《正交试验设计》PPT课件(I)

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1、第三章正交试验设计1主要内容及重点与难点主要内容正交表特点、正交表符号的意义。因素、水平、自由度、试验指标、交互作用。均衡分散性、整齐可比性、自由度选表原则、表头设计。正交试验的步骤。用正交表安排试验及结果分析。EXCEL在直观分析和方差分析中应用。重点与难点多因素试验问题：全面试验法、简单比较法、正交试验法。正交表符号的意义。正交表的均衡分散性和整齐可比性的物理意义。用自由度选表原则进行表头设计。因素水平的随机化。有交互作用的正交试验。正交试验的一般步骤及结果分析。EXCEL和正交试验设计助手在正交试验设计中的运用。23.1概述适合多因素试验全面试验：每个因素的每个水平都相互搭配进

2、行试验例：3因素4水平的全面试验次数≥43=64次正交试验设计(orthogonaldesign)：利用正交表科学地安排与分析多因素试验的方法例：3因素4水平的正交试验次数：1633.1.1正交表(orthogonaltable)（1）等水平正交表：各因素水平数相等的正交表①记号：Ln(rm)L——正交表代号n——正交表横行数（试验次数）r——因素水平数m——正交表纵列数(最多能安排的因素个数)456②等水平正交表特点表中任一列，不同的数字出现的次数相同表中任意两列，各种同行数字对（或称水平搭配）出现的次数相同两性质合称为“正交性”：使试验点在试验范围内排列整齐、规律，也使试验点在试

3、验范围内散布均匀，及整齐可比，均衡分散。7（2）混合水平正交表各因素的水平数不完全相同的正交表8混合水平正交表性质：（1）表中任一列，不同数字出现次数相同（2）每两列，同行两个数字组成的各种不同的水平搭配出现的次数是相同的，但不同的两列间所组成的水平搭配种类及出现次数是不完全相同93.1.2正交试验设计的优点能均匀地挑选出代表性强的少数试验方案由少数试验结果，可以推出较优的方案可以得到试验结果之外的更多信息10正交试验设计的基本步骤：(1)明确试验目的，确定评价指标(2)挑选因素(包括交互作用)，确定水平(3)选正交表，进行表头设计(4)明确试验方案，进行试验，得到结果(5)对试验结

4、果进行统计分析(6)进行验证试验，作进一步分析113.2.1单指标正交试验设计及其结果的直观分析例：3.1p32单指标：乳化能力因素水平：3因素3水平（假定因素间无交互作用）3.2正交试验设计结果的直观分析法12（1）选正交表要求：因素数≤正交表列数因素水平数与正交表对应的水平数一致选较小的表选L9(34)13（2）表头设计将试验因素安排到所选正交表相应的列中因不考虑因素间的交互作用，一个因素占有一列（可以随机排列）空白列（空列）：最好留有至少一个空白列14（3）明确试验方案15（4）按规定的方案做试验，得出试验结果注意：按照规定的方案完成每一号试验试验次序可随机决定试验条件要严格控

5、制16（5）计算极差，确定因素的主次顺序三个符号：Ki：表示任一列上水平号为i时，所对应的试验结果之和。ki：ki=Ki/s，其中s为任一列上各水平出现的次数R（极差）：在任一列上R=max｛K1,K2,K3｝－min｛K1,K2,K3｝，或R=max｛k1,k2,k3｝－min｛k1,k2,k3｝1718R越大，因素越重要若空列R较大，可能原因：漏掉某重要因素因素之间可能存在不可忽略的交互作用19（6）最优方案的确定最优方案：在所做的试验范围内，各因素较优的水平组合若指标越大越好，应选取使指标大的水平若指标越小越好，应选取使指标小的水平还应考虑：降低消耗、提高效率等20（7）进行验

6、证试验，作进一步的分析优方案往往不包含在正交实验方案中，应验证优方案是在给定的因素和水平的条件下得到的，若不限定给定的水平，有可能得到更好的试验方案对所选的因素和水平进行适当的调整，以找到新的更优方案趋势图（因素水平值作为横坐标，试验指标的平均值ki作为纵坐标）213.2.2多指标正交试验设计及其结果的直观分析两种分析方法：综合平衡法综合评分法22（1）综合平衡法先对每个指标分别进行单指标的直观分析对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出较优方案23②例3-2P36三个指标：浸膏得率红景天苷含量酪醇含量三个指标都是越大越好24对三个指标分别进行直观分析：浸膏得率：因素主次：CAB优

7、方案：C3A2B2或C3A2B3红景天苷含量：因素主次：ACB优方案：A3C3B3酪醇含量：因素主次：CAB优方案：C3A3B2综合平衡：A3B2C325③综合平衡原则：次服从主（首先满足主要指标或因素）少数服从多数降低消耗、提高效率④综合平衡特点：计算量大信息量大有时综合平衡难26（2）综合评分法①综合评分法：根据各个指标的重要程度，对得出的试验结果进行分析，给每一个试验评出一个分数，作为这个试验的总指标进行单指标试验结果的直观分析法27②评分方法：直接