质量管理之正交试验设计法

1、正交试验设计法、什么是正交试验设计法正交试验设计法(简称正交试验法)就是利用正交表来合理安排试验的一种方法。、 正交表表1正交表l9 (34)1234111112122231333421235223162312731328321393321此表是日本规格协会推荐的正交表表1就是一张已经设计好的正交表，它有9行4列，表内有 3种数码一“1”、“2”、“3”。如果我们用l表示正交表，n 表示正交表的行数；q表示正交表的列数；t表示正交表内的 数码种类，那么一张正交表可以用符号表示为：正交表行数列数数码种类例如：l9 (34)正交表，最多可以安排4个因素做试验，每 个因素可取3个水平，共有9种试验方

2、案，这显然大大减少 了试验方案是数量，因为如果安排4因素3水平的全搭配试 验必须有34=81钟试验方案才行。正交表的优点多：可以考虑多因素，多指标。快：试验周期短，见效快。好；可以找到最佳方案。:试验次数少。假如：考虑十三个因素，三水平的试验。用l27 (313)安排只要做27次试验。而进行全面试验时，则要做313=1594323次试验，如果每天做10次试验，也要做436.8年之久方可做完.四、正交试验表的种类分两类: 一类是水平数相同的正交表，即正交表中每一列所包含的代表水平的数码是一样的。例如：l4 (23)> l8 (27)>l9 (34)等等。另一类是水平数不同的正交表，例

3、如:l8 (43、l18 (2*37)、l18 (636)> l16 (42x212) l32 (49x24)ol8 (4*x24)12345111221232211322222441212512112531122721111842121四：常用正交试验设计与分析步骤1、明确试验目的2、确定考察指标3、挑因素选水平4、设计试验方案5、实施试验方案6、试验结论分析7、验证试验8、结论与建议例：设计纸飞机试验1、试验目的：找到一组飞行距离最远的纸飞机设计参数。2、考察指标y纸飞机飞行距离。3、挑因素选水平分析：影响y的重要因素a：材料 b：尺寸 c：抛出力 d：抛出角度根据实际情况每个因素取

4、3个水平制定因素水平表因素水平表因平a材料b尺寸c抛出力d抛出角度1厚纸16开大45°2中厚纸32开中30°3薄纸64开小o154、设计试验方案由因素水平表可以清楚的看出，这是一项4因素3水平 的试验，必须有3种数码的正交表中找到合适的表安排 此项试验，这类表试验次数最少的是lg (34)表于是就 选l9 (34)正交表安排试验方案。列 试号 验、a1b2c3d4y(cm)11厚纸116开1大1 45°y 尸900212 32开2中2 30°y2=610313 64开3小3 15°y3=73042中厚纸123y4=39052231y5=3206

5、2312y6=55073薄纸132y7=37083213y8=74093321y9=280tita尸2240tbi=1660tci=2190tdi 二 1500t2ta2=1260tb2=1670tc2=1280td2=1530t3ta3=1390tb3=1560tc3=1420td3=1860rra=980rb=horc=910rd=3606、试验结论：直接看：a) b) cj d算一算：a】b2 ci d3各因素对特性值y的影响显著性分析:1)可由极差来确定，极差越大影响越大。由此，可对因素abcd对y的影响的显著程度进行排列如下:大> 小2）画趋势图：为了直观，用因素的水平为横坐标

6、，综从图上可以明显看出每一因素的最好水平a】 b2c! d3, 也可以看出各因素对指标影响的大小，ra> rc> rd> rb。7、验证试验对于得到的最佳组合a】b2 ci d3必须进行验证试 验，并且要反复进行几次，以考察该结论的正确性。本 试验验证结果如下：9009501000平均y=950水平数不等的试验安排试验有两种：一种是直接套用不等水平数的正交表，即混合型正交表； 另一种是拟水平法，即在等水平的正交表内安排不等水平的 试验。一、直接使用混合型正交表例：污水去锌去镉试验因素水平表因ph值a凝聚剂b沉淀剂ccacl2d废水浓度e178加naoh不加稀289不加na? co3加浓391041011混合型正交表5 (4!x24)正好适合本例。二、拟水平法实际应用中有时会遇到这样情况，在现成的混合型正 交表中找不到合适的表或即使能找到但需要做较多 试验，这时就可以采用拟水平法。例：钢球热处理试验因素水平表因平保温时间a (分)装炉量b (斤)力口温温度c ("c)1151283521712.7584531813由于炉子只能加热到两种温度，所以因素c只能取两个水平。 这个试验当然可以用混合型正交表l8 (2x37)但试验次数太多。能否少做