正交试验设计方法

1、正交试验设计方法一、概述1、 正交试验设计法（正交试验法）是利用正交表来合理安排试验的一种 方法。2、 安排任何一项试验，首先要明确试验的目的是什么？用什么指标来衡量 考核的结果？对试验指标可能有影响的因素是什么？为了搞清楚影响因 素，应当把因素选择在哪些水平上？3、 指标就是试验要考核的效果。在正交试验中，主要设计可测量的定量指标，常 用 x 、y 、z 来表示。4 、因素是指对试验指标可能产生影响的原因。因素是在试验中应当加以考察的重点内容， 一般用 a 、b 、c 、 来表示。在正交试验中，只选取可控因素参加试验。5 、水平是指因素在试验中所处的状态或条件。对于定量因素，每一个选定值即为

2、一个水平。 水平又叫位级， 一般用 1 、2 、3 、 来表示。 在试验中需要考察某因素的几种状态时，则称该因素为几水平（位级）的因素。二、正交表正交表：在设计安排正交试验时制作好的标准化的表格。1 、 正交表的性质：1 ）、 均衡分散性。由于每一列中各种字码出现相同的次数，这就保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中，因而代表性强，容易出现好 条件。（效率高）2 ）、 整齐可比性。由于任意两列中全部有序的数字对出现相同的次数，这就保证了在各个水平的效果之中，最大限度地排除了其他因素的干扰，因 而能最有效地进行比较，作出展望。（效果好）三、常用正交试验设计与分析常用正交试验设计与分析的步

3、骤如下1、 明确试验目的；2、 确定考察的指标；3、 挑因素，选水平（位级）；4、 设计试验方案；5、 实施试验方案；6、 试验结果分析（一般用目测法、极差分析法、画趋势图等）；7、 反复调优试验以逼近最优方案；8、 验证试验并通过生产验证确认较优方案。三、常用正交试验设计与分析示例 1 、明确试验目的2,4 二硝基苯肼是化工厂生产的一种试剂产品。 过去的工艺过程长、工作量大，且产品经常不合格。今采用 2,4 二硝基氯代苯（以下简称氯代 苯）与水合肼在乙醇作溶剂下合成的新工艺，小试已初步成功，但产率只 有 45 ，希望通过正交试验，找出好的生产条件，达到优质增产的目的。2 、确定考察指标要考察

4、的指标： 产率 （ ）、外观 （颜色 ）。3 、挑因素、选水平（位级），制定因素水平（位级）表经分析决定考察乙醇用量、水合肼用量、反应温度、反应时间、水合肼品 种、搅拌速度六种等因素，每种因素各选出两个水平（位级）。4 、设计试验方案 1 ）、 因素顺序上列2 ）、 位级对号入座5、 实施试验方案5、 试验结果分析1) 、 直接看，可靠又方便。产率：颜色：2 ）、算一算，有效又简单。i a1 ， b1 ， c1 ，；i a2 ， b2 ， c2 ，；3 ）、比极差 r ：若 r 大，表示该列因素对产率的影响敏感，是重要因素； 若 r 小，表示该列因素对产率的影响不敏感，是不重要因素。确定因素排

5、序：主次（ r ：大小）4 ）、比位级：若 i ii ，则该列因素的位级 1 比位级 2 好；若 i ii ，则该列因素的位级 2 比位级 1 好。确定因素的位级或取舍。6 、试验结果分析1)、 “直接看”和“算一算”的关系。1)、 如果生产上急需， 通常应优先补充试验 “算一算” 的好条件。 经过验证， 如果效果真有所提高，就可将它交付生产上使用。2)、 倘若验证后的效果比不上“直接看”的好条件，就说明该试验的现象 比较复杂。还有一种情况是，试验时间较长，等不到验证试验的结果。对于这两种 情况，生产上可先用“直接看”的好条件，也可结合具体情况作些修改； 与此同时，另行安排试验，寻找更好的条件

6、。7 、 反复调优试验，逼近最优方案1 ）、 挑因素，选位级，制定因素位级表2)、利用正交表确定试验方案，实施试验方案。3 ）、试验结果分析“直接看“：颜色：加料速度是影响颜色的重要因素产率：第 2 号的产率（ 86 ）最高试验条件：水合肼用量为理论值的 2.3 倍，反应时间为 2h ，慢速加料。“算一算“： 因素（主次）水合肼用量加料速度时间“算一算”的好条件与“直接看”的好条件一致。 运用正交试验法的注意事项：1)、 不应随便选取非正交表进行正交试验。好位 2.3 倍慢 2h2) 、当选用日本正交表做试验时，则应按日本型正交试验的程序、方法进行试验设计与分析；当选用中国型正交表做试验时，则应按中国型正交试验 的程序、方法进行试验设计与分析。二者不能混用。3)、 试验前要确定考察指标，对多项考察指标要分清主次，最好设法（如综 合评分）使之变成单项考察指标。3)、 进行正交试验设计时应尽量多考察因素、水平（位级）。3)、 在试验实施的过程中，因素水平（位级）要严格控制在规定的水