正交实验设计的基本方法（二）化工ppt课件.ppt

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1、欢迎学习实验设计与数据处理回顾：为了提高某化工产品的转化率，试验者选择了3个有关的因素：反应温度A，反应时间B，用碱量C，并且选择如下的试验范围：A：80~90℃；B：90~150min；C：5~7%。要求确定最佳工艺条件（即转化率达到最高时的反应条件）。1、明确实验目的，确定评价指标根据工程实践明确本次实验要解决的问题，同时，要结合工程实际选用能定量或定性表达的突出指标做为实验分析的评价指标。指标可能有一个，也可能有几个。2、挑选因素影响实验成果的因素很多，由于条件限制，不可能逐一或全面地加以研究，因此要根据已有专业知识及有关文献资料和实际情况，固定一些因素

2、于最佳条件下，排除一些次要因素，而挑选一些主要因素。3、确立各因素的水平因素的水平分为定性与定量两种，水平的确定包括两个含义，即水平个数的确定和各个水平的数量确定。定性因素：要根据实验具体内容，赋予该因素每个水平以具体含义，如药剂种类，操作方式或药剂投加次序等。4、制定因素水平表因素水平反应温度A（℃）反应时间B（min）用碱量C（%）180905285120639015075、选择合适的正交表考察因素及水平的多少；实验工作量的大小及允许条件；有无重点因素要加以详细的考察。常用的正交表有几十个，可以灵活选择，但应综合考虑以下三方面的情况：选用正交表L9（34）

3、列号实验号12341111121222313334212352231623127313283213933216、确定实验方案7、安排实验实验按照正交表中每横行规定的条件，即可进行试验。进行试验时，应注意以下问题：必须严格按照规定的方案完成每一号试验，因为每一号试验都从不同角度提供有用信息；试验进行的次序没有必要完全按照正交表上的试验号的顺序，可按照抽签方法随机决定试验进行的顺序；做试验时，试验条件的控制力求做到十分严格，尤其在水平值差别不大时。8、正交实验结果、填写评价指标9、计算各列的各水平效应值和极差值10、画水平影响趋势图11、分析温度越高，转化率越高，

4、以90℃为最好，还应进一步探索温度更高的情况；反应时间以120分转化率最高；用碱量以6％转化率最高。综合起来以A3B2C2最好。12、追加试验追加试验方法：在A3B2C2下作几次试验，看看平均转化率是否高于已作试验的9次试验．实验结果表明：追加试验A3B2C2的平均转化率为74％，显著高于前面9次试验最好的结果64％．注意：由于温度的增加，显著地使转化率增加，追加试验应考虑温度大于90℃的情形．小结：正交设计的基本方法明确实验目的，确定评价指标挑因素、选水平制定因素水平表选择合适的正交表确定实验方案、安排实验、填写评价指标计算各列的各水平效应值和极差值分析结果

5、、画水平影响趋势图得出结论、追加试验课堂练习为提高某物质的转化率，选择了三种因素，因素水平表如下：实验结果：转化率（％）依次是51，71，58，82，69，59，77，85，84。分析结果，求最好生产条件。引言：多指标正交实验设计在实际生产和科学试验中，整个试验结果的好坏往往不是一个指标能全面评判的，所以多指标的试验设计是一类很常见的方法。由于在多指标试验中，不同指标的重要程度常常是不一致的，各因素对不同指标的影响程度也不完全相同，所以多指标试验的结果分析比较复杂一些。四、多指标的正交实验指标拆开单个处理综合分析法——综合平衡法综合评分法1、综合平衡法综合平衡

6、法是，先对每个指标分别进行单指标的直观分析，得到每个指标的影响因素主次顺序和最佳水平组合，然后根据理论知识和实际经验，对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出较优方案。下面通过一个例子来说明这种方法。示例在用乙醇溶液提取葛根中有效成分的试验中，为了提高葛根中有效成分的提取期探索性试验，决定选取3个相对重要的因素，乙醇浓度、液固比（乙醇溶液与葛根质量之比）和提取剂回流次数进行正交试验，因素水平表如下：试验方案及实验结果综合平衡分析依据的原则：对于某个因素，可能对某个指标是主要因素，但对另外的指标则可能是次要因素，那么在确定该因素的优水平时，应首先选取作为主要因

7、素时的优水平；若某因素对各指标的影响程度相差不大，这时可按“少数服从多数”的原则，选取出现次数较多的优水平；当因素各水平相差不大时，可依据降低消耗、提高效率的原则选取合适的水平；若各试验指标的重要程度不同，则在确定因素优水平时应首先满足相对重要的指标。在具体运用这几条原则时，仅仅根据其中的一条可能确定不了优水平，所以应将几条综合在一起分析。2、综合评分法多指标正交实验直观分析除了上述方法外，多根据问题性质采用综合评分法，将多指标化为单指标而后分析因素主次和各因素的较佳状态。综合评分法示例某厂生产一种化工产品，需要检验两个指标：核酸纯度和回收率，这两个指标都是越

8、大越好。因素水平表如下所示。试通过试验