Глоссарий экспериментального дизайна

Большинство терминов, перечисленных в глоссариях Википедии, уже определены и объяснены в самой Википедии. Однако подобные глоссарии полезны для поиска, сравнения и анализа большого количества терминов. Вы можете улучшить эту страницу, добавив новые термины или написав определения для существующих.

Словарь терминов , используемых в экспериментальных исследованиях .

Соответствующие поля

• Статистика
• Экспериментальный дизайн
• Теория оценки

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 на самом деле оценивает ( D + ABC ), то основной эффект D псевдонимом является трехстороннее взаимодействие ABC . Примечание. Это не вызывает затруднений, когда взаимодействие более высокого порядка отсутствует или незначительно.
• Дисперсионный анализ (ANOVA): математический процесс разделения изменчивости группы наблюдений на определяемые причины и установления различных тестов значимости.
• Сбалансированный план : Экспериментальный план, при котором все клетки (т.е. комбинации лечения) имеют одинаковое количество наблюдений.
• Блокировка : график проведения комбинаций методов лечения в экспериментальном исследовании, при котором любое влияние на результаты эксперимента из-за известных изменений в сырье, операторах, машинах и т. д. концентрируется на уровнях блокирующей переменной. Примечание: причина блокировки — изолировать систематический эффект и не допустить, чтобы он затмил основные эффекты. Блокировка достигается за счет ограничения рандомизации.
• Центральные точки: точки, соответствующие центральному значению всех диапазонов коэффициентов.
• Уровни коэффициентов кодирования: преобразование шкалы измерения фактора таким образом, чтобы максимальное значение стало +1, а низкое значение стало -1 (см. масштабирование). После кодирования всех факторов в двухуровневом полном факторном эксперименте матрица плана имеет все ортогональные столбцы. Кодирование представляет собой 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 = ( Икс _час + Икс _L )/2 и б знак равно ( Икс _час - Икс _L )/2. Чтобы вернуться к исходной шкале измерений, просто возьмите закодированное значение, умножьте его на b и добавьте a или X = b × (кодированное значение) + a . Например, если фактором является температура, а верхняя настройка равна 65°C, а нижняя настройка равна 55°C, то a = (65 + 55)/2 = 60 и b = (65 − 55)/2 = 5. . Центральная точка (где закодированное значение равно 0) имеет температуру 5(0) + 60 = 60°C.
• Сравнительный план : план, который позволяет (обычно несмещенную) оценить разницу в эффектах факторов, особенно в эффектах лечения. Оценка различий между эффектами лечения может быть произведена с большей надежностью, чем оценка абсолютных эффектов лечения.
• Смешивающий план . Смешивающий план – это план, в котором некоторые эффекты лечения (основные или взаимодействия) оцениваются с помощью той же линейной комбинации экспериментальных наблюдений, что и некоторые блокирующие эффекты. В этом случае говорят, что лечебный эффект и блокирующий эффект смешиваются. Смешение также используется как общий термин, обозначающий, что значение оценки основного эффекта зависит как от самого основного эффекта, так и от загрязнения или систематической ошибки из-за взаимодействий более высокого порядка. Примечание. Смешивающие планы естественным образом возникают, когда полные факторные планы приходится запускать блоками, а размер блока меньше количества различных комбинаций лечения. Они также возникают всякий раз, когда вместо полного факторного плана выбирается дробный факторный план.
• Контрольная группа : набор экспериментальных единиц, к которым применяются побочные обработки, но не основные обработки. Например, при применении гербицида в качестве одной обработки участки, обработанные этой обработкой, могут проезжать машиной, применяющей гербицид, но участки, на которые не нанесен гербицид, обычно не проезжают. Машинное движение — это второстепенное явление. Если существовало опасение, что движение машин может повлиять на измеряемую переменную (например, гибель растений клубники), то в качестве контрольной обработки применялось бы движение машин, но не гербициды. Контрольные группы – это способ исключить вероятность того, что случайное лечение может стать причиной измеренных эффектов. Случайные обработки контролируются. Сравните группы лечения . Лечение, которое представляет собой лишь отсутствие изучаемой манипуляции, является просто одним из методов лечения, а не контролем, хотя сейчас принято называть неманипулятивное лечение контролем.
• Перекрещенные факторы: см. факторы ниже.
• Дизайн : набор экспериментальных прогонов, который позволяет вам подогнать конкретную модель и оценить желаемый эффект.
• Матрица плана : матричное описание эксперимента, которое полезно для построения и анализа экспериментов.
• Планирование экспериментов : систематический, строгий подход к решению инженерных задач, который применяет принципы и методы на этапе сбора данных, чтобы гарантировать создание обоснованных, обоснованных и обоснованных инженерных выводов.
• Проектная точка: единая комбинация настроек для независимых переменных эксперимента. Результатом планирования экспериментов будет набор проектных точек, каждая из которых рассчитана на выполнение один или несколько раз, причем количество итераций зависит от требуемой статистической значимости для эксперимента.
• Эффект (фактора): Как изменение настроек фактора меняет реакцию. Эффект одного фактора также называют главным эффектом. Можно предположить, что эффект обработки одинаков для каждой экспериментальной единицы, исходя из аддитивности единицы обработки; в более общем смысле эффект лечения может быть средним эффектом . Другие эффекты могут быть эффектами блокировки . (Для фактора А с двумя уровнями, масштабированными так, что низкий = -1 и высокий = +1, эффект А имеет несмещенную к среднему оценку, которая оценивается путем вычитания среднего наблюдаемого ответа, когда А равен -1, из среднего наблюдаемого ответа. ответ, когда A = +1, и деление результата на 2 необходимо, поскольку уровень -1 отличается от уровня +1 на 2 масштабные единицы.)
• Ошибка : необъяснимое изменение в наборе наблюдений. См. Ошибки и остатки в статистике . Примечание. Экспериментальные планы обычно требуют понимания как случайной ошибки , так и ошибки несоответствия .
• Экспериментальная единица : Объект, к которому применяется конкретная комбинация методов лечения. Например, экспериментальная установка может представлять собой
  • плата ПК
  • кремниевая пластина
  • лоток с одновременно обрабатываемыми компонентами
  • отдельные сельскохозяйственные растения
  • земельный участок
  • автомобильные трансмиссии
  • Живые организмы или их части
  • и т. д.
• Факторы: входные данные процесса, которыми манипулирует следователь, чтобы вызвать соответствующее изменение выходных данных. Некоторые факторы не могут контролироваться экспериментатором, но могут повлиять на ответы. Эти неконтролируемые факторы следует измерять и использовать при анализе данных, если их влияние существенно. Примечание. Входы могут быть дискретными или непрерывными.
  • Перекрещенные факторы : два фактора считаются пересекающимися, если каждый уровень одного из них встречается с каждым уровнем другого в эксперименте.
  • Вложенные факторы : Фактор «А» вложен в другой фактор «Б», если уровни или значения «А» различны для каждого уровня или значения «В». 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 реакцию зависит от уровня другого фактора(ов).
• Ошибка отсутствия соответствия: ошибка, которая возникает, когда при анализе из модели процесса исключается один или несколько важных терминов или факторов. Примечание. Включение репликации в запланированный эксперимент позволяет разделить экспериментальную ошибку на ее компоненты: отсутствие соответствия и случайную (чистую) ошибку.
• Модель : Математическая зависимость, 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 соответствующих им элементов равна 0. Примечание. План эксперимента является ортогональным, если эффекты любого фактора уравновешиваются (сумма равна нулю) среди эффектов других факторов. .
• Парадигма : модель, созданная с учетом базовой конструкции, 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 естественных отклонений в процессе. Примечание. Обычно предполагается, что случайная ошибка имеет нормальное распределение с нулевым средним значением и постоянной дисперсией. Примечание. Случайную ошибку также называют экспериментальной ошибкой.
• Рандомизация : график распределения лечебного материала и проведения комбинаций лечения в спланированном эксперименте, при котором условия в одном эксперименте не зависят от условий предыдущего эксперимента и не прогнозируют условия в последующих экспериментах. Примечание. Важность рандомизации невозможно переоценить. Рандомизация необходима для того, чтобы выводы, сделанные в результате эксперимента, были правильными, однозначными и обоснованными.
• Дизайн разрыва 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 комбинации лечения более одного раза. Примечание. Включение репликации позволяет оценить случайную ошибку независимо от ошибки несоответствия.
• Разрешение: В дробных факторных планах «разрешение» описывает степень, в которой оцененные основные эффекты накладываются (или смешиваются) с оцененными взаимодействиями более высокого порядка (2-уровневыми взаимодействиями, 3-уровневыми взаимодействиями и т. д.). В общем, разрешение дизайна на единицу больше, чем взаимодействие наименьшего порядка, которое связано с каким-то основным эффектом. Если некоторые основные эффекты смешиваются с некоторыми двухуровневыми взаимодействиями, разрешение равно 3. Примечание. Полные факторные планы не вносят помех и говорят, что имеют разрешение «бесконечность». Для большинства практических целей отлично подходит вариант с разрешением 5, а вариант с разрешением 4 может оказаться адекватным. Планы разрешения 3 полезны в качестве экономичных планов скрининга.
• Ответ (ы): Выход(ы) процесса. Иногда называется зависимой переменной(ями).
• Поверхность отклика : спланированный эксперимент, который моделирует количественный ответ, особенно для краткосрочной цели улучшения процесса и долгосрочной цели поиска оптимальных значений факторов. Традиционно поверхности отклика моделировались с помощью квадратичных полиномов, оценка которых требует, чтобы каждый фактор имел три уровня.
• Вращаемость : конструкция является вращаемой, если отклонение прогнозируемого отклика в любой точке x зависит только от расстояния x от центральной точки конструкции. Проект с этим свойством можно вращать вокруг своей центральной точки, не изменяя отклонение прогноза в точке x. Примечание. Вращаемость является желательным свойством для проектов с поверхностью отклика (т. е. для проектов квадратичных моделей).
• Уровни коэффициента масштабирования : уровни коэффициента преобразования так, что высокое значение становится +1, а низкое значение становится -1.
• План скрининга : спланированный эксперимент, который определяет, какие из многих факторов оказывают существенное влияние на ответ. Примечание. Обычно схемы скрининга включают более 5 факторов.
• План испытаний : письменный документ, содержащий конкретный перечень процедур испытаний и их последовательность, которым необходимо следовать.
• Лечение: Лечение представляет собой определенную комбинацию уровней факторов, эффект которых необходимо сравнивать с другими методами лечения.
• Комбинация лечения : Комбинация настроек нескольких факторов в данном экспериментальном исследовании. Также известен как бег.
• Группа лечения : см. Контрольную группу.
• Компоненты отклонения : разделение общего отклонения на назначаемые компоненты.

См. также

• Глоссарий вероятности и статистики
• Обозначения вероятности и статистики
• Глоссарий клинических исследований
• Список статистических тем

Внешние ссылки

• «Глоссарий терминологии Министерства энергетики» , электронный справочник по статистическим методам NIST/SEMATECH , получено 20 марта 2013 г.

Эта статья включает общедоступные материалы Национального института стандартов и технологий.