均匀设计方法在化学化工中的应用.pdf

《均匀设计方法在化学化工中的应用.pdf》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、·86·化工设计通讯ChemicalEngineeringDesignCommunications第38卷第6期2012年12月均匀设计方法在化学化工中的应用吴卫，石绍军(湖南化工职业技术学院，湖南株洲412004)摘要：简述均匀试验设计的方法、均匀设计表及其特点、均匀设计法的试验安排基本步骤、均匀设计的数据处理，以及均匀设计法在化学化工领域，如工艺条件的优化、配方的选择、催化剂的研制、分析方法的建立等方面的应用。关键词：均匀设计；试验；化学化工；应用中圈分类号：TQOl6文献标志码：A文章编号：

2、1003—6490(2012)06—008604ApplicationofUniformDesignMethodinChemistryandChemicalEngineeringw【，Wei．SHIShao-jun(HunanChemicalVocationalTechnologyCollege，ZhuzhouHunan412004，China)Abstract：Simplydescribetheuniformtestdesignmethod，theuniformdesigntableandits

3、characteristics，thebasicprocedureoftestarrangement，testdataprocessing，andapplicationoftheuniformdesignmethodinchemistryandchemicalengineeringfield，suchasoptimizationforprocesscondition，choiceforchemicalreagentformulations，catalystdevelopment，andestabl

4、ishmentofanalyticalmethodsetc．Keywords：uniformdesign；test；chemistryandchemicalengineering；application在化学化工试验中，经常遇到的是多因素多水平的试验设计，以往常采用正交设计法；正交设计法要求在试验范围内将试验点安排得“均匀分散、整齐可比”，有时为照顾“整齐可比”而不要“均匀分散”，但对那些影响因素多、水平数多的试验，试验次数太多。均匀设计法是继优选法和正交法之后，由中国科学院应用数学所方开泰研究员

5、和王元院士于1978年提出的一种试验设计方法，是一种近年在我国兴起的新型试验设计方法。该方法不考虑“整齐可比”，而让试验点在试验范围内充分“均匀分散”，其试验次数较少。如某项试验影响因素有5个，水平数为10个，则全面试验次数为105次，即做100000次试验；正交设计试验次数为102次，即做100次试验；而均匀设计试验次数为10次，可见其优越性非常突出。1均匀设计口～4]1．1均匀设计法均匀设计的数学原理是数论中的一致分布理论，此方法借鉴“近似分析中的数论方法”这一领域的研究成果，将数论与多元统计

6、相结合，属于伪蒙特卡罗方法的范畴。均匀设计只考虑试验点在试验范围内均匀散布，挑选试验代表点的出发点是“均匀分散”，而不考虑“整齐可比”，可使每个因素的每个水平做一次且仅做一次试验，任两个因素的试验点画在平面的格子点上，每行每列有且仅有一个试验点，因而其试验次数比正交设计明显地减少，均匀设计特别适合于多因素多水平的试验和系统模型完全未知的情况。例如，当试验中有m个因素，每个因素有n个水平时，如果进行全面试验，共有n·m种组合，正交设计是从这些组合中挑选出n2个试验，而收稿日期：2012—10—31作

7、者简介：吴卫(1967一)，男，湖南安化人，高级工程师，主要从事氯甲苯及其下游产品的研究开发。第6期吴卫等：均匀设计方法在化学化工中的应用·87·均匀设计是利用数论中的一致分布理论选取n个点试验，而且应用数论方法使试验点在积分范围内散布得十分均匀，只做n个试验。1．2均匀设计表及其特点为了便于进行均匀试验，方开泰研究员于1994年精心构造了一套试验表，利用试验表来安排试验。均匀设计和正交设计相似，均匀设计表的代号U。n(q8)或U。(q5)中的“U”表示均匀设计，“n”表示要做n次试验，“q”表示

8、每个因素有q个水平，“s”是表中列的数目，表示最多可安排s个因素，U的右上角的“*”代表不同类型的均匀设计表。例如，U。(64)表示要做6次试验，每个因素有6个水平，该表有4列。通常，带“*”号的均匀设计表有更好的均匀性，应优先选用。当试验次数1"1给定时，通常U。(q5)比U‘n(q5)表能排更多的因素。所以，当因素s较多且超过U‘n(q8)表的使用范围时，可用U。(q3)表。均匀设计有其独特的试验点的布置方式。均匀设计表的特点表现在以下几方面。①每个因素的每个水平只做一次试验。