正交设计助手.pptx

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。第1页/共54页 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。正交实验法的介绍第2页/共54页软件各模块介绍软件简介创建与管理工作设计实验分析实验结果输出结果第3页/共54页 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.软件介绍第4页/共54页 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.创建与管理工程第5页/共54页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 第6页/共54页第7页/共54页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。并给出显著性指标。第8页/共54页第9页/共54页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。第10页/共54页第11页/共54页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第12页/共54页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。第13页/共54页正交设计助手界面：第14页/共54页新建工程第15页/共54页修改工程名字第16页/共54页第17页/共54页新建实验第18页/共54页填写实验说明（可简短）第19页/共54页选择合适的正交表第20页/共54页填写因素与水平第21页/共54页填写完实验信息后软件自动安排试验第22页/共54页填写实验结果第23页/共54页直观分析（即极差分析）第24页/共54页极差分析结果第25页/共54页指标因素图的获得第26页/共54页指标因素图第27页/共54页方差分析第28页/共54页选择误差所在列为第四列第29页/共54页方差分析结果第30页/共54页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。第31页/共54页新建试验第32页/共54页选择合适正交表第33页/共54页填写因素水平第34页/共54页软件安排试验第35页/共54页输入实验结果第36页/共54页极差分析表第37页/共54页交互作用第38页/共54页选择发生交互作用的因素A和B第39页/共54页交互作用表第40页/共54页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）第41页/共54页新建试验第42页/共54页安排水平第43页/共54页输入实验结果第44页/共54页极差分析第45页/共54页方差分析第46页/共54页方差分析结果第47页/共54页交互作用第48页/共54页考察A和C的交互作用第49页/共54页从交互作用表知道A2C2最好第50页/共54页练习题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C128008206h8h400500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。第51页/共54页2.为提高烧结矿的质量，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128.09.05.04.00.80.92.03.01.00.50.51.0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。第52页/共54页水平因素A微元B玉米粉C白糖D时间120.60.351317342025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)的1，2，4，7列，所得结果依次20.5，22.4，11.0，15.0，13.5，12.6，20.0，18.0，试用正交设计助手极差分析法和方差分析法分析实验结果。3.某厂生产某种化工产品存在效率低、成本高等问题，为提高效 率，选取下面因素及水平表。第53页/共54页感谢您的观看！第54页/共54页