正交設(shè)計(jì)助手

1、正交設(shè)計(jì)助手在化工中的應(yīng)用 主講人：吝金環(huán) 在實(shí)際工作中，常常需要同時考察3個或3個以上的試驗(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。 正交設(shè)計(jì)是安排多因素試驗(yàn)、尋求最優(yōu)水平組合的一種高效率試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。 正交實(shí)驗(yàn)法是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)和正交性原理，從大量的試驗(yàn)點(diǎn)中選取的適量的具有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)，應(yīng)用正交表合理安排實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)中的最好點(diǎn)，雖然不一定是全面實(shí)驗(yàn)中最好點(diǎn)，但也往往是相當(dāng)好的點(diǎn)。特別是如果其中只有一兩個因素起主要作用，用正交實(shí)驗(yàn)法能保證主要因素的各種可能搭配都不會漏掉。正交實(shí)驗(yàn)法的介紹軟件各模塊介紹軟件簡介創(chuàng)建與管理工作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果輸出結(jié)果 正交設(shè)計(jì)助手一款針對正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析而制作的專業(yè)軟件。正交設(shè)計(jì)方法是我們常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，它讓我們以較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)得到科學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。但是我們經(jīng)常不得不重復(fù)一些機(jī)械的工作，比如填實(shí)驗(yàn)安排表，計(jì)算各個水平的均值等等。正交設(shè)計(jì)助手可以幫助完成這些繁瑣的工作。1.軟件介紹 打開軟件后，在文件菜單項(xiàng)下可以“新建工程”或“打開工程”，工程文件以lat作為擴(kuò)展名。如下圖所示注意：在“實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目樹”區(qū)域，右鍵點(diǎn)擊當(dāng)前的工程名，可修改工程名稱。2.創(chuàng)建與管理工程3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 新建實(shí)驗(yàn)：在當(dāng)前工程文件中新增一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，一個工程可包含多個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。 每個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括有 （1）實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)描

3、述（實(shí)驗(yàn)編號及簡要說明）、選用的正交表類型(是標(biāo)準(zhǔn)正交表還是混合水平表)（2）選用的正交表（3）表頭設(shè)計(jì)結(jié)果（每個實(shí)驗(yàn)因素的名稱、所在列及各水平的描述）。 單擊實(shí)驗(yàn)新建實(shí)驗(yàn)，如下圖所示 4. 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）直觀分析：根據(jù)所選用的正交表對當(dāng)前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出基本的直觀分析表。 （2）因素指標(biāo)：以直觀分析表的結(jié)果，作出當(dāng)前的因素指標(biāo)圖（即效應(yīng)曲線圖）（3）交互作用：選擇兩個因素進(jìn)行交互作用分析，作出交互作用表。 （4）方差分析：設(shè)定數(shù)據(jù)中的誤差所在列，并選擇所要采用的F檢驗(yàn)臨界值表。計(jì)算出偏差平方和（S值）和F比。并給出顯著性指標(biāo)。5. 輸出結(jié)果（1）保存RTF:將當(dāng)前選擇的實(shí)驗(yàn)頁，即當(dāng)前打開工程

4、的當(dāng)前選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的當(dāng)前結(jié)果頁（如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表或直觀分析表等）輸出 成RTF文件，可以用Word打開閱覽。 （2）保存CVS:同上述，將當(dāng)前選定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的當(dāng)前結(jié)果頁（只能是表格）保存成CVS文件，可以用Excel打開閱覽。 （3）保存HTML:同上述，將當(dāng)前表格存成HTML文件。 （4）直接打印:同上述，將當(dāng)前表格以草稿方式輸出到打印機(jī)，適用于快速打印結(jié)果。 保存圖形：將當(dāng)前選擇的實(shí)驗(yàn)因素指標(biāo)圖保存為BMP圖形文件。正交設(shè)計(jì)助手使用實(shí)例用正交表安排試驗(yàn)及極差分析、方差分析有交互作用的正交試驗(yàn)及極差分析有交互作用的正交試驗(yàn)的方差分析所有實(shí)例取自優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)法及其在化學(xué)中的應(yīng)用正交表安排試驗(yàn)及極差

5、分析、方差分析例：為提高某化工產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率，選擇了三個有關(guān)的因素進(jìn)行條件試驗(yàn)，反應(yīng)溫度（A），反應(yīng)時間（B），用堿量（C），并確定了它們的試驗(yàn)范圍： A：80 - 90 B：90 - 150 min C：5% - 7%試驗(yàn)?zāi)康氖桥宄蛩谹、B、C對轉(zhuǎn)化率的影響，哪些是主要因素，哪些是次要因素，從而確定最優(yōu)生產(chǎn)條件，即溫度、時間及用堿量各為多少才能使轉(zhuǎn)化率提高。試制定試驗(yàn)方案。正交設(shè)計(jì)助手界面：新建工程修改工程名字新建實(shí)驗(yàn)填寫實(shí)驗(yàn)說明（可簡短）選擇合適的正交表填寫因素與水平填寫完實(shí)驗(yàn)信息后軟件自動安排試驗(yàn)填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀分析（即極差分析）極差分析結(jié)果指標(biāo)因素圖的獲得指標(biāo)因素圖方差分析選擇誤差所

6、在列為第四列方差分析結(jié)果有交互作用的正交試驗(yàn)及極差分析例：乙酰胺苯磺化反應(yīng)試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康模合Ｍ岣咭阴０繁降漠a(chǎn)率考慮到反應(yīng)溫度與反應(yīng)時間可能會有交互作用，另外，反應(yīng)溫度與硫酸濃度也可能會有交互作用，即考慮AB，AC。新建試驗(yàn)選擇合適正交表填寫因素水平軟件安排試驗(yàn)輸入實(shí)驗(yàn)結(jié)果極差分析表交互作用選擇發(fā)生交互作用的因素A和B交互作用表有交互作用的正交試驗(yàn)的方差分析例：某分析試驗(yàn)，其測定值受A、B、C三因素的影響，每因素取兩個水平，由于三因素間存在交互作用，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時，可選用L827表，試驗(yàn)安排及結(jié)果歸入表27（試驗(yàn)指標(biāo)要求越小越好）新建試驗(yàn)安排水平輸入實(shí)驗(yàn)結(jié)果極差分析方差分析方差分析結(jié)果交互作用

7、考察A和C的交互作用從交互作用表知道A2C2最好練習(xí)題1.揚(yáng)州軸承廠為了提高軸承圈退貨的質(zhì)量，指定因素水平表如下其試驗(yàn)指標(biāo)為硬度合格率，采用正交表L4(23)其結(jié)果依次是100，45，85，70。試用正交設(shè)計(jì)助手極差分析法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并給出相應(yīng)結(jié)論。2.為提高燒結(jié)礦的質(zhì)量，做下面的配料試驗(yàn)，各因素及其水平如表（單位：t）反應(yīng)質(zhì)量好壞的試驗(yàn)指標(biāo)為含鐵量，越高越好，用正交表L8（27）安排試驗(yàn)。各因素放在正交表的1到6列上，8次試驗(yàn)所得含鐵量（%）依次為50.9，47.1，51.4，51.8，54.3，49.8，51.5，51.3。試用正交設(shè)計(jì)助手對結(jié)果進(jìn)行分析，找出最右優(yōu)配料方案。試驗(yàn)需考慮交互作用AB，AC，BC，如果試驗(yàn)把A、B、C、D安排在的L8(27)的1，2，4，7列，所得結(jié)