正交试验设计法1. 正交试验设计法的基本思想正交试验设计法,就是使用已经造好了的表格--正交表 --来安排试验并进行数据分析的一种方法。它简单易行,计算表格化,使用者能够迅速掌握。下边通过一个例子来说明正交试验设计法的基本想法。[例 1]为提高某化工产品的转化率,选择了三个有关因素进行条件试验,反应温度 (A),反应时间 (B),用碱量 (C),并确定了它们的试验范围:A:80-90 ℃B:90-150 分钟C:5-7%试验目的是搞清楚因子A、B、C 对转化率有什么影响,哪些是主要的,哪些是次要的,从而确定最适生产条件,即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率高。试制定试验方案。这里,对因子 A,在试验范围内选了三个水平;因子B 和 C 也都取三个水平:A:Al=80℃, A2=85℃,A3=90 ℃B:Bl=90 分,B2=120 分,B3=150 分C:Cl=5%,C2=6% ,C3=7% 当然,在正交试验设计中,因子可以是定量的,也可以是定性的。而定量因子各水平间的距离可以相等,也可以不相等。这个三因子三水平的条件试验,通常有两种试验进行方法:(Ⅰ)取三因子所有水平之间的组合,即AlBlC1 ,A1BlC2 ,A1B2C1 , ⋯⋯,A3B3C3 ,共有33=27 次试验。用图表示就是图1 立方体的 27个节点。这种试验法叫做全面试验法。全面试验对各因子与指标间的关系剖析得比较清楚。但试验次数太多。特别是当因子数目多, 每个因子的水平数目也多时。 试验量大得惊人。如选六个因子,每个因子取五个水平时,如欲做全面试验,则需56=15625 次试验,这实际上是不可能实现的。如果应用正交实验法,只做 25 次试验就行了。而且在某种意义上讲,这25 次试验代表了15625 次试。(Ⅱ)简单对比法,即变化一个因素而固定其他因素,如首先固定B、C 于 Bl、Cl,使 A 变化之:↗A1 B1C1 →A2↘A3 (好结果 ) 如得出结果 A3 最好,则固定 A 于 A3,C 还是 Cl,使 B 变化之:↗B1 A3C1 →B2 ( 好结果) ↘B3 得出结果以 B2 为最好,则固定 B 于 B2,A 于 A3,使 C 变化之:↗C1 A3B2→C2 ( 好结果 ) ↘C3 试验结果以 C2 最好。于是就认为最好的工艺条件是A3B2C2 。这种方法一般也有一定的效果,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, 所选的工艺条件 A3B2C2 不一定是 27 个组合中最好的。其次,用...