选体系建立均在一定的试验设计下展开[10-11]。可见正确的试验设计方法保证了农业科学试验结果的可靠性和其实际应用价值。
3.2农业抽样估计
农业研究的对象往往是数量巨大且分布特性各异的群体，故研究农业科学试验、生产管理和农村调查工作中合适的抽样理论和技术，也是农业试验统计学的重要任务。农业生物群体中除服从正态分布外，还有不少群体服从泊松分布、负二项分布及其他类型的偏态分布。现在已研究出对这些不同分布的合适抽样理论与技术，并成功应用于苗情、虫情、疫情调查。在农村调查和生产管理中也应用了简单随机抽样、类型抽样、系统抽样、整群抽样、各阶段抽样、序贯抽样等方法和技术，从而保证农业问题统计分析的顺利有效进行。
3.3农业预测预报
正确预测预报作物(动物)的生长发育进度(苗情)、产量和病虫害的发生时期与数量，对于确保农业生物的稳产和高产极为重要。早在20世纪50年代，回归预报技术就普遍用于病虫害预测预报，20世纪70—80年代，这一技术又在作物苗情测报上得到应用。20 世纪80 年代，由于卫星遥感测量技术的发展，大面积预测预报作物产量提到了议事日程，以回归分析方法为主的预报又应用于作物产量的测报。这就要求研究农艺(养殖)过程中各因素之间的相互关系，建立自变量因素与因变量指标之间的数学函数，包括一元线性回归式、多元线性或非线性的回归函数，从中获得优化的回归预测式用于农业预报与控制。另外，气象预报和其他灾害预报也由于统计方法的改进和计算机的应用日益提高了精度和效率。从而使得农业预报技术成为人们了解农业生物生长发育动态、预测天灾虫病、指挥和调整农业生产必不可少的工具[12]。
3.4农业多元分析
影响农业生物产品产量与质量的性状很多，这些性状在生物的生长发育与产品形成过程中相互联系或制约，因此研究多个农业生物性状的综合生物学效应及多元相关分析十分重要。由于计算机技术的迅猛发展，目前已利用主成分分析、典范相关分析、因子分析、聚类分析和判别分析等方法研究和分析农业科学试验中的多变量数据，得出一些有意义的结果，从而指导生产实践[13-15]。
3.5农艺措施优化
综合农艺措施组合的优化技术是通过控制农艺措施实现农业高产、优质、低耗的新途径。20世纪70年代，我国推广优选法、正交设计和其他优选方法应用于农业科学试验。80年代，我国农业科学工作者运用回归设计(如回归正交设计、回归旋转设计、回归正交组合设计等)方法建立模式化的施肥和作物栽培程序。从庄郁华等运用回归设计方法建立杂交早稻、威优青的综合农艺措施数学模型和高产施肥模式开始[16]，我国已对水稻、油菜、玉米、棉花、小麦、柑橘等10多种农作物建立了优良品种模式化栽培程序[17-20]，并对不同作物在不同类型土壤上的施肥建立了一些优化方案。由于推广优化栽培技术，有的良种增产效果十分显著。农业优化技术的另一个重要方面是农业运筹学。目前，线性规划在农作物合理布局，农业产、供、销、运网络优化、庭院经济多目标优化决策等方面得到应用。动态规划、线性规划和系统理论应用于农业区域规划，如河南、湖南等省份成功做出了若干个县(市)的区域规划，对农业宏观决策和宏观指挥起到重要作用。
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正交实验设计范文5
实践教学体系的构建实践教学是培养学生应用能力和创新能力的重要手段，基于交通工程专业本身的特点，在实施实践教学的过程中必须树立开放意识，以社会需求为导向，以实现人才培养目标为核心，构建完善的实践性教学环节内容体系和三层次的实践教学模式。
1.课程实验为配合交通管理与控制的理论
教学而设置的课程实验，目的是提高学生的学习兴趣，解决该课程理论知识点枯燥难懂的问题。学院为该理论课增加了4学时的课程实验，学生通过课程实验来消化理论课堂上阐述的理论难点，顺应建构主义学习理论的要求，把学习的主动权让位于学生，教师主要通过组织、辅导和答疑，辅助学生进行相关的知识构建。课程实验主要包括验证性实验、设计性实验和综合性实验三种类型。为了巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度所做的实验是验证性实验;旨在循序渐进地强化学生的分析设计能力的是设计性实验;综合性实验是贯穿课程始终的，增强了课程之间的关联度。在本课程的课程实验中，根据交通管理与控制课程的特点，分别针对交通管理和交通控制两方面设置了一个综合性实验和一个验证性实验。综合性实验为交通管理方法的实践应用，通过学习交通管理基础知识，查阅相关资料，对校园附近道路与校园内进行实地调查研究和分析评价，提出合理化的管理建议，并进行交通管理规划。验证性实验为交通信号控制的演示实验，应用“智能交通信号控制模拟系统”实验板，对不同路口，采用不同的控制参数，演示单点定时信号控制，分析、总结单点定时信号控制的基本内容和基本方法;同时应用该实验板演示绿波控制，利用模拟系统了解区域信号控制系统的基本概况，分析、总结线控信号定时控制的协调方式与配时的设计方法，以及区域信号控制系统的基本概况。通过课程实验充分激发兴趣，调动学生的学习积极性。
2.课程设计
交通管理与控制课程设计是在学习交通管理与控制课程之后的下一个教学环节，它一方面要求学生通过设计获得综合运用所学知识进行交通控制设计的基本能力，另外为以后的毕业设计进行一次综合训练和准备。学生通过课程设计在以下方面获得锻炼:能熟练运用交通管理与控制课程中的基本理论和方法，正确地完成一个交通控制中的设计任务，解决调查、分析、参数的正确选取等问题;提高设计能力，学生通过一个交叉口控制系统的设计训练，初步掌握交通控制定时信号的配时设计和计算;培养学生综合运用所学理论去解决工程设计问题的能力，培养独立思考、独立探索和创新的能力。本课程安排了两周的课程设计时间，通过实际调查对某路口和某条主干道，运用相应的配时方法进行单点配时和干线配时，使学生学会运用课程中所学的理论知识解决实际的工程问题。
3.科研素质训练
在上述两个层次实践教学体系的基础上，课堂上或平时生活中随时向学生灌输“学研结合”的重要性，提高大学生科研创新素质，大学生科研活动是培养和发挥大学生创新潜能的主要途径。在“学研结合”提高学生科研素质和创新能力方面，学院的改革成果已经体现出来了。首先，学校及院系积极组织大学生科技创新项目和大学生创新创业基金项目，为培养学生的实践能力和创新精神提供了展示的舞台;其次，鼓励学生结合课程所学积极申报大学生科研项目，在高档次期刊上发表学术论文、撰写研究总结报告;第三，让学生有机会参与到教师们的研究中来，承担相应的任务，全程跟进课题，提高大学生的科研能力;第四，大力支持学生参与交通科技大赛等各种级别的竞赛活动，对在比赛中获奖的学生给予奖励，提高其就业竞争力。
二、实践教学体系改革的预期目标及其成果
通过交通管理与控制课程实践教学体系的构建，从教学计划到实验指导书、课程设计指导书、实习指导书等，从单个交通管理措施的实验训练到交通控制设计能力的拓展，一个全方位、立体化的实践教学体系，可以为开设交通工程专业的院校在实践教学方面起到极好的借鉴和指导作用，全面提升教学水平和教学效果，着力提高交通工程专业学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，符合省级应用型本科试点专业建设的标准，从而达到提高学院应用型本科人才培养质量和办学效益的目的。
三、结论
正交实验设计范文6
用户体验
1.用户体验的定义
用户体验是一个涉及的范围广，有时候又富有争议的术语。Nielsen Norman集团的正式定义如下：“用户体验包括最终用户与公司、公司的服务及其产品交互的所有方面。出色用户体验的第一个要求是满足客户的实际需求，而不是带来繁文缛节以及干扰。接下来是间接性，它能使拥有和使用该产品成为客户的快乐。”
用户体验贯穿在一切设计与创新活动中，用来描述用户与产品的交互，包括他们与产品
交互的环境、动机、想法和反应。一件完整生命周期的产品能否实现其商业价值，关键在于用户体验，这里的体验包含了产品和由产品产生的服务与用户互动所产生的所有体验。
2.用户体验的内涵
用户体验是使用者的一种主观心理感受，因此有诸多不确定因素。Robert Rubinoff将用户体验分为：品牌、可用性、功能性和内容，并把这些要素作为产品用户体验设计的评估标准。
关于用户体验，营销专家贝恩特・施密特则提出了五大体验体系。设计师在考虑设计问题时，时刻以用户为中心，是用户体验设计理念的实质。在以人为中心的设计思想指导下，设计师要使用户与产品达到情感上的共鸣，实现用户与产品的对话与交流。
3.当今国内市场上的可穿戴智能产品
目前市场上现有的可穿戴智能产品种类繁多，形式多种多样，外观设计也较为时尚，使用体验却不尽人意。根据不同的用户需求，可穿戴智能产品大致可以分为两类：注重用户体验的通用性产品和满足用户特定需求的任务型产品。可穿戴产品是通过基本特征界定的，并没有标准的结构功能与形态定义。
基于用户体验的可穿戴智能产品设计
可穿戴智能产品的设计原则：
可穿戴智能产品要体现其“可穿戴”性，就必须与用户达到自然的协调统一。可穿戴产品设计的关键在于不能让用户被科技所束缚，而是在使用科技的基础上让人们的生活变得更加便捷、自由。由于可穿戴产品使用方式的特殊性，其用户体验设计必须要遵循以下原则：
1.把产品的舒适性置于首要位置
由于可穿戴产品大多数是与人体直接接触的，因此在设计的过程中要把产品的舒适性置于重要的位置。让用户在穿戴的过程中没有异物感，感觉产品与身体是融为一体的，在使用的过程中不能对用户的身体产生伤害。
2.可用性原则
准确分析用户目的和需求，把握他们的生理和心理特征，选择最适当的技术解决这些问题。
由于可穿戴智能产品的设计建立在高科技的基础上，因此要尽量减小用户使用产品时的难度，让用户在较短的时间内便能学会使用。简化可穿戴产品的使用方法让用户更加容易记住，提高用户的使用效率。
3.产品与用户实现真正的交互
在可穿戴智能产品设计的初期，设计师要预先设定需要完成的目标和任务，深入研究用户的使用习惯。加强可穿戴产品的人机交互体验研究，创造新的交互方式。当人机交互技术应用到科技产品的设计当中时，要不断加强产品的创新研究和技术突破，使它们更好的符合人们的使用行为。
如谷歌的google glass设计产品。可穿戴产品在设计时要尽量弱化其外观，简化交互过程，遵循人们日常生活中的行为习惯，与用户的情感达成共鸣，从而建立人与人之间的沟通、交互。
我国未来可穿戴智能产品的发展趋势
全球可穿戴设备市场在未来几年内将会快速发展，而中国将会在全球市场中占据核心地位。随着市场规模的迅速扩大，可穿戴智能产品将会成为智能终端产品的重要发展趋势之一。各种不同形态的可穿戴产品将会深入人们的生活，成为继智能手机、平板电脑之后的下一个市场热点。可穿戴产品在未来的发展中可能会对其他形态的电子产品带来巨大冲击，但这种颠覆式、革新性的冲击在短期内不会出现。
在用户体验方面，可穿戴产品将会成为实现用户交互体验的重要载体，智能交互技术正在逐渐成熟并已开始使用。可穿戴产品在未来的发展中将会与人体更加融合，更加方便、隐形、安全。在数据处理技术上，可穿戴产品将会成为智能终端之间相连接的核心，实现信息相互连通和智能控制，给人们的健康生活提供合理性建议。
结语
用户体验设计的意义在于：它把设计师和用户真正的联系到一起，利用逆向思维在产品设计之初便把用户至于重要位置，从而真正的让用户参与其中。用户是产品真正的主人，只有他们才知道一个产品适合与否，可穿戴智能产品的设计应该在用户的需求方面进行更加深入的探索，使用户体验设计真正的应用到产品的开发流程中。现有的可穿戴智能产品大多数与用户的交互方式比较单一，未来的产品要努力实现交互方式的多样化，让用户与产品进行真正的交流。
