正交试验设计-区组设计与数据分析.ppt

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1、Hubei Automotive Industries InstituteHubei Automotive Industries Institute 材 料 工 程 系 Department of Materials Engineering试验优化设计试验优化设计主讲：刘建永主讲：刘建永区组区组：条件相同的小区为一组，在组内安排各种试验；：条件相同的小区为一组，在组内安排各种试验；区组因素区组因素：被划分为区组的非考察因素；：被划分为区组的非考察因素；区组因素的水平区组因素的水平：考察因素的水平数确定划分的区组：考察因素的水平数确定划分的区组 数，区组数确定区组的水平；数，区组数确定区组的水平

2、；几个概念几个概念完全区组设计完全区组设计在一个区组内安排了全部实验条件在一个区组内安排了全部实验条件例例例例3.133.13：某项试验由甲、乙、丙、丁四名试验人：某项试验由甲、乙、丙、丁四名试验人：某项试验由甲、乙、丙、丁四名试验人：某项试验由甲、乙、丙、丁四名试验人员来评定员来评定员来评定员来评定A A、B B、C C、D D四种试验方法，每人做四种试验方法，每人做四种试验方法，每人做四种试验方法，每人做四次试验，共做四次试验，共做四次试验，共做四次试验，共做1616次试验。如果随机安排试次试验。如果随机安排试次试验。如果随机安排试次试验。如果随机安排试验，可以出现如表所示的情况：验，可以

3、出现如表所示的情况：验，可以出现如表所示的情况：验，可以出现如表所示的情况：人员人员人员人员 试验方法试验方法试验方法试验方法甲甲甲甲A A A BA A A B 乙乙乙乙A B B BA B B B 丙丙丙丙C B C CC B C C 丁丁丁丁D D D CD D D C 现将试验人员看作区组因素，试验设计如下，现将试验人员看作区组因素，试验设计如下，每个人对四种方法都进行一次操作测试，消除了人每个人对四种方法都进行一次操作测试，消除了人员差异带来的系统误差。员差异带来的系统误差。人员人员人员人员 试验方法试验方法试验方法试验方法 甲甲甲甲A D B CA D B C 乙乙乙乙B C D

4、AB C D A 丙丙丙丙 B D C AB D C A 丁丁丁丁D A C BD A C B完全区组设计应注意以下几点：完全区组设计应注意以下几点：1 1、区组内按随机排列（完全或部分）安排、区组内按随机排列（完全或部分）安排试验号；试验号；2 2、试验后按各区组重复试验数据的平均值、试验后按各区组重复试验数据的平均值作为试验指标进行统计分析；作为试验指标进行统计分析；3 3、划分区组时，力求区组内条件一致，区、划分区组时，力求区组内条件一致，区组范围一般较小；组范围一般较小；例例3.143.14：某单位进行车辆行走机构的试验，寻求：某单位进行车辆行走机构的试验，寻求行走阻力小的最佳方案。共

5、三个因素，各取两个行走阻力小的最佳方案。共三个因素，各取两个水平，试验方案如下表（土壤坚实度不均匀）水平，试验方案如下表（土壤坚实度不均匀）：因素试因素试因素试因素试验号验号验号验号A A接地压力接地压力接地压力接地压力(0.1MPa)(0.1MPa)B B结构型式结构型式结构型式结构型式C C重心位置重心位置重心位置重心位置1 11(0.18)1(0.18)1 1（大间隔）（大间隔）（大间隔）（大间隔）1 1（中点）（中点）（中点）（中点）2 21 12 2（大间隔）（大间隔）（大间隔）（大间隔）2 2（中后（中后（中后（中后120mm120mm）3 32(0.21)2(0.21)1 12

6、24 42 22 21 11 13 32 24 43 32 24 41 14 41 12 23 31 13 34 42 22 24 41 13 33 31 12 24 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 41 12 23 34 4松软松软坚实坚实abcd不完全区组设计不完全区组设计 将区组因素与考察因素一样安排在正交将区组因素与考察因素一样安排在正交表上占一列位置（不同区组即不同水平，划表上占一列位置（不同区组即不同水平，划分区组数等于考察因素的水平数），试验时分区组数等于考察因素的水平数），试验时仅仅将对应区

7、组因素同一水平的各个试验号仅仅将对应区组因素同一水平的各个试验号安排在该区组内进行，每个区组只安排部分安排在该区组内进行，每个区组只安排部分试验，这种设计方法称试验，这种设计方法称“不完全区组设计不完全区组设计”。A AB BC CD D指标（行走阻力指标（行走阻力指标（行走阻力指标（行走阻力10N10N）试验值试验值试验值试验值矫正值矫正值矫正值矫正值1 11(0.18)1(0.18)1 1（大）（大）（大）（大）1 1（中）（中）（中）（中）1 1（）681681671.7671.72 21 12 2（无）（无）（无）（无）2 2（前）（前）（前）（前）2 2（）638638630.063

8、0.03 31 13 3（小）（小）（小）（小）3 3（后）（后）（后）（后）3 3（）627627644.4644.44 42(0.23)2(0.23)1 12 23 3773773790.4790.45 52 22 23 31 1816816806.7806.76 62 23 31 12 2632632624.0624.07 73(0.21)3(0.21)1 13 32 2838838830.0830.08 83 32 21 13 3632632649.4649.49 93 33 32 21 1615615605.7605.7Kj1Kj1648.7648.7764.0764.0648.46

9、48.4(704.0)694.(704.0)694.7 7 Yg=6252Yg=6252Y Y（平均）（平均）（平均）（平均）=694.7=694.7因素主次：因素主次：因素主次：因素主次：B B、C C、A AKj2Kj2740.4740.4695.4695.4675.4675.4(702.7)694.(702.7)694.7 7Kj3Kj3695.0695.0624.7624.7760.4760.4(677.4)694.(677.4)694.7 7RjRj91.791.7139.3139.3112.0112.00(26.7)0(26.7)优水平优水平优水平优水平A1A1B3B3C1C1例例

10、3.143.14：行走装置试验方案及结果计算表行走装置试验方案及结果计算表区组区组区组区组所含试验号所含试验号所含试验号所含试验号原原原原k kdldl（平均）（平均）（平均）（平均）d dl l=k=kdldl（平）（平）（平）（平）-y(-y(平平平平)1 11 5 91 5 9704.0704.0704.0-694.7=9.3704.0-694.7=9.32 22 6 72 6 7702.7702.7702.7-694.7=8.0702.7-694.7=8.03 33 4 83 4 8677.3677.3677.3-694.7=-17.4677.3-694.7=-17.4不完全区组设计指标数据矫正计算不完全区组设计指标数据矫正计算区组效应计算表区组效应计算表 矫正值：矫正值：