正交表及正交設(shè)計(jì)ppt課件

1、正交表與正交設(shè)計(jì),胡洋13721584,2,目錄,第一章 正交設(shè)計(jì)基本概念和原理 第二章 正交表構(gòu)造和基本性質(zhì) 第三章 正交設(shè)計(jì)的基本程序,正 交 設(shè) 計(jì),3,第一章 正交設(shè)計(jì)的基本概念和原理,為什么要進(jìn)行正交設(shè)計(jì),實(shí)際工作中 ，常常需要同時(shí)考察 3個(gè)或3個(gè)以上的試驗(yàn)因素 ，若進(jìn)行全面試驗(yàn) ，則試驗(yàn)的規(guī)模將很大 ，往往因試驗(yàn)條件的限制而難于實(shí)施,4,例子：（三因素三水平,考察增稠劑用量、pH值和殺菌溫度對豆奶穩(wěn)定性的影響，每因素設(shè)置三水平。尋求一個(gè)最優(yōu)化組合,A(增稠劑用量)，設(shè)A1、A2、A3 3個(gè)水平； B(pH值)，設(shè)B1、B2、B3 3個(gè)水平； C(殺菌溫度)，設(shè)C1、C2、C3 3個(gè)

2、水平,5,正交設(shè)計(jì)基本概念,它是在試驗(yàn)因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行試驗(yàn)，通過對這部分試驗(yàn)結(jié)果的分析了解全面試驗(yàn)的情況，找出最優(yōu)的水平組合,概念,特點(diǎn),用部分試驗(yàn)來代替全面試驗(yàn)，通過對部分試驗(yàn)結(jié)果的分析，了解全面試驗(yàn)的情況,6,正交設(shè)計(jì)基本原理,7,A1B1C1 A1B2C2 A1B3C3 A2B1C2 A2B2C3 A2B3C1 A3B1C3 A3B2C1 A3B3C2,8,第二章 正交表構(gòu)造和基本性質(zhì),正交表是按正交性排列好的用于安排多因素試驗(yàn)的表格,L9(34,Ln(tq,9,常用的正交表,1）L4（23,2)L8(27,3)L12(211,4）L9（34,5）L1

3、6（45,6）L25（56,7）L8（424,8）L12（324,9）L16（4423,10,正交表,Ln(tq,全面試驗(yàn)的水平組合數(shù)（處理數(shù),n /tq,最小部分實(shí)施,試驗(yàn)因素?cái)?shù)q及每個(gè)因素的水平數(shù)t增加時(shí)n /tq則下降，節(jié)省試驗(yàn)次數(shù)的效果更明顯,L9（34） L9 (33,11,正交表的分類,1、等水平正交表（標(biāo)準(zhǔn)表,2水平:L4(23）,L8 (27）,L16 (215）， 3水平:L9 (34），L27（313），L81(340）， 4水平：L16 (45）,L64 (4 21）,L256 (485）， 5水平：L25（56）,L125(5 31）,L625 (5156,2、混合水平

4、正交表（非標(biāo)準(zhǔn)表,L8(424) L16(4423) L16(4212,12,正交表的基本性質(zhì),正交性,1、（均勻分散性）任一列中，不同數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)相等,2、（整齊可比性）任兩列中，同一橫行所組成的數(shù)字對出現(xiàn)的次數(shù)相等,正交表各列的地位是平等的，表中各列之間可以互相置換，稱為列間置換； 正交表各行之間也可相互置換，稱行間置換； 正交表中同一列的水平數(shù)字也可以相互置換，稱水平置換,13,正交表的基本性質(zhì),2)代表性,任一列的各水平都出現(xiàn)，使得部分試驗(yàn)中包含所有因素的所有水平。 任意二列間的所有組合全部出現(xiàn)，使任意兩因素間都是全面試驗(yàn),3）綜合可比性,任一列各水平出現(xiàn)的次數(shù)都相等。 任二列間所有

5、可能的組合出現(xiàn)的次數(shù)都相等。因此使任一因素各水平的試驗(yàn)條件相同,14,正交表的基本性質(zhì),正交表的三個(gè)基本性質(zhì)中，正交性是核心，是基礎(chǔ)，代表性和綜合可比性是正交性的必然結(jié)果,15,第三章 正交設(shè)計(jì)的基本程序,試驗(yàn)方案設(shè)計(jì),1）明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)。 （2）挑因素，選水平,列因素水平表。 （3）選用合適的正交表。 （4）進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)。 （5）編制試驗(yàn)方案,分析試驗(yàn)結(jié)果：直觀分析法，方差分析,16,用正交表安排實(shí)驗(yàn),首先要看因素的水平，選取與因素水平相同的正交表，然后看因素的數(shù)目，因素的個(gè)數(shù)不能超過正交表的列數(shù)，允許有空白列。 通過正交表安排實(shí)驗(yàn)可以看到，全部的實(shí)驗(yàn)是同時(shí)設(shè)計(jì)好的，屬于整體設(shè)計(jì)

6、,17,舉例1 阿司匹林合成條件研究,一，問題提出：選用不同的催化劑或改變其反應(yīng)條件，都會對其合成產(chǎn)品的后處理、質(zhì)量、產(chǎn)率、成本有著重要的影響，也是一直以來造成阿司匹林產(chǎn)率不高的主要原因。 二，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簯?yīng)用正交試驗(yàn)法，找出合適的催化劑及其生產(chǎn)條件，以提高阿司匹林的產(chǎn)率，從而實(shí)現(xiàn)安全、無毒、綠色化、經(jīng)濟(jì)簡捷的合成路線，得到高產(chǎn)率、高純度產(chǎn)品。 三，簡要工藝流程：水楊酸+醋酸酐?；磻?yīng)結(jié)晶抽濾粗產(chǎn)品重結(jié)晶紅外干燥阿司匹林,18,四，試驗(yàn)方案 指標(biāo) 阿司匹林產(chǎn)率=（實(shí)際產(chǎn)物質(zhì)量/理論產(chǎn)物質(zhì)量）*100%，產(chǎn)率越高越好。 殘余水楊酸含量不能超標(biāo)，用FeCl3的稀溶液進(jìn)行定性檢驗(yàn)，水楊酸與FeCl3顯紫色反應(yīng)。 挑因素、選水平，列因素水平表 經(jīng)過前期的摸索性實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)催化劑的種類、反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的時(shí)間、催化劑的用量（催化劑的用量為水楊酸質(zhì)量的百分比）和原料配比五個(gè)因素對本試驗(yàn)的產(chǎn)率影響較大，因此，選擇這四個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)，分別記作A、B、C、D、E，進(jìn)行五因素正交試驗(yàn)，以便選出有效優(yōu)化的生產(chǎn)條件。各因素均取四個(gè)水平，列因素水平表,19,選擇合適的正交表,因素水平表,20,舉例2,NbC-TiC耐磨高抗裂堆焊焊條合金成分的優(yōu)化設(shè)計(jì),合金元素含量是影響焊條性能的主要因素,其中最為重要的