交试验设计基础（优选法）.ppt

正交试验设计;;试验目的与要求;进行试验，记录试验结果;单因素优选法; 高级纱上浆要加些乳化油脂，以增加柔软性，而 油脂乳化需加碱加热。某纺织厂以前乳化油脂加烧碱 1％，需加热处理4小时，但知道多加碱可以缩短乳化 时间，碱过多又会皂化，所以加碱量优选范围为 （1－4.4％）。 第一次加碱量（试验点）：2.7%=(1%+4.4%)/2 有皂化，说明碱加多了，于是划去2.7%以上的范围;第二次试验加碱量（试验点）： 1.85%=(1%+2.7%)/2 乳化良好 第三次，为了进一步减少乳化时间，不走考虑少于 1.85%的加碱量，而取2.28%=(1.85%+2.7%)/2 乳化仍然良好，乳化时间减少1小时，结果满意， 试验停止。;二、黄金分割法（0.618法） 对于一般的单峰函数，我们可以采用此法; 某保健饮料开发公司在试验配制一种新型饮料 时，需要加入某种化学成分K。根据已往的研究经 验，估计每100 kg饮料大约可加入K的量在1000～ 2000 g之间。 第一步 先在试验范围长度的0.618处做第（1）个试 验：X1=1000+(2000—1000)×0.618=1618g 第二步 第（2）个试验点由公式（5－2）’计算： x2=大＋小－第一点=1000+（2000—1618）=1382g ;第三步： 比较（1）与（2）两点上所做试验的效果，现在假 设第（1）点比较好，就去掉[1000,1382]那一段范 围，留下[1382,2000]。再重复以前的方法，随着试 验范围越来越小，试验越趋于最优点，直到达到所 需精度即可。;三、分数法 分数法也是适合单峰函数的方法，该方 法要求预先知道试验总数; 可以用一批渐进分数如：1/2、2/3、3/5、5/8、8/13、13/21、21/34、34/55、55/89近似表示。这批渐进分数的构成规律是斐波那奇数列1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，…相邻两数的商。 ; 第一个试验点选在整个试验区间接近0.618的5/8处，即 3.0分钟。 第二个试验点选在与第一个试验点对称的4/8处，即2.5分 钟。经试验2.5分钟优于3.0分钟，故去掉3.0分钟以上区间。 在1.0至3.0分钟区间内找2.5分钟的对称点为第三号试验 点1.5分钟。试验后1.5分钟不如2.5分钟，故再去掉1.5分钟 以下的区间。 在1.5至3.0分钟找2.5分钟的对称点2.0分钟为第四号试验 点，结果略好于2.5分钟，至此全部结束。 ; 结果表明，时间定在2.0至2.5分钟比较好。全部试验结果列于表3-1-1。;例3-1-3 选择电阻来调试电器。现共有阻值为0.5，1.0，1.3， 2.0，3.0，5.0，5.5千欧的七种电阻，现用分数法来进行优选。 为使试验点适于分数法的某一分母值。在两端增加虚点（0） 和（8），然后在0～8之间运用分数法。第一个试验点选在分 数5/8点，即（5）点，阻值3千欧处，第二个试验点选在的对 称点（3）点上，阻值1.3千欧处，…，如此做下去，就可较快 找到优选点，见表3-1-2。;多因素方法——降维法;因素1;例5－8 阿托品是一种抗胆碱药。为了提高产量，降低成本，利用优选法选择合适的酯化工艺条件： 根据分析，主要因素为温度于时间，定出其试验范围： 温度：55℃－75℃ 时间：30－210分钟 （1）参照生产条件，先固定温度为55℃，用单因素法 优选时间，得最优时间为150分钟，其收率为41.6％ （2）固定时间为150分钟，用单因素法优选温度，得最 优温度为67℃，其收率为51.5％;（3）固定温度为67℃，用单因素法优选时间，得 最优时间为80分钟，其收率为56.9％ （4）再固定时间为80分钟，又对温度进行优选， 结果还是67℃。此时试验结束，可以认为最优条件 为：温度：67℃；时间：80分钟 采用此工艺生产，平均收率提高了15％;二、纵横对折法;例6－9　某炼油厂试制磺酸钡，其原料磺酸是磺化油经乙醇水 溶液萃取出来的，试验目的是选择乙醇水溶液的合适浓度和用 量，使分离出的白油最多. 根据经验，乙醇水溶液浓度变化范围为50％－90％（体 积百分比），用量范围为30％～70％（重量百分比），精度为 ±5％。 即将用量固定在50％，用单因素的0．618法选取最优浓度为80％（即图6－10）的点3。 将浓度固定在70％，用0．618法对用量进行优选，结果是点9较好 比较点3与点9的试验结果，点3比点9好，于是丢掉试验范围左边的一半。 ;×;三、平行线法 在实际工作中常遇到两个因素的问题，且其中一个 因素难以