8－第七章 正交试验设计法与价值.ppt

第七章正交试验设计法与价值工程简介
第一节正交试验设计法
第二节价值工程简介
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第一节正交试验设计法
一、概述
二、正交表
三、常用正交试验设计与分析
一、概述
正交试验设计法(正交试验法)-是利用正交表来合理安排试验的一种方法。
安排任何一项试验,首先要明确试验的目的是什么?用什么指标来衡量考核的结果?对试验指标可能有影响的因素是什么?为了搞清楚影响因素,应当把因素选择在哪些水平上?。
一、概述
指标就是试验要考核的效果。在正交试验中,主要设计可测量的定量指标,常用X、Y、Z来表示。
因素是指对试验指标可能产生影响的原因。因素是在试验中应当加以考察的重点内容,一般用A、B、C、•••来表示。在正交试验中,只选取可控因素参加试验。
水平是指因素在试验中所处的状态或条件。对于定量因素,每一个选定值即为一个水平。水平又叫位级,一般用1、2、3、•••来表示。在试验中需要考察某因素的几种状态时,则称该因素为几水平(位级)的因素。
二、正交表
正交表在设计安排正交试验时制作好的标准化的表格。
行(试验)号
列号
1
2
3
1
1
1
1
2
2
1
2
3
1
2
2
4
2
2
1
L4(23)正交表
L4 (23)
正交表代号
正交表行数
正交表字码总数
(可安排的水平数)
正交表列数
(可安排的因素数)
二、正交表
正交表的性质:
均衡分散性。由于每一列中各种字码出现相同的次数,这就保证了试验条件均衡地分散在配合完全的水平组合中,因而代表性强,容易出现好条件。(效率高)
整齐可比性。由于任意两列中全部有序的数字对出现相同的次数,这就保证了在各个水平的效果之中,最大限度地排除了其他因素的干扰,因而能最有效地进行比较,作出展望。(效果好)
三、常用正交试验设计与分析
常用正交试验设计与分析的步骤如下:
明确试验目的;
确定考察的指标;
挑因素,选水平(位级);
设计试验方案;
实施试验方案;
试验结果分析(一般用目测法、极差分析法、画趋势图等);
反复调优试验以逼近最优方案;
验证试验并通过生产验证确认较优方案。
三、常用正交试验设计与分析-示例
1、明确试验目的
2,4-二硝基苯肼是× × 化工厂生产的一种试剂产品。过去的工艺过程长、工作量大,且产品经常不合格。今采用2,4-二硝基***代苯(以下简称***代苯)与水合肼在乙醇作溶剂下合成的新工艺,小试已初步成功,但产率只有45%,希望通过正交试验,找出好的生产条件,达到优质增产的目的。
2、确定考察指标
要考察的指标:
产率( % );
外观( 颜色)。
3、挑因素、选水平(位级),制定因素水平(位级)表
经分析决定考察乙醇用量、水合肼用量、反应温度、反应时间、水合肼品种、搅拌速度六种等因素,每种因素各选出两个水平(位级)。
因素
位级
考察原因
1
2
乙醇用量 A(ml)
200
0
能否省下乙醇,砍掉中途加乙醇这道工序
水合肼用量 B
理论量的2倍

水合肼用量应超出理论量多少?
温度 C(℃)
回流
60
回流温度便于操作,但对反应是否有利?
时间 D(h)
4
2
不同操作方法对产率和质量的影响。
水合肼纯度 E
精品(50%)
粗品(20%)
能否用粗品取代精品,以降低成本,保障原材料供应
搅拌速度 F
中速
快速
不同操作方法对产率和质量的影响。
因素位级表