実験計画法 統計学・QC検定

実験計画法 確認問題の解説とまとめ

はじめに

前回の記事で出した3つの確認問題。
ここでは、それぞれの正解なぜその答えになるのか?
をじっくり解説していきます。

QC検定1級では、単なる丸暗記ではなく、
理由まできちんと理解して答えられるかが重要です。

一緒にしっかり確認していきましょう!

問題1の解説

問題1

一元配置実験での分散分析において、
主効果の自由度はいくつになりますか?

  • A) 水準数 − 1

  • B) 試行数 − 1

  • C) 水準数 × 試行数

  • D) 水準数 ÷ 試行数

👉 正解は…

【A】水準数 − 1

理由

一元配置実験では、

  • 因子の水準(例えば低・高)が「いくつあるか」

  • それらの違いを検証する

ことが目的です。

自由度とは、「データの独立な数」を意味するので、
水準数 k があれば、
自由度は k1 になります。

【例】
水準が3つなら自由度は 31=2 です!


問題2の解説

問題2

直交配列表(L4直交表)は、何因子・何水準の実験に対応していますか?

  • A) 2因子・3水準

  • B) 3因子・2水準

  • C) 4因子・2水準

  • D) 2因子・2水準

👉 正解は…

【B】3因子・2水準

理由

L4直交表は、

  • 各因子が2水準(1と2)

  • 因子は3つまで独立に扱える

  • 試行回数は4回

という設計です。

【表イメージ】

試行 因子A 因子B 因子C
1 1 1 1
2 1 2 2
3 2 1 2
4 2 2 1

だから、3因子2水準が正解になります!


問題3の解説

問題3

交互作用の交絡が発生する原因は次のうちどれですか?

  • A) 試行数が少なすぎるから

  • B) 直交配列表の列が完全に独立していないから

  • C) 誤差が大きすぎるから

  • D) 因子水準が同じだから

👉 正解は…

【B】直交配列表の列が完全に独立していないから

理由

交絡とは、
本来区別すべき因子の効果が、直交表の構成上区別できなくなることでした。

直交表では、

  • 各列が独立していることが理想

  • でも現実には交互作用が列に重なる(例:列3が列1×列2の交互作用になる)

という設計になっている場合があり、
それが原因で交絡が発生します。

試行数が少ないことや誤差とは直接関係ありません!


まとめ

問題 正解 理由
問題1 A) 水準数−1 一元配置実験では水準数に基づく自由度
問題2 B) 3因子・2水準 L4直交表は3因子2水準の設計
問題3 B) 列が独立していないから 列の交絡が原因で起こる

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