09-6-正交试验设计讲义(6)

《09-6-正交试验设计讲义(6)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、正交试验设计一、正交试验设计的基本思想正交试验设计法，简称正交试验法，它利用规格化的“正交表”合理地安排试验，运用数理统计原理分析试验结果，从而通过代表性很强的少数次试验摸清各因素对结果的影响情况，并根据影响的大小确定因素主次顺序，找出较好的生产条件或较优参数组合。经验证明，正交试验法是一种解决多因素试验问题的卓有成效的方法。1.试验指标、因子、水平(1).试验指标试验中用来衡量试验结果的特征量叫试验指标。产品的质量、成本、产量等都可以作为试验指标。能够用数量表示的指标为定量指标，如尺寸、合格率等；不能用数量表示的为定性指标

2、，如颜色、光泽等。在正交试验中，总是把定性指标定量化，以便于分析试验结果。一般采用的定量化方法是评分法。(2).因子影响试验结果的试验条件叫因子。在试验中，可进行人为地调节和控制的因子是可控因子，如温度、时间等；由于试验技术限制暂时还不能人为地加以调控的因子是不可控因子，如机床的振动、刀具磨损等。正交试验中所考察的因子都是可控因子，一般用英文大写字母A、B、C……表示，(3).水平因子变化的各种状态叫水平。某个因子在试验中需要考察t种状态，则称该因子是t水平因子。水平用阿拉伯数字表示，例如要考察的温度因子A有50℃、80℃和

3、100℃三种状态时，称此温度因子是三水平因子，分别为A1，A2，A3。2.正交表作为正交试验基本工具的正交表，是一套现成的标准化的表格，如表4-25、表4-26所示。通常把正交表记为Ln（m1×m2×…×mk）,其中L表示正交表；n表示试验次数，即表的横行数；k表示最多可考察的因子个数，即表的直列数；m1、m2、…、mk表示各因子水平数，即表中字码个数。正交表有以下两种类型：(1).同水平正交表若正交表Ln（m1×m2×…×mk）中，m1=m2=…=mk=m，则此正交表为同水平正交表或m水平正交表,记为Ln（mk）。表4-2

4、5所示即为三因子二水平，试验次数为四的同水平正交表L4（23）。（常规8次）表4-25正交表L4（23）列号试验号12311112212312242214(1).混合型正交表若正交表Ln（m1×m2×…×mk）中，m1≠m2≠…≠mk，则此正交表为混合型正交表。最常用的混合型正交表是含两种水平数的正交表，记为，如表4-26所示，即为由一个四水平因子和四个二水平因子组成的、试验次数为八的混合型正交表L8（4×24）。表4-26正交表L8（4×24）列号试验号12345123456781324132412212112222211

5、1121211212112222112.正交表的特征由表4-25，4-26不难看出正交表的两个特征：①表中各列每个字码出现的次数相同。表4-25中各列字码“1”和“2”均出现两次；表4-26中第一列每个字码均出现两次，其余各列每个字码出现四次。②任意两列中全部有序数字对出现次数相同。如表4-25中第一、二两列构成四个有序数字对：（1，1），（2，1），（1，2），（2，2），它们各出现一次。二、正交试验设计在实际问题中，影响指标的因子往往有很多，这便是多因子的试验设计问题。多因子试验遇到的最大困难是试验次数太多，让人无法忍受

6、。如果有十个因子对产品质量有影响，每个因子取两个水平进行比较，那么就有210＝1024个不同的试验条件需要比较，假定每个因子取三个水平比较的话，那么就有310＝59049个不同的试验条件，这在实际中是办不到的，因此我们只能从中选择一部分进行试验。选择哪些条件进行试验十分重要，这便是试验的设计。一个好的设计，可以通过掌上掌上少量试验获得较多信息，达到试验的目的。试验设计的方法有许多，这里介绍的正交试验设计便是其中的一种常用方法，它利用“正交表”选择进行试验的条件，并利用正交表的特点进行数据分析，找出最好的或满意的试验条件。4试

7、验设计与数据分析一般分四步，一是试验的设计，二是进行试验，三是数据分析，四是验证试验。下面通过一个例子来叙述正交表安排试验与进行数据分析的步骤。例：磁鼓电机是彩色录像机磁鼓组件的关键件之一，按质量要求其输出力矩大于210g.cm。某生产厂过去这项指标的合格率较低，从而希望通过试验找出好的条件，以提高磁鼓电机的输出力矩。第一步：试验的设计在安排试验时，一般应考虑如下几步：（1）明确试验目的：本例中试验的目的是提高磁鼓电机的输出力矩。（2）明确试验指标：试验指标用来判断试验条件的好坏，在本例中直接输出力矩作为考察指标，该指标越大

8、表明试验条件越好，即它是一个望大特性。（3）确定因子水平：在试验前首先要分析影响输出力矩的可能因子是什么，每个因子在试验中取哪些水平。在本例中，经分析影响输出力矩的可能因子有三个，它们是：  A:充磁量      B:定位角度      C:定子线圈匝数根据知因子可能取值范围，经专业人员分