正交試驗極差分析流程
正交試驗極差分析流程如下圖：
一、正交試驗說明
正交試驗是研究多因素試驗的設計方法。對于多因素、多水平的實驗要求，如果每個因素的每個水平都要進行試驗，這樣就會耗費大量的人力和時間，正交試驗可以選擇出具有代表性的少數(shù)試驗進行試驗，從而找出最優(yōu)試驗方案。
例如進行一個三因素三水平的試驗，按照全面試驗的思想，就要進行
二、正交表設計
正交試驗是通過現(xiàn)成的規(guī)格化表——正交表，科學的安排試驗并通過極差分析或者方差分析來分析試驗結(jié)果，找到最優(yōu)試驗方案的。
正交表是正交試驗的基本工具，以
當前有一份三因素三水平的數(shù)據(jù)需要進行正交試驗，目的是得到最優(yōu)試驗組合。
首先進行正交表的設計。設計正交表，可以使用SPSSAU進行，分析路徑【SPSSAU->實驗/醫(yī)學研究->正交試驗】。有時候可能會遇到SPSSAU輸出的正交表的因素或水平數(shù)與預期不一致，是因為SPSSAU系統(tǒng)默認找到最接近的標準正交表，如果不一致，需要進行正交表的改造，例如使用擬水平法、組合法、并列法等。
具體操作可以查看SPSSAU幫助手冊進行了解學習。https://spssau.com/helps/medicalmethod/orthogonal.html
本案例使用SPSSAU得到三因素三水平正交設計表如下：
得到正交設計表后，接下來需要按照正交表進行試驗。
三、進行試驗
從得到正交表可以看出，本次試驗共需要進行9次。試驗1為使用因子1的1水平、因子2的1水平和因子3的1水平進行試驗；試驗2為使用因子1的1水平、因子2的2水平和因子3的3水平進行試驗，以此類推，分別得到9次試驗的分析結(jié)果。
本次試驗的三個因子分別是A、B、C，三個因子各有三個水平簡單記為水平123，得到最終試驗結(jié)果如下：
得到試驗結(jié)果之后，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，目的是找到試驗的最優(yōu)因素和最優(yōu)試驗組合，即希望找到ABC三個因子中哪一個對綜合得分的影響最優(yōu)，同時找到綜合得分最高的因素水平組合。
四、極差分析
對正交試驗數(shù)據(jù)進行分析主要有兩種分析方法，分別是極差分析與方差分析。極差分析又稱直觀分析法，它具有計算簡單、直觀形象、簡單易懂等優(yōu)點，是正交試驗結(jié)果分析最常用的方法。本案例使用極差分析法進行分析。
極差分析設計的相關(guān)指標機器說明，如下表所示：
使用SPSSAU進行極差分析，操作如下圖，需要注意的是，SPSSAU默認情況下試驗數(shù)據(jù)越大越好，如果試驗數(shù)據(jù)越小越好，此時可下拉選擇‘試驗數(shù)據(jù)類型’參數(shù)為‘越小越好’即可。
極差分析輸出兩類結(jié)果，分別是極差分析表格和因子各水平均值圖。接下來進行極差分析結(jié)果解讀，確定最優(yōu)因素和最佳因素水平組合。
五、結(jié)果解讀
結(jié)果1：極差分析表格
首先看R值（因素極差值）：R值的大小反映了各因素對于試驗結(jié)果的影響程度大小。所以本次試驗結(jié)果顯示，C因素為最優(yōu)因素，對試驗結(jié)果影響最大，其次是A因素，最后是B因素。因而三個因素的優(yōu)劣排列順序為因子C>因子A>因子B。
再看最佳水平：最佳水平顯示，因子A在水平3的時候最優(yōu)；因子B在水平2的時候最優(yōu)；因子3在水平2的時候最優(yōu)。
綜合上述分析，得到這次試驗的最優(yōu)因素是“因子C”，最佳因素水平組合是“因子A的3水平、因子B的2水平、因子C的2水平”。
結(jié)果2：因子各水平均值圖
因素各水平均值圖展示各個因素各個水平的試驗數(shù)據(jù)平均值情況；可通過圖形直觀查看各水平的試驗數(shù)據(jù)平均值情況并進行對比；并找出最佳水平組合，進行分析匯總。從上圖也可以直觀看出最佳因素水平組合為“因子A的3水平、因子B的2水平、因子C的2水平”。
六、總結(jié)
進行正交試驗分析，首先需要進行正交表的設計， SPSSAU默認找到最接近的標準正交表，如果與試驗預期不符，可以進行正交表的改造后再使用。然后根據(jù)得到的正交表進行試驗，記錄好試驗結(jié)果，上傳到SPSSAU系統(tǒng)。最后使用極差分析（或方差分析）來分析正交試驗結(jié)果，得到最優(yōu)因素和最佳因素水平組合。
