第三章多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用

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1、优化试验设计与数据分析第三章多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用本章主要内容·综合评分法、综合平衡法、排队打分法；·水平数不同的正交表的使用，包括直接套用混合正交表、并列法、拟水平法、混合水平有交互作用的正交设计；·活动水平法、组合因素法；分割试验法；部分追加法。§3－1多指标问题的处理多指标试验衡量试验效果的指标只有一个衡量试验效果的指标有多个科学试验单指标试验多指标试验多个指标之间可能存在一定的矛盾，这时需要兼顾各个指标，寻找使得每个指标都尽可能好的生产条件多指标问题处理方法综合评分法综合平衡法排队评分法在对各个指标逐个测定后

2、，按照由具体情况确定的原则，对各个指标综合评分，将多个指标综合为单指标。将各个指标的最优条件综合平衡，找出兼顾每个指标都尽可能好的条件。综合各个指标，按效果好坏，进行排队打分。这也是将多个指标转化为单指标。三种方法综合应用一、综合评分法在对各个指标逐个测定后，按照由具体情况确定的原则，对各个指标综合评分，将多个指标综合为单指标。此方法关键在于评分的标准要合理。评分标准即权值，综合评分法也称加权评分法。得分=K1×第一个指标+…+Kn×第n个指标值（K为常数）例3－1白地雷核酸生产工艺的试验试验目的：原来生产中核酸的得率太低，成本太高，

3、甚至造成亏损。试验目的是提高含量，寻找好的工艺条件。本例介绍由北京大学生物系与生产厂联合攻关中的第一批L9(34)正交试验的情况。表3-1核酸生产因素—水平表因素水平白地雷核酸含量(%)腌制时间(小时)加热时pH值加水量17.4244.81∶428.4461∶336.2091∶2列号A1B2C3D4试验指标综合评分1*2**117.829.859.4212.241.351.236.259.945.54824.332.254.550.636.664.158.239.478.530.936.887.320.428.594.473.447.

4、7K1256.1128.4127.3143.71*核酸泥纯度(%)2**纯核酸回收度(%)K2108.2116.3131.1127.5K3113.2132.6118.9106.2k15242.842.447.8k236.138.843.742.5k337.744.239.635.4R15.95.14.112.5表3-2试验方案及结果计算分数＝2.5×纯度＋0.5×回收率2.5×17.8+0.5×29.8=59.4极差判断因素主次：A>D>B>C50454035A3A2A1B3B2B1C3C2C1D3D2D1因素指标指标（得分）－因素图

5、最优条件：A1B3C2D1因素水平白地雷核酸含量(%)腌制时间(小时)加热时pH值加水量17.4244.81∶428.4461∶336.2091∶2从图上和表上的极差都可以看出，因素的主次为所以，A取A1，D取D1，PH值选取便于操作的水平C2，B取B3，故，最优条件为：A1B3C2D1事实上，试验结果也证明，上述最优条件效果很好。投产后核酸质量得到显著提高，做到了不经提纯一次可以入库。ADBC主次正交设计助手极差分析极差分析指标因素图二、综合平衡法（1）对各个指标进行分析，与单指标的分析方法完全一样，找出各个指标的最优生产条件。（2

6、）将各个指标的最优生产条件综合平衡，找出兼顾每个指标都尽可能好的条件。例3－2液体葡萄糖生产工艺选取试验目的：生产中存在的主要问题是出率低，质量不稳定，经过问题分析，认为影响出率、质量的关键在于调粉、糖化这两个工段，决定将其它工段的条件固定，对调粉、糖化的工艺条件进行探索。（1）出率：越高越好（2）总还原糖：在32％－40％之间（3）明度：比浊度越小越好，不得大于300mg/l（4）色泽：比色度越小越好，不得大于20ml。表3-3葡萄糖生产工艺优选因素—水平表产量还原糖明度色泽指标前进因素水平A粉浆浓度(°Be′)B粉浆酸度(pH)C

7、稳压时间(分)D工作压力(kg/cm2)1161.502.2218252.73202.5103.2四个因素对四个指标的主次关系为：产量：D——C——A——B还原糖：B——D——A——C明度：A——B——C——D色泽：B——A——C——D分析顺序确定（B>A>D>C）主次B对还原糖和色泽影响均最大，应首先分析；A对明度影响最大，对色泽影响较大，次要分析；然后是D、Cif权重：8421则：A16、B21、C9、D14分析顺序：B>A>D>C返回前进综合考察四个指标，还原糖含量要求在32－40％之间，从趋势及因素主次知道B的影响最重要，取1

8、.5和2.5都不行，只有选2.0最合适。B取B2最好。从色泽来看，B最重要，而且仍然以B2最好；从明度来看，B为次要因素，但也仍以B2为好；因此可确定B2是最优水平。粉浆浓度A对产量影响很大，取A1最好。但对于明度来说，