
【计】 experiment design; experimental design
试验设计(Design of Experiments, DOE)是统计学的一个重要分支,指研究者为了科学、高效地获取数据并分析处理,预先对实验中的处理因素、受试对象、观察指标等进行合理安排和控制的一种方法论。其核心在于通过最小化实验次数,最大化信息获取,从而揭示变量间的因果关系,优化产品或过程性能。
汉语定义
“试验设计”强调对实验的“安排”与“控制”,需主动干预变量(如温度、时间),系统性地规划实验方案,而非被动观察。
来源:《统计学大辞典》(中国统计出版社)
英文对应术语
来源:International Statistical Institute (ISI) 术语库
随机化 (Randomization)
消除未知混杂因素影响,确保结果无偏。例如:临床试验中患者分组随机分配。
来源:Fisher, R.A. (1935). The Design of Experiments.
重复 (Replication)
多次实验以估计误差,提高结果可靠性。如:同一工艺条件重复测试3次。
来源:NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods
区组化 (Blocking)
分组控制干扰变量(如不同设备批次),增强组内可比性。
来源:Montgomery, D.C. (2017). Design and Analysis of Experiments.
工业优化
通过因子设计(如2^k析因设计)识别关键工艺参数,缩短研发周期。
案例参考:丰田生产系统(Toyota Production System)中的质量改进
科学研究
响应曲面法(RSM)用于建立变量与产出的数学模型,预测最优条件。
来源:Journal of Quality Technology 学术期刊
临床试验
适应性设计(Adaptive Design)根据中期结果调整方案,符合伦理与效率。
规范依据:ICH E9 (国际人用药品注册技术协调会)
DoE.base
包、PythonpyDOE
库资源整合自:美国统计协会(ASA)教育委员会
试验设计(Experimental Design)是统计学和科学研究中的核心方法,指通过科学规划实验流程,以最小的资源投入获得可靠的数据结论。其核心目标是控制误差、提高效率、验证因果关系,广泛应用于医学、农业、工业、心理学等领域。
常用方差分析(ANOVA)、回归分析等统计工具,区分变量影响是否显著。例如,通过ANOVA判断不同教学方法对学生成绩的差异是否由随机误差导致。
若需进一步了解具体设计步骤或案例,可参考统计学教材或实验方法学文献。
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