範例：變數分析 (ANOVA) 與區塊

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範例：變數分析 (ANOVA) 與區塊

使用 block 與 anova 函數將設計矩陣分為兩個區塊，並測試分區塊是否會影響結果。

1. 呼叫 fullfact 函數建立全階乘設計矩陣。

2. 呼叫 block 函數將設計矩陣 X 分為兩個區塊。

前八次執行次數會在 Block 1 中，而其餘的執行次數會在 Block 2 中。

3. 先呼叫 randomize 函數，再執行實驗。每個區塊會分開執行隨機選擇。

4. 在矩陣 Y 中記錄實驗結果，其中每一列表示成塊設計矩陣 B 的一次執行，而每一欄表示一個重複。

5. 呼叫 quickscreen 函數計算係數、二階相互作用及區塊的效果。

<region id="ID0EJDAW" actualWidth="515.54" actualHeight="230.19999999999996" top="1862.4000000000003" left="38.400000000000006" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <math resultRef="52">
    <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
      <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve">Q</id>
      <eval>
        <apply>
          <id labels="FUNCTION" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">quickscreen</id>
          <sequence>
            <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">B</id>
            <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">Y</id>
            <real>2</real>
          </sequence>
        </apply>
        <unitOverride>
          <placeholder />
        </unitOverride>
      </eval>
    </define>
    <resultFormat>
      <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" />
      <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" />
    </resultFormat>
  </math>
</region>

6. 使用 augment 與 submatrix 函數從 Q 中萃取係數及其效果，然後移除標題。

<region id="ID0EBGAW" actualWidth="182.82" actualHeight="29.752000000000002" top="2054.4" left="38.400000000000006" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <math resultRef="54">
    <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
      <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve">data</id>
      <apply>
        <id labels="FUNCTION" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">augment</id>
        <sequence>
          <apply>
            <matcol />
            <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">Q</id>
            <real>0</real>
          </apply>
          <apply>
            <matcol />
            <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">Q</id>
            <real>3</real>
          </apply>
        </sequence>
      </apply>
    </define>
    <resultFormat>
      <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" />
      <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" />
    </resultFormat>
  </math>
</region>

<region id="ID0EPGAW" actualWidth="489.85" actualHeight="211.59999999999997" top="2188.8" left="38.400000000000006" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50">
  <math resultRef="56">
    <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50">
      <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve">data</id>
      <eval>
        <apply>
          <id labels="FUNCTION" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">submatrix</id>
          <sequence>
            <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">data</id>
            <real>1</real>
            <apply>
              <minus />
              <apply>
                <id labels="FUNCTION" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">rows</id>
                <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">data</id>
              </apply>
              <real>1</real>
            </apply>
            <real>0</real>
            <real>1</real>
          </sequence>
        </apply>
        <unitOverride>
          <placeholder />
        </unitOverride>
      </eval>
    </define>
  </math>
</region>

7. 以一半效果的絕對值取代效果。

8. 呼叫 pareto 函數並建立柏拉圖。

係數 A、B、D 與相互作用 AD、BD、Blocks 非常重要。

9. 呼叫 anova 函數執行變異數分析。計算係數、相互作用及區塊的臨界 F-value。將其 F-value 與臨界 F-value 進行比較。

10. 使用 qF 函數計算係數、相互作用及區塊的臨界 F-value。將其 F-value 與臨界 F-value 進行比較。

將層級設定為 5%：	<region id="ID0ETRAW" actualWidth="62.706666666666671" actualHeight="25.6" top="3878.4000000000005" left="326.40000000000003" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50"> <math resultRef="80"> <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50"> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve">α</id> <real>0.05</real> </define> <resultFormat> <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" /> <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" /> </resultFormat> </math> </region>
設定最低的自由度 DF：	<region id="ID0EVSAW" actualWidth="56.150000000000006" actualHeight="27.791200000000003" top="3916.8000000000006" left="326.40000000000003" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50"> <math resultRef="82"> <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50"> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve"> <Span xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation">df<Subscript xmlns="clr-namespace:Ptc.Wpf;assembly=Ptc.Core">A</Subscript></Span> </id> <real>1</real> </define> <resultFormat> <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" /> <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" /> </resultFormat> </math> </region>
設定最高的自由度 DF：	<region id="ID0EXTAW" actualWidth="64.233333333333348" actualHeight="27.791200000000003" top="3955.2000000000007" left="326.40000000000003" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50"> <math resultRef="84"> <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50"> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve"> <Span xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation">df<Subscript xmlns="clr-namespace:Ptc.Wpf;assembly=Ptc.Core">E</Subscript></Span> </id> <real>36</real> </define> <resultFormat> <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" /> <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" /> </resultFormat> </math> </region>
<region id="ID0ELUAW" actualWidth="241.32000000000002" actualHeight="27.791200000000003" top="3993.6000000000004" left="38.400000000000006" xmlns="http://schemas.mathsoft.com/worksheet50"> <math resultRef="86"> <define xmlns="http://schemas.mathsoft.com/math50"> <id labels="*" xml:space="preserve"> <Span xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation">F<Subscript xmlns="clr-namespace:Ptc.Wpf;assembly=Ptc.Core">crit</Subscript></Span> </id> <eval> <apply> <id labels="FUNCTION" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">qF</id> <sequence> <apply> <minus /> <real>1</real> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true">α</id> </apply> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true"> <Span xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation">df<Subscript xmlns="clr-namespace:Ptc.Wpf;assembly=Ptc.Core">A</Subscript></Span> </id> <id labels="VARIABLE" xml:space="preserve" label-is-contextual="true"> <Span xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation">df<Subscript xmlns="clr-namespace:Ptc.Wpf;assembly=Ptc.Core">E</Subscript></Span> </id> </sequence> </apply> <unitOverride> <placeholder /> </unitOverride> </eval> </define> <resultFormat> <general precision="3" show-trailing-zeros="false" radix="dec" zero-threshold="15" imaginary-value="i" exponential-threshold="3" /> <matrix size="17,12" offset="0,0" show-indices="false" expand-nested-arrays="false" /> </resultFormat> </math> </region>

係數 A、B、D 與相互作用 AD、BD、Blocks 在 5% 層級上非常重要，因為其 F 值大於 Fcrit。此變異數分析加強從柏拉圖所衍生的主觀結論。

參照

Montgomery, D.C., Design and Analysis of Experiments, 5th ed., John Wiley & Sons, New York, 2001, pp.295.

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