第三章多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用概述.pptVIP

第三章 多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用 §3－1多指标问题的处理 单指标试验：衡量试验效果的指标只有一个 多指标试验：衡量试验效果的指标有多个 多个指标之间又可能存在一定的矛盾，这时需要兼顾各个指标，寻找使得每个指标都尽可能好的生产条件 一、综合评分法 在对各个指标逐个测定后，按照由具体情况确定的原则，对各个指标综合评分，将各个指标综合为单指标。 此方法关键在于评分的标准要合理 例3－1 白地雷核酸生产工艺的试验 试验目的：原来生产中核酸的得率太低，成本太高，甚至造成亏损。试验目的是提高含量，寻找好的工艺条件。 本例介绍由北京大学生物系与生产厂联合攻关中的第一批L9 (34 ) 正交试验的情况。 二、综合平衡法 （1）对各个指标进行分析，与单指标的分析方法完全一样，找出各个指标的最优生产条件。 （2）将各个指标的最优生产条件综合平衡，找出兼顾每个指标都尽可能好的条件。 实例说明： 例3－2 液体葡萄糖生产工艺最佳条件选取 试验目的：生产中存在的主要问题是出率低，质量不稳定，经过问题分析，认为影响出率、质量的关键在于调粉、糖化这两个工段，决定将其它工段的条件固定，对调粉、糖化的工艺条件进行探索。 （1）出率：越高越好 （2）总还原糖：在32％－40％之间 （3）明度：比浊度越小越好，不得大于300mg/l （4）色泽：比色度越小越好，不得大于20ml。 四个因素对四个指标的主次关系为： 产量： D——C——A —— B 还原糖：B —— D —— A —— C 明度： A —— B —— C —— D 色泽： B —— A —— C —— D 工作压力对产量影响最大，取D3最好。但它的色泽不好，用2.7产量会低一些，但其余指标都还比较好，因此确定为D2。 稳压时间对四个指标来说，对产量影响最大，对还原糖没有什么影响，对明度、色泽影响也不大，照顾产量应选C2＝5分钟。但此时色泽、明度都不好，考虑将时间延长一些，定为5～7分钟。 最后得出最优条件为： A2 B2 C2 D2 事实上，结果证明采用后各项指标都有明显提高。 镍铁合金电镀(应用举例） 低盐浓度光亮镍铁合金镀液配方因素—水平表， 实验以电沉积速度和合金光亮度为指标。 该配方的添加剂与电沉积工艺参数 氯化钠: 20～25g／l 柠檬酸钠: 3～4g／l 糖精钠: 3g／l “791”光亮剂: 4～6g／l 十二烷基苯磺酸钠: 0.05～0.1g／l 柠檬酸:适量 阳极面积(Ni∶Fe):. 4∶1 阴极与阳极面积比:Cu∶Fe∶Ni为1∶2∶8 温度:50～55℃ 时间:50min 根据正交设计法:对配方选取六因素五水平的正交试验表,实验以电沉积速度和合金镀层光亮度为指标。 Ni—Fe合金镀层的外观采用目测评分方法来检测,其标准定为: 灰黑(黑点)〓〓发灰(麻点)〓〓不光亮(针孔)〓〓较光亮〓〓光亮〓〓准镜面〓〓镜面 4————————5———————6———————7————8———9———10 正交实验结果及分析如表3-6与表3-7所示。 从上述正交实验的结果可得出六个因素对两个指标的主次关系为: (1)镀速:FACDFE (2)光亮度:ACBFED 电沉积的最佳工艺水平: 镀速:F5A5C4D2E5B4 光亮度:A4C5B4F4E4D2 综合两个指标后,得出最佳工艺水平为:A4B4C4D2E4F4 综合考察四个指标，还原糖含量要求在32－40％之间，从趋势及因素主次知道B的影响最重要，取1.5和2.5都不行，只有选2.0最合适。B取B2最好。 从色泽来看，B最重要，而且仍然以B2最好； 从明度来看，B为次要因素，但也仍以B2为好； 因此可确定B2是最优水平。 粉浆浓度A对产量影响很大，取A1最好。但对于明度来说，取A1时大于300不合适，浓度A2时比A1略低一些，但其它指标，除色泽外，都能达到要求。因此粉浆浓度定位A2。 即电沉积光亮镍铁合金的最佳配方及工艺条件为: 硫酸镍:NiSO4·7H2O: 25g／l 硫酸亚铁:FeSO4·7H2O: 3-5g／l 硼酸H3BO3: 9g／l §3－2 水平数不同的正交表的使用 一、直接套用混和正交表 例3－3 为了探索某胶压板的制造工艺，因素—水平如下表 因素水平完全一样时，因素的主次关系完全由极差R的大小来决定。当水平数不完全一样时，直接比较时不行的，因为量因素对指标有同等影响时，水平多的因素极差应大一些。因此要用系数对极差进行折算。 二、并列法 对于有混和水平的问题，除了直接应用混和水平的