重复试验与重复取样

问：试验设计中重复试验与重复取样的条件各是什么

1. 答：1、误差：测量值与真实值之间的差异。误差不是错误，在测量时误差是不可避免的。
   真实值：是指被测物理量在规定的时间和空间内的客观大小，即物理量的真实值。实验中真实值是得不到的，通常用多次测量的算术平均值来代替真实值，且测量次数越多，平均值就越接近真实值。
   测量值：由测量仪器直接读出的物理量的数值或将测量数据直接带入公式计算出来的物理量的数值。
   2、从误差来源看，误差可分为系统误差和偶然误差
   系统误差：主要是由于实验原理不够完善、实验仪器精度不够、实验方法粗略而产生的。基本特点：实验结果对真实值的偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏小或偏大。减小方法：改善实验原理，提高实验仪器的测量精度，设计更精巧的实验方法。
   偶然误差 ：是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的，如测量环境(或条件)的不稳定、实验者的经验不足。特点：总是有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。
   减小方法：多次实验取平均值。
   3、从数据分析看，误差分为绝对误差和相对误差
   绝对误差：是测量值与真实值之差。在直接用仪器测量某一物理量时，提高测量仪器的精度是减小绝对误差的重要方法。
   相对误差：相对误差等于绝对误差与真实值之比，常用百分比表示，反映了实验结果的精确程度。在难以减小绝对误差时，增大真实值是减小相对误差的简易而有效的方法。
   4、减小误差的方法
   (1)校准测量仪器。如电流表、电压表、欧姆表、天平等仪器，使用前应先进行调零校准。
   (2)恰当选择仪器的量程和精确度。
   (3)完善实验原理。
   (4)进行多次重复实验，求其平均值。
   (5)以图像法代替公式法处理实验数据。
   (6)改进实验方法。

问：关于六西格玛试验设计DOE的重复试验

1. 答：所谓重复试验是指一个处理施于多个试验单元。这些单元是我们在统计推断中一个处理所形成的总体的代表，它可以使我们得以估计试验误差的大小。通常的显著性检验都是拿不同处理间形成的差别与随机误差相比较，只有当处理间这种差别比随机误差显著地大时，我们才说“处理间的差别是显著的”。没有随机误差就无法进行任何统计推断，因此在试验设计中安排重复试验是必不可少的。
   需要注意的是：一定要进行不同单元的重复(replicate)，而不能仅进行同单元的重复(repetition)。换言之，一定要重新做试验即重复试验，而不能仅是重复观测或重复取样。比如在上例中。一定要用同样的工艺条件生产两罐或多罐合成氨，而不能只是从同罐合成氨中分次取不同的样品来测试纯度。显然，同罐合成氨中分次取不同的样品所测试出的纯度间差异要小，而不同罐合成氨中取不同的样品来测试的纯度间差异要大。以同单元重复得到的差异来估计随机误差将会低估试验误差，所得的结论就都是不可信的。在试验中一定要包含有真正的重复。

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