试验设计(正交法)讲述.ppt

* 二. 基本方法 2.1 明确试验目的、确定指标 2.2 选因素、选水平，制定因素水平表 以上两点主要靠专业知识和实践经验来确定，是正交试验设计顺利完成的关键；。 2.3 选择正交表 （1）根据水平数选择正交表类型 表头设计就是将试验因素安排到所选正交表相应的列中根据因素数和水平数来选择合适的正交表。 （2）根据因素（含交互作用）数选择正交表大小 一般要求：因素数小于等于正交表列数，因素水平数与正交表对应的水平数一致，在满足上述条件的前提下，选择较小的表。 2.4 确定试验方案 （1）因素随机上列 （2）水平对号入座 2.5 试验实施 2.6 试验结果分析评价 通过试验结果分析，可以得到因素主次顺序、最佳水平组等有用信息。 * 2.6.1正交试验设计结果的直观分析法 （一）单指标正交试验设计及其结果的直观分析 * * (4) 数据填写、计算 ① 填写实验指标； ② 计算表中各列的各水平效应值及极差R值； ：m列中f号的水平相应指标值之和； 极差R是反映数据波动大小的重要指标； R（第m列）=第m列的中指标最大值减去最小值之差； * *  （二）多指标正交试验设计及其结果的直观分析 常用的方法 1）指标拆开单个处理综合分析法 第一步：将各个指标值（实验结果）填入表内。将多个指标拆开，按各 个单指标正交实验分别计算各因素不同水平的效应值及极差R。 第二步：分指标按极差大小列出因素的主次顺序，经综合分析后确定因素主次。 第三步：综合考虑多个指标，确定各因素的最佳水平。 如下例： * 多指标正交实验设计及结果的直观分析举例 * * * 在综合分析时应遵循的原则： 对于某个因素，可能对某个指标是主要因素，但对另外的指标则可能是次要因素，在确定该因素的优水平时，应首先选取作为主要因素时的优水平； 若某因素对各指标的影响程度相差不大，这时可按“少数服从多数”的原则，选取出现次数较多的优水平； 当因素各水平相差不大时，可依据降低消耗、提高效率的原则选取合适的水平； 若各试验指标的重要程度不同，则在确定因素优水平时应首先满足相对重要的指标。 * 2）综合评分法 A)指标叠加法：将多指标按某种计算公式计算叠加，将多指标化为单指标，而后进行正交实验直观分析。 叠加公式：y = ay1+by2+…nyi y：多指标综合后的指标； y1，y2……：各单项指标； a,b……：系数，其大小正负要视指标性质和重要程度而定，若各指标同等重要，则a=b=c=……=1。 B)排队评分法：将全部试验结果按照指标从优到劣进行排队，然后评分。最好的给100分，依次逐个减少，减少多少分大体上与它们效果的差距相应，这种方法虽然粗糙但比较简便。 结果分析的可靠性，主要取决于评分的合理性，如果评分标准、评分方法不合适，指标的权数不恰当，所得到的结论就不能反映全面情况，所以如何确定合理的评分标准和各指标的权数，是综合评分的关键，它的解决有赖于专业知识、经验和实际要求，单纯从数学上是无法解决的。 * * * （三）有交互作用的正交试验设计及其结果的直观分析 * * * 交互作用的表头设计为：  * * * * 例题 晶体退火工艺正交试验 检查癌细胞，用到一种碘化钠晶体?40。要求应力越小越好，希望不超过2度。退火工艺是影响质量的一个主要环节。某厂经过30多炉试验 ，其他指标都已经合格，只是应力未能低于7度。现在通过正交试验，希望找到降低应力的工艺条件。 * 1. 明确试验目的、确定试验指标 试验目的：降低应力，应力越小越好 试验指标：应力（单位：度）2. 挑因素、选水平、制定因素水平表 升温速度A 恒温温度B 恒温时间C 降温速度D 1 300C/小时 6000C 6小时 1.5安培 2 500C/小时 4500C 2小时 1.7安培 3 1000C/小时 5000C 4小时 150C/小时 水平 因素 晶体退火工艺试验因素水平表 * * * * * 晶体退火工艺试验安排及试验结果分析表 1 2 3 4 应力 （度） 升温速度A （0C/小时） 恒温速度B （0C） 恒温时间C （小时） 降温速度D 1 2 3 (30) (50) (100) 1 (600) 1 1 3 （4） 1 （6） 2