質(zhì)量管理之正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法

1、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法一、 什么是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法（簡(jiǎn)稱正交試驗(yàn)法）就是利用正交表來 合理安排試驗(yàn)的一種方法。、 正交表表1正交表L9 （34）列試驗(yàn)號(hào)、號(hào)1234111112122231333421235223162312731328321393321此表是日本規(guī)格協(xié)會(huì)推薦的正交表表1就是一張已經(jīng)設(shè)計(jì)好的正交表，它有9行4列，表內(nèi)有3種數(shù)碼一“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(hào)表示為：列數(shù)正交表丄n（ tq）數(shù)碼種類例如：L9 (34)正交表，最多可以安排 4個(gè)因素做試驗(yàn)，每個(gè)

2、因素可取3個(gè)水平，共有9種試驗(yàn)方案，這顯然大大減少了 試驗(yàn)方案是數(shù)量，因?yàn)槿绻才?因素3水平的全搭配試驗(yàn)必 須有34=81鐘試驗(yàn)方案才行。三、正交表的優(yōu)點(diǎn)多：可以考慮多因素，多指標(biāo) .快：試驗(yàn)周期短，見效快。好；可以找到最佳方案。省:試驗(yàn)次數(shù)少.假如：考慮十三個(gè)因素，三水平的試驗(yàn)。用L27( 313)安排只要做27次試驗(yàn)。而進(jìn)行全面試驗(yàn)時(shí)，則要做313=1594323次試驗(yàn)，如果每天做10次試驗(yàn)，也要做 436.8年之久方可做完四、正交試驗(yàn)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.例如丄4( 23)、L8( 27)、 L9( 34)等等。另一

3、類是水平數(shù)不同的正交表，例如： L8 (41X24)>L18 (21X37)、L18 (61 X36)、L16 (42X212) L32 (49X24)L8 (41 X24)試驗(yàn)；7-12345111221232211322222441212512112531122721111842121四:常用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析步驟1、明確試驗(yàn)?zāi)康?、確定考察指標(biāo)3、挑因素選水平4、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案5、實(shí)施試驗(yàn)方案6、試驗(yàn)結(jié)論分析7、驗(yàn)證試驗(yàn)8、結(jié)論與建議例：設(shè)計(jì)紙飛機(jī)試驗(yàn)1、試驗(yàn)?zāi)康模?找到一組飛行距離最遠(yuǎn)的紙飛機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)。2、考察指標(biāo)Y -紙飛機(jī)飛行距離 .3、挑因素選水平分析：影響 Y 的重要因素A

4、:材料 B :尺寸 C :拋出力 D:拋出角度根據(jù)實(shí)際情況每個(gè)因素取 3 個(gè)水平制定因素水平表因素水平表因素ABCD水、P材料尺寸拋出力拋出角度1厚紙16開大O452中厚紙32開中303薄紙64開小154、設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案由因素水平表可以清楚的看出，這是一項(xiàng)4因素3水平的試驗(yàn)，必須有3種數(shù)碼的正交表中找到合適的表安排 此項(xiàng)試驗(yàn)，這類表試驗(yàn)次數(shù)最少的是L 9（34）表于是就選L9（ 34）正交表安排試驗(yàn)方案。列 試號(hào) 驗(yàn) 號(hào)AiB2C3D4丫（cm）ii厚紙116開1大145 5Yi=9002i2 32開2中230 °丫2=6103i3 64開3小3 15丫3=73042中厚紙123丫4=

5、39052231丫5=32062312丫6=55073薄紙132丫7=37083213丫8=74093321丫9=280TiTai =2240Tbi = 1660Tci=2190Tdi=1500T2Ta2=1260Tb2=1670Tc2=1280Td2 = 1530T3Ta3=1390Tb3=1560T c3=1420Td3 = 1860RRa=980Rb=110Rc=910Rd=3606、試驗(yàn)結(jié)論：直接看：Ai Bi Ci Di算一算：Ai B2 Ci D3各因素對(duì)特性值 丫的影響顯著性分析：i）可由極差來確定，極差越大影響越大。由此，可對(duì) 因素ABCD對(duì)丫的影響的顯著程度進(jìn)行排列如下：大小

6、ACDB8007006005004002）畫趨勢(shì)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O從圖上可以明顯看出每一因素的最好水平Ai B2 Ci D3也可以看出各因素對(duì)指標(biāo)影響的大小 ，RaRc> Rd> Rb7、驗(yàn)證試驗(yàn)對(duì)于得到的最佳組合 A1 B2 C1 D3必須進(jìn)行驗(yàn)證試 驗(yàn)，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(yàn)驗(yàn)證結(jié)果如下：9009501000平均丫=950水平數(shù)不等的試驗(yàn)安排試驗(yàn)有兩種：一種是直接套用不等水平數(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(yàn)。一、直接使用混合型正交表例：污

7、水去鋅去鎘試驗(yàn)因素水平表因Ph值凝聚劑沉淀劑CaC"廢水濃度ABCDE17-8加NaOH不加稀28 9不加Na2 CO3加濃39 10410 11混合型正交表L8 (41 X24)正好適合本例二、擬水平法實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)會(huì)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(yàn)，這時(shí)就可以采用擬水平法。例：鋼球熱處理試驗(yàn)因素水平表因水、素保溫時(shí)間A （分）裝爐量 B （斤）加溫溫度C（0c）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(gè)水平.這個(gè)試驗(yàn)當(dāng)然可以用混合型正交表L18（ 21 X37）但試驗(yàn)次數(shù)太多。