2013完整版本.11.10正交實(shí)驗(yàn)匯報(bào)-2

正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

——交流、學(xué)習(xí)、探討匯報(bào)時(shí)間：2013.11.10地點(diǎn)：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

目錄基本概念正交表的性質(zhì)正交表的類(lèi)別正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)有交互作用的正交設(shè)計(jì)混合型表設(shè)計(jì)法擬水平法并列法賦閑法擬因素法常用術(shù)語(yǔ)的理解單因素實(shí)驗(yàn)：一個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象處理的影響（選出最優(yōu)范圍）。正交實(shí)驗(yàn)法：一種多因素的實(shí)驗(yàn)方法，使用正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果。試驗(yàn)因素：可能對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)產(chǎn)生影響的原因。一般為可控因素。水平：因素在試驗(yàn)中所處狀態(tài)的變化，可能引起指標(biāo)的變化。實(shí)驗(yàn)指標(biāo)綜合評(píng)分脫鹽率pHSARESP25.21%0.950.040.099022.56%0.990.110.2210030.90%0.910.060.1395試驗(yàn)指標(biāo)：衡量實(shí)驗(yàn)效果的特征量。一般為定量指標(biāo)，或者將定性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)。脫鹽率；脫鹽率、pH、SAR、ESP四個(gè)指標(biāo)均很中藥，就可以給出一個(gè)綜合評(píng)判分選出最優(yōu)組。正交表的性質(zhì)——正交性（1）每一列中各數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)都一樣多；（2）任何兩列所構(gòu)成的各種不同水平的所有可能組合都出線且出線的次數(shù)都相等。均衡分散性（1）任一列的各水平都出現(xiàn)，使得部分試驗(yàn)中包含所有因素的所有水平。（2）任意兩列間的所有組合都會(huì)出現(xiàn)，使得兩因素間都是全面實(shí)驗(yàn)。以三因素三水平實(shí)驗(yàn)為例綜合可比性由于正交性，保證每列因素各個(gè)水平的效果比較中，其他因素的干擾較小，從而能夠最大限度地反映該因素不同水平對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響。

正交試驗(yàn)表中，正交性是核心，均衡分散性和綜合可比性是必然結(jié)果正交表的類(lèi)別等水平正交表，L4（23）、L9（34）混合水平正交表，L8（4X24）Ln（tq）列數(shù)（最多安排的因素個(gè)數(shù)）因素水平數(shù)行數(shù)（安排實(shí)驗(yàn)次數(shù)）正交表代號(hào)其中，n=q(2-1)+14=3(2-1)+1,8=(4-1)+4(2-1)+1試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)法包括兩部分：怎么安排以及怎么分析。準(zhǔn)備工作明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)。確定需要考察的因素，選取適當(dāng)?shù)乃剑▎我蛩兀＿x用合適的正交表。進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)。編制試驗(yàn)方案

實(shí)例：某工廠為改進(jìn)軸承座圈的退火工藝，提高產(chǎn)品硬度合格率，擬作一次多因素試驗(yàn)。（原硬度合格率低，經(jīng)分析與退火工藝有關(guān)）。1、確定試驗(yàn)指標(biāo)：明確試驗(yàn)?zāi)康模ê细衤剩?，確定試驗(yàn)指標(biāo)的衡量和評(píng)價(jià)體系，試驗(yàn)?zāi)康臄?shù)與指標(biāo)數(shù)。2、選因素總的原則：在滿足試驗(yàn)要求條件下，盡量少選。選對(duì)指標(biāo)影響大（單因素實(shí)驗(yàn)）；從未考察過(guò)的；尚未完全掌握其規(guī)律的。加熱溫度、保溫時(shí)間、出爐溫度3、定水平盡量少選水平，一般2－4為宜，特別重點(diǎn)考查的因素可多選水平。

4、因素水平表500℃(C2)8小時(shí)(B2)820℃(A2)2400℃(C1)6小時(shí)(B1)800℃(A1)1C出爐溫度B保溫時(shí)間A加熱溫度

因素水平500℃(C2)8小時(shí)(B2)820℃(A2)2400℃(C1)6小時(shí)(B1)800℃(A1)1C出爐溫度B保溫時(shí)間A加熱溫度

因素水平5、選正交表：容得下，盡量小

6、表頭設(shè)計(jì)：因素安排在每一列中去，并且每一列只能安排一個(gè)因素。7、編制實(shí)驗(yàn)方案8、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理：極差法和直觀分析法。直觀分析法：直接觀察和比較試驗(yàn)結(jié)果。極差分析法：通過(guò)計(jì)算比較各因素之間的主次關(guān)系，得出優(yōu)水平、優(yōu)組合。

有交互作用的正交設(shè)計(jì)交互作用：因素間聯(lián)合搭配對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響。eg:田間施肥。原則：交互作用大的進(jìn)行分析，小的可以忽略。結(jié)果：抑制或者促進(jìn)。表示法：一級(jí)交互（常用）：AXB。處理：可作為一因素對(duì)待，試驗(yàn)不需要處理，試驗(yàn)分析時(shí)用到。實(shí)例：考察拖拉機(jī)在不同作業(yè)速度下某些部件對(duì)駕駛員耳旁噪聲影響，試驗(yàn)因素及水平如表，并要求考慮AXB，AXC，指標(biāo)y(dB)，越小越好，用聲級(jí)計(jì)測(cè)量，單位為dB。

交互列表

空列：沒(méi)有安排因素和交互作用的列是空列，用來(lái)估計(jì)試驗(yàn)誤差

編制的試驗(yàn)方案結(jié)果分析（R法）

優(yōu)搭配的計(jì)算

二元表：交互作用影響大小的計(jì)算工具混合型表設(shè)計(jì)法原因：因素水平自然形成已確定；受條件限制，不能多取水平；重點(diǎn)考察因素，需多取水平；次要因素少取水平；表達(dá)形式：La(b1c1xb2c2)實(shí)例：為減小玉米收獲機(jī)械的收獲損失，對(duì)其摘蕙裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究，選定的因素水平如表所示，交互作用均不考察，試驗(yàn)指標(biāo)為玉米損失率，當(dāng)然越小越好。

結(jié)果分析bj不等，水平隱藏重復(fù)不同，水平取值范圍可能差異較大，對(duì)Rj有一定影響，為消除之用Rj’判斷。主次因素Rj’=dbRj。db為折算系數(shù)

擬水平法擬水平法是對(duì)水平較少的因素虛擬一個(gè)或者幾個(gè)水平，使之與正交表相應(yīng)列的水平數(shù)相等。在多水平正交表上安排水平較少因素的一種方法(擬的因素和水平不宜超過(guò)兩個(gè))。實(shí)例：無(wú)線電元件廠某車(chē)間對(duì)印象產(chǎn)品不合格的原因進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。選定的因素水平如表，不考慮交互作用。試驗(yàn)指標(biāo)為產(chǎn)品不合格率，且越小越好。試驗(yàn)因素水平表水平\因素操作方式班組產(chǎn)品種類(lèi)1I甲大2II乙中3丙小L18(2x37)L9(34)并列法：將正交表的任意兩列合并，同時(shí)劃去相應(yīng)的交互作用列，排成新列。

應(yīng)用廣泛，便于安排多水平因素安排到少水平的標(biāo)準(zhǔn)表上，并且可以考慮交互作用，交互列在新表產(chǎn)生后依然由交互列表確定。在41X23試驗(yàn)中，欲考察四水平因素A，二水平因素B，C，D及交互作用AXB，AXC，BXC，試列出表頭設(shè)計(jì)L8（4x23）L16(215)

賦閑法賦閑列：有意將幾個(gè)交互作用同時(shí)放于同一列并使該列‘閑’起來(lái)。只適用于二水平標(biāo)準(zhǔn)表，并且按照交互列表進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)果分析是，應(yīng)使賦閑列完全空閑，該列既不能考查交互作用，也不能考察試驗(yàn)誤差。結(jié)果分析：共用賦閑列的各因素恢復(fù)到原有的因素列表進(jìn)行分析。擬因素法解決復(fù)雜的多因素試驗(yàn)問(wèn)題，綜合利用并列法、賦閑法和擬水平法將若干個(gè)多水平因素同時(shí)安排于一個(gè)少水平的標(biāo)準(zhǔn)表上，不僅可以解決不等水平多因素試驗(yàn)問(wèn)題，同時(shí)還可以考察交互作用，以大大減少試驗(yàn)點(diǎn)。常用于把三水平因素安排在二水平標(biāo)準(zhǔn)表中的多因素試驗(yàn)。因素多、水平不等、考慮交互作用的復(fù)雜試驗(yàn)同場(chǎng)應(yīng)該考慮的原則是：考察因素自由度f(wàn)因與交互作用的自由度f(wàn)交的綜合f總必須不大于所選正交表的試驗(yàn)號(hào)數(shù)a減1f總=Σf因+Σf交≦a-1.f因=b-1,四水平因素必須占三個(gè)兩水平列，二水平因素安排三、四水平列時(shí)，則必須虛擬一個(gè)或兩個(gè)水平已滿足要求。f交=fAXB=（bA-1）（bB-1），若bA=3，bB=2，則AXB應(yīng)占兩個(gè)二水平列或一個(gè)三水平列。

L9(34)+3

因素A：900、1000、2000、3000、4000、5000B：8、15、22考慮交互作用：AXB處理的對(duì)象：90%[0~5]