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第1章 绪论 1

1.1设计的价值 1

1.2方案优化设计的作用 1

1.3方案优化设计技术的发展 2

第2章 误差理论与统计分布 5

第1节 误差理论 5

1.1有效数字与舍入误差 5

1.2误差分类 6

1.3绝对误差与相对误差 8

1.4测量方法 9

1.5误差传递及其应用 10

第2节 变量的统计特征数 15

2.1平均值 15

2.2误差 16

第3节 统计理论分布 19

3.1正态分布 19

3.2疏失误差的检验与判断 22

3.3系统误差的判断 27

3.4二项分布 28

3.5泊松分布 29

第4节 统计假设 30

4.1总体参数估计 31

4.2假设检验的原理与方法 31

4.3系统误差的检验方法 34

4.4随机误差的检验方法 37

习题 39

第3章 试验设计基础与全面设计 41

第1节 试验设计基础 41

1.1基本概念与定义 41

1.2试验设计基本原则 47

1.3统计模型 48

1.4试验类型 49

1.5试验设计基本方法 50

第2节 全面试验设计 51

2.1单因素设计 52

2.2双因素设计 52

2.3交互作用 56

2.4两水平（2k因子）设计 57

2.5主效应因素的确定 58

习题 59

第4章 正交设计 60

第1节 正交表及其构造方法 60

1.1正交表 60

1.2正交表的构造方法 60

第2节 正交试验设计 63

2.1正交设计的基本方法 63

2.2多指标的正交设计与分析 65

2.3交互作用的正交设计与分析 67

第3节 混合水平的正交试验设计 68

3.1混合水平正交表及其用法 69

3.2拟水平法 70

3.3追加法 71

3.4组合法 72

习题 73

第5章 方差分析 74

第1节 方差分析基础 74

1.1方差分析的基础和前提 75

1.2单因素的方差分析 75

1.3多重比较 79

1.4不等水平两因素的方差分析 84

第2节 正交设计中的方差分析 87

2.1多因素的方差分析 87

2.2带交互作用的方差分析 89

2.3其他设计中的方差分析 93

习题 95

第6章 回归分析 98

第1节 一元线性回归分析 98

1.1回归方程的求解 98

1.2相关系数 99

1.3方差分析与检验 101

1.4实例计算 101

1.5试验指标的预报与控制 102

第2节 一元非线性回归分析 103

第3节 二元线性回归分析 107

第4节 多元线性回归分析 111

习题 117

第7章 均匀设计法 119

第1节 均匀设计的基本理论与方法 119

1.1均匀设计的特点 119

1.2均匀设计方法 122

1.3混合水平的均匀设计 124

第2节 均匀设计中的回归分析 125

2.1回归方程的建立 125

2.2回归方程的显著性检验与精度 126

2.3标准回归系数 126

习题 130

第8章 回归设计（响应曲面设计） 132

第1节 一次回归正交设计 132

1.1基本原理 132

1.2设计与数据处理方法 134

1.3方差分析 137

1.4失拟性检验 138

1.5实例计算 138

第2节 二次回归组合设计 143

2.1基本原理 143

2.2二次回归正交组合设计 145

2.3实例计算 148

第3节 二次回归连贯设计 150

第4节 回归旋转设计 154

4.1基本原理 154

4.2旋转组合设计的通用性 158

4.3二次回归旋转组合设计及统计分析 159

4.4等径设计 161

4.5实例计算 161

习题 163

第9章 混料设计 166

第1节 单纯形格子设计 168

1.1单纯形格子理论 168

1.2无约束单纯形格子设计法 169

1.3有约束单纯形格子设计法 170

1.4单纯形格子设计法 171

1.5实例计算 172

第2节 单纯形重心设计 174

2.1单纯形重心设计理论 174

2.2单纯形重心设计法 176

2.3有下界约束的单纯形重心设计法 177

2.4极端顶点混料设计 180

2.5 D-最优极端顶点混料设计 184

第3节 配方均匀设计 186

习题 188

第10章 稳健设计 189

第1节 稳健设计理论与方法 189

1.1稳健设计的基本概念 189

1.2稳健设计的本质与步骤 191

1.3稳健设计的指标函数 191

1.4稳健设计的因素分析 192

第2节 稳健设计模型与指标函数 193

2.1损失模型（Taguchi稳健设计） 193

2.2其他模型 196

2.3实例分析 197

习题 200

第11章 试验设计软件及其应用 202

第1节 Excel在统计分析中的应用 203

1.1 Excel的内置函数 203

1.2 Excel工具库 203

1.3 Excel在方差分析中的应用 205

1.4 Excel在回归分析中的应用 208

第2节 Minitab在统计分析中的应用 216

2.1 Minitab简介 216

2.2试验设计模型 217

2.3关于试验设计模型的选用准则 220

2.4试验设计的评估 221

习题 225

第12章 试验设计的应用典型案例分析 226

第1节 水泥胶砂强度测试法误差分析的全因子试验设计 226

1.1方案设计背景 226

1.2试验方案设计 227

1.3全因子试验设计模型分析 229

1.4系统误差和环境误差对测试精确性的影响 236

1.5结论 239

第2节 响应曲面设计：水泥添加剂配方设计、优化及验证 239

2.1方案设计背景 239

2.2响应曲面试验设计设置 240

2.3响应曲面设计模型分析 242

2.4响应曲面设计的图形输出 246

2.5响应曲面设计的多响应同步优化 251

2.6结论 254

第3节 混料设计：三异丙醇胺与水泥组分的相互作用对水泥强度的影响 254

3.1方案设计背景 254

3.2混料试验设计设置 255

3.3混料试验设计的图形分析及解释 257

3.4结论 261

第4节 轻骨料混凝土配合比设计 262

4.1骨料物性对轻骨料混凝土性能的影响 262

4.2化学外加剂对轻骨料混凝土性能的影响 268

附表1 正态分布表 273

附表2 二项分布表 274

附表3 t分布表 278

附表4 x2分布表 280

附表5 Fa（f1，f2）检验的临界值表 281

附表6 常用正交表及其表头设计 286

附表7 正交拉丁方表 293

附表8 LSR检验q值表 295

附表9 Duncan’s新复极差检验SSR值表 296

附表10 相关系数R检验临界值表 298

附表11 均匀设计表及其使用 300

附表12 单纯形格子点设计表 311

附表13 单纯形重心设计表 313

附表14 配方均匀设计表 314

参考文献 324