7試驗(yàn)設(shè)計(jì).ppt

1、試驗(yàn)設(shè)計(jì),苗瑞,試驗(yàn)設(shè)計(jì)定義,試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一門研究如何正確地安排試驗(yàn)和分析結(jié)果的科學(xué)，目的是以最少或較少的試驗(yàn)次數(shù)得到最佳的試驗(yàn)結(jié)果。,試驗(yàn)設(shè)計(jì)（例）,在上例中，將時(shí)間及溫度以外的各條件予以固定，并將溫度及時(shí)間予二元二次法作試驗(yàn)。,將產(chǎn)品分為4組：,在四組不同的樣品中，經(jīng)試驗(yàn)后何者為最佳的作業(yè)條件，即可制訂為作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的條件。,正交試驗(yàn)的概念,正交試驗(yàn)法是研究與處理多因素試驗(yàn)的一種科學(xué)方法，它是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，利用正交表來科學(xué)、合理安排和分析眾多因素的試驗(yàn)方法。 它優(yōu)點(diǎn)在于能從很多試驗(yàn)條件中，選出代表性強(qiáng)的少數(shù)次條件，并能通過對(duì)少數(shù)次試驗(yàn)條件的分析，找出較好的生產(chǎn)條件、最優(yōu)的試驗(yàn)方案

2、、較優(yōu)的結(jié)果。,影響因素,全面試驗(yàn)次數(shù),正交試驗(yàn)次數(shù),選擇三個(gè)不同的水平,4 34 （81） 9,10 310 = 59049,正交試驗(yàn)的概念,安排任何一項(xiàng)試驗(yàn),明確試驗(yàn)的目的是什么？,用什么指標(biāo)來衡量考核試驗(yàn)的結(jié)果？,對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)可能有影響的因素是什么？,為了搞清楚影響的因素，應(yīng)當(dāng)把因素選擇在哪些水平上？,正交試驗(yàn)法的名詞注解,試驗(yàn)指標(biāo)：,試驗(yàn)需要考察的效果稱為試驗(yàn)指標(biāo)；,因素：,對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有影響的參數(shù)稱為因素；,水平：,因素在試驗(yàn)中所處的狀態(tài)和條件的變化可能引起指標(biāo)的波動(dòng)，把因素變化的各種狀態(tài)和條件稱為因素的水平。；,正交表的格式與特點(diǎn),正交表是由正交拉丁方自然推廣而得到的規(guī)格化的表。 正交

3、表是有規(guī)律的，按順序排成現(xiàn)成的表格，是正交試驗(yàn)的工具，正交試驗(yàn)是通過正交表進(jìn)行的。,L4(23),正交表代號(hào),正交表橫行數(shù) 代表試驗(yàn)次數(shù),因素水平表 位級(jí)數(shù),正交表列數(shù) 因素?cái)?shù),正交表的格式與特點(diǎn),1、均衡分散性；每一列中各種字碼出現(xiàn)相同的次數(shù)。,2、整齊可比性；任意兩列中全部有序數(shù)字都出現(xiàn)相同的次數(shù)。,正交表的格式與特點(diǎn),正交表（例）,某軌枕廠試用減水劑以節(jié)約水泥。影響指標(biāo)的因素有四個(gè)，每個(gè)因素選取三個(gè)水平。,考察的試驗(yàn)指標(biāo)僅為脫模強(qiáng)度，已知在節(jié)約水泥10%的條件下使用減水劑對(duì)脫模強(qiáng)度影響比較好，希望通過正交試驗(yàn)找出比較好的配方。,正交表（例）,1,試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo),試驗(yàn)?zāi)康模核鄵接脺p水劑以

4、節(jié)約水泥,考核指標(biāo)：軌枕脫模強(qiáng)度,2,制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂,正交表（例）,3,選用正交表,用L9(34),正交表（例）,4,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,正交表（例）,5,進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄計(jì)算,正交表（例）,6,進(jìn)行分析 計(jì)算極差,最好？,K1= 333 + 368 + 362 = 1063,K2= 367 + 336 + 333 = 1036,K3= 358 + 349 + 362 = 1069,RA= 1069 1036 = 33,正交表（例）,7,進(jìn)行分析,確定主次因素順序： R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，減水劑是主

5、要因素；,主,次,C D A B,正交表（例）,7,進(jìn)行分析,選取較優(yōu)方案： 最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件； 當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)越大越好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最大的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平； 本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平3 因素B 中最優(yōu)水平為水平1 因素C 中最優(yōu)水平為水平2 因素D 中最優(yōu)水平為水平3,最優(yōu)水平組合為A3B1C2D3：,正交表（例）,8,進(jìn)行分析,畫趨勢(shì)圖：,0.28 0.30 0.32 0.27 0.28 0.29 0.3 0.5 0.7 370 380 390,9,反復(fù)調(diào)優(yōu)試驗(yàn)，逼近最優(yōu)方案,正交表（例）,某工廠生產(chǎn)一種檢查

6、某種疾病用的碘化鈉晶體，要求應(yīng)力愈小愈好。退火工藝是影響質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)通過正交試驗(yàn)找到降低應(yīng)力的工藝條件。影響指標(biāo)的因素有升溫速度、恒溫溫度、恒溫時(shí)間、降溫速度，每個(gè)因素選取三個(gè)水平。,正交表（例）,1,試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo),試驗(yàn)?zāi)康模赫业绞乱说耐嘶鸸に嚄l件,考核指標(biāo)：應(yīng)力,2,制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂,正交表（例）,3,選用正交表,用L9(34),正交表（例）,4,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,正交表（例）,5,進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄計(jì)算,正交表（例）,6,進(jìn)行分析,確定主次因素順序： R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，升溫速度是主

7、要因素；,主,次,A C B D,正交表（例）,7,進(jìn)行分析,選取較優(yōu)方案： 最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件； 當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)越小越好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最小的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平； 本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平2 因素B 中最優(yōu)水平為水平2 因素C 中最優(yōu)水平為水平1 因素D 中最優(yōu)水平為水平3,最優(yōu)水平組合為A2B2C1D3：,正交表（例）,8,進(jìn)行分析 （越小越好）,畫趨勢(shì)圖：,30 50 100 600 450 500 6 2 4 1.5 1.7 15,9,反復(fù)調(diào)優(yōu)試驗(yàn)，逼近最優(yōu)方案,正交表（例）,某廠一零件的鏜孔工序質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)

8、常出現(xiàn)內(nèi)徑偏差較大的質(zhì)量問題，根據(jù)專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取因子和水平如下表，運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法探討鏜孔工序加工質(zhì)量較優(yōu)的工藝條件。,正交表（例）,1,試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo),試驗(yàn)?zāi)康模簩ふ溢M孔工序加工質(zhì)量較優(yōu)的工藝條件,考核指標(biāo)：偏差量,2,制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂,正交表（例）,3,選用正交表,L9(34),正交表（例）,4,設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,正交表（例）,6,進(jìn)行分析,確定主次因素順序： R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，切削速度是主要因素；,主,次,A C B D,正交表（例）,6,進(jìn)行分析,選取較優(yōu)方案： 最優(yōu)方案一般

9、就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件； 當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)最小最好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最小的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平； 本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平2 因素B 中最優(yōu)水平為水平3 因素C 中最優(yōu)水平為水平2 因素D 中最優(yōu)水平為水平1,最優(yōu)水平組合為A2 B 3C 2D 1：,多指標(biāo)的正交試驗(yàn),最好？,可以設(shè)定權(quán)重,正交表（例）,某廠生產(chǎn)的鋼件淬火硬度偏低，為了改善工藝，提高硬度，現(xiàn)對(duì)鋼件的熱處理工藝進(jìn)行正交試驗(yàn)，探討較優(yōu)的工藝條件。,正交表（例）,1,試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo),試驗(yàn)?zāi)康模簩ふ逸^優(yōu)的工藝條件,考核指標(biāo)：淬火硬度，愈大愈好,2,制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂,正交表（例）,3,選用正交表,L8(4X 24),正交表（例）,