常用三水平三因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1常用三水平三因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用三水平三因素正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) Orthogonal experimental design例如作一個(gè)三因素三水平的實(shí)驗(yàn)，按全面實(shí)驗(yàn)要求，須進(jìn)行3 3 = 27種組合的實(shí)驗(yàn)，且尚未考慮每一組合的重復(fù)數(shù)。若按L9(34)正交表安排實(shí)驗(yàn)，只需作9次，按L16(45)正交表進(jìn)行16次實(shí)驗(yàn)，顯然大大減少了工作量。 常用的三個(gè)水平三個(gè)因素與三水平四因素的正交表一樣都是 L9(34) 正交表。第1頁(yè)/共11頁(yè)正交表 正交表是一整套規(guī)則的設(shè)計(jì)表格，正交表是一整套規(guī)則的設(shè)計(jì)表格，Ln(tc)用用 L為正為正交表的代號(hào)，交表的代號(hào)，n為試驗(yàn)的次數(shù)，為試驗(yàn)的次數(shù)，t為

2、水平數(shù)，為水平數(shù)，c為列為列數(shù)，也就是可能安排最多的因素個(gè)數(shù)。數(shù)，也就是可能安排最多的因素個(gè)數(shù)。 例如正交表例如正交表L9(34)，它表示需作，它表示需作9次實(shí)驗(yàn)，最多可次實(shí)驗(yàn)，最多可觀察觀察4個(gè)因素，每個(gè)因素均為個(gè)因素，每個(gè)因素均為3水平。一個(gè)正交表中水平。一個(gè)正交表中也可以各列的水平數(shù)不相等，我們稱它為混合型正也可以各列的水平數(shù)不相等，我們稱它為混合型正交表，如交表，如L8(424)，此表的，此表的5列中，有列中，有1列為列為4水平，水平，4列為列為2水平。水平。 正交表每一列中，不同的數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)相等。正交表每一列中，不同的數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)相等。例如在兩水平正交表中，任何一列都有數(shù)字例如

3、在兩水平正交表中，任何一列都有數(shù)字“1”與與“2”，且任何一列中它們出現(xiàn)的次數(shù)是相等的；，且任何一列中它們出現(xiàn)的次數(shù)是相等的；如在三水平正交表中，任何一列都有如在三水平正交表中，任何一列都有“1”、“2”、“3”，且在任一列的出現(xiàn)次數(shù)均相等。，且在任一列的出現(xiàn)次數(shù)均相等。第2頁(yè)/共11頁(yè)例1正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)探究銀鏡銀鏡反應(yīng)應(yīng)的反應(yīng)條應(yīng)條件設(shè)置三水平三因素正交設(shè)置三水平三因素正交試驗(yàn)試驗(yàn)第3頁(yè)/共11頁(yè) L9(34) 正交試驗(yàn)第4頁(yè)/共11頁(yè)K1,K2,K3為為其平均值值，R為極為極差第5頁(yè)/共11頁(yè)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析：分析：直接比較表2可知在這9個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，以實(shí)驗(yàn)5產(chǎn)生的銀鏡效果最好，按因素列

4、來(lái)看，其水平組合為A2,B2,C3，分別是各因素中影響最大的水平。由圖可以看出本實(shí)驗(yàn)各因素組合中的最優(yōu)組合為A2,B2,C3，而通過(guò)R值的大小可以看出本實(shí)驗(yàn)因素存在顯著性順序，其主次關(guān)系為CAB 即影響銀鏡反應(yīng)的因素最主要的是乙醛的濃度，其次是溫度、硝酸銀的濃度。故通過(guò)利用正交試驗(yàn)法得出的用乙醛作為還原劑做銀鏡反應(yīng)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)影響最大的因素是乙醛的濃度。實(shí)驗(yàn)的最佳條件是用水浴加熱到80 ，2的硝酸銀溶液，使用40的乙醛溶液。第6頁(yè)/共11頁(yè)例2正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化堿堿性鈣鈣基膨潤(rùn)潤(rùn)土的改性條條件設(shè)置三水平三因素正交設(shè)置三水平三因素正交試驗(yàn)試驗(yàn)因因素素水水平平A A水土水土比比( ( mlg

5、mlg-1)-1)B B 反應(yīng)反應(yīng)時(shí)間時(shí)間(h)(h)C C CaO/CaO/活性白土活性白土質(zhì)量比質(zhì)量比(gg-(gg-1)1)1 11.5:11.5:110100.3:10.3:12 22:12:112120.4:10.4:13 32.5:12.5:114140.5:10.5:1第7頁(yè)/共11頁(yè)試試驗(yàn)驗(yàn)號(hào)號(hào)因素因素(60)B(60)Bent-Ca-ent-Ca-OHOH恒重恒重質(zhì)量質(zhì)量(g)(g)(200 (200 )Bent-)Bent-Ca-OHCa-OH恒恒重質(zhì)量重質(zhì)量(g)(g)Bent-Bent-Ca-OHCa-OH脫水率脫水率X X(%)(%)1 1A A蒸餾水蒸餾水用量用量(

6、ml)(ml)B B反應(yīng)時(shí)反應(yīng)時(shí)間間(h)(h)C CCaOCaO用量用量(g)(g)1 11 11(10.5)1(10.5)1(10)1(10)1(1.5)1(1.5)5.8725.8725.2325.23210.9010.902 21 12(14)2(14)2(12)2(12)2(2.0)2(2.0)7.7477.7476.8346.83411.7911.793 31 13(17.5)3(17.5)3(14)3(14)3(2.5)3(2.5)7.8617.8617.0227.02210.6710.674 42 21(10.5)1(10.5)2(12)2(12)3(2.5)3(2.5)7.2

7、707.2706.4566.45611.2011.205 52 22(14)2(14)3(14)3(14)1(1.5)1(1.5)7.8807.8807.0117.01111.0311.036 62 23(17.5)3(17.5)1(10)1(10)2(2.0)2(2.0)6.6626.6625.8965.89611.5011.507 73 31(10.5)1(10.5)3(14)3(14)2(2.0)2(2.0)8.0538.0537.1347.13411.4111.418 83 32(14)2(14)1(10)1(10)3(2.5)3(2.5)6.4056.4055.7255.72510.

8、6210.629 93 33(17.5)3(17.5)2 2( (12)12)1(1.5)1(1.5)6.6686.6685.9095.90911.3811.38L9(34) 正交試驗(yàn)第8頁(yè)/共11頁(yè)水土比水土比L/SL/S對(duì)脫水材料脫水率影響對(duì)脫水材料脫水率影響CaOCaO與活性白土配比對(duì)脫水材料脫水率影響與活性白土配比對(duì)脫水材料脫水率影響第9頁(yè)/共11頁(yè)從正交表數(shù)據(jù)處理中可以看出因素從正交表數(shù)據(jù)處理中可以看出因素C的極的極差差R最大，其次是因素最大，其次是因素A，因素，因素B的極差最的極差最小。故可知小。故可知CaO用量對(duì)脫水材料脫水率影用量對(duì)脫水材料脫水率影響最顯著。響最顯著。從因素從因素A列中均值列中均值K3較大，因素較大，因素B列中列中K2較大，因素較大，因素C列中列中K2較大，故可知較大，故可知A3,B2,C2是各因素中影響最大的水平。是各因素中影響最大的水平。即水土比為即水土比為2.5:1 mlg-1；反應(yīng)時(shí)間為；反應(yīng)時(shí)間為12h；CaO/活性白土質(zhì)量比為活性白土質(zhì)量比為0.4:1g g-1這三個(gè)影響較顯著。這三個(gè)影響較顯著。正交表數(shù)據(jù)分析正交表數(shù)據(jù)分析K1