正交试验设计的基本特点【正交试验k1k2k3怎么算 正交试验】先了解几个术语:
因素,作为试验研究过程的自变量,常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因;
水准,试验中因素所处的具体状态或情况,又称为等级 ;
[例1]为提高某打印机的打印速率,选择了三个有关因素进行条件 试验,温度(X),反应时间(Y),耗墨量(Z),并确定了它们的试验范围:
X:10-20℃
Y:5-10秒钟
Z:5-7%
试验目的是搞清楚因素X、Y、Z对打印速率有什么影响,哪些因素是主要的,哪些是次要的,从而确定最适合的生产条件,即温度、时间及用耗墨量各为多少才能使打印速率高 。
如何安排试验?
1,全组合方法
取三个因素所有水准之间的组合,即x0y0z0,x0y0z1,x0y1z0, ……,x1y1z1,共有23 =8次试验 用图表示就是图1 立方体的8个节点 。这种试验法称做全面试验法 。
优缺点:
考虑了所有可能的因素 。当因素的数目比较多,每个因素的水准数目也多时 。试验量会大得惊人 。如选六个因素,每个因素取五个水准时,如果要做全面试验,则需56 =15625次试验,这规模就相当大,造成严重的资源浪费 。
先了解几个术语:
因素,作为试验研究过程的自变量,常常是造成试验指标按某种规律发生变化的那些原因;
水准,试验中因素所处的具体状态或情况,又称为等级 ;
[例1]为提高某打印机的打印速率,选择了三个有关因素进行条件 试验,温度(X),反应时间(Y),耗墨量(Z),并确定了它们的试验范围:
X:10-20℃
Y:5-10秒钟
Z:5-7%
试验目的是搞清楚因素X、Y、Z对打印速率有什么影响,哪些因素是主要的,哪些是次要的,从而确定最适合的生产条件,即温度、时间及用耗墨量各为多少才能使打印速率高 。
如何安排试验?
1,全组合方法
取三个因素所有水准之间的组合,即x0y0z0,x0y0z1,x0y1z0, ……,x1y1z1,共有23 =8次试验 用图表示就是图1 立方体的8个节点 。这种试验法称做全面试验法 。
优缺点:
考虑了所有可能的因素 。当因素的数目比较多,每个因素的水准数目也多时 。试验量会大得惊人 。如选六个因素,每个因素取五个水准时,如果要做全面试验,则需56 =15625次试验,这规模就相当大,造成严重的资源浪费 。
2,简单对比法
简单对比法,即变化一个因素而固定其他因素,如首先固定Y、Z于y0、z0,使X变化之:
↗x0
y0z0 →x1(好结果)
如得出结果x1最好,则固定X于x1,Z还是z0,使Y变化之:
↗y0
x1z0 →y1 (好结果)
得出结果以y1为最好,则固定Y于y1,X于x1,使Z变化之:
↗z0
x1y1→z1 (好结果)
试验结果以z1最好 。于是就认为最好的组合是x1y1z1 。
优缺点:
简单对比法的最大优点就是试验次数少,例如六因素五水准试验,在不重复时,只用5+(6-1)×(5-1)=5+5×4=25次试验就可以了 。但缺点很多 。首先这种方法的选点代表性很差,如按上述方法进行试验,试验点完全分布在一个角上,而在其他一个很大的范围内没有选点 。因此这种试验方法不全面,所选的组合x2y2z2不一定是8个组合中最好的 。其次,用这种方法比较条件好坏时,只是把单个的试验数据拿来,进行数值上的简单比较,而试验数据中必然要包含着误差成分,所以单个数据的简单比较不能剔除误差的干扰,必然造成结论的不准确 。
3,正交实验法
正交表是运用组合数学理论构造的一种规格化的表格,特点如下:
【整齐可比性】:每一列中所有数字出现的次数是相等的
【均衡分散性】:任意两列间横向组合的数字对搭配次数也是相等的
特征:参考【例1】【图1】,与因素X (包含水准x0、x1)对应的有(x0yz)和(x1yz)二个平面,同样对于Y、Z也各有二个平面,共6个平面 。则在选择试验点时,这6个平面上的试验点都应当一样多,即对每个因素的每个水准我们都要同等看待 。(讨论)
结论:在6个平面中每个平面上都恰好有2个点而每个平面的每条直线都有一个点,而且只有一个点,总共4个点 。这样的试验方案,试验点的分布很均匀,试验次数也不多 。
文章插图
正交实验正交试验是将很多单因素的条件放在一个制作好的正交试验表中,这个表是数学家早就做好的表,试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果 。它的作用就是能大幅减少所需做实验的次数
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