正交實驗法的介紹

1、正交實驗法的介紹 例：軸承圈退火實驗：把工件加熱到臨界溫度以上3050 ,保持一段時間，再緩慢地冷卻下來，其目的是用于消除工件的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，增加韌性。多因素實驗：硬度與加熱溫度、保溫時間、冷卻溫度有關(guān)實驗實驗是人們從事的最普通的活動之一實驗: 通過有目的的改變一個系統(tǒng)的輸入變量的設(shè)置，研究系統(tǒng)的輸出變化，目的：達(dá)到對一個系統(tǒng)的輸入變量是如何影響其性能的更深刻理解，為合理選擇最優(yōu)輸入提供了一個基本依據(jù)。 例：軸承圈退火實驗：把工件加熱到臨界溫度以上3050 ,保持一段時間，再緩慢地冷卻下來，其目的是用于消除工件的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，增加韌性。指標(biāo)：實驗須要考察的結(jié)果因素：對指標(biāo)可能有影響的條

2、件。 用A, B，C表示加熱溫度 保溫時間h 出爐溫度 實驗擬解決的問題：1）因素對指標(biāo)的影響趨勢2）因素影響指標(biāo)的主次 3）因素的最佳搭配 本例中：指標(biāo)： (一批工件)硬度合格率因素：加熱溫度 保溫時間h 出爐溫度水平：因素在實驗中的取值水平數(shù)：2 因素數(shù)：3記為：Lx（23） 其中：x為實驗次數(shù) （23）表示全面實驗次數(shù)（不用正交實驗法）常規(guī)安排實驗為23 8 采用正交實驗法實驗次數(shù)大為減少（正教實驗用部分實驗取得全面實驗效果）將軸承圈退火實驗因素及水平具體值列表如下：因素加熱溫度保溫時間h出爐溫度水平一水平二800820684005001、定指標(biāo)、因素二、安排實驗利用正交表安排實驗根據(jù)L

3、x（23）確定水平表L4（23）正交表 序號實驗號1231234112212121221L4（23）正交表2、安排實驗4次實驗水平數(shù)因素決定列數(shù)1(加熱溫度)2(保溫時間h)3(出爐溫度)指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）結(jié)合L4（23）正交表安排實驗如下因素加熱溫度保溫時間h出爐溫度水平一水平二 （1） 800 （2） 820 （1） 6 （2） 84005004次實驗較常規(guī)安排（8次）實驗少一半因素與水平數(shù)越多，正交實驗減少次數(shù)越顯著如：7因素2水平12345671234

4、567811112222112211221122221112121212121221211221122112212112列號實驗L8（27）正交表用正交表安排實驗為8次， 27表示常規(guī)安排實驗為27 128次，費用高，耗時長試驗應(yīng)用較多 查三水平四因素表為：L9（34）加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400） 2 （500） 2 （500） 1 （400）908545703、做試驗 實驗分析按下表安排實驗，完成實驗實驗分析：每兩個試驗都有兩個條件不同，不能直接比較加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（

5、）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）90854570加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6） 1（400）2（8） 2（500）1 （6） 2 （500）2 （8） 1 （400）90854570綜合可比性：兩種水平出現(xiàn)次數(shù)相同，組合不同不影響指標(biāo)1）計算因素1（加熱溫度）的變化導(dǎo)致指標(biāo)變動加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（40

6、0）2（500）2 （500）1 （400）90854570800820合格率加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）y12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）90854570加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）y13241（800）2（820）1（800）2 （820）1（6）1 （6）2（8）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）904585702）計算因素2（保溫時間）的變化導(dǎo)致指標(biāo)變動保溫時間h加熱溫度出爐溫度指標(biāo)（）y13241（6） 1 （6）2（8）2 （8）

7、1（800）2（820）1（800）2 （820）1（400）2（500）2 （500）1 （400）90458570加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）y12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）9085457068合格率加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）90854570加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）14231（800）2 （820）1（800

8、）2（820）1（6）2（8）2 （8）1 （6）1（400）1 （400）2（500）2 （500）90708545 3）計算因素3（出爐溫度）的變化導(dǎo)致指標(biāo)變動加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）14231（800）2 （820）1（800）2（820）1（6）2（8）2 （8）1 （6）1（400）1 （400）2（500）2 （500）90708545加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）90854570400500合格率加熱溫度保溫時間h出爐溫度

9、指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）9085457017511513515516013087.557.567.577.58065Ri301015L4（23）正交表總結(jié)1、因素對指標(biāo)的影響 加熱溫度 保溫時間 出爐溫度加熱溫度保溫時間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）9085457087.557.567.577.58065Ri301015加熱溫度保溫時

10、間h出爐溫度指標(biāo)（）12341（800）1（800）2（820）2 （820）1（6）2（8）1 （6）2 （8）1（400）2（500）2 （500）1 （400）9085457087.557.567.577.58065Ri3010152、因素影響指標(biāo)的主次加熱溫度 保溫時間 出爐溫度 (通過R)3、因素的最佳搭配 800 8 400因素對指標(biāo)的影響 1、 加熱溫度 保溫時間 出爐溫度2、 因素影響指標(biāo)的主次：加熱溫度 保溫時間 出爐溫度3、 因素的最佳搭配 800 8 400其中最佳搭配不在實驗組內(nèi)因素加熱溫度保溫時間h出爐溫度水平一水平二 （1） 800 （2） 820 （1） 6 （2

11、） 8400500正交實驗步驟：1、定指標(biāo) 、影響因素、 因素水平2、根據(jù)因素數(shù)、水平數(shù)確定正交表3、根據(jù)正交表安排實驗 4、根據(jù)綜合可比性分析實驗正交實驗是為減少實驗次數(shù)而科學(xué)地安排分析多因素實驗一種方法1、每列各水平號出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同2、任兩列橫向出現(xiàn)的有序水平號對出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同正交表特點1、每列各水平號出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同2、任兩列橫向出現(xiàn)的有序水平號對出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同1、每列各水平號出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同2、任兩列橫向出現(xiàn)的有序水平號對出現(xiàn)的重復(fù)數(shù)相同DKLP柱塞頭柱塞桿F二、正交實驗例拉脫力KDLP柱塞頭柱塞桿F指標(biāo)：拉脫力 F900Kg因素 ： 柱塞頭外徑 ： D 柱塞頭高度 ： L 柱塞

12、頭倒角 ： K 收口油壓 ： P 指標(biāo)：拉脫力 F900Kg因素 ： 柱塞頭外徑 ： D 柱塞頭高度 ： L 柱塞頭倒角 ： K 收口油壓 ： P 1、定指標(biāo)、影響因素、因素水平 四個因素，每個因素取三個水平KDLP 水平因素水平1水平2水平3柱塞頭外徑：D15.115.314.8柱塞頭高度 ：L11.611.711.8柱塞頭倒角 :K1301.530150收口油壓 ： P 151720 實驗為3水平4因素，記為：Lx（34）2、根據(jù)因素數(shù)、水平數(shù)確定正交表 查三水平四因素表為：L9（34） 查表為：L9（34） 9次實驗（常規(guī)333381）1（A） 2（B）3（C）4(D)123456789

13、11122233312312312312323 13211233 122311（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）定義 水平因素水平1水平2水平3(A)柱塞頭外徑：D15.115.314.8(B)柱塞頭高度 ：L11.611.711.8(C)柱塞頭倒角 :K1301.530150(D)收口油壓 ： P 151720將正交表和下表結(jié)合1（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1

14、 (11.6)2 (11.8)3(11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1(145)2 (1.530)3 (130)2 (1.530)3 (130)1 (145)3 (130)2 (1.530)1 (145)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）3、根據(jù)正交表安排實驗 1（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)

15、3 (11.7)1 (11.6)2 (11.8)3 (11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (150)2 1.530)3 (130)2(1.530)3 (130)1 (150)3 (130)2 1.530)1 (150)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）8579519098789738998031030927Ri431（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14

16、.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (11.6)2 (11.8)3(11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (150)2 1.530)3 (130)2(1.530)3 (130)1 (150)3 (130)2(1.530)1 (150)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）8579519098789738998031030927Ri434161（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3

17、)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (11.6)2 (11.8)3(11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (150)2 1.530)3 (130)2(1.530)3 (130)1 (150)3 (130)1(1.530)2 (150)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）8579519098789738998031030927Ri434161011（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力123456

18、7891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (11.6)2 (11.8)3(11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (150)2 1.530)3 (130)2 1.530)3 (130)1 (150)3 (130)1(1.530)2 (150)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）8579519098789738998031030927Ri4341610

19、11641（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (11.6)2 (11.8)3(11.7)1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (150)2 1.530)3 (130)2 1.530)3 (130)1 (150)3 (130)2 1.530)1 (150)1（15）2 （17）3（20）3 （20）1 （15）2 （17）2 （17）3 （20）1 （15）8

20、579519098789738998031030927271727502760253829542735278627562685275726532817Ri434161011644、根據(jù)綜合可比性分析實驗1（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）271727502760253829542735278627562685275726532817R434161011641（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）271727502760253829542735278627562685275726532817R4341610116414.81.530 130172011.711.815015.11

21、5.311.6151（外徑）2（高度）3（倒角）4（油壓）14.81.530 130172011.711.815015.115.311.615實驗擬解決的問題：1）因素對指標(biāo)的影響 ：外徑 高度 倒角 油壓2）因素影響指標(biāo)的主次：高度油壓倒角外徑3）因素的最佳搭配 14.8 11.8 150 20 1（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）R434161011641）因素對指標(biāo)的影響 ：外徑 高度 倒角 油壓2）因素影響指標(biāo)的主次：高度油壓倒角外徑3）因素的最佳搭配 14.8、 11.8、 150 、20 KDLP柱塞頭柱塞桿F1）因素對指標(biāo)的影響 ：外徑 高度 倒角 油壓2）因素影響指標(biāo)的主次：高度油壓倒角外徑3）因素的最佳搭配 14.8、 11.8、 150 、20 1（外徑） 2（高度） 3（倒角） 4（油壓）拉脫力1234567891(15.1)1 (15.1)1 (15.1)2 (15.3)2 (15.3)2 (15.3)3 (14.8)3 (14.8) 3 (14.8) 1(11.6)2 (11.8)3 (11.7)1 (1