试验设计的作用与常用方法.ppt

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1、试验设计ExperimentalDesign奚教授机械工程学院工业工程系试验设计1、了解试验设计的概念及其作用2、掌握单因素试验设计常用的几种方法3、了解正交试验法的概念和基本方法；本章主要要求试验设计：本章主要内容定义Anyexperimentthathastheflexibilitytomakedesiredchangesintheinputvariableofaprocesstoobservetheoutputresponseisknownasexperimentdesign.Theprimarygoalsofadesignexperimentareto

2、:Determinethevariable(s)andtheirmagnitudethatinfluencestheresponse.determinethelevelsforthesevariables.determinehowtomanipulatethesevariablestocontroltheresponse.2000.6.1试验设计的效果在质量管理中所遇到的，不论是设计新产品，还是改革旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。如何安排试验，有一个方法问题不好的试验设计方法，即使做了大量的试验，也未必能达到预期的目的；一个好的试验设计方法，既

3、可以减少实验次数，缩短试验时间和避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。试验设计的由来试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19世纪产生于英国.最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。逐步应用到畜牧业。试验设计（例）一个烤漆工厂，针对喷漆后烤漆所使用的时间及温度各使用一元多次实验法进行实验，以了解哪一种条件下密着性（附着度）最好。先决条件：1、底材要一样；2、油漆要一样；3、溶剂要一样；4、粘度要一样；试验因素：1、烘烤温度；2、烘烤时间；2000.6.1附着度-温度温度℃附着度结论：温度在130度及140度最理想2000.6.1附着度-时间附着度时间

4、分结论：时间在40分到60分最理想试验设计（例）在上例中，将时间及温度以外的各条件予以固定，并将温度及时间予二元二次法作实验。时间温度40分50分130℃AB140℃CDA组：130℃×40分B组：130℃×50分C组：140℃×40分D组：140℃×50分将产品分为4组：在四组不同的样品中，经试验后何者为最佳的作业条件，即可制订为作业标准的条件。2000.6.1优选法概念：优选法是以较少的试验次数，迅速地找到生产和科学实验的最优方案的方法。适用范围：1、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。2、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？3

5、、已有仪器怎样调试，使其性能最好？4、在合成配方、操作条件等方面应用2000.6.10.618法0.618是单因素试验设计方法，又叫黄金分割法。这种方法是在试验范围内（a,b）内，首先安排两个试验点，再根据两点试验结果，留下好点，去掉不好点所在的一段范围，再在余下的范围内寻找好点，去掉不好的点，如此继续地作下去，直到找到最优点为止。×abX2★X1×0.6180.3821－W=W2W1-W2000.6.10.618法×abX2★X1×0.6180.382X1=a+0.618(b-a)X2=a+b–X1第一点=小+0.618(大-小)第二点=小+大–第一点（前一

6、点）第一点是经过试验后留下的好点；2000.6.10.618法（例）铸铝件最佳浇铸温度的优选试验。某厂铸铝件壳体废品率高达55%，经分析认为铝水温度对此影响很大，现用0.618法优选。优选范围在690℃~740℃之间。第一点=690+0.618(740-690)=721第二点=690+740–721=7092000.6.10.618法（例）×690740×709721第一点合格率低×690×709721702第三点=690+721–709=702第二点合格率低第四点=690+709–702=697×690×709702697第三点合格率低第五点=690+702

7、-697=695×690702697×6952000.6.10.618法0.618法要求试验结果目标函数f(x)是单峰函数，即在试验范围内只有一个最优点d，其效果f（d）最好，比d大或小的点都差，且距最优点d越远的试验效果越差。这个要求在大多数实际问题中都能满足。abdxf(x)o2000.6.1对分法对分法也叫平分法，是单因素试验设计方法适用于试验范围（a,b）内，目标函数为单调（连续或间断）的情况下，求最优点的方法。使用条件：每做一次试验，根据结果可以决定下次试验的方向。2000.6.1对分法的作法每次选取因素所在试验范围（a,b）的中点处C做试验。计算公

8、式：C=——————（a+b)2×ab