适合多因素多水平试验的均匀设计

工程师园地 设 泼； 适 合 多 因 素 多 水 平试 验 的 均 匀 设 计 叱 1。 SU1TEDMULTIFAC1DR ANDMULTILEVELD 日IIM 叮 』 徊 b周 1 前 言 适台多因素多水平的实验设计，对多组分配方 的试验设计也同样有用 (如撩科配方等)较正交设计 法实验次效少，同样可得到最佳工艺或最佳配方，井 能通过 回归 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 建立定量关系． 2 均 匀设计 在试验设计 中 当因素 较多 时，常用 正交 试 验 法，对于各因素水平相等的试验，用正交表安排多因 素试验，试验效目为rq2， 为自然数，q为水平数 正 交设计要求在试验范 匿内将 试验点 安排得 均匀分 散，整齐可 比 。倒如安排一个 9水平试验，则至少要 次试验，才能做到 均匀分散．整齐可比 ．虽然正交设 计的 整齐可比 性使试验结果的分析十分方便，易 于估计各因素的主效应和部分交互效应，从而可分 析各因素对指标的影响大小和变化规律，但为了照 顾 整齐可比 ，它的试验点并没有傲到充分 的 均匀 分散 ；为了达到。整齐可比 ，试验点 的效 目就必须 比较多．不考虑 整齐可比 ，而让点子在试验范 匿内 充分 均匀分散 ，这种从均匀性 出发的设计称之为 均匀设计． 均匀设计具有一系列的优点：① 布点均匀，代表 性好；@ 每个因素每个水平只做一次试验．试验次效 与水平效相等；@ 试验次效 只按 水平数 增 加而 增 加，捌如水平效从 3增到4．试验次数相应从增到 4 (而正交设计，试验次效却从9增刊 1 ④试验分析 相对复杂．不能用一般的方差分析．而需用回归分析 方法，借助计算机回归得到定置关系式，从而找 出最 优条件或工艺、配方． 用均匀设计安捶实验可从一系列的均匀设计表I|『 中选用．表 1和表2是其中的两个．倒如袁 IU u 的下标 5 表示要做 5状试验，括号由的 5’表示每 个因素有 5个水平，指数 4 则表示最多安排四个因 素 (也可按排 3个 因素)，具体选 甩时按 u表 的使用 表进行．又如u 固，表示要做6次试验，每个因素有6 个水平，最多有6列可供选甩 (将 U )划去最后一 行得到 u 使用表不变)，而用正交 表安排试验需 做 72状．这是因为正交拉丁方不存在，用正交表安 排 4因素 6水平试验，至少需用 72状，用均匀设计六 次试验即可安排． 衰 I l 2 3 4 l I 2 4 3 2 2 4 3 I 3 3 l 2 4 4 4 3 1 2 5 5 5 5 5 裹 2 1 2 3 4 5 6 l 1 3 2 4 5 2 2 6 4 5 1 3 3 3 2 6 4 5 l 4 4 5 l 3 2 6 5 5 l 3 2 6 4 6 6 4 5 1 3 2 3 试验的分析 均匀设计由于每个因素水平较多，而试验次效 又较少，分析试验结果 时一 能采用一 般的方差分析 法． 如果试验的目的是为了找一个优的工艺条件，而 比下降，经济效益滑坡．在强调按科学施肥理论 进行 施肥的同时，我们也必须认识到作物增产是 由很多 因素决定的。诸如水份 气候 作物品种等等，在农业 生产实践中还应当把科 学施肥原理，与相关 因素很 好结合起来，才能充分发挥肥料增产的最大效益， ( 化肥企业职工，特别是企业的厂长 技术人 《化学工程师)>2／1995(总第 47期 ) 员和农化肥务人员必须认真学 习和掌握科学施肥 的 基本原理，这是大力发展社会主义市场经济的需 要，是企业由单纯生产型向生产经营服务型转变的 需要．这样做有利提高企 业职工素质 ，有利 于企 业 农化服务向探层发展．因此，各企业领导都应当对 这项工作给予足够的重视． 45 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 又缺乏计算工具 ．这时就从 试验点 中挑 一个指标最 优的；相应的实验条件即为欲选的工艺条件．这个 分析方法看起来粗糙，但大量试验证明这种方法是 有效的．当彝蔓最好采用回归分析方法．线性回归或多 项式回归，在多项式回归时最好采用运步回归的方 法．建立回归方程后．可用来预报指标的扳大值或扳小 值，以便确定欲选的工艺条件 ． 均匀设计已在我国飞航式导弹的设计中取得有 效的采用，使设计周期大大缩短，并节省大量费用叫． 均匀设计适合多因索多水平的工艺条件的研究和配 方的实验安排．例如：在研究乙酸异戊醑合成反应的 工艺条件中，用均匀设计安排实验．醑化反应为： CH~COO!-I+(cH )~CHCH,CI-I,OI-I cHlc0()cH cHla∞：H +H，0． 改用强酸性用离子交换树脂改性制成 EST一92催亿 荆，用于以上反应．影响醑化反应收率的主要因素有原 料配比 催化剂用量 反应时间、反应温度等．考虑三 个因素用u 均匀设计表安排试验点，见表3和表4． 衰 3 均匀设计衰 A B C 1 l 2 4 2 2 4 3 3 3 l 2 4 4 3 l 5 5 5 5 ’：A表示 原科配 比，异戊 醇 ，醋 酸 (rood，范 围 为 l∞ ～ 1．铷；B表示 催忧 剂用量(僵化栅 反应物料 重)其范围为 0．02～ n咂 c表示反应时间，1～ 弛 衰 4 试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 豆结果 c G Cat Time ％) 序号、 (too1) ‘％) ∞ ‘收率) J 1 03 Z5 2 1．05 0．05 2．0 922 3 1．10 n02 1．5 96．2 4 1．I5 n04 1 0 9ll 5 l_20 0．06 3．0 95．9 试验结果用多元线性回归，计算机处理数据，得到如 下 回归方 程 ：’r=n3735+吼073工一1．65X,+0．032~ 以 =12,x2=O．他 x3=3代^上 述回归方 程，得 牧率 的计算值为 Y=0．9908，按对应条件进行醋化反应． 实际铡得乙酸异戊酯收率达 98．7％，与回归方程预测 值相当接近． 在配方试验中，为找出最佳配方．也可用均匀设 计．笔者在废旧PsF回收制涂料中采用 U( 均匀 设计表安排试验，实验方案见表 5．配方中其他组分 寰 5 u 衰豆实验方寨 ＼L列号 甲荤 溶剂汽油 梧节抽 氯仿 试验萼＼ (g) (g) (昌) 也) l @ 6 @ 30 ④ l7 @ 5 2 @ 8 ④ 40 @ I5 ① 3 3 @ l0 ① 25 @ l3 @ 6 4 固 l2 @ 30 国 I】 @ 4 5 @ l4 @ 45 @ l9 @ 7 ·目■中敦表示产 u 表水平敦， 为：废聚苯乙烯泡辣塑料ff'SF)：3 乙酸乙醑：15g， 环己酮：l 5g’ZaO：0．2~ 白发黑：5g’在实验中量不 变． 根据实验结果得到最佳配方为：甲荤 1喀 溶剂 汽油魄 松节油 1蟾 氯仿 与正交设计比较．正交 设计安排试验见表 衰 6 1 正交设计衰豆实验方案 甲苯 溶剂汽油 轻节油 氯仿 (窖， (gJ (gj (窖J 1 ① 5 ① 30 @ 10 ④ 3 2 ① 5 @ 35 @ 15 @ 5 3 ① 5 @ 40 @ 2D @ 7 4 @ l0 ① 3o @ l5 @ 7 5 @ l0 @ l5 @ 2o @ 3 6 @ l0 @ 40 @ l0 @ 5 7 @ l5 @ 3o @ 2o @ 5 8 @ I5 @ l5 0 l0 @ 7 9 @ l5 @ 40 @ l5 @ 3 ‘四圈内数字为正交设计表 L 水平敦 根据试验结果分析得到最佳配方为：甲苯 l5g’ 溶剂汽抽 3％ 梧节袖 20e,氯仿 豫 比较两法结果，可 以看出均匀设计与此结果大致相同． 虽然均匀设计节省了大量的试验，但仍能将事 物变化的主要规律反映出来．此法用计算机对试验 数据进行处理，可给出定量美系式，如不用计算机处 理，也可从均匀设计表直接观察选取适宜的工艺条 件或其它欲考察的参数 条件 组分等．均匀设计 在一些方面取得了有效应用． 相信经过不断的完 善和不懈的努力，均匀设计不久将会得到广泛的有 效应用． 参 考 文 献 (略) 《化学工程师>>2／1995(总第 47期 ) 维普资讯 http://www.cqvip.com