工藝優(yōu)化方法(Ⅰ)-正交試驗(yàn)法教學(xué)課件

中國南車工藝優(yōu)化方法(I)·正交試驗(yàn)法株洲時(shí)代電氣絕緣有限責(zé)任公司劉含茂2019年10月19日主要內(nèi)容第一部分正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第二部分正交表及正交表設(shè)計(jì)第三部分正交試驗(yàn)應(yīng)用第四部分正交設(shè)計(jì)軟件PageL2c中國南車第一部分概述■對于單因素或兩因素試驗(yàn),因素少,試驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施與分析都比較簡單。但在實(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。PageD3c中國南車第一部分概述■例1某化工廠想提高某化工產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,對工藝中三個(gè)主要因素各按三個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)(見表1)。試驗(yàn)的目的是為提高合格產(chǎn)品的產(chǎn)量,尋求最適宜的操作條件表1實(shí)驗(yàn)參數(shù)溫度,℃壓力,Pa加堿量,kg水平TP123PPPPageLAc中國南車第一部分概述如何設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案?Page5c中國南車第一部分概述幾個(gè)常用術(shù)語定義試驗(yàn)指標(biāo):指作為試驗(yàn)研究過程的因變量,常為試驗(yàn)結(jié)果特征的量(如得率、純度等)。例1的試驗(yàn)指標(biāo)為合格產(chǎn)品的產(chǎn)量因素:指作試驗(yàn)研究過程的自變量,常常是造成試驗(yàn)指標(biāo)按某種規(guī)律發(fā)生變化的那些原因。如例1的溫度、壓力、堿的用量水平:指試驗(yàn)中因素所處的具體狀態(tài)或情況,又稱為等級。如例的溫度有3個(gè)水平。溫度用7表示,下標(biāo)1、2、3表示因素的不同水平,分別記為T1Page6c中國南車第一部分概述全面搭配實(shí)驗(yàn)方案n1P1p2141圖1全面搭配實(shí)驗(yàn)方案PageDrc中國南車第一部分概述全面搭配實(shí)驗(yàn)方案優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布的均勻性極好,因素和水平的搭配十分全面。全面搭配實(shí)驗(yàn)方案缺點(diǎn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)多達(dá)3=27次(指數(shù)3代表3個(gè)因素,底數(shù)3代表每因素有3個(gè)水平)。因素、水平數(shù)愈多,則實(shí)驗(yàn)次數(shù)就愈多,例如,做一個(gè)6因素3水平的試驗(yàn),就需36=729次實(shí)驗(yàn)。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。怎么辦?還有什么好方法?Page8c中國南車第一部分概述2比較法■先固定T1和P1,只改變m,觀察因素m不同水平的影響,做了如圖2所示的三次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)m=m2時(shí)的實(shí)驗(yàn)效果最好(好的用口表示)合格產(chǎn)品的產(chǎn)量最高,因此認(rèn)為在后面的實(shí)驗(yàn)中因素m應(yīng)取m2水平?！龉潭═和m2,改變P的三次實(shí)驗(yàn)如圖(2)所示,發(fā)現(xiàn)P=P時(shí)的實(shí)驗(yàn)效果最好,因此認(rèn)為因素P應(yīng)取P3水平。固定P3和m2,改變T的三次實(shí)驗(yàn)如圖(3)所示,發(fā)現(xiàn)因素T宜取T2水平。(23圖2比較法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Page郾c中國南車第一部分概述■結(jié)論:為提高合格產(chǎn)品的產(chǎn)量,最適宜的操作條件為:T2P3m2。與全面搭配法方案相比,簡單比較法方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)的次數(shù)少,只需做9次實(shí)驗(yàn)。但是,簡單比較法方案的試驗(yàn)結(jié)果是不可靠的。因?yàn)棰僭诟淖僲值(或P值,或T值)的三次實(shí)驗(yàn)中,說m2(或P3或T2)水平最好是有條件的。在T千T1,PP1時(shí),m2水平不是最好的可能性是有的?！觫谠诟淖僲的三次實(shí)驗(yàn)中,固定T=T2,P=P3應(yīng)該說也是可以的,是隨意的,故在此方案中數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布的均勻性是毫無保障的?！觫?/p>