7试验设计.ppt

1、试验设计,苗瑞,试验设计定义,试验设计是一门研究如何正确地安排试验和分析结果的科学，目的是以最少或较少的试验次数得到最佳的试验结果。,试验设计（例）,在上例中，将时间及温度以外的各条件予以固定，并将温度及时间予二元二次法作试验。,将产品分为4组：,在四组不同的样品中，经试验后何者为最佳的作业条件，即可制订为作业标准的条件。,正交试验的概念,正交试验法是研究与处理多因素试验的一种科学方法，它是在实践经验与理论认识的基础上，利用正交表来科学、合理安排和分析众多因素的试验方法。 它优点在于能从很多试验条件中，选出代表性强的少数次条件，并能通过对少数次试验条件的分析，找出较好的生产条件、最优的试验方案

2、、较优的结果。,影响因素,全面试验次数,正交试验次数,选择三个不同的水平,4 34 （81） 9,10 310 = 59049,正交试验的概念,安排任何一项试验,明确试验的目的是什么？,用什么指标来衡量考核试验的结果？,对试验指标可能有影响的因素是什么？,为了搞清楚影响的因素，应当把因素选择在哪些水平上？,正交试验法的名词注解,试验指标：,试验需要考察的效果称为试验指标；,因素：,对试验指标有影响的参数称为因素；,水平：,因素在试验中所处的状态和条件的变化可能引起指标的波动，把因素变化的各种状态和条件称为因素的水平。；,正交表的格式与特点,正交表是由正交拉丁方自然推广而得到的规格化的表。 正交

3、表是有规律的，按顺序排成现成的表格，是正交试验的工具，正交试验是通过正交表进行的。,L4(23),正交表代号,正交表横行数 代表试验次数,因素水平表 位级数,正交表列数 因素数,正交表的格式与特点,1、均衡分散性；每一列中各种字码出现相同的次数。,2、整齐可比性；任意两列中全部有序数字都出现相同的次数。,正交表的格式与特点,正交表（例）,某轨枕厂试用减水剂以节约水泥。影响指标的因素有四个，每个因素选取三个水平。,考察的试验指标仅为脱模强度，已知在节约水泥10%的条件下使用减水剂对脱模强度影响比较好，希望通过正交试验找出比较好的配方。,正交表（例）,1,试验目的和指标,试验目的：水泥掺用减水剂以

4、节约水泥,考核指标：轨枕脱模强度,2,制订因素水平表- 根据以往经验和资料分析制订,正交表（例）,3,选用正交表,用L9(34),正交表（例）,4,设计试验方案,正交表（例）,5,进行试验，并记录计算,正交表（例）,6,进行分析 计算极差,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,进行分析,确定主次因素顺序： R越大，说明该因素的水平变化对试验结果指标影响越大，因而这个因素对试验指标就愈重要。在本例中，减水剂是主

5、要因素；,主,次,C D A B,正交表（例）,7,进行分析,选取较优方案： 最优方案一般就是最优水平的组合，所谓最优水平的组合就是指全体最优水平组成的试验条件； 当试验指标越大越好时，以每列的Ki中数值最大的相应水平为最优水平； 本例中， 因素A 中最优水平为水平3 因素B 中最优水平为水平1 因素C 中最优水平为水平2 因素D 中最优水平为水平3,最优水平组合为A3B1C2D3：,正交表（例）,8,进行分析,画趋势图：,0.28 0.30 0.32 0.27 0.28 0.29 0.3 0.5 0.7 370 380 390,9,反复调优试验，逼近最优方案,正交表（例）,某工厂生产一种检查

6、某种疾病用的碘化钠晶体，要求应力愈小愈好。退火工艺是影响质量的一个重要环节。现通过正交试验找到降低应力的工艺条件。影响指标的因素有升温速度、恒温温度、恒温时间、降温速度，每个因素选取三个水平。,正交表（例）,1,试验目的和指标,试验目的：找到事宜的退火工艺条件,考核指标：应力,2,制订因素水平表- 根据以往经验和资料分析制订,正交表（例）,3,选用正交表,用L9(34),正交表（例）,4,设计试验方案,正交表（例）,5,进行试验，并记录计算,正交表（例）,6,进行分析,确定主次因素顺序： R越大，说明该因素的水平变化对试验结果指标影响越大，因而这个因素对试验指标就愈重要。在本例中，升温速度是主

7、要因素；,主,次,A C B D,正交表（例）,7,进行分析,选取较优方案： 最优方案一般就是最优水平的组合，所谓最优水平的组合就是指全体最优水平组成的试验条件； 当试验指标越小越好时，以每列的Ki中数值最小的相应水平为最优水平； 本例中， 因素A 中最优水平为水平2 因素B 中最优水平为水平2 因素C 中最优水平为水平1 因素D 中最优水平为水平3,最优水平组合为A2B2C1D3：,正交表（例）,8,进行分析 （越小越好）,画趋势图：,30 50 100 600 450 500 6 2 4 1.5 1.7 15,9,反复调优试验，逼近最优方案,正交表（例）,某厂一零件的镗孔工序质量不稳定，经

8、常出现内径偏差较大的质量问题，根据专业知识和实践经验，选取因子和水平如下表，运用正交试验设计法探讨镗孔工序加工质量较优的工艺条件。,正交表（例）,1,试验目的和指标,试验目的：寻找镗孔工序加工质量较优的工艺条件,考核指标：偏差量,2,制订因素水平表- 根据以往经验和资料分析制订,正交表（例）,3,选用正交表,L9(34),正交表（例）,4,设计试验方案,正交表（例）,6,进行分析,确定主次因素顺序： R越大，说明该因素的水平变化对试验结果指标影响越大，因而这个因素对试验指标就愈重要。在本例中，切削速度是主要因素；,主,次,A C B D,正交表（例）,6,进行分析,选取较优方案： 最优方案一般

9、就是最优水平的组合，所谓最优水平的组合就是指全体最优水平组成的试验条件； 当试验指标最小最好时，以每列的Ki中数值最小的相应水平为最优水平； 本例中， 因素A 中最优水平为水平2 因素B 中最优水平为水平3 因素C 中最优水平为水平2 因素D 中最优水平为水平1,最优水平组合为A2 B 3C 2D 1：,多指标的正交试验,最好？,可以设定权重,正交表（例）,某厂生产的钢件淬火硬度偏低，为了改善工艺，提高硬度，现对钢件的热处理工艺进行正交试验，探讨较优的工艺条件。,正交表（例）,1,试验目的和指标,试验目的：寻找较优的工艺条件,考核指标：淬火硬度，愈大愈好,2,制订因素水平表- 根据以往经验和资料分析制订,正交表（例）,3,选用正交表,L8(4X 24),正交表（例）,