正交实验方法

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1、对于多因素试验，正交试验设计是简单常用的一种试验设计方法，其设计基本程序如图所示。正交试验设计的基本程序包括试验方案设计及试验结果分析两部分。试验方案设计：试验目的与要求I试验指标I选因素、定水平I因素、水平确定I选择合适正交表I表头设计I列试验方案2.1试验方案设计（1）明确试验目的，确定试验指标试验设计前必须明确试验目的，即本次试验要解决什么问题。试验目的确定后，对试验结果如何衡量，即需要确定出试验指标。试验指标可为定量指标，如强度、硬度、产量、出品率、成本等；也可为定性指标如颜色、口感、光泽等。一般为了便于试验结果的分析，定性指标可按相关的标准扛分或模糊数学处理进行数量化，

2、将定性指标定量化。对木试验而言，试验目的是为了………所以可以以……为试验指标，来评价…工艺条件的好坏。(2)选因素、定水平，列因素水平表根据专业知识、以往的研究结论和经验，从影响试验指标的诸多因素中，通过因果分析筛选出需要考察的试验因素。一般确定试验因素时，应以对试验指标影响大的因素、尚未考察过的因素、尚未完全掌握其规律的因素为先。试验因素选定后，根据所掌握的信息资料和相关知识，确定每个因素的水平，一般以2・4个水平为宜。对主要考察的试验因素，可以多取水平，但不宜过多(W6),否则试验次数骤增。因素的水平间距，应根据专业知识和已有的资料，尽可能把水平值取在理想区域。经全面考虑，最

3、后确定••…为本试验的试验因素,分别记作A、B、C和D,进行四因素正交试验，各因素均取三个水平，因素水平表见表10・3所示。10-3因素水平表水平试验因素加水量(mL/100g)A加酶量(mL/100g)酶解温度CC)C酶解时间(h)D1101201.52504352.53907503.5(3)选择合适的正交表正交表的选择是正交试验设计的首要问题。确定了因素及其水平后，根据因素、水平及需要考察的交互作用的多少来选择合适的正交表。正交表的选择原则是在能够安排下试验因素和交互作用的前提下，尽可能选用较小的正交表,以减少试验次数。一般情况下，试验因素的水平数应等于正交表中的水平数；因素

4、个数(包括交互作用)应不大于正交表的列数;各因素及交互作用的自由度之和要小于所选正交表的总自由度，以便估计试验误差。若各因素及交互作用的自由度之和等于所选正交表总自由度，则可采用有重复正交试验来估计试验误差。(4)表头设计所谓表头设计，就是把试验因素和要考察的交互作用分别安排到正交表的各列中去的过程。在不考察交互作用时，各因素可随机安排在各列上；若考察交互作用，就应按所选正交表的交互作用列表安排各因素与交互作用，以防止设计“混杂"。此例不考察交互作用，可将加水量（A）、加酶量（B）和酶解温度（C）、酶解时间（D）依次安排在L9（3°）的第1、2、3、4列上，见表10-4所示。表头

5、设计列号1234因素ABCD（5）编制试验方案，按方案进行试验，记录试验结果。把正交表中安排各因素的列（不包含欲考察的交互作用列）中的每个水平数字换成该因素的实际水平值，便形成了正交试验方案（表10-5）o表10-5试验方案及试验结果表10・5试验方案及试验结;安排试验方案时，部分因素的水平可采用随机安排。说明：试验号并非试验顺序，为了排除误差干扰，试验中可随机进行；安排试验方案时，部分因素的水平可采用随机安排。试验结果分析:计<才厂上0ltb1-乙因紊主於顺序vn组4-2.2试验结果分析■分清各因素及其交互作用的主次顺序，分清哪个是主要因素，哪个是次要因素;■判断因素对试验指标

6、影响的显著程度;■找出试验因素的优水平和试验范围内的最优组合，即试验因素各取什么水平时，试验指标最好;■分析因素与试验指标之间的关系，即当因素变化时，试验指标是如何变化的。找出指标随因素变化的规律和趋势，为进一步试验指明方向；■了解各因素之间的交互作用情况；估计试验误差的大小。3正交试验的结果分析3.1直观分析法一极差分析法计算简便，直观，简单易懂，是正交试验结果分析最常用方法。以上例为实例来说明极差分析过程。1•计算Kjm,kjmRj极差分析法一R法因素主次2•判断优水平优组合Rj为第j列因素的极差，反映了第j列因素水平波动时，试验指标的变动幅度。Rj越大，说明该因素对试验指标

7、的影响越大。根据Rj大小，可以判断因素的主次顺序。隔为第j列因素m水平所对应的试验指标和，如…为Kjm平均值。由kjm…大小可以判断第j列因素优水平和优组合。3.2正交试验结果的方差分析极差分析法简单明了，通俗易懂，计算工作量少便于推广普及。但这种方法不能将试验中由于试验条件改变引起的数据波动同试验误差引起的数据波动区分开来，也就是说，不能区分因素各水平间对应的试验结果的差异究竟是由于因素水平不同引起的，还是由于试验误差引起的，无法估计试验误差的大小。此外,各因素对试验结果的影响