3. 助剂配方正交试验原始数据录入与异常值初筛
数据录入前的结构约定
正交试验的数据录入不是把数字堆进表格，而是先固定“一行一次试验、一列一个变量”的结构。本例使用 L9(3⁴) 安排 3 个助剂因素（A 分散剂、B 增稠剂、C 消泡剂），每因素 3 水平，第 4 列为空列。每个试验号做 3 次平行测定，得到 27 个性能值（以涂膜附着力等级换算的评分，0–10 分，越高越好）。
录入表至少包含：试验号、随机化顺序、A/B/C 水平编码、空列、3 次平行值、组内均值、组内极差。平行值必须来自同一试验号的重复测定，不能把不同试验号混为一组，否则箱线图与格拉布斯检验的分组前提就被破坏。
示例原始数据
| 试验号 | A | B | C | 平行1 | 平行2 | 平行3 | 组均值 | 组极差 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 | 1 | 7.2 | 7.5 | 7.3 | 7.33 | 0.3 |
| 2 | 1 | 2 | 2 | 8.1 | 8.0 | 8.3 | 8.13 | 0.3 |
| 3 | 1 | 3 | 3 | 6.4 | 6.6 | 6.5 | 6.50 | 0.2 |
| 4 | 2 | 1 | 2 | 8.6 | 8.7 | 8.5 | 8.60 | 0.2 |
| 5 | 2 | 2 | 3 | 9.0 | 9.2 | 8.9 | 9.03 | 0.3 |
| 6 | 2 | 3 | 1 | 7.8 | 7.9 | 7.7 | 7.80 | 0.2 |
| 7 | 3 | 1 | 3 | 6.9 | 7.0 | 6.8 | 6.90 | 0.2 |
| 8 | 3 | 2 | 1 | 7.5 | 7.6 | 7.4 | 7.50 | 0.2 |
| 9 | 3 | 3 | 2 | 5.2 | 5.4 | 5.3 | 5.30 | 0.2 |
注意第 9 号试验的组均值 5.30 明显低于其余各组（5.30–9.03），但它的组内极差仅 0.2，说明三次平行测定彼此一致——这是“组间离群、组内稳定”的典型形态，处理方式与“组内某一次测定失控”完全不同。
箱线图初筛：先看组间，再看组内
把 9 个试验号的组均值作为一组数据画箱线图，用 1.5×IQR 规则标记疑似离群点。9 个均值排序后为 5.30、6.50、6.90、7.33、7.50、7.80、8.13、8.60、9.03。中位数 7.50，下四分位 Q1=6.70，上四分位 Q3=8.37，IQR=1.67，下界 Q1−1.5×IQR=4.20，上界 Q3+1.5×IQR=10.87。按此规则 5.30 并未越界，箱线图只提示“偏低”，不直接判为异常。
再看组内：对每个试验号的 3 次平行值算极差，全部在 0.2–0.3 之间，没有出现某一次测定突然跳变的情况。因此初筛结论是：第 9 号试验整体偏低，但组内一致，属于需要进一步核查的“可疑组”，而非可直接剔除的“坏点”。
格拉布斯准则的定量判断
箱线图只给视觉提示，是否剔除要用格拉布斯准则给出数值依据。对 9 个组均值计算：
数据：5.30, 6.50, 6.90, 7.33, 7.50, 7.80, 8.13, 8.60, 9.03
均值 x̄ = 67.09 / 9 = 7.454
离差平方和 = Σ(xi − x̄)² = 10.28
标准差 s = √(10.28 / 8) = 1.134
对最小值 5.30：
G = |5.30 − 7.454| / 1.134 = 1.90
查格拉布斯临界值表（n=9，α=0.05）：G临界 = 2.215
G = 1.90 < 2.215 → 不能判为离群值若把 α 放宽到 0.10，n=9 时 G临界≈2.110，仍大于 1.90，结论不变。这说明第 9 号虽然偏低，但在 9 个数据的离散程度下仍属正常波动范围，不应剔除。
剔除还是保留：三条判断线
- 统计线：格拉布斯 G 值超过临界值才具备剔除的统计依据；未超过则保留，避免人为美化数据。
- 组内一致性：若某试验号的 3 次平行值极差远大于其他组（例如 0.2 的组里出现 1.5），说明该次测定操作失控，应剔除的是那一次测定值，而不是整个试验号。
- 工艺可解释性：第 9 号为 A3B3C2 组合，若该组合本身处于配方性能的低谷区，偏低有工艺原因，属于真实响应，必须保留并进入后续极差分析。
录入与初筛的可执行检查单
| 检查项 | 通过条件 | 不通过时的动作 |
|---|---|---|
| 试验号与方案表一一对应 | 9 行齐全，因素水平编码与 L9 表一致 | 回查随机化记录，补齐缺失行 |
| 平行值归属正确 | 每行 3 个值来自同一试验号的重复测定 | 按原始记录重新归组 |
| 组内极差 | 各组极差 ≤ 0.5（本例实测 0.2–0.3） | 定位跳变的那一次测定并复核操作 |
| 箱线图越界点 | 无点超出 1.5×IQR 上下界 | 标记为可疑，进入格拉布斯检验 |
| 格拉布斯检验 | 所有 G 值 < G临界(n, α) | G 超限且组内一致时核查工艺原因，记录后再决定 |
本例按上述检查单执行后，9 个试验号全部保留，数据可直接进入极差分析。第 9 号的偏低值在记录中注明“A3B3C2 组合性能低谷，组内一致，格拉布斯未判离群”，后续分析时不再对其做任何人为修正。