正交设计的灵活应用.ppt

正交设计的灵活应用 ○、应用背景 （一）各因素水平数不等 （二）因素不独立，其水平依据另一因素的水平变化而变化 （三）考察因素较多，正交表不够用 （四）同时考核的指标不止一个 （五）因素间存在交互作用 ○、应用背景 一、水平数不等的正交设计 （一）直接选用正交表 例：考察水灰比及垫条形状对混凝土劈裂抗拉强度的影响，因素水平见表1，分析上述因素对混凝土劈裂抗拉强度的影响。 一、水平数不等的正交设计 （一）直接选用正交表 （二）拟水平法 二、多指标正交设计分析方法 二、多指标正交设计分析方法 将某指标观测值最大的那一个功效系数定为1，该指标其余观测值除以最大观测值为功效系数di ，如果指标趋势不一致，将不一致的那一个功效系数取倒数计算总功效系数。 二、多指标正交设计分析方法 三、有交互作用的正交设计 三、有交互作用的正交设计 * * 选择混合正交表 0.80 4 0.60 3 Ф4mm 0.50 2 5×5mm 0.40 1 B(垫条) A（W/C） 因 素 水平 表1 因素水平表 显然A、B因素水平数不等，为保证实验，既不能选择4水平表，又不能选择2水平表，需选择混合正交表 2 4 8 1 4 7 2 3 6 1 3 5 2 2 4 1 2 3 2 1 2 1 1 1 5 4 3 2B 1A 序号 1.31 1.17 2.16 1.70 2.67 2.01 2.90 2.31 强度/MPa L8（4×24） 注意：进行极差分析时，必须用指标和的平均值计算 1.应用原因 2.拟水平试验 补充较少水平因素的水平数，使其与其它因素水平数相等，进而利用等水平正交表安排试验。 （845） 18 13.50 3 845 17 12.75 2 835 15 12.00 1 C（加温温度/℃） B（保温时间/min） A（装炉量/kg） 因 素 水平 一、水平数不等的正交设计 （一）直接选用正交表 （二）拟水平法 例：进行钢球热处理试验， 以提高其表面硬度。考察因素水平见下表 1 2 3 3 9 3 1 2 3 8 2 3 1 3 7 2 1 3 2 6 1 3 2 2 5 3 2 1 2 4 3 3（845） 3 1 3 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 4（空） 3（C） 2（B） 1（A） 列 号 序号 3.0 63.0 3.0 63.0 3.0 63.0 2.5 62.5 3.0 63.0 3.0 63.0 3.0 63.0 2.2 62.2 3.0 63.0 H－60 指标 HRB 计算时需注意，C因素只需计算K1、K2即可，因第三水平实际为第二水平。如全部计算，需用指标和平均值分析试验结果。 (一)综合平衡法 要点 1.对每一个指标进行极差分析 2.确定每一个指标的最优及次优水平 3.多指标平衡，确定最优水平组合 (一)综合平衡法 例：进行压浆混凝土浆体配制研究。考察浆体的流动性与浆体的稳定性。因素水平及试验结果见表。 1.7 7 0.48 3 1.5 5 0.46 2 1.3 3 0.44 1 C（FLA超量系数） B（BNT/C） A（W/C） 因 素 水 平 1 2 3 3 9 3 1 2 3 8 2 3 1 3 7 2 1 3 2 6 1 3 2 2 5 3 2 1 2 4 3 3 3 1 3 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 4（空） 3（C） 2（B） 1（A） 列 号 序号 0.297 12.00 0.390 13.75 0.444 15.55 0.271 10.36 0.363 12.40 0.449 15.45 0.247 8.50 0.379 11.45 0.418 12.70 稳定度 （相对损失） 流动度 /cm 1.054 0.815 1.131 1.125 1.132 1.083 B32A12C31 1.079 1.311 1.044 R 36.45 30.86 41.30 38.90 37.60 38.21 B12A32C21 36.81 43.70 32.65 K 4（空） 3（C） 2（B） 1（A） 相对损失 流动度 /cm 列 号 序号 综合平衡结果B2A2C1 二、多指标正交设计分析方法 （二）功效系数法 1.功效系数 几个指标中，每个指标对总指标都会有一定的影响，该影响系数，称为功效系数。 总功效系数d = 2.功效系数求法 （二）功效系数法 例，同上例。以功效系数法进行分析。 1.08 0.6615 0