1、試臉戦針Experimental Design真教授機械工程學院工業工程系試艇跚備困銅倉1、了解弒撿戦針的槪金及套作用筑孝樣卓©素弒臉栽針*用的/I種方總3. 了解正丈弒臉該的機念和基i方X;本章主要要求Any experiment that has the flexibility to make des i red changes in the input variable of a process to observe the output response is known as experiment designThe primary goals of a design ex

2、periment are to :> Determine the variable(s) and their magnitude that influences the response.> determine the levels for these variables> determine how to manipulate these variables to control the response.定義試驗設計是應用統計手法進行解決問題的方法，它在19世 紀產生于英國.最早是在農地進行試驗。如“最佳肥料”的依據。逐步應用到畜牧業。試驗設廿的由來個烤漆工廠，針對噴漆后

3、烤漆所使用的時間及溫度各使 用一元多次實驗法進行實驗，以了解哪一種條件下密著性 (附著度)最好。先決條件：1、底材要一樣;2、油漆要一樣;3、溶劑要一樣;4、粘度要一樣;試驗因素：1、烘烤溫度;2、烘烤時間;試驗設it (fl)100806040200結論：溫度在130度及140度最理想100806040200I I I I I I I I I I時間102030405060708090分結論：時間在40分到60分最理想附著度-時間2000.6.1在上例中，將時間及溫度以外的各條件予以固定，并將溫 度及時間予二元二次法作實驗。寸間溫度40分50分130°CAB140°CCD

4、將尹晶分為4組:A組：130°C X 40分B組：130°C X 50分C組：140 °C X 40分D組：140°C X 50分試驗設it («)在四組不同的樣品中，經試驗后何者 為最佳的作業條件, 即可制訂為作業標 準的條件。概念:優選法是以較少的試驗次數，迅速地找到生產 和科學實驗的最優方案的方法。適用范圍：1、怎樣選取合適的配方，合適的制作過程，使產品質量最好。2、怎樣在質量標準下，使產品成本最低，生產過程最快？3、已有儀器怎樣調試，使其性能最好？4、在合成配方、操作條件等方面應用優選法2000.6.10.618是單因素試驗役計方法，又

5、叫黃全分劃法。這種方 法是在試驗施圍內（a, b丿內，脅先安排兩個試驗點，再根據兩點試驗結果，翱下好點，去掉不好點所在的一段再在余下的范內尋找好點,去掉不好的點，如0.618 a2000.6.1此繼續地作下去，直到找到最優點為止。1 - W = W21-W0.618 a2000.6.10.618 a2000.6.1XX2y丿0.3820.618X2X03820.618X = a + 0618(ba)X2 = a + b-X1第一點=小+ 0.618（大小）第二點 = 小+大-第一點（前一點）第一點是經過試驗后匆下的好點;0.618 a2000.6.1鑄鋁件最佳澆鑄溫度的優選試驗。某廠鑄鋁件殼體

6、廢品率 高達55%,經分析認為鋁水溫度對此影響很大，現用0618 法優選。優選范圍在690 °C 740 °C之間。第一點二 690 + 0.618(740- 690) = 721第二點=690 + 740 - 721 = 7090.618» (例)2000.6.16907097217400.6188 （例）2000.6.10.6188 （例）2000.6.1I第-點合格率低炒 第三點二 690 + 721 - 709 = 702690702709X7210.6188 （例）2000.6.10.6188 （例）2000.6.1第二點合格率低第四點=690 +709

7、 - 702 = 697690697 7027090.6188 （例）2000.6.10.6188 （例）2000.6.1第三點合格率低0.6188 （例）2000.6.10.6188 （例）2000.6.1690695 697702第五點=690 + 702-697 = 6950.6188 （例）2000.6.10.618出要求試驗結果目標因數f(x)是單蜂場數，即在試驗范內只有一個最優點d,其效果f (d丿最好，比d大對分法2000.6.1對分法2000.6.1或小的點都差，且距最優點d越運的試驗效果越差。這個要求在大多數賣際問題中都能滿足。adbx對分法也叫平分出，是單因素試驗役計方由適

8、用于試驗(a, b丿內，耳標因數為單調(連續或間斷丿的情況下，求最優點的方出。使用條件：每做一次試驗，根據結果可以決定下次試驗 的方向。對分法2000.6.1毎次選取因素所在試驗施圍（a, b丿的中點處C做試驗。計算公式：-亠尹(c + b)2毎試J驗一次，試!驗范圍縮 小一半，重復做下去，直 到找出滿意的試驗點為止c對分法的作法2000.6.1某毛紡廠為解決色染不勻問題，優選起染溫度，采用對分 法。具體如下。原工藝中的起染溫度為40°C,升溫后的最 高溫度達100 °c,故試驗范圍先確定在4（rcioo°c。對分法（例）2000.6.1均分法是單因素試驗役計方出

9、。它是在試驗施圍（a, b丿 內，根據精度要求和賣際情況，均勻地排開試驗點，在 毎一個試驗點上進行試驗，并相互比較，以求的最優點 的方出。作法：如試驗范圍L = b-a,試驗點間隔為N,貝試驗點11為:n = +l= b-a +1NN均分法2000.6.1對采用新鋼種的某零件逬行磨削加工，砂輪轉速范圍為 420轉/分720轉/分，擬經過試驗找出能使光潔度最佳的砂 輪轉速值。N = 30轉/分b - a 丄720 - 420 丄N30試驗轉速：420, 450, 480, 510, 540, 570, 600, 630, 660, 690, 720均分法2000.6.1使用條件：這種方法的特點是

10、對所試驗的范圍進行“普查”， 常常應用于對目標函數的性質沒有掌握或很少掌握 的情況。即假設目標函數是任意的情況，其試驗精 度取決于試驗點數目的多少。均分法2000.6.1雙因素優選法2000.6.1如有兩個因素需要考慮，一個含量是1000克到2000克, 另一個溫度50006000匕。6000 °C5000 °C5500°C1500 克1000 克2000克雙因素優選法2000.6.14（5）67（8）967 （8）9910 11 12 11 12® ® 12©最佳正交試驗法就是利用正交表來合理安排和分析眾多因素的 試驗方由。它可以用

11、較少的試驗次數荻得較優的結果。影響因素選擇三個不同的水平全面試驗次數正交試驗次數434910310 = 59049正交試驗的IS念2000.6.1安排任何一項試驗:明確試驗的目的是什么？:用什么指標來衡量考核試驗的結果？:對試驗指標可能有影響的因素是什么？:為了搞清楚影響的因素，應當把因素選擇在哪些水平上?正交試驗的IS念2000.6.1試驗指標：試驗需要考察的效果稱為試驗指標;因素：對試驗指標有影響的參數稱為因素;水平：因素在試驗中所處的狀態和條件的變化可能引起指標的波動，把因素變化的各種狀態和條件 稱為因素的水平。；正交表是有規律的，按順序排成現成的表格，是正交試 驗的工具，正交試驗是通過

12、正交表進行的。正交表的格式與特點2000.6.1正交表的格式與特點2000.6.1正交表代號正交表橫行數代表試驗次數正交表列數 因素數因素水平表位級數L4(23)123試驗1111212232124221正交表的格式與特點2000.6.1號 試驗于、12341<1L>11212223133342123522316231273132832139d21正交表的格式與特點2000.6.1正交表(例)2000.6.1某軌枕廠試用減水劑以節約水泥。影響指標的因素有四個, 每個因素選取三個水平。考察的試驗指標僅為脫模強度，已知在節約水泥 10%的條件下試用減水劑對脫模強度影響比較好, 希望通過

13、正交試驗找出比較好的配方。試驗目的和指標試驗目的：水泥摻用減水劑以節約水泥©考核指標：軌枕脫模強度制訂因素水平根據以往經驗和弈料分析制訂因素水平表素水灰比含砂率減水劑用量水泥用量水平、ABCD ( kg/cm2)10. 280. 270. 30%37020. 300. 280. 50%38030. 320. 290. 70%390選用正交表用 Lg(34)L9（34）1234試驗詁、111112122231333421235223162312731328321393321設計試驗方案正交試驗表列號水灰比含砂率減水劑用量水泥用量試驗矛二AVBC(%)D ( kg/cm2 )11 (0.

14、 28)1 (0. 27)1 (0. 3)1 (370)21 (0. 28)2 (0. 28)2 (0. 5)2 (280)31 (0. 28)3 (0. 29)3 (0. 7)3 (390)42 (0. 30)1 (0. 27)2 (0. 5)3 (390)52 (0. 30)2 (0. 28)3 (0. 7)1 (370)62 (0. 30)3 (0. 29)1 (0. 3)2 (280)73 (0. 32)1 (0. 27)3 (0. 7)2 (280)83 (0. 32)2 (0. 28)1 (0. 3)3 (390)93 (0. 32)3 (0. 29)2 (0. 5)1 (370)

15、正交表(例)2000.6.1進行試驗，并記錄計算水泥軌枕脫模強度試驗分析表列號水灰比含砂率減水劑用量水泥用量試驗結果ABC（%）D （ kg/cm2）（脫模強度）11（0. 28）1（0. 27）1（0. 3）1（370）33321（0. 28）2（0. 28）2（0. 5）2（280）36831（0. 28）3（0. 29）3（0. 7）3（390）36242（0. 30）1（0. 27）2（0. 5）3（390）36752（0. 30）2（0. 28）3（0. 7）1（370）33662（0. 30）3（0. 29）1（0. 3）2（280）33373（0. 32）1（0. 27）3（0.

16、 7）2（280）35883（0. 32）2（0. 28）1（0. 3）3（390）34993（0. 32）3（0. 29）2（0. 5）1（370）362K11063105810151031K21036105310971059K = 3168K31069105710561078R3358247進行分析-計算極差最好水泥軌枕脫模強度試驗分析表列號水灰比含砂率減水刑用豪水泥用量試驗結果ABe（%）L> ( kg/cnl2（脫模強虜)11 (O. 28)1(O. 27)1 (O 3)1<370)33321 (O. 28)2(O. 28)2 (O. 5)2<280)36831 (O

17、. 28)3(O. 29)3 (O. 7)3（390）42 (O. 30)1(O. 27)2 (O 5)3 <390)36752 (O 30)2(O. 28)3 (O. 7)1<370)33662 (O. 30)3 <O. 29)1 (O 3)2（280）33373 (O. 32)1(O. 27)3 (O 7)2（280）35883 (O. 32)2(O. 28)1 (O. 3)3（390）34993 (O. 32)3(O. 29)2 (O. 5)1<370)362K11063105810151031K = 3168K21036105310971059K31069105710561078R3358247Kl= 333 + 368 + 362 = 1063K2= 367 + 336 + 333 = 1036RA= 10691036 = 33K2= 358 + 349 + 362 = 1069進行分析R越大，說明該因素的水平變化對試驗結果指標影響 越大，因而這個因素對試驗指標就愈重要。在本例 中，減水劑是主要因素；主CD次AB正交表（例）2000.6.1進行分析邃取輟優方案；最優方案一般就