均匀试验设计实用教案

会计学1均匀试验均匀试验(shyn)设计设计第一页，共32页。均匀试验设计概述均匀试验设计概述1均匀设计表与使用表2自制试验自制试验3第1页/共31页第二页，共32页。综合可比性综合可比性均衡分散性均衡分散性正交表正交表可使试验点均匀地分布在试验范围内，每个试点都具有一定的代表性。这样(zhyng)，即使正交表各列均排满，也能得到比较满意的结果 。由于正交表具有正交性，任一列各水平出现的次数都相当，任两列间所有可能的组合出现的次数都相等，这样，使行每一因素所有水平的试验(shyn)条件相同，可以综合比较各因素不同水平均数对试验(shyn)指标的影响。从正交试验设计谈起第2页/共31页第三页，共32页。对任意两个因素来说，为保证综合可比性，必须是全面试验，而每个因素的水平必须有重复，这样以来试验点在试验范围内就不可能充分地均匀分散，试验点的数目就不能过少。显然(xinrn)，用正交表安排试验，均匀性受到一定限制，因而试验点的代表性不够强。 若在试验设计中，不考虑综合可比性的要求，完全满足(mnz)均匀性的要求，让试验点在这种完全从均匀性出发的试验设计方法，称为均匀试验设计。 第3页/共31页第四页，共32页。优点(yudin)：均匀试验设计相对于全面试验和正交试验设计的最主要的优点是大幅度地减少试验次数，缩短试验周期，从而(cng r)大量节约人工和费用。334567)3(49L)5(625L)7(849L第4页/共31页第五页，共32页。缺点(qudin)：1、均匀设计的试验无法估计交互作用；2、因素及因素水平的确定有限制。因素个数不宜(by)太多（超过10）、也不宜(by)太少（2个）；因素的取值范围应大一些，即水平数多一些；3、就正交设计与均匀设计的优化效率比较看，在主要方面正交设计要比均匀设计更好。第5页/共31页第六页，共32页。1、苏州化工厂运用均匀试验设计法研制速淬火油取得明显的经济效益。从方案设计、配方优化，直到产品技术标准有关指标制定等全过程进行优化设计，使快速淬火油不仅性能指标达到国外同类产品的水平，同时成本低廉，节省了外汇，仅上海宝钢一次用量126吨就节约35.82万元，节省外汇20.13万马克。2、华北制药厂在青霉素球菌原材料配方中运用均匀试验设计法，使得优化后配方比原对照(duzho)平均降低原材料消耗34%，平均提高发酵单位5%，每生产一批产品可获经济效益4500元，该厂一年生产几百批，取得显著经济效益。此应用(yngyng)与效果：由于均匀试验设计使试验周期大大缩短，能节省了大量的费用，所以均匀试验设计方法一出现就在工业生产中得到应用，也取得有效的成果。第6页/共31页第七页，共32页。均匀设计表是一种规格化的表格，是均匀试验(shyn)设计的基本工具。均匀设计表仿照正交表以 表示。表中 是均匀设计表代号， 表示横行数即试验(shyn)次数， 表示每纵列中的不同字码的个数，即每个因素的水平数， 表示纵列数，即该均匀设计表最多安排的因素数。 knmUknmUknmUknmUUmkn第7页/共31页第八页，共32页。677U 666U 列号试验号1234561123456224613533625144415263553164266543217777777 列号试验号123456112345622461353362514441526355316426654321奇数(j sh)的均匀设计表偶数(u sh)的均匀设计表设计表设计表第8页/共31页第九页，共32页。677U使用使用(shyng)表表因素数列号2133123412365123466123456在选择进行均匀试验设计时，若只有(zhyu)两个因素，安排在第1列、第3列；若有3个因素，安排在第1列、第2列、第3列；若有4、5个因素，则分别安排在第1、2、3、6列；最后，若有6个因素，则6列全安排。 水平数为偶数的均匀设计表，其使用表与相应的水平数奇数的均匀设计表相同 第9页/共31页第十页，共32页。 699U列号试验号123456112457822481573363636448721555127246636363775184288754219999999 699U因素数列号2133135412355123456123456设计(shj)表使用(shyng)表第10页/共31页第十一页，共32页。第11页/共31页第十二页，共32页。为选择最优的洗涤环境，在清洗抹布的过程中，选择水温（X1）、浸泡时间（X2）和洗衣粉种类（X3）三个因素进行均匀(jnyn)试验，三个因素均选5个水平，试验考核的指标为洗涤后的清洁度（Y）。步骤一：因素步骤一：因素(yn s)与水平的与水平的选取选取第12页/共31页第十三页，共32页。 因素因素水平水平X1水温水温（）X2浸泡时间浸泡时间（min）X3洗衣粉种类洗衣粉种类12010立白立白23015奥妙奥妙34020超能超能45025汰渍汰渍56030雕牌雕牌水温的变化(binhu)范围：20 60浸泡时间的变化(binhu)范围：10min30min第13页/共31页第十四页，共32页。步骤步骤(bzhu)二：选择均匀设计表及表头二：选择均匀设计表及表头设计设计 本试验是 因素试验，即 的多因素多水平的试验。查均匀试验设计表 ，该表最多可安排4个因素，每个因素取5个水平。因此(ync)，本试验可选用 均匀表完成表头设计。 表头设计表头设计因 素 X1 X2X3列 号1234355, 3mN 455U 455U第14页/共31页第十五页，共32页。步骤三：确定试验步骤三：确定试验(shyn)方案方案表头(bio tu)设计结束后开始填表。因素按表头(bio tu)设计规定，水平按“对号入座”的原则填到表上，得到均匀试验设计的试验方案 。 因素 列 号试验号X1X2X3123411（20）2（15） 34（汰渍）22（30）4（25）13（超能）33（40）1（10）42（奥妙）44（50）3（20）21（立白）55（60）5（30）55（雕牌） 455U试验方案第15页/共31页第十六页，共32页。步骤步骤(bzhu)四：试验四：试验准备准备选择(xunz)废弃的衣服裁成等大的5块，控制材质、面积大小等变量第16页/共31页第十七页，共32页。将5块布置(bzh)于同一盆泥水中浸泡，保证同等脏度按之前确定(qudng)的实验方案进行试验第17页/共31页第十八页，共32页。第18页/共31页第十九页，共32页。ABCD最终结果19092929091.2529596959696390908885894808580838357075707072.5本小组(xioz)四位成员分别对清洗后的抹布进行评分，最终得出平均数。第19页/共31页第二十页，共32页。 因素因素 列号列号试验号试验号X1（水温）X2（浸泡时间）X3（洗衣粉种类）试验结果 （Y）12411（20）2（15） 4（汰渍）91.2522（30）4（25）3（超能）9633（40）1（10）2（奥妙）8944（50）3（20）1（立白）8355（60）5（30）5（雕牌）72.5试验试验(shyn)结果结果第20页/共31页第二十一页，共32页。左图为自变量X1（水温）与Y的关系，从图中我们(w men)可以看出，红点处对应Y的值最大，此时X在31附近。第21页/共31页第二十二页，共32页。左图为自变量X2（浸泡时间(shjin)）与Y的关系，从图中我们可以看出，红点处对应Y的值最大，此时X在30附近第22页/共31页第二十三页，共32页。左图为自变量X3（洗衣粉品牌）与Y的关系，从图中我们(w men)可以看出，红点处对应Y的值最大，此时X在2.2附近第23页/共31页第二十四页，共32页。左图为自变量X与Y的综合关系(gun x)图，图中有三个红点，分别对应着当Y值最大时X1、X2、X3的取值。第24页/共31页第二十五页，共32页。根据DPS直接显示出的结果，我们可以看出当水温为31，浸泡时间为30分钟，洗衣粉品牌为2（即奥妙）时为最佳组合(zh)。这与我们前面看到的三个图相吻合。为此我们再做一次实验！第25页/共31页第二十六页，共32页。实验实验(shyn)条件条件实验结果：从清洗(qngx)结果来看，非常干净，综合打分后的结果为99分。X131（）X230minX32（奥妙）（奥妙）第26页/共31页第二十七页，共32页。增加试验次数本试验的试验范围很宽，仅做5次试验太少了，这将影响试验的精度，当然影响对结果分析得出的结论的可靠性。为提高试验的精度，可将5水平重复试验一次，选用 的使用表安排试验方案 。101010U 因 素 列号试验号X1（）X2（min)X315711（20）5（30）7（奥妙）22（30）10（30）3（超能）33（40）4（25）10（雕牌）44（50）9（25）6（立白）55（60）3（20）2（奥妙）66（20）8（20）9（汰渍）77（30）2（15）5（雕牌）88（40）7（15）1（立白）99（50）1（10）8（超能）1010（60）6（10）4（汰渍）101010U拟水平试验拟水平试验(shyn)方案方案 第27页/共31页第二十八页，共32页。为提高试验的可靠性，可以每个因素(yn s)在同一试验范围内分成10个水平，这样试验次数虽仍为10次，但试验点分布得更均匀。 但本次实验中的X3（洗衣粉种类）仍只能分为5水平。因素(yn s)的水平细分 因 素 列号试验号X1（）X2（min)X315711（20）5（33）7（奥妙）22（25）10（36）3（超能）33（30）4（27）10（雕牌）44（35）9（30）6（立白）55（40）3（22）2（奥妙）66（45）8（24）9（汰渍）77（50）2（16）5（雕牌）88（55）7（19）1（立白）99（60）1（10）8（超能）1010（65）6（13）4（汰渍）101010U试验方案试验方案第28页/共31页第二十九页，共32页。因为(yn wi)均匀实验设计以及DPS这部分我们完全是自学，所以难免会有出错的地方，请大家见谅O(_)O哈！由于时间(shjin)有限，在此只是简单的跟大家介绍一下均匀实验设计，让大家有一个大概的了解。如果想深入了解，请大家参考方开泰教授的书。第29页/共31页第三十页，共32页。第30页/共31页第三十一页，共32页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第31页/共31页第三十二页，共32页。