最新正交试验设计法课件ppt.ppt

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1、正交试验设计法正交试验设计法基本概念简介12345概念产生和发展历史应用实例主要解决的问题正交试验设计法1概念正交试验法是用正交表来安排和分析多因素问题试验的一种数理统计方法。优点：试验次数少、效果好、方法简单、使用方便、效率高。用途：在工农业生产和其他科学研究领域中得到广泛地应用，效果显著。正交试验设计法3基本概念3.1常用名词3.1.2因素也称因子，是试验中考察对试验指标可能有影响的原因或要素。通常用大写字母A、B、C等来表示。因素又分可控因素与不可控因素，而对不可控因素要尽量保持一致。这样在进行试验结果数据的处理过程中

2、，就可以忽略不可控因素对试验造成的影响。正交试验设计法3基本概念3.1常用名词3.1.3水平试验中选定的因素所处的状态和条件称为水平或位级。例如加热温度为70℃、80℃、90℃这3个状态，可分别用1、2、3来表示。同理一个因素可分为4水平、5水平或更多水平，可以此类推。分别用1、2、3、4、5等来表示。正交试验设计法3基本概念3.2基本工具正交表，它是一种依据数理统计原理而制定的具有某种数字性质的标准化表格。以基本的L4(23)正交表为例：L：正交表代号（LationSquare）2：因素水平数（本表为2水平，每个因素分2个

3、档次）3:纵列数（3个纵列能安排3个因素）4：横行数（4个横行，每行为1个试验方案）正交试验设计法3基本概念3.2基本工具表1L4(23)表：该表是一个3列4行的矩阵，每一个因素占用1列，该表最多能考查3个因素，每个因素分为2个水平，共有4个横行，也就是4个试验方案，每1行是1个方案。项目列123行1111212232124221正交试验设计法再以L9(34)为例：表2L9(34)表项目行1234列111112122231333421235223162312731328321393321正交试验设计法通过认真分析这两个正交表

4、，可以发现：◆每1个纵列中，各种数码出现的次数相同在L4(23)表中，每列“1”出现2次，“2”出现2次；在L9(34)表中，“1”“2”“3”各出现3次。◆正交表中，任意两列，每1行组成1个数字对，有多少行就有多少个这样的数字对，这些数字对都是完全有序的◆各种数字出现的次数必须相同，这是正交表必须满足的的两个特性。◆其他正交表如：L8(27)、L12(211)、L18（37）、L32（49）、L25（56）等都满足这两个特性。正交试验设计法A节省人力、物力、财力、时间B明确影响试验指标各因素的主次顺序C迅速找到优化方案，缩

5、短产品开发周期或尽量使生产按最佳工艺条件运行D通过试验结果分析可以进一步指明试验方向避免盲目性4、主要解决的问题正交试验设计法5应用实例某化工厂为了开发某种产品，经初步试验确定了生产配方和工艺流程为了提高该产品的转化率，特安排正交试验，经分析，影响转化率的因素有3个，即反应温度、反应时间、用碱量。5.1确定因素波动范围反应温度：80-90℃；反应时间：90-150min；碱用量：5%-7%。5.2确定考查指标考查指标为转化率正交试验设计法5.3确定因素水平表表3因素水平表的确定项目因素A温度℃B时间minC碱用量%水平180

6、90528512063901507正交试验设计法5.4选择合适的正交表进行表头设计从因素水平表看，为3因素3水平，可选用L9(34)正交表。选择正交表的原则，应当是被选用正交表的因素数与水平数大于或等于所要进行试验考察的因素数与水平数。3个因素按顺序占1、2、3列，这种把因素放入正交表表头的工作成为表头设计，见表4：项目A（℃）B（min）C（%）转化率（%）水平180905312801206543801507384859065358512074968515054279090757890120562990150664K112

7、3141135K2144165171K3183144144K1414745K2485557K3614848R20812正交试验设计法5.5确定试验方案并记录试验结果5.5.1表头设计后（A占第1列、B占第2列、C占第3列），各水平按正交表要求对号入座，填入上表。这样9个横行，每1行即是1个试验方案，如第1行为A1B1C1、第9行为A3B3C2，等等。5.5.2按每个试验要求做试验，把试验结果即每个方案实际得到的转化率记录在该方案的右侧，填入上表。正交试验设计法5.6计算分析试验结果5.6.1直接比较对试验结果直接进行比较，找

8、出最好的方案，显然转化率最高者是9号方案，转化率为64%，方案为A3B3C2，即反应温度90℃，反应时间为150min,碱的用量为6%。5.6.2计算分析因为L9(34)正交表(34)实际上有81个方案，L9(34)仅做了9次试验，最佳方案可能在做过的9次方案中，也可能不在，所以必须计算分