第3章-设计质量管理-正交实验.pptVIP

⑸ 指明方向，效果明显。 正交试验是一种方法论的科学，它不需要投资，但又能从试验设计结果的分析中，进行预测、估计，为试验指明方向，因而其经济效果十分显著。 2、正交表 ㈠ 正交表的符号 L为正交表代号 a为正交表横行行数 表示试验次数 c为正交表纵列数 （最多能考察的因素数） b表示因素可取的水平数 La（bc） 范例： L9(34) 表示该表最多能考察4个因素，每个因素可取3个水平，共需做9次试验。 L8(4X24) 表示一个因素是4个水平，4个因素各为2个水平的混合水平正交表，共需做8次试验。 ㈡ 常用正交表的种类 根据水平数的相同与否分类 ⑴ 相同水平的正交表 各试验因素采用的水平数都相同 如： L4(23) 、L9(34) 、L8(27) 27(313)、L16(45)、L25(56) 等 ⑵ 混合水平的正交表 各试验因素采用的水平数都不同 如： L12(3X24) 、L12(6X22) L18(2X37)、L12(3X23) L16(42X29) 等 ㈢ 正交表的特点 ⑴ 均衡分散性 在任意一列中，每个水平的重复次数是相等的。 范例： L9(34) 中任一列中每个水平重复出现3次。 ⑵ 可伸可缩，效用明确 正交表La（bc）中c代表最多可考察的因素数 范例： L9(34) 最多可安排4个因素，但根据试验的实际需要，可安排少于4个的因素数，也可考察因素间的交互作用，但考察的因素和因素间的互作数不能大于4。 ⑶ 存在基本列和交互列 在正交表中，基本列是用来安排试验因素的，交互列是用来考察因素间交互作用的。 如果不考虑因素间的交互作用，交互列也可用来安排试验因素。 当一个因素对试验值的影响与另一个因素所取水平有关系时，就称这两个因素之间存在交互作用。 严格来说，因素之间总是存在着或大或小的交互作用，因此，交互作用是多因素试验中常常碰到的一个问题。 正交表中有的可以用来考察两因素间的交互作用 有的正交表在安排试验时不能考虑两因素间的交互作用。 3、正交试验设计 范例： 以从柑桔果皮中提取果胶的研究，来说明正交试验设计的步骤。 背景 果胶的用途甚广，食品工业中广泛地用作增稠剂、稳定剂、乳化剂等。 生产果胶的原料主要为柑桔皮渣。我国是柑桔主要产国之一，可以供给生产果胶的原料是十分充足的。 ⑴ 明确试验目的，确定试验指标 在此试验中，试验目的是寻求从柑桔皮中提取果胶的最佳条件，试验指标以综合指标评分为依据，分值越高，说明提取效果越好。 ⑵ 挑因素、选水平，制定因素水平表 主要根据试验目的查找的有关资料、试验人员的实践经验和试验的具体条件，确定相关因素。 一般试验中，因素以不超过4个为好。 因素挑好后，就要根据资料和实际情况选水平。 一般水平数选2-4个为宜。 每个因素的水平可以相等，也可以不等。 水平间间隔可以相等，也可以不等。 重要的因素或者特别希望详细了解的因素，水平数可多一些，其余可少一些。 在因素水平表中每一因素的水平次序排列，也可随机确定。 但一旦确定，在整个试验过程中，就不能任意更动。 提取果胶的主要方法有酸提取法、离子交换法、微生物法等几种。 本研究采用酸提取法。 其工艺流程如下： 果实→热烫去皮→灭酶→漂洗→加酸调整pH值→在一定温度下萃取→过滤、冷却→沉淀→洗涤→烘干→粉碎→包装→成品 有关果胶提取资料的研究表明：在酸提取法中，pH值、温度、时间和酸种类是影响提胶的主要因素。 酒石酸 70 80 3.0 硫酸 90 90 3.5 盐酸 50 70 2.5 亚硫酸 30 60 2.0 酸种类 时间（min） 温度（℃ ） pH D C B A 表3-1 果胶提取因素水平表 ⑶ 选取合适的正交表 提取果胶的试验，是一个4个因素4个水平的相同水平的试验，而且不考虑因素间的交互作用，因此选用L16(45)正交表（5个因素，有意列为空因素）。 根据试验因素和水平的多少，以及是否需要估计交互作用，选择合适的正交表。 当试验的主要目的是寻找事物内部变化的规律，必须研究因素间的交互作用，而且试验的工作量与经费能够解决时，有意选择较大的正交表。 当试验的目的主要是寻求较好的水平组合而不着重因素间的交互作用，而且客观条件又不允许做太多试验时，就可选择较小的正交表。 1 2 3 3 4 8 1 3 1 1 2 7 4 1 3 1 3 6 4 4 1 3 1 5 3 1 1 2 4 4 3 4 3 4 2 3 2 2 1 4 3 2 2 3 3 2 1 1 空列 酸种类 时间（min） 温度（℃ ） pH 因素 试 验 号 表3-2 L16(45)正交表 4 3 4 4 4 16 4 2 2 2 2 1