【生产管理】多因素试验设计与优化课程(DOC57页)资料 - 副本 (10).pdf

多因素试验设计与优化课程(DOC 57 页) 部门： xxx 时间： xxx 制作人： xxx 整理范文，仅供参考，勿作商业用途 多因素试验设计 与优化 李瑞雪 什么是试验设计：试验设计研究在各种条件下如何科 学地安排试验，以及试验结果的统计计算处理正 交试验设计、均匀设计是大家熟悉的多因素试验设 计方法，可使研究者既能节约时间和经费，又可取 得满意的试验结果 试验研究的 客观性 、准确性 、可重复性 和数据化 是试 验的基本要求 试验设计是试验过程的依据 ，是试验结果数据处理的前提 ， 也是提高研究质量的重要保证之一试验设计的好坏 关系 到试验能否取得预期结果的重要保证，因此，选择科学有 效的试验设计方法至关重要均匀设计”、“正交试验 设计”是 目前 进行多因素试验设计行之有效的方法, 通过对 两种试验设计方法的应用对比认为：“均匀设计”优于 “正交试验设计”，它能更有效的提高研究工作质量和水 平，节约时间，经费，并对研究对象的内在关系有较为明 确的认识和了解, 有利于工艺优化 本讲座主要介绍“均匀设计”及应用实例，可达到： 1.进行工艺设计与优化 例如，在某中药复方制剂提取工艺条件研究中，固定药材量， 考察加水量、煎煮时间、煎煮次数对提取率的影响及工艺优 化，根据结果数据计算得： y ? 1.977 0.954 1.1420.383 n9 R 0.93 F10.64 S1.50 F0.05,3,5 5.41 方程很显著，利用方程进行指标优化预测，试验设计最高提取 率为 21.95% ，根据预测条件 指标优化预测与实测结果 因素预测值 % 实测值 % 1 20 3 2 23.71 23.14 2 20 4 2 24.86 23.67 3 20 2 2 22.57 22.69 指标的实测结果均高于21.95% 2了解研究对象的作用机理 复方安乃近微型灌肠剂是以安乃近, 盐酸氯丙嗪为主药, 加入附 加剂明胶制成澄明凝胶制剂,具有解热镇痛镇静作用, 用于小儿 高热及其引起的痉挛, 烦燥、头痛、神经肌肉痛等。

固定安乃 近的量考察盐酸氯苯嗪和明胶对安乃近直肠吸收的影响 y ? 57.566244.91 1.85 n6 R 0.96 F18.32 S 7.22 F0.05,2,3=9.55 由方程知盐酸氯丙嗪具有促进安乃近直肠吸收的作用, 明胶有一 定的阻碍作用 , 在取值范围内百分浓度不宜高, 最后确定的百分 浓度在 6左右比较适中通过试验设计与计算明确了：在复 方安乃近微型灌肠剂中, 盐酸氯丙嗪和明胶对安乃近直肠吸收 的作用机理 3了解试验结果（指标）与各因素间的关系以及各 因素间的关系 . y ?0.4195 0.1708A0.0828B0.1332C0.0008D n=8 R=0.92 F=5.41 S=0.05 F0.1,4,4=4.11 因素 A，B 在取值范围内宜取上限值，C（催化剂）不宜高，D （反应时间）不超过8 小时 因素间相关系数矩阵 因素 1.000 0.500 1.000 0.100 0.500 1.000 0.100 -0.400 0.100 1.000 单相关系数临界值r0.1, 70.582, 因素间的相关系数均未超过临 界值，因素间不存在强相关 4.判定原来确定的因素及其取值范围是否恰当,如因素 D（反应时间）不宜长。

y ? 0.4195 0.1708A0.0828B0.1332C0.0008D 5. 根据方程找出因素的最佳组合，进行工艺优化，预 测指标值的优化值，从而获得更好的结果 指标优化预测与实测结果 因素 A B C D 预测值 (%) 实测值 (%) 1 1.8 3.3 0.3 7 95.46 93.20 2 1.8 3.1 0.5 7 91.02 90.50 优化结果收率均高于原设计结果中的最高收率86.4%,最后选 择的工艺优化条件为：1.8,3.1,0.3,7 6.节约时间和经费，以较少的试验，揭示研究对象的 内在规律，使研究者对研究对象有一个较为清晰的 认识 主要介绍： 1.均匀设计，均匀设计表及使用表 2.试验结果统计处理 )试验结果数据的统计计算处理，计算程序的特点 与应用计算程序可在windowsXP 运行. )统计方程的显著性检验 )影响方程线性显著性的原因分析 3.结果解释，工艺优化、指标优化预测 4.应用实例讨论 5.均匀设计与正交设计比较 第一章均匀设计 所有试验设计方法, 本质上都是在试验条件范围内给出挑选代 表点 的方法，使所安排的试验点具有很好的代表性， 从而可以 减少试验次数并能获得较好的试验结果。

第一节均匀设计产生的背景 1978 年七机部由于导弹设计需要，向中科院数学所提出一个5 因素的试验要求：每个因素的水平数要大于10，而试验次数又 不得超过50如果采用“正交设计”， 10水平就要作100 次 试验（不包括重复实验），显然不能满足要求为此，中国科 学院数学研究所王元院士、方开态教授将数论理论成功地用于 数理统计，共同创造出“均匀设计”，并将它用于导弹设计取 得了很好的效果 试验设计中常用名词解释: 1. 指标 y（tagets ）：试验结果 2. 因素S (factor)：影响指标的因子称因素，只有变化的量才 称为因素 , 固定的量不能作为因素, 3. 水平 q (level):因素所取值的常态称水平, 即每个因素所取值 的个数 , (p4) 表 1-1 不同试验设计方法试验次数比较 试验方法试验次数 全面试验rq S 正交试验rq 2 。