工学]《试验设计与数据处理》讲稿_第6章_正交试验设计课件.ppt

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1、第6章正交试验设计主要内容：一、概述二、正交试验设计结果的直观分析法三、正交试验设计结果的方差分析法正交试验法：在优选区内利用正交表科学地安排试验点，通过试验结果的数据分析，缩小优选范围，或者得到较优点的多因素试验方法。16.1概述引例—多因素的试验设计问题指标—收率因素—(1)原料A的用量(2)原料B的用量(3)液固比C(4)反应温度D(5)反应压力E(6)催化剂的用量F(7)反应时间G(8)搅拌强度H水平—8个因素各取3个水平进行全面搭配的试验次数为：38=6561次科学问题：能否只做其中一小部分试验，通过数据分析来达到全面试验的效果呢？26.1.1正交表（一）正交表的代号及含义常用正

2、交表的形式为：Ln（rm）式中，L──正交表的符号；n──要做的试验次数；r──因素的水平数；m──最多允许安排的因素个数。如：L8（27）完全试验次数：128L27（313）完全试验次数：15943233（二）正交表的形式（1）等水平正交表：指各个因素的水平数都相等的正交表。如L8（27），L27（313）（2）混合水平正交表：指试验中各因素的水平数不相等的正交表如L8（41×24），L24（3×4×24）4（三）正交表的特点（1）每一列中，不同的数字出现的次数相等，即对任何一个因素，不同水平的试验次数是一样的。（2）任意两列中，同一横行的两个数字构成有序数对，每种数对出现的次数是相同，

3、即任何两个因素之间都是交叉分组的全面试验。5（三）正交试验设计的分类66.1.2正交试验设计的优点①能在所有试验方案中均匀地挑选出代表性强的少数试验方案。②通过对这些少数试验方案的结果进行统计分析，可以推出较优的方案，而且所得到的较优方案往往不包含在这些少数试验方案中。③对试验结果作进一步的分析，可以得到试验结果之外的更多信息。例如，各试验因素对试验结果影响的重要程度、各因素对试验结果的影响趋势等。76.1.3正交试验设计的基本步骤包括两部分：一是试验设计；二是数据处理（1）明确试验目的，确定评价指标（2）挑选因素，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

4、（5）对试验结果进行统计分析（6）进行验证试验，作进一步分析86.2正交试验设计结果的直观分析法6.2.1单指标正交试验设计及其结果的直观分析例6-2柠檬酸硬脂酸单甘酯是一种新型的食品乳化剂，它是柠檬酸与硬脂酸单甘酯在一定的真空度下，通过酯化反应制得，现对其合成工艺进行优化，以提高乳化剂的乳化能力。乳化能力测定方法：将产物加入油水混合物中，经充分地混合、静置分层后，将乳状液层所占的体积百分比作为乳化能力。根据探索性试验，确定的因素与水平如表6－5所示，假定因素间无交互作用。9（1）明确试验目的，确定评价指标试验目的——提高产品的乳化能力评价指标——单指标：乳化能力（3）选正交表，进行表头设

5、计a按水平数选表b根据试验特点选表（2）挑选因素，确定水平水平(A)温度/℃(B)酯化时间/h(C)催化剂种类11303甲21202乙31104丙10※等水平正交表：2水平正交表L4（23）、L8（27）、L12（211）......3水平正交表L9（34）、L18（37）、L27（313）......4水平正交表L16（45）、L32（49）、L64（421）......5水平正交表L25（56）......8水平正交表L64（89）......因素A空列BC列号1234※表头设计：一个因素占一列，不同因素占不同的列※本例是一个3水平的试验，要选用Ln(3m)型正交表，※有3个因素，不考

6、虑交互作用，m≥3，选L9(34)11（4）明确试验方案把各列上的数字1、2、3分别看成是该列因素在各个试验中的水平数———每行对应一个试验方案试验号A空列BC试验方案11111A1B1C121222A1B2C231333A1B3C342123A2B2C352231A2B3C162312A2B1C273132A3B3C283213A3B1C393321A3B2C112如果将各因素对应的水平的具体数值填上去，则试验方案更加明确A3B2C1(1)甲(2)2(3)(3)1109A3B1C3(3)丙(1)3(2)(3)1108A3B3C2(2)乙(3)4(1)(3)1107A2B1C2(2)乙(1

7、)3(3)(2)1206A2B3C1(1)甲(3)4(2)(2)1205A2B2C3(3)丙(2)2(1)(2)1204A1B3C3(3)丙(3)4(3)(1)1303A1B2C2(2)乙(2)2(2)(1)1302A1B1C1(1)甲(1)3(1)(1)1301试验方案(C)催化剂种类(B)酯化时间/h空列(A)温度/℃试验号按规定的方案做试验，将试验结果（指标）填写在表的最后一列中0.660.640.670.820.