正交试验设计正交试验及直观分析.pptx

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1、第三章第三章正交试验设计正交试验设计第1页/共29页一个实例一个实例3.1提高钢质工件硬度的基本生产过程为：淬火 把840左右的工件投入某液态介质,提高其硬度回火 冷却后再把工件加温到430左右，并保持约1小时,再冷却,释放内应力.问如何改变工艺参数,以提高硬度指标？第2页/共29页指标指标:硬度指标硬度指标,记作记作 y.y.因素因素:A :A 淬火温度淬火温度 (),),B B 回火温度回火温度 (),),C C 回火时间回火时间 (分钟分钟).).水平水平因素因素淬火温度淬火温度回火温度回火温度回火时间回火时间minmin符号符号T1T1T2T2t t123840850860410430

2、 450406080第3页/共29页如何安排试验？如何安排试验？A1A2A3B1B2B3C1C2C3第4页/共29页 完全试验法完全试验法A1B1B2B3C1C2C3C1C2C3C1C2C3A2A3 2727次次第5页/共29页完全试验法试验点空间分布完全试验法试验点空间分布A1A2A3B1B2B3C1C2C3第6页/共29页 因素轮换法因素轮换法A1B1C1C2C3A1C2B1B2B3A1A2A3C2B39 9次次7 7次次第7页/共29页因素轮换法试验点空间分布因素轮换法试验点空间分布A1A2A3B1B2B3C1C2C3第8页/共29页 正交试验法正交试验法用正交表来安排试验用正交表来安排

3、试验L L9 9（3 34 4）序号序号列号列号1234ABC123456789111222333123123123123231312123312231第9页/共29页正交表表示方法L9（34）一列中出现的数字个数一列中出现的数字个数(水平数水平数)正交表行数（试验次数）正交表行数（试验次数）正交表的代号正交表的代号正交表列数正交表列数第10页/共29页常见正交表各列水平均为2的常用正交表有：L4（23），L8（27），L12（211），L16（215），L20（219），L32（231）各列水平数均为3的常用正交表有：L9（34），L27（313）各列水平数均为4的常用正交表有：L16（45

4、）第11页/共29页正交性正交性【均衡分散性均衡分散性】：每一列中所有数字出现的每一列中所有数字出现的次数是相等的次数是相等的【整体可比性整体可比性】：任意两列间横向组合的数任意两列间横向组合的数字对搭配次数也是相等的字对搭配次数也是相等的第12页/共29页正交试验法试验点空间分布（正交性的直观解释）正交试验法试验点空间分布（正交性的直观解释）A1A2A3B1B2B3C1C2C3【整齐可比性整齐可比性】【均衡分散性均衡分散性】试验点在空间中的分布试验点在空间中的分布达到最大的均匀度达到最大的均匀度任何一组平行平面，任何一组平行平面，其他两因素等效出现其他两因素等效出现第13页/共29页试验号试

5、验号列号列号1234因素因素A（空白）（空白）BC123456789A1A1A1A2A2A2A3A3A3123123123B1B2B3B2B3B1B3B1B2C1C2C3C3C1C2C2C3C1用正交表安排试验选用正交表选用正交表 L L9 9（3 34 4）安排例）安排例3.13.1试验试验第14页/共29页正交试验结果试验号试验号列号列号1234硬度硬度因素因素T1(A)T2(B)t(C)yj1234567898408408408508508508608608601231231234104304504304504104504104304060808040606080401902001751

6、65183212196178187第15页/共29页正交试验数据直观分析第16页/共29页直接观察：A2 B1 C2 淬火温度T1=850，回火温度T2=410，回火时间t=60min的效果最好，指标硬度最高第17页/共29页计算的最好条件组合：(sumif函数的应用）第18页/共29页计算分析结果：A1 B1 C2 淬火温度T1=840，回火温度T2=450，回火时间t=40min的效果最好，指标硬度最高回火时间 回火温度 淬火温度极差分析表明因素对指标的影响程度依次是：极差分析表明因素对指标的影响程度依次是：第19页/共29页画趋势图第20页/共29页验证实验 对因素组合：对因素组合：A1

7、 B1 C2 淬火温度淬火温度T1=840，回火温度，回火温度T2=450，回火时间回火时间t=40min时进行实际生产，与原生产时进行实际生产，与原生产工艺对比，看硬度是否有所提高。工艺对比，看硬度是否有所提高。第21页/共29页运用运用Minitab和正交助手对和正交助手对正交试验数据进行直观分析正交试验数据进行直观分析第22页/共29页因素水平表因素水平表水平水平反应温度反应温度加碱量加碱量催化剂催化剂1 1A1=80A1=80B1=35B1=35C1=C1=甲甲2 2A2=85A2=85B2=48B2=48C2=C2=乙乙3 3A3=90A3=90B3=55B3=55C3=C3=丙丙例

8、例3.2：某化工工厂生产一种化工产品，现对采收率进行正：某化工工厂生产一种化工产品，现对采收率进行正试验设计优化设计。需要考虑的因素及各因素水平如下表：试验设计优化设计。需要考虑的因素及各因素水平如下表：第23页/共29页试验号试验号A AB BC C采收率采收率%1 11(80)1(80)1(35)1(35)1(1(甲甲)51512 21(80)1(80)2(48)2(48)2(2(乙乙)71713 31(80)1(80)3(55)3(55)3(3(丙丙)58584 42(85)2(85)1 12 282825 52(85)2(85)2 23 369696 62(85)2(85)3 31 1

9、59597 73(90)3(90)1 13 377778 83(90)3(90)2 21 185859 93(90)3(90)3 32 28484试验安排及结果第24页/共29页成本分析 比较少投入比较少投入13kg碱和减少碱和减少5%的采收率，哪一样获利更的采收率，哪一样获利更高高?第25页/共29页综合分析与撒细网 固定乙催化剂，适量提高固定乙催化剂，适量提高A（温（温度），减少度），减少B（加碱量），找更为（加碱量），找更为合适的因素水平组合。合适的因素水平组合。第26页/共29页验证实验对找到的对找到的A3B2C2或或A3B1C2 进行验证实验进行验证实验第27页/共29页 Continue第28页/共29页谢谢您的观看！第29页/共29页