प्रयोगात्मक डिजाइन में एक ब्लॉक क्या है?


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प्रयोगात्मक डिजाइन में ब्लॉक की धारणा के बारे में मेरे दो सवाल हैं: (1) ब्लॉक और फैक्टर में क्या अंतर है? (२) मैंने कुछ पुस्तकों को पढ़ने की कोशिश की लेकिन कुछ स्पष्ट नहीं है: ऐसा लगता है कि लेखक हमेशा यह मानते हैं कि "ब्लॉक फैक्टर" और अन्य कारकों के बीच कोई पारस्परिक क्रिया नहीं है। क्या यह सही है, और यदि यह है, तो क्यों?

जवाबों:


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  1. ब्लॉक एक कारक है। अवरुद्ध का मुख्य उद्देश्य अस्पष्टीकृत भिन्नता को कम करने के लिए है की एक डिजाइन गैर अवरुद्ध डिजाइन करने के लिए -compared। हम प्रति सेकेण्ड प्रभाव में कोई दिलचस्पी नहीं रखते हैं , बल्कि हम तब रोकते हैं जब हमें संदेह होता है कि पृष्ठभूमि "शोर" वास्तविक कारक के प्रभाव को कम कर देगी।(SSResidual)
    हम प्रयोगात्मक इकाइयों को "सजातीय" ब्लॉकों में समूहित करते हैं जहां मुख्य कारक के सभी स्तरों को समान रूप से दर्शाया गया है। एक यादृच्छिक नियंत्रण ब्लॉक डिजाइन के विचरण का विश्लेषण ब्लॉक और अवशिष्ट घटकों में एक समान एकल कारक पूर्ण यादृच्छिक डिजाइन के अवशिष्ट शब्द को विभाजित करता है। हम ध्यान देना चाहिए, हालांकि, कि बाद के घटक एक कारक सीआर डिजाइनों में से स्वतंत्रता के कम डिग्री है, के लिए अधिक अनुमान के प्रमुख MSResidual=SSResidual/d.f.
    ब्लॉक करने या न करने का निर्णय तब किया जाना चाहिए जब हम यह मानते हैं कि अवशिष्ट में कमी df में कमी की भरपाई से अधिक होगी

  2. आमतौर पर एक एडिटिव मॉडल को RCB डिज़ाइन डेटा में फिट किया जाता है, जिसमें प्रतिक्रिया चर कारक और ब्लॉक प्रभाव का एक एडिटिव संयोजन होता है और यह माना जाता है कि दोनों के बीच कोई इंटरैक्शन मौजूद नहीं है। मुझे लगता है कि यह इस तथ्य के लिए जिम्मेदार है कि आरसीबी हमें ब्लॉक परिवर्तनशीलता और प्रयोगात्मक इकाइयों के भीतर परिवर्तनशीलता से इंटरैक्शन बीएक्सएफ के अलावा बताने में सक्षम नहीं है। लब्बोलुआब यह है कि हमें कोई इंटरैक्शन नहीं करना है क्योंकि हम इसे माप नहीं सकते हैं। हम परीक्षण कर सकते हैं कि यह या तो नेत्रहीन के साथ मौजूद है या तुक्के के परीक्षण के साथ।

प्रयोगात्मक डिजाइन पर एक अच्छा संसाधन यह है


(+1) एक और अच्छा पढ़ा गया मोंटगोमरी का डिज़ाइन और प्रयोगों का विश्लेषण है
CHL

शुक्रिया @chl मोंटगोमरी मेरी खरीदारी की सूची में था, लेकिन मैंने इसे खरीदने के लिए नहीं चुना क्योंकि यह पारिस्थितिकी की तुलना में इंजीनियरिंग की ओर अधिक सक्षम था। मैंने देखा है कि एक नया संस्करण अप्रैल, 2012 को प्रकाशित होने वाला है, क्या आप अपने आर साथी को इसमें अपडेट करेंगे?
चार्ली

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सभी का धन्यवाद। मेरे पास एक गणितीय दिमाग है, फिर मुझे मॉन्टगोमरी की किताबों को पढ़ने में मुश्किलें आती हैं, जिसमें बहुत ज्यादा पाठ और पर्याप्त गणित नहीं है
स्टीफन लॉरेंट

@ चेरली युप, यह एक परियोजना है जो 2006 तक की है जब डो क्रान टास्क दृश्य बिल्कुल भी मौजूद नहीं था। मैं इस साल इसे खत्म करने की उम्मीद के साथ 6 वें संस्करण पर काम करना जारी रखूंगा (लेकिन मैं कहता हूं कि प्रत्येक नया साल, इसलिए ...)। आवेदन के 'पक्षपाती' क्षेत्र के अलावा, मुझे अभी भी लगता है कि पाठ मनोवैज्ञानिकों और जीव विज्ञानियों के लिए उत्कृष्ट है।
CHL

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@ स्टेफेन मैं क्रिस्टनसेन द्वारा प्लेन आंसर टू कॉम्प्लेक्स क्वेश्चन पर एक नज़र डालने का सुझाव दे सकता हूं : कम DoE, अधिक गणित और रैखिक मॉडल के लिए एक अच्छा परिचय।
CHL

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यहाँ एक संक्षिप्त जवाब है। प्रयोगों के डिजाइन का इलाज करने वाले अधिकांश दस्तावेजों में बहुत सारे विवरण और उदाहरण मिल सकते हैं; विशेष रूप से कृषि विज्ञान में।

अक्सर, शोधकर्ता प्रति एसई ब्लॉक प्रभाव में दिलचस्पी नहीं रखता है, लेकिन वह केवल ब्लॉकों के बीच प्रतिक्रिया में परिवर्तनशीलता के लिए जिम्मेदार होना चाहता है। इसलिए, मैं एक विशेष भूमिका के साथ ब्लॉक को एक कारक के रूप में देखने के लिए उपयोग करता हूं। ध्यान दें, ब्लॉक प्रभाव को आमतौर पर एक यादृच्छिक प्रभाव माना जाता है। अंत में, यदि आप ब्लॉक से ब्लॉक तक भिन्न होने के लिए 'उपचार प्रभाव' की अपेक्षा करते हैं, तो बातचीत पर विचार किया जाना चाहिए।


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मेरे पूर्व शिक्षक स्वतंत्रता राजा से, मेरे पसंदीदा स्पष्टीकरण का एक उदाहरण है।

आप इस बात का अध्ययन कर रहे हैं कि ब्रेड का आटा और बेकिंग तापमान रोटी की स्वादिष्टता को कैसे प्रभावित करते हैं। आपके पास स्वाद के लिए रेटिंग पैमाना है। और मान लें कि आप खुद को मिलाने के बजाय किसी फूड कंपनी से पैकेज्ड ब्रेड आटा खरीद रहे हैं। रोटी का प्रत्येक पका हुआ पाव एक प्रायोगिक इकाई है।

n=160

2×2

वैकल्पिक रूप से, आप ओवन को एक अवरुद्ध कारक के रूप में चला सकते हैं । इस स्थिति में, आप 40 बार ओवन चलाएंगे, जिससे डेटा संग्रह तेजी से हो सकता है। प्रत्येक ओवन के रन में चार रोटियां होंगी, लेकिन जरूरी नहीं कि प्रत्येक आटे के दो प्रकार हों। (सटीक अनुपात बेतरतीब ढंग से चुना जाएगा।) आपके पास प्रत्येक तापमान के लिए 5 ओवन रन होंगे; इससे आपको समान-तापमान वाले ओवन के चलने में परिवर्तनशीलता का हिसाब लगाने में मदद मिल सकती है।

यहां तक ​​कि कट्टर भी, आप आटा के साथ-साथ ओवन चला सकते हैं। इस डिजाइन में, आप ओवन के प्रत्येक रन में प्रत्येक प्रकार के आटे के लगभग दो होते हैं।

जब मेरे पास इसके माध्यम से सोचने का समय है, तो मैं इसे आगे उन प्रयोग डिजाइनों के लिए उपयुक्त फैंसी नामों के साथ अपडेट करूंगा।


2×82×2

क्या यह अपूर्ण अवरोधन का एक उदाहरण है?
स्मॉलचेयर

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प्रायोगिक डिजाइन तीन संरचनाओं का एक संयोजन है:

  1. उपचार संरचना: ब्याज के कारकों से उपचार कैसे बनते हैं?
  2. डिजाइन संरचना: प्रायोगिक इकाइयों को उपचार के लिए कैसे रखा और सौंपा जाता है?
  3. प्रतिक्रिया संरचना: अवलोकन कैसे किए जाते हैं?

ब्लॉक "कारक" हैं जो डिज़ाइन संरचना से संबंधित हैं (भेद करने के लिए, उन्हें "अवरुद्ध कारक" बनाम "उपचार कारक" कहना बुरा नहीं है)। वे उपद्रव मापदंडों के अच्छे उदाहरण हैं : आपके पास जो मॉडल पैरामीटर हैं और जिनकी उपस्थिति आपके लिए आवश्यक है, लेकिन जिनके मूल्य विशेष रूप से दिलचस्प नहीं हैं। कृपया ध्यान दें कि इसका कारक की प्रकृति से कोई लेना-देना नहीं है - अवरुद्ध कारक निश्चित या यादृच्छिक हो सकते हैं, जैसे कि उपचार कारक निश्चित या यादृच्छिक हो सकते हैं।

अंगूठे का मेरा व्यक्तिगत नियम इस बारे में है कि कोई कारक प्रयोगात्मक डिज़ाइन में कहां है: यदि मैं कारक से जुड़े मापदंडों का अनुमान लगाना चाहता हूं और उनकी तुलना कारक या अन्य कारक मापदंडों में करता हूं, तो यह उपचार संरचना से संबंधित है। यदि मैं संबंधित मापदंडों के मूल्यों की परवाह नहीं करता और उनकी तुलना करने की परवाह नहीं करता, तो कारक डिजाइन संरचना का है।

इस प्रकार, इस धागे में रोटी उदाहरण में, मुझे रन-टू-रन मतभेदों के बारे में चिंता करना होगा। लेकिन मुझे रन 1 बनाम रन 24 की तुलना करने की परवाह नहीं है। ओवन रन डिजाइन संरचना के अंतर्गत आता है । मैं दो आटा व्यंजनों की तुलना करना चाहता हूं : नुस्खा उपचार संरचना से संबंधित है। मुझे ओवन के तापमान की परवाह है: जो कि उपचार संरचना से संबंधित है, भी। चलो एक प्रायोगिक डिजाइन का निर्माण करते हैं।

डिज़ाइन संरचना में एक कारक (ओवन रन, रन), और उपचार संरचना दो कारक (नुस्खा और तापमान) है। क्योंकि हर रन को एक ही (नाममात्र) तापमान होना चाहिए, तापमान और रन प्रायोगिक डिजाइन के समान स्तर पर होने चाहिए। हालांकि, प्रत्येक रन में 4 रोटियों के लिए जगह है। जाहिर है, हम प्रति रन 1, 2, 3 या 4 रोटियां सेंकना चुन सकते हैं।

अगर हम प्रति रन एक पाव रोटी सेंकते हैं, और रेसिपी प्रेजेंटेशन के क्रम को रेंडम करते हैं तो हमें एक कंप्लीटली रैंडमाइज्ड डिजाइन (CRD) स्ट्रक्चर मिलता है। अगर हम दो रोटियां सेंकते हैं, तो प्रत्येक रेसिपी प्रति रन में से एक, हमारे पास एक रैंडमाइज्ड कम्प्लीट ब्लॉक डिज़ाइन (RCB) स्ट्रक्चर है। कृपया ध्यान दें कि यह महत्वपूर्ण है कि प्रत्येक रेसिपी प्रत्येक रन के भीतर हो। उस संतुलन के बिना, रेसिपी तुलना रन अंतर से दूषित हो जाएगी। याद रखें: रन का लक्ष्य रन के अंतर से छुटकारा पाना है। यदि हम प्रति रन तीन रोटियां सेंकते हैं, तो हम शायद पागल होंगे: 3 160 का कारक नहीं है, इसलिए हमारे पास एक या दो अलग-अलग आकार के ब्लॉक होंगे। अन्य उचित संभावना प्रति रन चार रोटियां है। इस मामले में हम प्रत्येक रन में प्रत्येक रेसिपी की दो रोटियाँ सेंकेंगे। फिर, यह एक RCB संरचना है। हम प्रत्येक रन में प्रत्येक रेसिपी की दो रोटियों के बीच अंतर का उपयोग करके रन-वे परिवर्तनशीलता का अनुमान लगा सकते हैं।

यदि हम RCB डिज़ाइन स्ट्रक्चर्स में से किसी एक को चुनते हैं, तो रन स्तर पर तापमान प्रभाव पूरी तरह से यादृच्छिक हो जाता है। पकाने की विधि को तापमान के भीतर घोंसला बनाया जाता है और तापमान की तुलना में एक अलग त्रुटि संरचना होती है, क्योंकि प्रत्येक आटा प्रत्येक रन के भीतर दिखाई देता है। आटा नॉन-एडिटिविटी (इंटरैक्शन) द्वारा नुस्खा और नुस्खा को देखने वाले विरोधाभासों में रन-टू-रन की परिवर्तनशीलता नहीं है। तकनीकी रूप से, इसे विभिन्न रूप से विभाजित-प्लॉट डिज़ाइन संरचना या दोहराया-माप डिज़ाइन संरचना कहा जाता है।

जांचकर्ता कौन सा उपयोग करेगा? संभवतः आरसीबी चार रोटियों के साथ: 40 रन बनाम 80 बनाम 160 काफी भार वहन करती है। हालांकि, इसे संशोधित किया जा सकता है - अगर चिंता औद्योगिक उत्पादन के बजाय घर के ओवन है, तो सीआरडी का उपयोग करने के लिए अच्छी तरह से कारण हो सकता है यदि यह माना जाता है कि होम बेकर्स शायद ही कभी कई रोटियां सेंकते हैं।


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मैं ब्रेड प्रयोग के आपके विश्लेषण का पालन नहीं करता हूं, शायद इसलिए कि उस प्रयोग के कई अलग-अलग डिजाइनों का उल्लेख किया गया था और आप यह नहीं निर्दिष्ट कर रहे हैं कि आप किसका उल्लेख कर रहे हैं। यह आपकी अधिकांश टिप्पणियों को रोशन करने के बजाय भ्रमित करता है। यदि आप इसे स्पष्ट कर सकते हैं तो मुझे विश्वास है कि आपका उत्तर बाहर खड़ा होगा।
whuber

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# 2 के महत्व को सामने लाया जाना चाहिए। प्रयोगात्मक उपचार के यादृच्छिक असाइनमेंट के आधार पर विश्लेषण किया जा सकता है: ब्लॉक उस यादृच्छिक असाइनमेंट पर प्रतिबंध का प्रतिनिधित्व करते हैं।
Scortchi - को पुनः स्थापित मोनिका

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@whuber ऐसा इसलिए है क्योंकि मैं इसे का विश्लेषण करने नहीं था, मैं उन मापदंडों से एक प्रयोग को डिजाइन किया गया था नए सिरे से । संपादन में स्पष्ट किया गया।
डेनिस

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मुझे लगता है कि अधिकांश समय यह सिर्फ सम्मेलन का मामला है, प्रत्येक क्षेत्र के लिए उचित है। मुझे लगता है कि चिकित्सा संदर्भ में, दो कारकों में एक कारक का लगभग हमेशा "उपचार" और दूसरे को "ब्लॉक" कहा जाता है।

आमतौर पर, जैसा कि ओकराम कहते हैं, ब्लॉक प्रभाव एक यादृच्छिक प्रभाव होगा, लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह व्यवस्थित है। मान लें कि आप विभिन्न चिकित्सा उपचारों की प्रभावशीलता का आकलन करना चाहते हैं:

  • पहला डिजाइन: प्रत्येक रोगी केवल एक उपचार लेता है, और दक्षता को एक उपयुक्त पैमाने पर मापा जाता है। आपको संदेह है कि रोगी का लिंग रुचि का है: आपके पास पुरुष का "ब्लॉक" और महिला रोगियों का एक ब्लॉक होगा। इस मामले में, ब्लॉक एक निश्चित प्रभाव वाला एक कारक है।

  • दूसरा डिजाइन: प्रत्येक मरीज विभिन्न क्षणों में सभी उपचारों की कोशिश करता है। जैसा कि रोगियों के बीच कुछ परिवर्तनशीलता है, आप प्रत्येक रोगी को "ब्लॉक" मानते हैं। आप आबादी में इस तरह की परिवर्तनशीलता के अस्तित्व में रुचि रखते हैं, लेकिन इन विशेष रोगियों में इसके मूल्य में नहीं। इस मामले में, ब्लॉक एक यादृच्छिक प्रभाव वाला एक कारक है।

खैर, मैं केवल इस सामान को सिखाता हूं, डोमेन के सम्मेलनों (फ्रांस में) के साथ छड़ी करने की कोशिश कर रहा हूं जैसा कि मैंने उन्हें पाठ्यपुस्तकों से प्राप्त किया है, लेकिन मैंने कभी भी एक नैदानिक ​​परीक्षण में भाग नहीं लिया (और नहीं चाहता) ... तो यह केवल मेरे दो सेंट्स...!


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@ मुझे लगता है कि तुम सही हो! मैं बस कुछ बहुत ही बुनियादी उदाहरण दे रहा था ...
एल्विस

वे अच्छे हैं (एग्रोनॉमी से उपज / फसल प्रयोग के साथ एक उदाहरण इसे और भी स्पष्ट कर देगा); मैं सिर्फ इशारा कर रहा था कि "अवरुद्ध" "कारक" अवधारणा और निश्चित बनाम यादृच्छिक अंतर से परे फैली हुई है।
CHL

@chl, यदि आपके पास इस तरह के सामान पर एक अच्छा (और सरल) संदर्भ है, तो मुझे इसे पढ़कर खुशी होगी (और आपको जवाब के रूप में पोस्ट करना चाहिए) ... (इतना सरल संदर्भ भी स्वीकार नहीं किया गया!)
एल्विस

आप मतलब example(aov)या आर landolae पैकेज? :-)
CHL
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