第三章_正交试验设计(6)-多指标正交试验数据分析

1、试验优化设计试验优化设计主讲：李兵主讲：李兵第三章第三章正交试验设计正交试验设计多指标正交试验多指标正交试验数据分析数据分析 试验结果有多个指标全面衡量试验结果有多个指标全面衡量 特点：特点： 各指标重要程度不同；各指标重要程度不同； 各因素对不同指标影响程度不同。各因素对不同指标影响程度不同。分析方法：分析方法： 综合平衡法，综合评分法综合平衡法，综合评分法 就是对测得的各个指标，先逐一分别按就是对测得的各个指标，先逐一分别按单指标计算分析，找出其因素水平的最优组单指标计算分析，找出其因素水平的最优组合，再根据各项指标重要性及其各项指标中合，再根据各项指标重要性及其各项指标中因素主次、水平优

2、劣等进行综合平衡，最后因素主次、水平优劣等进行综合平衡，最后确定整体最优组合。确定整体最优组合。综合平衡法综合平衡法例例3.11： 在磨削在磨削204204滚动轴承内圈外滚道工序中，探索磨削滚动轴承内圈外滚道工序中，探索磨削参数对加工精度、表面粗糙度和生产率的影响，确定最参数对加工精度、表面粗糙度和生产率的影响，确定最佳生产条件。确定砂轮修呖时间佳生产条件。确定砂轮修呖时间(A)(A)、工件转速、工件转速(B)(B)、粗、粗磨走刀量（磨走刀量（C C）、精磨走刀量（）、精磨走刀量（D D）四个因素，各取三个）四个因素，各取三个水平水平 因素因素试验号试验号AsecBr/minCmm/secDm

3、m/sec试验指标试验指标粗糙度粗糙度1m圆度圆度2m效率效率3Sec/件件11(10)1(1500)1(0.149)1(0.017)0.491.546.3212(1200)2(0.127)2(0.0136)0.381.807.2313(750)3(0.110)3(0.011)0.401.887.342(12)1230.411.407.2522310.341.607.3623120.451.927.173(14)1320.331.447.8832130.321.886.8933210.311.687.8Kj162.8432.5863.8740.98Kj248.3348.1040.9854.92

4、Kj335.6466.1341.9650.92Rj27.233.5522.8913.94磨削试验安排与结果分析磨削试验安排与结果分析 因素结因素结果计算果计算ABCD粗粗糙糙度度Kj1（平均）（平均）0.4230.4100.4200.380Kj2 （平均）（平均）0.4000.3470.3670.387Kj3 （平均）（平均）0.3200.3870.3570.377Rj0.1030.0630.0630.010圆圆度度Kj1（平均）（平均）1.7401.4601.7801.607Kj2 （平均）（平均）1.6401.7601.6271.720Kj3 （平均）（平均）1.6671.8271.640

5、1.720Rj0.1000.3670.1530.113效效率率Kj1（平均）（平均）6.9337.1006.7337.133Kj2 （平均）（平均）7.2007.1007.4007.367Kj3 （平均）（平均）7.4707.4007.4677.100Rj0.4370.3000.7340.267磨削试验综合平衡法结果分析磨削试验综合平衡法结果分析试验指标试验指标因素主次因素主次最优水平最优水平粗糙度粗糙度A B C DA3B2C3D3圆度圆度B C D AB1C2D1A2效率效率C A B D C1A1B1D3磨削试验因素主次与最优水平磨削试验因素主次与最优水平最终确定的最优水平组合：最终确定

6、的最优水平组合：(A3B1C1D3)重重要要程程度度综合平衡时原则：综合平衡时原则： 1、某指标的主要影响因素，应取其作为主因素时、某指标的主要影响因素，应取其作为主因素时的优水平；的优水平； 2、某因素对各指标影响程度相差不大，按、某因素对各指标影响程度相差不大，按“少数少数服从多数服从多数”原则，取出现次数较多的优水平；原则，取出现次数较多的优水平； 3、相对重要的指标，应优先满足其对因素优水平、相对重要的指标，应优先满足其对因素优水平的选取；的选取； 4、影响不显著的因素，其水平的选取应考虑成本。、影响不显著的因素，其水平的选取应考虑成本。综合评分法综合评分法 将每个试验所得各指标实测值

7、转化将每个试验所得各指标实测值转化成一个总评分，然后以此评分作为单指成一个总评分，然后以此评分作为单指标来进行统计分析标来进行统计分析两种直接评分方法两种直接评分方法1、对每个实验各指标综合评价，直接给出该号、对每个实验各指标综合评价，直接给出该号试验结果的综合分；试验结果的综合分；2、先对每个实验的每个指标评分，再按各指标、先对每个实验的每个指标评分，再按各指标的重要性不同，求各指标分数的加权和作为总的重要性不同，求各指标分数的加权和作为总评分。评分。例例2.12： 东风公司通用铸锻厂采用正交试东风公司通用铸锻厂采用正交试验法探讨水基涂料的最佳配方。试验法探讨水基涂料的最佳配方。试验中选用四

8、种原料作为四种因素，验中选用四种原料作为四种因素，各取三个水平。各取三个水平。 因素因素 试验试验号号（1）A（%）（2）B（%）（3）C（%）（4）D（%）试验指标试验指标粘度粘度（秒）（秒）比重比重(g/m)悬浮悬浮性性(%)强度强度值值(g)涂刷涂刷指数指数M触发触发性性(%)综合综合计分计分11111稠稠1.4594.00.213.9536.05521222稠稠1.4295.00.122.5720.86031333稠稠1.4595.00.114.0839.070421239.201.4092.00.213.748.30405223112.01.4094.00.063.6225.0706

9、2312稠稠1.5096.00.353.1137.1507313211.01.5598.00.094.5640.490832138.601.3290.00.053.5833.380933219.701.4094.00.063.2343.8100Kj1185185185225Kj2160210200200Kj3270220230190Kj161.6761.6761.6775.00Kj253.3370.0066.6766.67Kj390.0073.3376.6763.33Rj36.6711.6615.0011.67水基涂料试验方案与结果分析水基涂料试验方案与结果分析消除量纲加权评分消除量纲加权评分

10、(Yg) k=(100/Rk)(Yg)k-(Ymin)k Rk=(Ymax)k-(Ymin)k 式中：式中： (Yg)k第第g号试验号试验k项试验指标观测值；项试验指标观测值； (Ymax)k 第第k项试验指标中最大值；项试验指标中最大值； (Ymin)k第第k项试验指标中最小值；项试验指标中最小值； Rk 各项试验指标的极差；各项试验指标的极差； (Yg) k 第第g号试验号试验k项试验指标的评分值。项试验指标的评分值。将各项指标无量纲化：将各项指标无量纲化：Yg*= Wk (Yg) k = Wk (100/Rk)(Yg)k-(Ymin)k Wk权重；权重； g试验号；试验号； Yg*第第g

11、号试验条件综合分。号试验条件综合分。例例2.12中，取各项权重为：粗糙度中，取各项权重为：粗糙度0.40，圆度，圆度0.50， 效率效率0.10。计算结果如下表：。计算结果如下表：将无量纲化各指标加权求和得到综合分：将无量纲化各指标加权求和得到综合分： 因素因素试验号试验号AsecBr/minCmm/secDmm/sec试验指标试验指标粗糙度粗糙度1m圆度圆度2m效率效率3Sec/件件Yg*11(10)1(1500)1(0.149)1(0.017)0.491.546.353.46212(1200)2(0.127)2(0.0136)0.381.807.260.02313(750)3(0.110)3(0.011)0.401.887.375.0442(12)1230.411.407.226.22522310.341.607.332.56623120.451.927.186.4473(14)1320.331.447.818.29832130.321.886.851.71933210.311.687.836.92Kj162