質(zhì)量管理之正交試驗設(shè)計法

1、正交試驗設(shè)計法一、 什么是正交試驗設(shè)計法正交試驗設(shè)計法（簡稱正交試驗法）就是利用正交表來合理安排試驗的一種方法。二、 正交表 表1正交表 L9（34）列號試驗號 1 234111112122231333421235223162312731328321393321 此表是日本規(guī)格協(xié)會推薦的正交表表1就是一張已經(jīng)設(shè)計好的正交表，它有9行4列，表內(nèi)有3種數(shù)碼“1”、“2”、“3”。如果我們用L表示正交表，n表示正交表的行數(shù)；q表示正交表的列數(shù)；t表示正交表內(nèi)的數(shù)碼種類，那么一張正交表可以用符號表示為：列數(shù)數(shù)碼種類行數(shù)正交表Ln（tq）例如：L9（34）正交表，最多可以安排4個因素做試驗，每個因素可取

2、3個水平，共有9種試驗方案，這顯然大大減少了試驗方案是數(shù)量，因為如果安排4因素3水平的全搭配試驗必須有34=81鐘試驗方案才行。三、 正交表的優(yōu)點多：可以考慮多因素，多指標(biāo)?？欤涸囼炛芷诙?，見效快。好；可以找到最佳方案。省：試驗次數(shù)少。假如：考慮十三個因素，三水平的試驗。用L27（313）安排只要做27次試驗。而進(jìn)行全面試驗時，則要做313=1594323次試驗，如果每天做10次試驗，也要做436.8年之久方可做完.四、 正交試驗表的種類分兩類：一類是水平數(shù)相同的正交表，即正交表中每一列所包含的代表水平的數(shù)碼是一樣的。例如：L4（23）、L8（27）、L9（34）等等。另一類是水平數(shù)不同的正交

3、表，例如：L8（41×24）、L18（21×37）、L18（61×36）、L16（42×212）L32（49×24）。L8（41×24）列號試驗號 12345111221232211322222441212512112531122721111842121四：常用正交試驗設(shè)計與分析步驟1、 明確試驗?zāi)康?、 確定考察指標(biāo)3、 挑因素選水平4、 設(shè)計試驗方案5、 實施試驗方案6、 試驗結(jié)論分析7、 驗證試驗8、 結(jié)論與建議例：設(shè)計紙飛機試驗1、 試驗?zāi)康模赫业揭唤M飛行距離最遠(yuǎn)的紙飛機設(shè)計參數(shù)。2、 考察指標(biāo)Y紙飛機飛行距離。3、 挑因素選

4、水平 分析：影響Y的重要因素A：材料 B：尺寸 C：拋出力 D：拋出角度根據(jù)實際情況每個因素取3個水平制定因素水平表因素水平表因素水平A材料B尺寸C拋出力D拋出角度1厚紙16開大452中厚紙32開中303薄紙64開小154、 設(shè)計試驗方案由因素水平表可以清楚的看出，這是一項4因素3水平的試驗，必須有3種數(shù)碼的正交表中找到合適的表安排此項試驗，這類表試驗次數(shù)最少的是L9（34）表于是就選L9（34）正交表安排試驗方案。5、 L9（34）表安排紙飛機的試驗設(shè)計列號試驗號A1B2C3D4Y（cm）11 厚紙1 16開1 大1 45Y1=900212 32開2 中2 30Y2=610313 64開3

5、小3 15Y3=73042中厚紙123Y4=39052231Y5=32062312Y6=55073薄紙132Y7=37083213Y8=74093321Y9=280T1T2T3TA1=2240TA2=1260TA3=1390TB1=1660TB2=1670TB3=1560TC1=2190TC2=1280TC3=1420TD1=1500TD2=1530TD3=1860RRA=980RB=110RC=910RD=3606、試驗結(jié)論：直接看：A1 B1 C1 D1算一算：A1 B2 C1 D3小大A C D B各因素對特性值Y的影響顯著性分析：1）可由極差來確定，極差越大影響越大。由此，可對因素AB

6、CD對Y的影響的顯著程度進(jìn)行排列如下： 2）畫趨勢圖：為了直觀，用因素的水平為橫坐標(biāo)，綜合平均值為縱坐標(biāo)，畫出指標(biāo)與因素關(guān)系圖。800700600500400RBRDRCRA厚 中 薄 16開 32開 64開 大 中 小 450 300 150從圖上可以明顯看出每一因素的最好水平A1 B2 C1 D3，也可以看出各因素對指標(biāo)影響的大小，RA> RC> RD> RB。7、驗證試驗對于得到的最佳組合A1 B2 C1 D3必須進(jìn)行驗證試驗，并且要反復(fù)進(jìn)行幾次，以考察該結(jié)論的正確性。本試驗驗證結(jié)果如下：900 950 1000 平均Y=950水平數(shù)不等的試驗安排試驗有兩種：一種是直接

7、套用不等水平數(shù)的正交表，即混合型正交表；另一種是擬水平法，即在等水平的正交表內(nèi)安排不等水平的試驗。一、 直接使用混合型正交表例：污水去鋅去鎘試驗因素水平表因素水平PH值A(chǔ)凝聚劑B沉淀劑CCaCl2D廢水濃度E178加NaOH不加稀289不加Na2 CO3加濃391041011混合型正交表L8（41×24）正好適合本例。二、 擬水平法實際應(yīng)用中有時會遇到這樣情況，在現(xiàn)成的混合型正交表中找不到合適的表或即使能找到但需要做較多試驗，這時就可以采用擬水平法。例：鋼球熱處理試驗因素水平表因素水平保溫時間A（分）裝爐量B（斤）加溫溫度C（）1151283521712.7584531813由于爐子只能加熱到兩種溫度，所以因素C只能取兩個水平。這個試驗當(dāng)然可以用混合型正交表L18（21×3