実験の計画と統計的データ解析

【読者対象】
高専生，大学生，研究機関，企業などで実験に携わる方

【書籍の特徴】
実験の考え方からはじまり，実験計画の立て方，統計的解析を基礎としたデータ解析法を総合的に理解するための連続性を意識した構成となっている。
また，測定における誤差や精度などの考え方に加え，測定結果の信頼性を表現するための不確かさの考え方とその表記方法についても説明した。

【主要目次】
1.科学・工学における実験
2.実験の構成
3.測定データの統計的解析
4.測定の不確かさ
5.相関と回帰 ―実験変数間の関係の解析―
6.最小二乗法による実験式のあてはめ
7.検定と推定―実験結果の有意性の検証―
8.実験計画法による因子実験とデータ解析
9.直交配列表による多因子実験の計画と解析
10.回帰分析による実験式の直線性の検証

【各章について】
第1章と第2章で，物理，化学，電気，機械など実験対象の分野によって実験の考え方や計画方法に特徴があるが，共通に考慮すべき基礎的なことを取り上げている。
第3章と第4章では，実験における測定データの統計的解析，測定の不確かさの考え方を理解する。
第5章以降では，実験で取り上げる変数間の関係の解析や関数モデルのあてはめ，さらに，複数の実験変数を取り上げた実験計画の方法とデータ解析の方法を理解する。
なお，多くの「実験計画法」の書籍では，第3章から第10章までの内容を網羅しているが，本書の第8章では，複数の因子間の相互関係を検証するための要因実験だけ説明している。

目次

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1．科学・工学における実験
1.1　測定と実験
コラム1.A　ガリレオの実験
1.2　科学的ということ
1.3　工学における実験
1.4　測定の仕組みと役割
1.5　測定に関わる用語
コラム1.B　測定と計測

2．実験の構成
2.1　実験の設計
　2.1.1　目的の確認
　2.1.2　実験対象量の選択
　2.1.3　因子とその水準の選択
　2.1.4　反復回数と実験順序の決定
　2.1.5　実験装置の選択と構成
　2.1.6　時間・コストへの配慮
　2.1.7　記録・解析方法の準備
コラム2.A　データ解析用のソフトウェア
2.2　実験対象量の選択問題
　2.2.1　性能の指標と品質の指標
　2.2.2　目的特性と代用特性
　2.2.3　百分率特性とロジット変換
2.3　測定器の校正
2.4　数値の扱い
　2.4.1　有効数字
　2.4.2　数値の丸め方
　2.4.3　四則演算後の有効数字
コラム2.B　四捨五入によるかたより
演習問題

3．測定データの統計的解析
3.1　統計学のパラダイム―標本と母集団
3.2　ばらつきの指標―分散と標準偏差
コラム3.A　自由度
3.3　確率密度関数
3.4　標本平均の性質
3.5　さまざまな確率分布
　3.5.1　正規分布
　3.5.2　一様分布
　3.5.3　正規分布から導かれる分布
3.6　正規分布表とその使い方
演習問題

4．測定の不確かさ
4.1　測定の信頼性評価の必要性
4.2　ばらつきとかたより
4.3　測定の信頼性の定量的指標―不確かさ
コラム4.A　誤差と不確かさの分類
4.4　不確かさの評価方法
　4.4.1　タイプA評価
　4.4.2　タイプB評価
4.5　不確かさの合成
　4.5.1　測定モデル
　4.5.2　不確かさの伝ぱ則
4.6　不確かさの表現方法
コラム4.B　信頼区間が表すもの
　ほか

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