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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三

2、級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處

3、編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,

4、*,Design Of Experiments,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2019-9-5,感謝你的欣賞,*,試驗設(shè)計（DOE）,主講：,xx,1,感謝你的欣賞,2019-9-5,試驗設(shè)計（DOE）主講：xx1感謝你的欣賞2019-9-5,什么是,試驗設(shè)計？,試驗設(shè)計的發(fā)展歷程是怎樣的？,為什么要進行試驗設(shè)計？,什么時候進行實驗設(shè)計？,如何進行試驗設(shè)計？,單因素試驗設(shè)計,正交試驗設(shè)計,多指標(biāo)的正交試驗設(shè)計,課程大綱,2,感謝你的欣賞,2019-9-5,什么是試驗設(shè)計？課程大綱2感謝你的欣賞2019-9-5,一種安排實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的數(shù)

5、理統(tǒng)計方法；試驗設(shè)計主要對試驗進行合理安排，以較小的試驗規(guī)模（試驗次數(shù)）、較短的試驗周期和較低的試驗成本，獲得理想的試驗結(jié)果和正確的結(jié)論。,什么是試驗設(shè)計？,3,感謝你的欣賞,2019-9-5,一種安排實驗和分析實驗數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計方法；試驗設(shè)計主要對試驗,20,世紀,20,年代由英國學(xué)者費舍爾（,R.A.Fisher,）率先提出；,最初在農(nóng)田試驗方面取得重要成果；歐美各國將此法用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的科學(xué)研究；,二戰(zhàn)后試驗設(shè)計法在工業(yè)中得到推廣和應(yīng)用；,日本學(xué)者田口玄一首先將試驗設(shè)計成功得應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)。對于一些復(fù)雜的電子、機械產(chǎn)品，利用試驗設(shè)計法合理的選擇元器件或零部件的參數(shù)，可以大大改

6、善產(chǎn)品功能目標(biāo)值的穩(wěn)定性，即所謂穩(wěn)健性設(shè)計；,20,世紀,70,年代初期，我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚帶頭在我國推廣試驗設(shè)計法。,試驗設(shè)計的發(fā)展歷程是怎樣的？,4,感謝你的欣賞,2019-9-5,20世紀20年代由英國學(xué)者費舍爾（R.A.Fisher）率先,實驗設(shè)計的目的是用最少的試驗次數(shù)實現(xiàn)下述期望：,提高產(chǎn)量；,改進質(zhì)量；,降低成本；,縮短研究開發(fā)的時間；,建立指標(biāo)與因素的關(guān)系；,選擇工藝參數(shù)或配方；,.,Why,？,為什么要進行試驗設(shè)計？,5,感謝你的欣賞,2019-9-5,實驗設(shè)計的目的是用最少的試驗次數(shù)實現(xiàn)下述期望：Why？為什么,要為產(chǎn)品選擇最合理的配方時（原料及其含量）；,要對生產(chǎn)過程選

7、擇最合理的工藝參數(shù)時；,要尋找最佳的生產(chǎn)條件時；,要研制開發(fā)新產(chǎn)品時；,要提高老產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量時；,When,？,什么時候進行試驗設(shè)計？,6,感謝你的欣賞,2019-9-5,要為產(chǎn)品選擇最合理的配方時（原料及其含量）；When？什么時,如何進行實驗設(shè)計？,試驗設(shè)計的幾個概念,單因素試驗設(shè)計,正交試驗設(shè)計,多指標(biāo)的正交試驗設(shè)計,How,？,7,感謝你的欣賞,2019-9-5,如何進行實驗設(shè)計？試驗設(shè)計的幾個概念How？7感謝你的欣賞2,試驗設(shè)計的幾個概念,指標(biāo)：,實驗中的應(yīng)變量，是反映試驗結(jié)果好壞的標(biāo)準，是試驗結(jié)果比較的依據(jù)。試驗的指標(biāo)有定量和定性之分，也有單指標(biāo)、多指標(biāo)之分。,因素：,試驗中

8、的自變量，是影響試驗指標(biāo)的有關(guān)因子與條件。影響實驗指標(biāo)的因素有單因素和多因素的情況。,水平：,每個因素所取的用量或所處的狀態(tài)，簡稱為因素的水平。從專業(yè)知識、實踐經(jīng)驗、生產(chǎn)技術(shù)等方面考慮，對試驗指標(biāo)有重要影響的因素都有其試驗范圍，一般從中選取一個或多個水平做試驗。,8,感謝你的欣賞,2019-9-5,試驗設(shè)計的幾個概念指標(biāo)：實驗中的應(yīng)變量，是反映試驗結(jié)果好壞的,單因素試驗設(shè)計,對分法,均分法,0.618,法,分數(shù)法,9,感謝你的欣賞,2019-9-5,單因素試驗設(shè)計對分法9感謝你的欣賞2019-9-5,對分法,適用于目標(biāo)函數(shù)單調(diào)時（連續(xù)或間斷），求最優(yōu)因素水平點的情況，也叫平分法。,作法：每次選

9、取因素所在試驗范圍,a,，,b,的中點處,C,做試驗。其計算公式是；,C=,（,a+b,）,/2,每做一次試驗后，根據(jù)試驗結(jié)果確定下次試驗的方向，直到找出滿意的試驗點為止。,對分法的兩個前提是：,要有一個現(xiàn)成的標(biāo)準來衡量試驗的結(jié)果；,能預(yù)知該因素對指標(biāo)的影響程度，即能從一個試驗結(jié)果直接分析該因素取值偏大還是偏小。,10,感謝你的欣賞,2019-9-5,對分法適用于目標(biāo)函數(shù)單調(diào)時（連續(xù)或間斷），求最優(yōu)因素水平點的,對分法舉例,例,1,：某毛紡廠為解決染色不均勻的問題，優(yōu)選起染溫度，采用對分法。原工藝中起染溫度為,40,，升溫后的最高溫度達,100,。（試驗范圍確定在,40100,）,11,感謝你

10、的欣賞,2019-9-5,對分法舉例例1：某毛紡廠為解決染色不均勻的問題，優(yōu)選起染溫度,均分法,在試驗范圍,a,，,b,內(nèi)，根據(jù)精度要求和實際情況，均勻的排開試驗點，在每個試驗點上進行試驗，并相互比較求最優(yōu)點的方法。,作法是：試驗范圍,L=b-a,，試驗點間隔為,N,，則試驗點,n,為：,n=L/N+1,特點：,對試驗進行普查，常常應(yīng)用于對目標(biāo)函數(shù)的性質(zhì)沒有掌握或很少掌握的情況,其試驗的精度取決于試驗點數(shù)目的多少,12,感謝你的欣賞,2019-9-5,均分法在試驗范圍a，b內(nèi)，根據(jù)精度要求和實際情況，均勻的,均分法舉例,例,2,：對采用新鋼材的某零件進行磨削加工，砂輪轉(zhuǎn)速范圍為,420720,

11、轉(zhuǎn),/,分，擬經(jīng)過試驗找出能使光潔度最佳的砂輪轉(zhuǎn)速值。,根據(jù)規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍和以往的實踐經(jīng)驗，取試驗間隔,N=30,轉(zhuǎn),/,分。,13,感謝你的欣賞,2019-9-5,均分法舉例例2：對采用新鋼材的某零件進行磨削加工，砂輪轉(zhuǎn)速范,0.618,法,又叫黃金分割法，該法是在試驗范圍,a,，,b,內(nèi)首先安排兩個試驗點，在根據(jù)兩個試驗結(jié)果留下好點，去掉不好點所在的一段范圍，再在余下的范圍內(nèi)尋找好點，去掉不好的點，如此繼續(xù)下去，直到找到最優(yōu)點為止。,0.618,法的作法是：第一點安排在,a,，,b,的,0.618,處，第二點安排在,0.382,處，即,0.618,的對稱點。這兩點的位置可用公式求出：,X1

12、=a+0.618,（,b-a,）,X2=a+b-X1,要求試驗結(jié)果是單峰函數(shù)。,14,感謝你的欣賞,2019-9-5,0.618法又叫黃金分割法，該法是在試驗范圍a，b內(nèi)首先,0.618,法舉例,例,3,：鋁鑄件最佳澆鑄溫度的優(yōu)選試驗。某廠鋁鑄件殼體廢品率高達,55%,，經(jīng)分析認為鋁水溫度對此影響很大，現(xiàn)用,0.618,法優(yōu)選。優(yōu)選范圍在,690740,之間。,15,感謝你的欣賞,2019-9-5,0.618法舉例例3：鋁鑄件最佳澆鑄溫度的優(yōu)選試驗。某廠鋁鑄,分數(shù)法,基本原理與,0.618,法相同，適用于目標(biāo)函數(shù)為單峰的情況，不同之處為要求事先給出試驗總次數(shù)，或由確定的試驗范圍的精確度計算出試

13、驗總次數(shù)。,分數(shù)法中的分子是費波那奇（,Fibonacci,）數(shù)列，它滿足下面遞推關(guān)系：,F,n,=F,n-1,+F,n-2,n2,，,F,1,=F,0,=1,試驗點,G,n,為,1/2,，,2/3,，,3/5,，,5/8,。,作法是：首先確定試驗次數(shù),n,，第一個試驗點用,Gn,代替,0.618,，其余計算公式與,0.618,法完全一樣。,16,感謝你的欣賞,2019-9-5,分數(shù)法基本原理與0.618法相同，適用于目標(biāo)函數(shù)為單峰的情況,分式法舉例,例,4,：在機械加工中對機床優(yōu)選轉(zhuǎn)速時，有些機床的轉(zhuǎn)速分成若干檔，如,C6140,共分,12,檔，見下表：,使用分數(shù)法尋找最佳轉(zhuǎn)速的作法如下：第

14、一步找序列（,Gn,）中分母相應(yīng)的,Gn,，本例中為,G5=8/13,，因此,8/13,就是第一個試驗點，即先在第,8,檔轉(zhuǎn)速,240,轉(zhuǎn),/,分上作試驗。整個試驗次數(shù)為,5,。第二個試驗點可利用,0.618,法公式計算出：,第,2,點,=1+12-8=5,，即在第,5,檔轉(zhuǎn)速做試驗,然后比較這兩轉(zhuǎn)速的好壞，若第,8,檔好，再使用對稱原理，第三次實驗點,=5+12-8=9,，即下一步在第,9,檔做試驗，如此下去，最多做,5,次試驗就能找到最好的轉(zhuǎn)速。,17,感謝你的欣賞,2019-9-5,分式法舉例例4：在機械加工中對機床優(yōu)選轉(zhuǎn)速時，有些機床的轉(zhuǎn)速,正交實驗設(shè)計,正交表的特點：,正交表中每個列

15、號各數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)一樣多；,每兩個列號橫向組成的數(shù)字對搭配齊全，而且每對出現(xiàn)的次數(shù)一樣多,正交表的格式：例,L,4,（,2,3,），其中,L,為正交表代號,L,的下標(biāo),4,是正交表的行數(shù)，代表試驗的次數(shù),括號中的數(shù)字,2,代表因素水平數(shù),2,的上標(biāo)表示正交表的列數(shù)，代表因素的個數(shù),18,感謝你的欣賞,2019-9-5,正交實驗設(shè)計正交表的特點：18感謝你的欣賞2019-9-5,正交實驗設(shè)計,常見的正交表：,L,4,（,2,3,），,L,9,（,3,4,），,L,8,（,2,7,），,L,18,（,2,15,），,L,27,（,3,13,），,L,8,（,4,1,2,4,）等。（參見附錄）,注意

16、：,一張正交表，少了一行，就不再為正交表；,但少了一列，仍為正交表；,兩個列號對調(diào)位置，仍為正交表；,兩個行號對調(diào)位置，仍為正交表；,正交試驗設(shè)計中常用拉丁字母,A,、,B,、,C,表示因素，用阿拉伯?dāng)?shù)字,1,、,2,、,3,表示水平，如,A1,表示,A,因素,1,水平。,19,感謝你的欣賞,2019-9-5,正交實驗設(shè)計常見的正交表：L4（23），L9（34），L8（,正交試驗設(shè)計,正交試驗設(shè)計：用正交表編制多因素試驗方案的方法，稱為正交試驗設(shè)計。正交表的列號中的數(shù)字可作為因素的的水平序號，每個因素事先選定若干個水平參與試驗。,選用正交表的原則：,列號數(shù)不少于因素個數(shù)，保證每個因素都有一個列號安排；,水平個數(shù)相對應(yīng)，因素的水平個數(shù)與列號中的水平個數(shù)對應(yīng)。,20,感謝你的欣賞,2019-9-5,正交試驗設(shè)計正交試驗設(shè)計：用正交表編制多因素試驗方案的方法，,正交試驗的步驟,明確試驗?zāi)康?，確定指標(biāo)；,挑因素、選水平、制定因素水平表；,選定正交表及表頭設(shè)計；,排列試驗條件；,按試驗方案進行試驗；,試驗結(jié)果分析。,21,感謝你的欣賞,2019-9-5,正交試驗的步驟明確試驗?zāi)康?，確定指標(biāo)；21