CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM
Design of experiment


Nội dung

•
•
•
•

Thiết kế thí nghiệm?
Các khái niệm liên quan đến thiết kế thí nghiệm
Các phương pháp thiết kế thí nghiệm
Các bước tiến hành một thiết kế thí nghiệm.

2


2.1 Định nghĩa về thiết kế thí nghiệm
• Một thiết kế thí nghiệm:
– Là một chuỗi các thí nghiệm, thử nghiệm..
– Làm thay đổi các yếu tố đầu vào (input variable) và quan sát
các yếu tố đầu ra (observe the respone)

3


2.2. Khái niệm liên quan đến vấn đề thiết
kế thí nghiệm
•



Yếu tố thí nghiệm
• Là biến ảnh hưởng đến kết quả đầu ra
• Là tập hợp các công thức thí nghiệm cùng một đặc tính

6


Mức
• Các phần tử riêng biệt khác nhau trong cùng một yếu tố
thí nghiệm được gọi là mức.
• Ví dụ nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa
tan ban đầu (TSS) đến chất lượng cảm quan rượu vang
ta có thể nghiên cứu ở 3 mức TSS ban đầu khác nhau.
Trong bảo quản có thể quả kéo dài thời gian bảo quan
của các loại hóa chất khác nhau cũng có thể coi mỗi
loại hóa chất là một mức thí nghiệm.

7


Công thức thí nghiệm
• Một tổ hợp các mức của các nhân tố được gọi là một
nghiệm thức hay công thức thí nghiệm.
•
Ví dụ nghiên cứu ảnh hưởng của protein ở 3 mức khác
nhau đến sản lượng sữa bò, trong trường hợp này ta
sẽ có 3 công thức. Ta xét một trường hợp tương tự
nhưng có thêm yếu tố thứ 2 là thức ăn tinh ở 2 mức, lúc


Công thức thí nghiệm
• Ví dụ khảo sát ảnh hưởng của phụ gia đến độ chắc của
bánh đa nem
Lặp lại

VTM C

CaCl2

1

55

45

65

25

2

50

40

60

55


•
•
•
•
•

Nguyên tắc không lấy toàn bộ trạng thái đầu vào
Nguyên tắc phức tạp dần mô hình
Nguyên tắc lặp lại thí nghiệm
Nguyên tắc ngẫu nhiên hóa
Nguyên tắc blocking

12


Nguyên tắc không lấy toàn bộ trạng
thái đầu vào
• Để có thông tin toàn diện về hàm mục tiêu đầu ra chúng
ta phải tiến hành vô số các thí nghiệm
• Về lý thuyết nếu không tiến hành tất cả các thực
nghiệm đó thì có thể bỏ sót đặc điểm nào đó của hàm
mục tiêu,
• Tuy nhiên thực tế không thể thực hiện được điều đó.
Do vậy người nghiên cứu chỉ có thể lấy những giá trị rời
rạc, chọn mức biến đổi nào đó cho các yếu tố.

13


Nguyên tắc phức tạp dần mô hình


• Có thể tạo được từ các bảng số ngẫu nhiên

16


Nguyên tắc blocking
• Là phân nhóm, phân lô, phân khối
• Giảm sai số thí nghiệm

• Cực đại sự khác biệt giữa các khối
• Cực tiểu sự khác biệt bên trong khối
• Nghiệm thức được bố trí ngẫu nhiên trong khối

17


2.4. Các bước thiết kế thí nghiệm
•
•
•
•
•
•

Xác định mục tiêu nghiên cứu
Xác định các yếu tố thí nghiệm
Xác định các lô TN, DVTN
Xác định sự quan sát
Xác định mẫu thí nghiệm

• Bản chất của mỗi yếu tố:
– Định tính hay định lượng ;
– Cố định hay ngẫu nhiên

20


Xác định mẫu thí nghiệm
• Phải mang tính ngẫu ngẫu nhiên
• Phải mang tính đại diện

• Tránh chọn mẫu theo ý kiến chủ quan của người nghiên cứu

21


Thực hiện thí nghiệm, phân tích kết quả
• Tránh sai số khi thực hiện thí nghiệm:
– Đo đếm kết quả đúng lúc, chính xác
– Hạn chế các điều kiện khách quan
– Loại bỏ các số liệu đột biến

• Tránh sai số khi sao chép
• Kiểm tra số liệu sao chép
• Kiểm tra các điều kiện thí nghiệm

22


Đo đếm kết quả đúng lúc và chính xác

Loại bỏ các số liệu đột biến
•

Trong quá trình thí nghiệm kết quả đo được
đôi khi có những giá trị đột biến (tăng hoặc
giảm) bất thường.

•

Đối với những số liệu này chỉ ghi nhận và tìm
cách giải thích nó chứ không mô phỏng và sử
dụng cho thí nghiệm.

25