试验优化设计与分析(教材)

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1、试验优化设计与分析(教材)成果总结成果完成人：任露泉，丛茜，杨印生，李建桥，佟金成果完成单位：吉林大学推荐等级建议：二等奖71.立项背景在现代社会实现过程和目标的最优化，已成为解决科学研究、工程设计、生产管理以及其他方面实际问题的一项重要原则。试验优化技术因其具有设计灵活、计算简便、试验次数少、优化成果多、可靠性高、适用面广等特点，已成为现代设计方法中一个先进的设计方法，成为发达国家企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员的必备技术，它对于创造利润和提高生产率起着巨大的作用。因此在我国为了赶超世界先进水平，促进科研、生产和管理事业的

2、发展，编著相关教材，大力推广与应用试验优化技术，不仅具有普遍的实际意义，也具有一定的迫切性。20世纪80年代初，鉴于国民经济建设实践和科学技术研究中对试验优化技术的广泛需求，为推动教学改革、提高教学质量，任露泉教授对试验优化理论与技术进行了深入系统研究，为本科生开设了“试验设计”课程，为研究生开设了“试验优化技术”课程，并于1987年由机械工业出版社出版了教材《试验优化技术》，产生了很高的学术与技术影响。2001年任露泉教授在《试验优化技术》一书的基础上编著了《试验优化设计与分析》教材，由吉林科技出版社出版发行。该教材是对1987年出版

3、的《试验优化技术》的修改、补充和发展。作者根据对试验优化的教学和科研应用的多年实践与体会，为适应读者学习与使用的实际需要，调整修改了原书中的部分内容和一些方法的设计程式；补充了一些试验优化设计的新方法、新技术；增添了试验优化的一些最新应用实例；并增加了试验优化分析一篇。本教材2001年获吉林省长白山优秀图书一等奖，2002年被遴选为教育部全国研究生教学用书，再次出版发行，2004年获吉林省教学成果一等奖。2.教材内容本教材60.7万字，共分三篇二十一章。第一篇试验设计，除正交设计、干扰控制设计与数据处理等常用技术外,还介绍SN比设计、均

4、匀设计、广义设计、调优运算及稳健设计等正交试验设计技术的拓广应用和现代发展的最新方法；第二篇回归设计，除各种回归的正交设计、旋转设计、饱和设计、多项式设计、还介绍多次变换设计、交互作用搜索设计、混料设计以及D-最优设计等回归设计技术的进一步完善与最新应用技术；在第三篇试验优化技术分析中,介绍了试验数据处理过程中经常遇到的难题及其解决办法，数据分析的最新研究成果及其应用实例。例如：有偏估计、PPR分析、探索性数据分析等；此外还介绍了试验优化的常用统计软件。3.教材特点7本教材从技术观点、应用观点出发,力求对每种方法的原理给予通俗的说明，并

5、通过简单实例阐述各种方法的应用技术，便于读者掌握。由此，本书主要介绍了试验优化的基本原理、常用方法以及国内外在科学研究、实际生产、系统设计、企业管理等方面的实际应用，同时叙述作者对试验优化某些方法在设计原理上的完善与发展，主要设计参数的合理修正与精确分析、繁冗公式与复杂算法的实用简化以及新方法的原理探讨与应用研究等方面所作的一些工作。教材既适用于教学，因文字易懂通顺而又适于自学。本教材系统性强。书中将试验设计、回归设计以及应用分析技术有机地融汇于一体,创立了试验优化完整的理论体系和技术体系,而且由浅入深，由简单到复杂，循序渐进,结构严谨

6、、层次分明,便于不同层面人员的深化，不同专业领域的应用；书中以数学优良性和设计的综合优良性为出发点，并将其作为全书的主线，全面介绍试验优化现代内容和最新的研究成果，实现了试验优化各种方法的基本原理、数学优良性、设计方法和统计分析技术的统一、规范和系统化。本教材具有创新性。书中突破实物试验的限制，提出广义试验设计的数学思路，将试验优化作为一种数学工具，一种优化思想，广泛地用于几乎所有需要既快又省地获取既多又好信息的场合，找到了各类正交设计的自由度与不同因素交互作用的自由度间的内在联系规律，提出了试验方案优化设计的自由度原则；利用不同类正交

7、表进行试验干扰的多向控制（尤其是≥三维的），并提出了对多向干扰控制的优化设计；简化、统一了正交试验设计中追加、拟水平和拟因素等设计方法中，不同类偏差平方和及其自由度的统计分析计算公式；将贡献率引入回归方程的失拟检验，既充分地利用了信息，又有效地保证了回归方程的拟合可信度；充分发挥正交表的优良性，并与调优运算有机结合，有效地应用于多因素调优运算，并修正和完善了交互作用搭配规律表；提出了正交设计的整体设计与非整体设计的新概念和整体设计的综合优良性；简化了二次组合回归设计的方案设计的优化公式，修正了r2值表；提出了最大限度地减少试验次数的关键

8、技术和优选原则；从试验方案的最优化出发，将正交表与正交多项式设计结合，提出部分正交多项式回归设计，有效地减少了试验次数；系统地提出多次变换原理、变换模式和变换规律，扩大了试验优化的使用范围；提出了线性与非线