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1、一、正交实验概述,产品质量与许多条件有关，我们通过实验找出产品质量最佳条件。多因素科学安排： 在少的实验次数上，分析得出较多的结论,1、正交实验是一种科学地安排分析多因素实验的方法它是一种产品质量管理的通用技术，70年代从日本引进的 2、正交实验法是应用一种由数码组成的排列很均匀的表（称为正交表）安排实验方法，已达到最优,正交实验,例：轴承圈退火实验：把工件加热到临界温度以上3050 ,保持一段时间，再缓慢地冷却下来，其目的是用于消除工件的内应力，降低硬度，增加韧性。,多因素实验： 硬度与加热温度、保温时间、冷却温度有关,实验,实验是人们从事的最普通的活动之一 实验: 通过有目的的改变一个系统
2、的输入变量的设置，研究系统的输出变化， 目的：达到对一个系统的输入变量是如何影响其性能的更深刻理解，为合理选择最优输入提供了一个基本依据。,例：轴承圈退火实验：把工件加热到临界温度以上3050 ,保持一段时间，再缓慢地冷却下来，其目的是用于消除工件的内应力，降低硬度，增加韧性。,指标：实验须要考察的结果 因素：对指标可能有影响的条件。 用A, B，C表示加热温度 保温时间h 出炉温度,实验拟解决的问题： 1）因素对指标的影响趋势 2）因素影响指标的主次 3）因素的最佳搭配,本例中： 指标： (一批工件)硬度合格率 因素：加热温度 保温时间h 出炉温度,水平：因素在实验中的取值,水平数：2 因素
3、数：3 记为：Lx（23） 其中：x为实验次数 （23）表示全面实验次数（不用正交实验法） 常规安排实验为23 8 采用正交实验法实验次数大为减少（正教实验用部分实验取得全面实验效果）,将轴承圈退火实验因素及水平具体值列表如下：,1、定指标、因素,二、安排实验,利用正交表安排实验 根据Lx（23）确定水平表,L4（23）正交表,L4（23）正交表,2、安排实验,4次实验,水平数,因素,决定列数,结合L4（23）正交表安排实验如下,4次实验较常规安排（8次）实验少一半,因素与水平数越多，正交实验减少次数越显著 如：7因素2水平,列号,实验,L8（27）正交表,用正交表安排实验为8次， 27表示常
4、规安排实验为27 128次， 费用高，耗时长试验应用较多,查三水平四因素表为：L9（34）,3、做试验 实验分析,按下表安排实验，完成实验,实验分析： 每两个试验都有两个条件不同，不能直接比较,综合可比性：两种水平出现次数相同，组合不同不影响指标,1）计算因素1（加热温度）的变化导致指标变动,2）计算因素2（保温时间）的变化导致指标变动,3）计算因素3（出炉温度）的变化导致指标变动,L4（23）正交表,总结,1、因素对指标的影响 加热温度 保温时间 出炉温度,2、因素影响指标的主次加热温度 保温时间 出炉温度 (通过R) 3、因素的最佳搭配 800 8 400,因素对指标的影响 1、 加热温度
5、 保温时间 出炉温度 2、 因素影响指标的主次： 加热温度 保温时间 出炉温度 3、 因素的最佳搭配 800 8 400 其中最佳搭配不在实验组内,正交实验步骤：,1、定指标 、影响因素、 因素水平 2、根据因素数、水平数确定正交表 3、根据正交表安排实验 4、根据综合可比性分析实验,正交实验是为减少实验次数而科学地安排分析多因素实验一种方法,1、每列各水平号出现的重复数相同 2、任两列横向出现的有序水平号对出现的重复数相同,正交表特点,1、每列各水平号出现的重复数相同 2、任两列横向出现的有序水平号对出现的重复数相同,1、每列各水平号出现的重复数相同 2、任两列横向出现的有序水平号对出现的重
6、复数相同,D,K,L,P,二、正交实验例,拉脱力,指标：拉脱力 F900Kg 因素 ： 柱塞头外径 ： D 柱塞头高度 ： L 柱塞头倒角 ： K 收口油压 ： P,指标：拉脱力 F900Kg 因素 ： 柱塞头外径 ： D 柱塞头高度 ： L 柱塞头倒角 ： K 收口油压 ： P,1、定指标、影响因素、因素水平 四个因素，每个因素取三个水平,实验为3水平4因素，记为：Lx（34）,2、根据因素数、水平数确定正交表,查三水平四因素表为：L9（34）,查表为：L9（34） 9次实验（常规333381）,定义,将正交表和下表结合,3、根据正交表安排实验,4、根据综合可比性分析实验,1（外径）,2（高
7、度）,3（倒角）,4（油压）,实验拟解决的问题： 1）因素对指标的影响 ：外径 高度 倒角 油压 2）因素影响指标的主次：高度油压倒角外径 3）因素的最佳搭配 14.8 11.8 150 20,1）因素对指标的影响 ：外径 高度 倒角 油压 2）因素影响指标的主次：高度油压倒角外径 3）因素的最佳搭配 14.8、 11.8、 150 、20,K,D,L,P,柱塞头,柱塞杆,F,1）因素对指标的影响 ：外径 高度 倒角 油压 2）因素影响指标的主次：高度油压倒角外径 3）因素的最佳搭配 14.8、 11.8、 150 、20,三、特殊问题处理,1、多指标,1）、综合平衡法,2）、评分法,2、非数量指标,3、各因素水平数不同,如：A 因素取3水平、B因素取2水平（一种作用有、无）,4、拟水平法 没有水平数合适的正交表 在水平数较多的正交表上安排水平数较少的实验 如：三水平三因素，可选三水平四因素表，空一列。 或可自行按综合可比性自行设计,指标数量化,5、交互作用 化工、农业和钢铁等行业用的较多，机械行业极为少见,有一化学实验，其指标与三个因素（试剂选取）有关,利用正交表安排实验 根据Lx（23）确定水平表,L4（23）正交表,第一综合组内酸碱同时出现，生成盐，相当加盐，这就是交互作用,