正交设计助手

1、正交设计助手在化工中的应用 主讲人：吝金环 在实际工作中，常常需要同时考察3个或3个以上的 试验因素，若进行全面试验，则试验的规模将很大，往 往因试验条件的限制而难于实施。 正交设计是安排多因素试验、寻求最优水平组合的 一种高效率试验设计方法。 正交实验法是利用数理统计学和正交性原理，从大 量的试验点中选取的适量的具有代表性的试验点，应用 正交表合理安排实验的科学方法。经验表明，实验中的 最好点，虽然不一定是全面实验中最好点，但也往往是 相当好的点。特别是如果其中只有一两个因素起主要作 用，用正交实验法能保证主要因素的各种可能搭配都不 会漏掉。 正交实验法的介绍 软件各模块介绍 软件简介 创建

2、与管理工作 设计实验 分析实验结果 输出结果 正交设计助手一款针对正交实验设计及结果分析而制 作的专业软件。正交设计方法是我们常用的实验设计方法， 它让我们以较少的实验次数得到科学的实验结论。但是我 们经常不得不重复一些机械的工作，比如填实验安排表， 计算各个水平的均值等等。正交设计助手可以帮助完成这 些繁琐的工作。 1.软件介绍 打开软件后，在文件菜单项下可以“新建工 程”或“打开工程”，工程文件以lat作为扩展名。 如下图所示 注意：在“实验项目树”区域，右键点击当前的 工程名，可修改工程名称。 2.创建与管理工程 3.设计实验 新建实验：在当前工程文件中新增一个实验项 目，一个工程可包含

3、多个实验项目。 每个实验项 目包括有 （1）实验名称、实验描述（实验编号及简要说明）、 选用的正交表类型(是标准正交表还是混合水平表) （2）选用的正交表 （3）表头设计结果（每个实验因素的名称、所在列 及各水平的描述）。 单击实验新建实验，如下图所示 4. 分析实验结果 （1）直观分析：根据所选用的正交表对当前实验数 据作出基本的直观分析表。 （2）因素指标：以直观分析表的结果，作出当前的 因素指标图（即效应曲线图） （3）交互作用：选择两个因素进行交互作用分析， 作出交互作用表。 （4）方差分析：设定数据中的误差所在列，并选择 所要采用的F检验临界值表。计算出偏差平方和（S 值）和F比。并

4、给出显著性指标。 5. 输出结果 （1）保存RTF:将当前选择的实验页，即当前打开工程 的当前选定实验项目的当前结果页（如实验设计表 或直观分析表等）输出 成RTF文件，可以用Word打 开阅览。 （2）保存CVS:同上述，将当前选定的实验项目的当 前结果页（只能是表格）保存成CVS文件，可以用 Excel打开阅览。 （3）保存HTML:同上述，将当前表格存成HTML文件。 （4）直接打印:同上述，将当前表格以草稿方式输出 到打印机，适用于快速打印结果。 保存图形：将 当前选择的实验因素指标图保存为BMP图形文件。 正交设计助手使用实例 1.用正交表安排试验及极差分析、方差分析 2.有交互作用

5、的正交试验及极差分析 3.有交互作用的正交试验的方差分析 所有实例取自优化试验设计法及其在化学中的应用 正交表安排试验及极差分析、方差分析 例：为提高某化工产品的转化率，选择了三个有关 的因素进行条件试验，反应温度（A），反应时间 （B），用碱量（C），并确定了它们的试验范围： A：80 - 90 B：90 - 150 min C：5% - 7% 试验目的是弄清楚因素A、B、C对转化率的影响， 哪些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优 生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使 转化率提高。试制定试验方案。 正交设计助手界面： 新建工程 修改工程名字 新建实验 填写实验说明（可简短） 选

6、择合适的正交表 填写因素与水平 填写完实验信息后软件自动安排试验 填写实验结果 直观分析（即极差分析） 极差分析结果 指标因素图的获得 指标因素图 方差分析 选择误差所在列为第四列 方差分析结果 有交互作用的正交试验及极差分析 例：乙酰胺苯磺化反应试验 试验目的：希望提高乙酰胺苯的产率 考虑到反应温度与反应时间可能会有交互作用，另外， 反应温度与硫酸浓度也可能会有交互作用，即考虑 AB，AC。 新建试验 选择合适正交表 填写因素水平 软件安排试验 输入实验结果 极差分析表 交互作用 选择发生交互作用的因素A和B 交互作用表 有交互作用的正交试验的方差分析 例：某分析试验，其测定值受A、B、C三

7、因素的影响， 每因素取两个水平，由于三因素间存在交互作用，在 设计试验方案时，可选用L827表，试验安排及结果归 入表27（试验指标要求越小越好） 新建试验 安排水平 输入实验结果 极差分析 方差分析 方差分析结果 交互作用 考察A和C的交互作用 从交互作用表知道A2C2最好 练习题 1.扬州轴承厂为了提高轴承圈退货的质量，指定因素水平表如下 水平 因素 上升温度A保温时间B出炉温度C 1 2 800 820 6h 8h 400 500 其试验指标为硬度合格率，采用正交表L4(23)其结果依次是100，45， 85，70。试用正交设计助手极差分析法分析实验结果，并给出相应结 论。 2.为提高烧

8、结矿的质量，做下面的配料试验，各因素及其水平如 表（单位：t） 水平 因素 A 精矿 B 生矿 C 焦粉 D 石灰 E 白云石 F 铁屑 1 2 8.0 9.0 5.0 4.0 0.8 0.9 2.0 3.0 1.0 0.5 0.5 1.0 反应质量好坏的试验指标为含铁量，越高越好，用正交表L8（27）安排 试验。各因素放在正交表的1到6列上，8次试验所得含铁量（%）依次 为50.9，47.1，51.4，51.8，54.3，49.8，51.5，51.3。试用正交设计 助手对结果进行分析，找出最右优配料方案。 水平 因素 A 微元 B 玉米粉 C 白糖 D 时间 1 2 0.6 0.35 13 17 3 4 20 25 试验需考虑交互作用AB，AC，BC，如果试验把A、B、C、D安排 在的L8(27