正交试验设计法与价值

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1、第七章正交试验设计法与价值工程简介第一节正交试验设计法第二节价值工程简介返回目录第一节正交试验设计法一、概述二、正交表三、常用正交试验设计与分析一、概述正交试验设计法（正交试验法）－是利用正交表来合理安排试验的一种方法。安排任何一项试验，首先要明确试验的目的是什么？用什么指标来衡量考核的结果？对试验指标可能有影响的因素是什么？为了搞清楚影响因素，应当把因素选择在哪些水平上？。一、概述指标就是试验要考核的效果。在正交试验中，主要设计可测量的定量指标，常用X、Y、Z来表示。因素是指对试验指标可能产生影响的原因。因素是在试验

2、中应当加以考察的重点内容，一般用A、B、C、•••来表示。在正交试验中，只选取可控因素参加试验。水平是指因素在试验中所处的状态或条件。对于定量因素，每一个选定值即为一个水平。水平又叫位级，一般用1、2、3、•••来表示。在试验中需要考察某因素的几种状态时，则称该因素为几水平（位级）的因素。二、正交表正交表在设计安排正交试验时制作好的标准化的表格。行（试验）号列号1231111221231224221L4（23）正交表L4（23）正交表代号正交表行数正交表字码总数（可安排的水平数）正交表列数（可安排的因素数）二、正交表正

3、交表的性质：均衡分散性。由于每一列中各种字码出现相同的次数，这就保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中，因而代表性强，容易出现好条件。（效率高）整齐可比性。由于任意两列中全部有序的数字对出现相同的次数，这就保证了在各个水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干扰，因而能最有效地进行比较，作出展望。（效果好）三、常用正交试验设计与分析常用正交试验设计与分析的步骤如下：明确试验目的；确定考察的指标；挑因素，选水平（位级）；设计试验方案；实施试验方案；试验结果分析（一般用目测法、极差分析法、画趋势图等）；反复调优试

4、验以逼近最优方案；验证试验并通过生产验证确认较优方案。三、常用正交试验设计与分析－示例1、明确试验目的2,4－二硝基苯肼是××化工厂生产的一种试剂产品。过去的工艺过程长、工作量大，且产品经常不合格。今采用2,4－二硝基氯代苯（以下简称氯代苯）与水合肼在乙醇作溶剂下合成的新工艺，小试已初步成功，但产率只有45％，希望通过正交试验，找出好的生产条件，达到优质增产的目的。2、确定考察指标要考察的指标：产率（％）；外观（颜色）。3、挑因素、选水平（位级），制定因素水平（位级）表经分析决定考察乙醇用量、水合肼用量、反应温度、反应

5、时间、水合肼品种、搅拌速度六种等因素，每种因素各选出两个水平（位级）。因素位级考察原因12乙醇用量A（ml）2000能否省下乙醇，砍掉中途加乙醇这道工序水合肼用量B理论量的2倍理论量的1.2倍水合肼用量应超出理论量多少？温度C（℃）回流60回流温度便于操作，但对反应是否有利？时间D（h）42不同操作方法对产率和质量的影响。水合肼纯度E精品（50％）粗品（20％）能否用粗品取代精品，以降低成本，保障原材料供应搅拌速度F中速快速不同操作方法对产率和质量的影响。因素位级表4、设计试验方案因素顺序上列位级对号入座试验号因素乙醇

6、用量水合肼用量温度时间水合肼纯度搅拌速度A1200mlA20mlBI2倍B21.2倍C1回流C260℃D14hD22hE1精品E2粗品F1中速F2快速11112212212211312222242212125111112621212271221118221121L8（26）5、实施试验方案试验号因素试验结果乙醇用量水合肼用量温度时间水合肼纯度搅拌速度产率(％)颜色A1200mlA20mlBI2倍B21.2倍C1回流C260℃D14hD22hE1精品E2粗品F1中速F2快速111122156合格221221165紫色31

7、2222254合格422121243合格511111263合格621212260合格712211142紫色822112142合格L8（26）6、试验结果分析直接看，可靠又方便。产率：颜色：算一算，有效又简单。I＝∑A1，∑B1，∑C1，•••；II＝∑A2，∑B2，∑C2，•••；比位级：若I＞II，则该列因素的位级1比位级2好；若I＜II，则该列因素的位级2比位级1好。确定因素的位级或取舍比极差R：若R大，表示该列因素对产率的影响敏感，是重要因素；若R小，表示该列因素对产率的影响不敏感，是不重要因素。确定因素排序：主

8、→次（R：大→小）R＝AI－AII，BI－BII，CI－CII，•••；6、试验结果分析“直接看”和“算一算”的关系。如果生产上急需，通常应优先补充试验“算一算”的好条件。经过验证，如果效果真有所提高，就可将它交付生产上使用。①倘若验证后的效果比不上“直接看”的好条件，就说明该试验的现象比较复杂。②还有一种情况是，试验时间较长，等