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1、試驗設計與數據處理第五章--正交試驗設計常見的正交試驗表:1.L4(23)有4個橫行和3個縱列，由數碼“1”和“2”組成.它有兩個特點：(1)每縱列恰有兩個“1”和兩個“2”；(2)任意兩個縱列，其橫方向形成的四個數字對中，恰好(1，1)、(1，2)、(2，1)和(2，2)各出現(xiàn)一次.這就是說對于任意兩個縱列，數碼“1”、“2”間的搭配是均衡的.2.L8(27)有8個橫行和7個縱列，由數碼“1”和“2”組成.它有兩個特點：(1)每縱列恰有四個“1”和四個“2”；(2)任意兩個縱列，其橫方向形成的八個數字對中
2、，恰好(1，1)、(1，2)、(2，1)和(2，2)各出現(xiàn)兩次.這就是說對于任意兩個縱列，數碼“1”、“2”間的搭配是均衡的.第一批撒大網在多分批試驗中,第一批試驗可先分兩個水平(二水平試驗).優(yōu)點:節(jié)省試驗次數,提高試驗效果1.挑因素、選水平，制定因素水平表2.利用正交表，確定試驗方案3.試驗結果分析第二批撒小網對第一批試驗確定的主次因素，若認為不再需要進一步考慮的因素，則主要因素固定在好水平上(本例如C2、F2)，次要因素固定在適當水平上(本例如A2、E2).第二批試驗中要考慮的因素包括第一批試驗中確定
3、的主要因素且認為有必要進一步詳細考察的因素(本例如B1、D2)以及第一批試驗中未及考慮到而認為有必要在第二批試驗中補充考慮的因素(本例如加料速度).1.挑因素、選水平，制定因素水平表2.利用正交表，確定試驗方案較優(yōu)方案:用工業(yè)2,4—二硝基氯代苯與粗品水合肼在溶劑乙醇中合成;水合肼用量為理論量的2.3倍;反應時間為2小時;反應溫度掌握在60℃～70℃之間;慢速加料;快速攪拌.效果:平均產率超過80%,均合格.優(yōu)質、高產、低消耗3.試驗結果分析第三節(jié)多水平正交試驗和水平趨勢圖例5.3.1晶體退火工藝改進試驗目
4、的:檢查癌細胞用到一種碘化鈉晶體f40,要求應力越小越好,希望不超過2度.晶體的退火工藝是影響晶體質量的一個重要環(huán)節(jié).北京綜合儀器廠經過30多爐試驗,采用的工藝如圖所示:先將晶體放在爐內以50℃/小時的速度升溫至600℃,然后恒溫6小時,再用1.5A的電流使晶體降溫至250℃,最后斷電,使其自然降溫.在此工藝下,其它指標都已合格,但應力未能低于7度.通過正交試驗,希望找到能降低應力的工藝條件.考核指標:應力(度)2.利用正交表，確定試驗方案1.挑因素、選水平，制定因素水平表(略)第一批撒大網(1)直觀分析第
5、5號試驗最好,第7號試驗次之.(2)極差分析A2B2C1D3稱為全體水平組合關于應力的可能好的水平組合.本例因素的主次順序為:升溫速度A(極差21.5)→恒溫時間C(極差14)→恒溫速度B(極差12.5)→降溫速度D(極差11.5)3.試驗結果分析(3)水平趨勢圖-----定量因素的用量與試驗結果之 和的關系圖發(fā)現(xiàn)有用量選偏的因素(本例中為恒溫溫度B)是認識上的重大收獲.下批試驗中把用量選準后，常能取得明顯的進展.第二批撒小網對第一批試驗確定的主要因素A，認為不再需要進一步考慮，則固定在好水平A2上.第二批
6、試驗中要考慮的因素包括第一批試驗中確定的主要因素且認為有必要進一步詳細考察的因素B、C、D.挑因素、選水平，制定因素水平表B:水平1----450℃,水平2----400℃;(從水平趨勢圖可看出呈單調遞增性)C:水平1----3小時,水平2----5小時;(考查能否省電)D:水平1----15℃/小時,水平2----25℃/小時;(再考查一次)2.利用正交表，確定試驗方案3.試驗結果-----這批四個試驗基本都消除了應力.利用SAS進行方差分析正交試驗采用極差分析或方差分析都可以,兩者沒有本質區(qū)別只是前者較
7、方便而后者分析更精確,以下見例5.3.1用SAS進行方差方析(E531). 一、利用菜單系統(tǒng)對每個因素進行單因素方差分析,模型的平方和即該因素的平方和在正交試驗的分析中與極差作用類似.亦可用因素的原始數據值(xaxbxc)求水平趨勢圖(plot選項中選取均值圖)因素A的水平趨勢圖:dataE531;inputABCDy;cards;inputABCDxaxbxcy; cards;11323060046 21115060067…………………………………………3331100500413;procprint;pr
8、ocanovadata=E531;classxa; modely=xa; meansxa/snk;/*選項snk要求作各水平組均值間的兩兩比較,顯著性水平默認為α=0.05,若需修正則在snk后再加選項alpha=*/二、SAS編程procanovadata=E531;classxb;modely=xb;meansxb/snk;procanovadata=E531;classxc;modely=xc;meansx
