§4 水平数不同的正交表的使用 一、直接套用混和正交表 例4-1 为了探索某胶压板的制造工艺,因素—水平如下表

Slides:



Advertisements
Similar presentations
大家族的生存秘密 付俊 北京师范大学生命科学学院 03 级 学号: 大家族的生存秘密 节肢动物门昆虫纲的物种从数量和种类 来说都占了地球上物种数量和种类的绝大 多数。但教材上并没有给出具体的介绍。 这篇论文将从昆虫的生存特性和生理特 点来介绍地球上昆虫繁盛的原因。
Advertisements

第 9 课 激素调节 浙教版科学总复习 考试内容考试要求 生命活动的调节生命活动的调节 1 、植物的感应性 1 )列举植物的感应性现象 a 2 )描述植物生长素发现的历史, 体验科学发现的过程 a 2 、人体生命活动的调节 列举激素对人体生命活动调节 的作用 a.
“ 十五 ” 国家级规划教材 新世纪全国高等中医院校规划教材 中 医 妇 科 学 总 论 主讲人 李朝平.
2.8 函数的微分 1 微分的定义 2 微分的几何意义 3 微分公式与微分运算法则 4 微分在近似计算中的应用.
玉田三中 化学组. 生活中的这些物质 …… 酸的 食醋、酸奶和某些水果都是 酸的,你是如何知道的?
老年性阴道炎 湘乡市人民医院妇科 湘乡市人民医院妇科 郭雨良. 病因 1 、发病原因 主要原因是因卵巢功能衰退,体内雌激素 水平低落或缺乏,阴道上皮细胞糖原减少, 阴道内 pH 值呈硷性,杀灭病原菌能力降低。 同时,由于阴道粘膜萎缩,上皮菲薄,血 运不足,使阴道抵抗力降低,便于细菌侵 入繁殖引起炎症病变。另外,个人卫生习.
常见鱼病的诊断与防治 主讲:黄志秋.
药物溶媒 生理盐水还是葡萄糖?.
2011年会计初级职称全国统考 初级会计实务 教案 主讲:高峰 2010年12月.
健 康 教 育 慢性非传染性疾病 新集中心卫生院.
蛋白质与维生素.
中考热点 空气中氧气含量的测定习题课.
3.4 空间直线的方程.
民國88年至99年期間,下列何種空氣品質指標污染物有逐年升高的趨勢?
服务热线: 菏泽教师招聘考试统考Q群: 菏泽教师统考教育基础模拟题解析.
圆的一般方程 (x-a)2 +(y-b)2=r2 x2+y2+Dx+Ey+F=0 Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+ F=0.
第8章 回归正交试验设计 Orthogonal Regression Design.
2011年广西高考政治质量分析 广西师范大学附属外国语学校 蒋 楠.
碘缺乏病.
知识回顾 1、通过仔细观察酒精灯的火焰,你可以发现火焰可以分为 、 、 。 外焰 内焰 焰心 外焰 2、温度最高的是 。
正交试验设计(2) ——混合设计 林 松 毅.
巴东县城市公共交通 发展有限公司 消防安全培训 主讲:向光宜 第五期
第四节 会计监督.
请同学们思考下列问题:.
命题与四种命题 高二数学 选修2-1 第一章 常用逻辑用语.
出卖人转移标的物的所有权于买受人,买受人支付价款的合同。 (一)特点 1.双务合同 2.有偿合同 3.诺成合同 4.非要式合同
面向海洋的开放地区——珠江三角洲 山东省高青县实验中学:郑宝田.
(一) 第一单元 (45分钟 100分).
第一章 民法概述 一、民法概念 P4 二、民法的调整对象 三、民法的分类 四、民法的渊源 P10 五、民法的适用范围(效力范围)
刑法分论5-2 周铭川.
第七章 财务报告 财务报告 第一节 财务报告概述 一、财务报告及其目标: 1、概念:财务报告是指企业对外提供的反映企业某一特定日期
线索一 线索二 复习线索 专题五 线索三 模块二 第二部分 考点一 高考考点 考点二 考点三 配套课时检测.
发展心理学 王 荣 山.
第5章 定积分及其应用 基本要求 5.1 定积分的概念与性质 5.2 微积分基本公式 5.3 定积分的换元积分法与分部积分法
第十章 行政事业单位会计.
不确定度的传递与合成 间接测量结果不确定度的评估
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
§5 微分及其应用 一、微分的概念 实例:正方形金属薄片受热后面积的改变量..
第十课 创新意识与社会进步 1.辩证的否定观:辩证否定、形而上学的否定观
勾股定理 说课人:钱丹.
欢迎来到我们的课堂!.
探索三角形相似的条件(2).
初中数学八年级下册 (苏科版) 10.4 探索三角形 相似的条件(2).
动物激素的调节及其在农业生产中的应用(B级)
狂賀!妝品系同學美容乙級通過 妝品系三甲 學號 姓名 AB 陳柔諺 AB 陳思妤 AB 張蔡婷安
第七章 财务报告 主讲老师:王琼 上周知识回顾.
经济法基础习题课 第7讲 主讲老师:赵钢.
元素替换法 ——行列式按行(列)展开(推论)
第四章 正交设计 §4.1 正交表 §4.2 正交试验设计的基本方法 §4.3 考虑交互作用的正交试验设计 §4.4 多指标试验
人教版数学四年级(下) 乘法分配律 单击页面即可演示.
16 正交试验设计 同济大学经济与管理学院.
乘法公式 (1) 乘法分配律 (2) 和的平方公式 (3) 差的平方公式 (4) 平方差公式.
中级会计实务 ——第三章 固定资产 主讲:孙文静
线 性 代 数 厦门大学线性代数教学组 2019年4月24日6时8分 / 45.
优化试验设计与数据分析 第一章 正交试验基本方法 本章主要内容 · 多因素试验问题、正交试验、正交表符号的意义。
第五章 相交线与平行线 三线八角.
用计算器开方.
Welcome 实验:筷子提米.
成绩是怎么算出来的? 16级第一学期半期考试成绩 班级 姓名 语文 数学 英语 政治 历史 地理 物理 化学 生物 总分 1 张三1 115
§6.7 子空间的直和 一、直和的定义 二、直和的判定 三、多个子空间的直和.
1.设A和B是集合,证明:A=B当且仅当A∩B=A∪B
第4课时 绝对值.
Prof. Dr. Dr. h. c. YOU Jianxin
9.1.2不等式的性质 周村实验中学 许伟伟.
 第四章 消费税法律制度 经济法基础 模板来自于
第15讲 特征值与特征向量的性质 主要内容:特征值与特征向量的性质.
1.理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。
第三节 随机区组设计的方差分析 随机区组设计资料的总平方和可以分解为三项: (10.10).
找 因 数.
匀变速直线运动2.
Presentation transcript:

§4 水平数不同的正交表的使用 一、直接套用混和正交表 例4-1 为了探索某胶压板的制造工艺,因素—水平如下表 A 压力(公斤) B 温度(℃ ) C 时间(分 ) 1 2 3 4 8 10 11 12 95 90 9 此试验方案可以直接套用混和正交表L8(4×24)

试验方案及计算结果表 因素 水平 1 2 3 4 5 6 7 8 A B C 四块胶板得分 指标 总分 64221212 24 19 11 13 14 10 17

K=111 P=385.03 试验方案及计算结果表(续表) K1 K2 K3 K4 k1 k2 k3 k4 R R’ S 41 24 19 27 5.1 3.0 2.4 3.4 2.7 33.34 48 63 3.9 0.9 2.6 7.031 64 47 4.0 2.9 1.1 3.1 9.03 57 54 0.28 59 52 1.53 K=111 P=385.03

因素水平完全一样时,因素的主次关系完全由极差R的大小来决定。当水平数不完全一样时,直接比较时不行的,因为当因素对指标有同等影响时,水平多的因素极差应大一些。因此要用系数对极差进行折算。 折算系数 水平数 折算系数d 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.71 0.52 0.45 0.40 0.37 0.35 0.34 0.32 0.31

折算后用R ´的大小衡量因素的主次,R´的计算公式为: 其中n是该因素的各个水平重复的试验次数。 由上计算可知因素主次顺序为: A——C——B 主 次 然后可以用前面所讲的方差分析法分析得出结果。

二、并列法 对于有混和水平的问题,除了直接应用混和水平的正交表外,还可以将原来已知正交表加以适当的改造,得到新的混和水平的正交表。 L8(4×24)表就是由L8(27)改造而来: 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8

(1)首先从L8(27) 中随便选两列,例如1、2列,该两列同行组成的8个数对,恰好4种不同搭配各出现两次,我们把每种搭配用一个数字来表示: 新列 试验号 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 规则: (1,1) 1 (1,2) 2 (2,1) 3 (2,2) 4

(2)于是1、2列合起来形成一个具有4水平的新列,再将1、2列的交互作用列第3列从正交表中去除,因为它已不能再安排任何因素,这样就等于将1、2、3列合并成新的一个4水平列: 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 L8(4×24)正交表

显然,新的表L8(4×24)仍然是一张正交表,不难验证,它仍然具有正交表均衡分散、整齐可比的性质。 (1)任一列中各水平出现的次数相同(四水平列中,各水平出现二次,二水平列各水平出现四次)。 (2)任意两列中各横行的有序数对出现的次数相同(对于两个二水平列,显然满足;对一列四水平,一列二水平,它们各横行的八种不同搭配(1,1) 、(1,2) 、(2,1) 、(2,2) 、(3,1) 、(3,2) 、(4,1) 、(4,2) 各出现一次。

用并列法进行混和水平有交互作用的正交设计 例4-2 有一试验需要考虑A、B、C、D四个因素,其中A为四水平因素,B、C、D都为二水平因素,还需要考虑它们的交互作用A×B、 A×C、 B×C 显然这是一个41×23因素的试验设计问题。 试验安排: f总=(4-1)+3(2-1 ) +2 ( 4-1 ) ( 2-1 ) + ( 2-1 ) ( 2-1 ) =13 故可选用L16(215)正交表用并列法进行改造。

(1)将L16(215)中的第1、2、3列改造为四水平的,得到L16(41 × 212)表; 表头 列号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 (1)将L16(215)中的第1、2、3列改造为四水平的,得到L16(41 × 212)表; (2)将A占1、2、3列,如果B放第4列,则由交互作用表知:1,45;2,46;3,47。于是A×B要占5、6、7三列; (3)将C排在第8列,可以查得: 1,89;2,810;3,811。于是A×C要占9、10、11三列; (4)B在第4列,C在第8列,4,812,B×C放12列 (5)D可以安排在剩余的任何一列,假如放在第15列。

表头设计如下 表头设计 A B A×B C A×C B×C D 列号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

三、 拟水平设计法 在正交设计中,某个或某几个试验因素的水平个数是自然形成的,只有确定的个数,不能随意选取水平数,或有的因素由于受某种条件的限制,不能多取水平,而又没有现成的混合型正交表可用,这时可采用拟水平设计法。它是把水平少的因素虚拟一个或几个水平,使之与正交表相应列的水平数相等,这种虚拟水平称为拟水平,其设计方法就称为拟水平法。 是用多水平正交表安排水平数较少的因素的一种方法

例4-3  对例1-1的转化率试验,如果除已考虑的温度(A)、时间(B)、用碱量(C)外还要考虑搅拌速度(D)的影响,而电磁搅拌器只有快慢两挡,即因素D只有两个水平,这是一项四因素的混合水平试验,如果套用现成的正交表,则以L18(21×37)为宜,但由于人为物力所限,18次试验太多了,能否用L9(34)来安排呢?这是可以的,解决的办法给搅拌速度凑足三个水平,这个凑足的水平叫拟水平。我们让搅拌速度快的(或慢的)一档多重复一次,凑成三个水平。

ST、SA、SB、SC的计算与原来相同,只是SD的计算不同。 因素 水平 A 温度(℃) B 时间(分) C 用碱量(%) D 搅拌速度 1 2 3 80 85 90 120 150 5 6 7 快 慢

  显然,因素D的影响是不显著的,可将它与误差合并,因此方差分析表与之前完全一样。通过此例我们可看到拟水平法有如下特点: (1)每个水平的试验次数不一样。转化率的试验,D1的试验有6次,而D2的试验只有3次。通常把预计比较好的水平试验次数多一些,预计比较差的水平试验次数少一些。 (2)自由度小于所在正交表的自由度,因此D占了L9(34) 的第四列,但它的自由度fD=1小于第四列的自由度fD=2.就是说,D虽然占了第四列,但没有占满,没有占满的地方就是试验误差.

两点说明: (1)因素D由于和其他因素的水平数不同,直接用极差R来比较因素的主次是不恰当的。但用方差分析法仍能得到可靠的结果。 (2)虽然拟水平法扩大了正交表的使用范围,但值得注意的是,正交表经拟水平改造后不再是一张正交表了,它失去了各因素的各水平之间的均衡搭配的性质,这是和并列法所不同的。

§5 多指标问题的处理 单指标试验:衡量试验效果的指标只有一个 多指标试验:衡量试验效果的指标有多个 §5 多指标问题的处理 单指标试验:衡量试验效果的指标只有一个 多指标试验:衡量试验效果的指标有多个 多个指标之间又可能存在一定的矛盾,这时需要兼顾各个指标,寻找使得每个指标都尽可能好的生产条件 一、综合评分法 在对各个指标逐个测定后,按照由具体情况确定的原则,对各个指标综合评分,将各个指标综合为单指标。 此方法关键在于评分的标准要合理

例5-1 白地雷核酸生产工艺的试验 试验目的:原来生产中核酸的得率太低,成本太高,甚至造成亏损。试验目的是提高核酸泥纯度和回收率,寻找好的工艺条件。 本例介绍由某大学生物系与生产厂联合攻关中的第一批L9 (34 ) 正交试验的情况。 因素-水平表 因素 水平 白地雷核 酸含量(%) 腌制时间 (小时) 加热时 PH值 1 2 3 7.4 8.4 6.2 24 4 4.8 6.0 9.0 加水量 1:4 1:3 1:2

L9 (34 ) 分数=2.5×纯度+0.5×回收率 试验方案及结果分析 2.5×17.8+0.5 ×29.8=59.4 试验指标 综合评分 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R A B C D L9 (34 ) 156.1 108.2 113.0 52.0 36.1 37.7 15.9 128.4 116.3 132.6 42.8 38.8 44.2 5.4 127.3 131.1 118.9 42.4 43.7 39.6 4.1 143.7 127.5 106.2 47.9 42.5 35.4 12.5 试验指标 1º 2ºº 17.8 12.2 6.2 8.0 4.5 8.5 7.3 4.4 29.8 41.3 59.9 24.3 50.6 58.2 30.9 20.4 73.4 59.4 51.2 45.5 32.2 36.6 39.4 36.8 28.5 47.7 综合评分 1º 核酸泥纯度(%) 2ºº 纯核酸回收率(%) 2.5×17.8+0.5 ×29.8=59.4

指标 50 45 40 35 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 因素 指标(得分)-因素图

从图上和表上的极差都可以看出,因素的主次为: A D B C 主 次 所以,A取A1,D取D1,PH值选取便于操作的水平C2,B取B3,故,最优条件为:A1B3C2D1 事实上,试验结果也证明,上述最优条件效果很好。投产后核酸质量得到显著提高,做到了不经提纯一次可以入库。

二、综合平衡法 (2)将各个指标的最优生产条件综合平衡,找出兼顾每个指标都尽可能好的条件。 (1)对各个指标进行分析,与单指标的分析方法完全一样,找出各个指标的最优生产条件。 (2)将各个指标的最优生产条件综合平衡,找出兼顾每个指标都尽可能好的条件。

例5-2 液体葡萄糖生产工艺最佳条件选取 试验目的:生产中存在的主要问题是出率低,质量不稳定,经过问题分析,认为影响出率、质量的关键在于调粉、糖化这两个工段,决定将其它工段的条件固定,对调粉、糖化的工艺条件进行探索。 (1)出率:越高越好 (2)总还原糖:在32%-40%之间 (3)明度:比浊度越小越好,不大于300mg/l (4)色泽:比色度越小越好,不大于20ml。

因素-水平表 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

L9 (34 ) 试验方案及结果计算表-1——产量 试验结果 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 R A B C D L9 (34 ) 3266 3257 3120 1088.7 1085.7 1040 48.7 3125 3258 3233 1050.7 1086 1077.7 35.3 3174 3308 3161 1058 1102.7 1053.7 49 3039 3216 3318 1013 1070 1129.3 116.3 试验结果 产量(斤) 996 1135 1154 1024 1079 1002 1099 1019

指标-因素图-1——产量 越高越好 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 (斤) 1130 1110 1070 1040 1010 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 因素 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

L9 (34 ) 试验方案及结果计算表-2——还原糖 试验结果 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 R A B C D L9 (34 ) 112 109.8 133 37.3 36.6 44.3 7.7 126.4 117.2 91.2 42.1 39.1 30.4 11.7 112.4 111.8 110.6 37.5 36.9 0.6 108.8 114 36.3 38 1.7 试验结果 还原糖(%) 41.6 39.4 31 42.4 37.2 30.2 40.6 30

指标-因素图-2——还原糖 在32%-40%之间 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 还原糖含量 (%) 42 38 34 30 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 因素 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

L9 (34 ) 试验方案及结果计算表-3——明度 试验结果 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 R A B C D L9 (34 ) < 1300 < 525 < 433.3 < 175 258.3 < 825 < 625 < 900 < 275 < 208.3 < 300 91.7 < 800 < 650 < 266.7 < 216.7 83.3 < 925 < 725 < 700 < 308.3 < 241.7 < 233.3 75 试验结果 明度(mg/l) 近 500 近 400 < 200 < 125 近 200 < 100 < 300

指标-因素图-3——明度 比浊度越小越好,不大于300mg/l 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 450 390 330 270 210 150 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 因素 明度 (mg) 比浊度越小越好,不大于300mg/l 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

L9 (34 ) 试验方案及结果计算表-4——色泽 试验结果 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 R A B C D L9 (34 ) 45 80 15 26.7 26.8 11.7 60 50 95 20 16.7 31.7 65 21.7 6.7 70 75 23.3 25 试验结果 色泽(ml) 10 < 30 近 20 近 30 < 20 < 40

指标-因素图-4——色泽 比色度越小越好,不大于20ml 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 33 27 21 15 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 D1 D2 D3 因素 色泽 (ml) 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

四个因素对四个指标的主次关系为: 产量: D —— C —— A —— B 还原糖: B —— D —— A —— C 明度: A —— B —— C —— D 色泽: B —— A —— C —— D 主 次 因素 水平 A 粉浆浓度 (ºBe’) B 粉浆酸度 (PH) C 稳压时间 (分) 1 2 3 16 18 20 1.5 2.0 2.5 5 10 D 工作压力 (kg/cm²) 2.2 2.7 3.2

工作压力对产量影响最大,取D3最好。但它的色泽不好,用2.7产量会低一些,但其余指标都还比较好,因此确定为D2。 稳压时间对四个指标来说,对产量影响最大,对还原糖没有什么影响,对明度、色泽影响也不大,照顾产量应选C2=5分钟。但此时色泽、明度都不好,考虑将时间延长一些,定为5~7分钟。 最后得出最优条件为: A2 B2 C2 D2 事实上,结果证明采用后各项指标都有明显提高。