质量管理技术1

实验设计基础AlexanderMengSQA,SAEMagneticsLtd.课程安排排第一讲：：实验设设计中的的正交试试验第二讲：：方差分分析和2k因子、3k因子设计计第三讲：：正交试试验的方方差分析析第四讲：：稳健设设计和产产品的三三阶段设设计第五讲：：可靠性性设计第一讲：：实验设设计中的的正交试试验第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术第二节：：进行实实验设计计的意义义及其发发展过程程第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法第四节：：混合水水平的正正交试验验设计第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术在掌握专专业知识识的基础础上，一一个优秀秀的工程程师至少应当当掌握以以下的质质量管理理技术：：1.Cpk((过程程能力指指数)2.GR&R(重重复性和和再现性性)3.Correlation((相关性性)4.SPC((统计过程程控制))技术就是利用用统计技技术对过过程中的的各个阶阶段进行行监控，从而而达到改改进与保保证质量量的目的的。SPC强调全过程程的预防防。居QC七工具核核心地位位的控制图是SPC的重要工工具，它它包括计计量值控控制图和计数值值控制图图。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术5.CUSUM控制图和和EWMA控制图CUSUM(累积和))控制图图的设计思思想就是是对数据据的信息息加以积积累.它它的理论基础础是序贯贯分析原原理中的的序贯概概率比检检验，通通过对信信息的累累积，将过程的的小偏移移累加起起来，达达到放大大的效果果，提高高检测过过程小偏偏移的灵敏度度。CUSUM控制图分分别可用用于计量量性数据据(正态态分布))不合格格品数(泊泊松分布布)，不不合格品品率(二二项分布布)。EWMA(指数加权权滑动平平均)控控制图中控制统统计量同同样利用用了历史史数据,,而且它可可以对不不同阶段段的数据据取不同同的权重重，距今今越近的的数据权权重越大，反之之则越小小。EWMA控制图设设计的本本质就是是寻找最最优参数数(入，，K)组合的过过程，所所依据的的原则是是：对给给定的稳稳态ARL((0)，，使过程出出现设定偏偏移量的的偏移时时具有最最小失控控的ARL。。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术6.稳健健设计技技术产品、工工艺过程程的稳健健设计方方法和技技术开发发阶段的的稳健技技术开发发方法统称为为稳健设设计技术术，它是是开发高高质量低低成本产产品最有有效的方方法.在实际生生产中，，任何一一种产品品都存在在一些噪噪声因素素影响其其质量，，对待这些因因素一般般可以有有两种态态度：一一是尽可可能消除除这些因因素，但但实际上往往往很难实实现，即即使可能能也需要要花费很很大的代代价，这这是不值值得的；二是是尽量降降低这些些因素的的影响，，使产品品特性对对这些因因素的变变化不十分敏敏感。基基本功能能的性能能稳健取取决于两两点：一一是输出出质量特特性本身的波波动小；；二是该该质量特特性应尽尽可能接接近设计计目标值值。S/N可可以比较准准确地反反映这两两个目标标。稳健健设计主主要包括括损失模模型法、、响应面模型型法、容容差模型型法和随随机模型型法等。。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术7.质量量机能展展开(QFD))QFD产生于日日本，是是一种在在开发阶阶段就对对产品的的适用性性实施全全方位保证，在在产品的的设计阶阶段就确确定制造造过程中中的质量量控制要要点，以以减少生产初初期大量量错误发发生的系系统方法法。它从从市场要要求的情情报出发发，将其转化化为设计计语言，，继而纵纵向经过过部件、、零件展展开至工工序展开开；横向进行行质量展展开、技技术展开开、成本本展开的的可靠性性展开。。形式上上以大量的系系统展开开表和矩矩阵图为为特征，，尽量将将生产中中可能出出现的问问题提前揭示示，以达达到多元元设计、、多元保保证的目目的。最常用质质量功能能展开的的文件有有：顾客要求求策划矩矩阵；设设计矩阵阵；最终终产品特特性展开开矩阵；；生产、、采购矩阵；；过程计计划和质质量控制制表；作作业指导导书；8.并行行工程((或同步步工程))现代企业业面临的的主要课课题是如如何做好好创新，，但创新新又面临临着两个个风险::市场不确确定性和和技术不不确定性性。市场场因顾客客需要的的变化和和技术进进步引起的竞争争态势的的变化，，要求产产品的寿寿命周期期缩短和和更新换换代速度度加快;;技术上则则由于产产品结构构的复杂杂化和新新原理的的采用，，延长了了开发周周期。而并行工工程则为为企业如如何以尽尽可能短短的开发发周期推推出顾客客与社会会需要的产品提提供了解解决思想想和方法法。并行工程程是对产产品及制制造和辅辅助过程程实施并并行、一一体化设设计，促促使开发者始终终考虑从从概念形形成直到到使用后后处置的的产品整整个生命命周期内内的所有因素((包括质质量、成成本、进进度和使使用要求求)的一一种系统统方法。。并行工程程中普遍遍采用质质量工程程技术((如QFD、、田口法、、FMEA等)和计计算机技术。。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术9.水平平比较((Benchmarking))Benchmarking是一个系系统和连连续的测测量过程程，这个个过程就就是要针针对世界范范围内的的领先企企业和具具体的领领先过程程进行连连续不断断的测量量和比较，以以获得帮帮助公司司采取改改进行动动的有效效信息。。水平比较较可分为为：内部部水平、、竞争性性水平、、功能性性水平、、一般性性水平比较。。水平比较较的内容容：质量量、生产产率和时时间(生生产率和和时间反反映了成成本问题)。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术10.失失效模式式和效果果分析((FMEA)FMEA被应用于于产品设设计和过过程开发发。它是是一个重重要的分分析工具具，有助于防防止代价价高的失失效。它它为设计计小组提提供了一一个预期期并消除除这些失效的的有效途途径。FMEA包括(设设计)DFMEA和(过程程)PFMEA。DFMEA应从列出出设计希望做什什么以及及不希望望做什么么开始，，即设计计意图。。期望的的特性的的定义越明确确，就越越容易识识别潜在在的失效效模式，，采取纠纠正措施施.PFMEA应从整个个过程的的流程图图/风险险评估开开始。流流程图应应确定与与每个工工序有关的产品品/过程程特性参参数。如如果可能能的话，，还应根根据相应应的DFMEA确定某些些产品的的影响后后果。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术11.制制造设计计(DFM))和装配设设计(DFA))为优化设设计功能能、可制制造性、、易于装装配之间间关系所所设计的的同步工工程.最主要的的是要增增进对工工艺变量量与产品品结果之之间的关关系的理理解。在在此基础上，，设计者者再在技技术规范范中确定定必须在在制造过过程中加加以控制制的产品特性性及其限限制，以以实现其其使用要要求。这这将有利利于：1)改进进产品的的投产；；2)改进进现有制制造过程程能力；；3)提供供可用于于主管和和工人培培训的信信息；DFM和DFA通常由一一个横向向职能小小组来应应用，这这可以防防止工程程师设计超出装装配技术术或产量量能力的的制造或或装配步步骤。小小组通常常有其他他领域的专家家和顾客客参与，，以解决决设计人人员知识识不足或或未领悟悟某一重重要设计特性性。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术12.实实验设计计(DOE))一种用于于控制过过程输入入以便更更好地理理解对过过程输出出影响的的试验技技术.实验设计计的代表表性方法法包括传传统方法法和田口口方法。。田口方方法的目目的是通过设设计保证证质量，，它通过过确定和和控制造造成过程程/产产品质质量出现现偏差的关关键变量量(或噪噪音)来来达到目目的。其其整个概概念可描描述为以以下两个基本点点：1)应该该用相对对于规定定的目标标值的偏偏差来衡衡量质量量，而不不应该由由是否满足预先先设定的的公差限限度来衡衡量质量量。2)质量量不能先先靠检验验和返工工来保证证，必须须通过适适当的过过程和产产品设计来实现现。设计循环环分为三三个阶段段：系统统设计、、参数设设计、公公差设计计。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术13.运运动/人人机工程程学分析析通过对过过程设计计的评估估，以确确保与人人的能力力兼容。。运动分分析是指指与完成任务务(如升升、扭、、延伸))有关的的人的能能力，以以防止或或减轻应应变、应力、过过度疲劳劳等问题题。有关关影响因因素包括括工人的的人体尺尺寸、设设计产品的布布置、按按扭//开关关的位置置，加在在人身上上的负荷荷，及诸诸如噪音音振动、照照明和空空间等方方面的环环境影响响。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术14.运运动/人人机工程程学分析析通过对过过程设计计的评估估，以确确保与人人的能力力兼容。。运动分分析是指指与完成任务务(如升升、扭、、延伸))有关的的人的能能力，以以防止或或减轻应应变、应力、过过度疲劳劳等问题题。有关关影响因因素包括括工人的的人体尺尺寸、设设计产品的布布置、按按扭//开关关的位置置，加在在人身上上的负荷荷，及诸诸如噪音音振动、照照明和空空间等方方面的环环境影响响。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术15.价价值分析析和价值值工程((VA和VE)采用多种种技术来来正确地地分析某某一产品品的功能能，往往往能够改改进产品品的性能，降降低成本本，因为为这样可可以找到到并应用用其它的的代用材材料生产产方法。这种种功能评评价的过过程叫做做价值分分析。美美国则将将应用价价值分析析过程以降低低设计成成本称之之为价值值工程。。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术16.可可靠性工工程计划划通常一个个可靠性性项目要要具备三三个必要要条件：：1).产产品设设计：如如果在产产品设计计中未对对可靠性性进行足足够的考考虑的话话，任何诸如如检验和和试验的的其它的的后续措措施都不不能弥补补不足；；2).零零件：：用于制制造产品品的零件件必须满满足功能能要求，，能够在在经过制制造过程后而而不致衰衰退，并并且能够够在其使使用的环环境条件件下正常常运行而而不至损坏；；3).质质量控控制：必必要的制制造程序序、过程程和控制制必须予予以执行行和保持持；第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术17.蒙蒙特卡洛洛方法MonteCarlo方法也称称为随机机模拟方方法，其其基本思思想是，，为了求求解数学、物物理、工工程技术术以及生生产管理理等方面面的问题题，首先先建立一一个概率模型型或随机机过程，，使它的的参数等等于问题题的解；；然后通通过对模模型或过程的的观察或或抽样试试验来计计算所求求参数的的统计特特征，最最后给出出所求解的近近似值。。第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术18.计计算机辅辅助设计计(CAD))它们可以以将产品品的具体体要求转转化为最最终的实实物产品品，可以以使设计计者考虑许多多不同的的设计方方案，并并大大缩缩短工作作时间。。现在常常被用于于以下领域：：1)可靠靠性：为为改进的的低温设设计可靠靠性而进进行的设设备的热热工设计计；2)可维维修性：：工件位位置，可可达到距距离及其其它与设设计相关关的人体体需要图解；3)可试试验性：：将试验验策划考考虑在设设计过程程中的总总体试验验要求的的分析;;第一节：：优秀工工程师应应当掌握握的质量量管理技技术为何要学学习DOE？？傳統的試試驗周期期長，試試驗方法法粗糙，，可能導導致試驗驗成本大大幅提高高，而且且往往經經過大量量推理、、統計分分析的結結論，其其价值根根本無法法和試驗驗設計得得出的結結論相提提并論。。因為后后者是建建立在科科學分析析的事實實基礎上上的，所所以試驗驗設計在在設計改改善等各各階段、、領域都都有巨大大的應用用价值。为何要学学习DOE？因為統計計試驗設設計可在在解決許許多問題題時發揮揮作用。。特別在在分析和和改善階階段特別別有用，，用以對大大量輸入入變量進進行篩选选及确定定關鍵的的少數輸輸入變量量并确定定其對輸輸出變量量的影響響。統計試驗驗設計允允許同時時考慮所所有怀疑疑會對品品質問題題產生影影響的可可能因素素，即使使存在交交互作用用影響，，也可對對主要影影響進行行評估。。試驗設計計是一种种研究与与處理多多因素試試驗的科科學方法法。試驗驗設計允允許在同同一時間間存在多多個輸入入變量的的變化，，可同時時對大量量變量進進行簡單單和迅速速的處理理。不過，目目前國內內的大學學教育都都沒有涉涉及到系系統的DOE培訓課程程，特別是是實踐方方面的訓訓練尤為為欠缺。。培训目标标:通過對相相關概念念、理論的學學習，使學員員了解DOE的基礎知知識和運運作方法法；結合實際際操作練練習使學學員熟煉煉掌握DOE工作的基基本方法法，并應應用于日日常工作作，改善善試驗效效果，提提高工作作績效；；提高SAE工程師的的試驗水水平，优优化、改改善SAE產品品質質。进行实验验设计的的意义::实验设计计方法是是数理统统计学的的应用方方法之一一，在很很多学科科中得到到广泛的应用用。它的的主要内内容是讨讨论如何何合理地地安排试试验、取取得数据据，然后进行行综合的的科学分分析，从从而达到到尽快获获得最优优方案的的目的。。实验设计计在工程程学领域域是改进进制造过过程的性性能的非非常重要要的手段段。它在开发发新工序序中亦有有着广泛泛的应用用。在工工序开发发的早期期应用实实验设计方法法能得出出以下成成果：1.提提高产量量；2.减减少变异异性，与与额定值值或目标标值更为为一致；；3.减减少开发发时间；；4.减减少总成成本；第二节：：进行实实验设计计的意义义及其发发展过程程对一个具具体试验验而言，，试验方方法的优优劣主要要体现在在试验方方案的设设计和对对试验结结果的分分析上。。应用试试验设计计这一工工具，就就能对试试验进行行合理安安排，对对试验结结果进行行科学的的分析，，以较小小的试验验规模((试验次次数)、、较短的的试验周周期和较较低的试试验成本本，获得得理想的的试验结结果和正正确的结结论。一个完整整的试验验包括试试验设计计、试验验实施和和试验结结果分析析三个阶阶段。第二节：：进行实实验设计计的意义义及其发发展过程程试验设计计的基本本原则重复试验验原则试验顺序序随机化化原则分块试验验原则((区组化化原则))前言:实驗設計計在生產產/制造造過程中中的位置置.生產/制制造過過程可控制因因素不可控制制因素資產統計技術術在生生產//制造過過程中中的的應用是是對過過程中輸輸入的的變變量((人,机机,料,,法,環環)進進行有有目的地地优化,,使使輸出的的結果更更加理想想.实驗設計計是其中較較為有效效的一种种工程工工具.通過實驗驗進行优化化設計通過實驗驗,控制制其不良良的影響程程度实驗設計計在生產產/制造造過程中中的位置置ProcessXYY=f(x)建模过程DOE被看作一个以总成本最低，获得最卓越品质的方法。第二节：：进行实实验设计计的意义义及其发发展过程程实验设计计的发展展过程::实验设计计方法始始于本世世纪20年代，，其发展展过程大大致可分分为三个个阶段：：1.早早期的方方差分析析法。这这种方法法是在本本世纪20年代代由英国国生物统统计学家、数学学家费歇歇(Fisher))提出的的，开始始主要应应用于农农业、生生物学、、遗传学方面面，取得得了丰硕硕成果。。二战期期间，英英、美采采用这种种方法在在工业生产中中取得显显著效果果；2.传传统的正正交试验验设计法法。以日日本的田田口玄一一为代表表；3.信信噪比试试验设计计法与三三阶段设设计法。。1957年，，田口玄玄一提出出信噪比比设计法和和产品的的三阶段段设计法法。他把把信噪比比设计和和正交表表设计、、方差分析相相结合，，开辟了了更为重重要、更更为广泛泛的应用用领域。。为什么要要进行正正交试验验:在实际生生产中，，影响试试验的因因素往往往是多方方面的，，我们要要考察各各因素对试验验影响的的情况。。在多因因素、多多水平试试验中，，如果对对每个因因素的每个水水平都互互相搭配配进行全全面试验验，需要要做的试试验次数数就会很很多.比如对两两个7水平的的因素，，如果两两因素的的各个水水平都互互相搭配配进行全面试验验，就要要做73=343次试验验，对6个7水水平的因因素，进进行全面面试验要做76=117649次试验验。这显显然是不不经济的的。我们应当当在不影影响试验验效果的的前提下下，尽可可能地减减少试验验次数。。正交设计就就是解决决这个问问题的有有效方法法。正交设计计的主要要工具是是正交表表。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法右圖是一一個比較較典型的正交表表.“L”表示此為為正交表表,“8”表示試驗驗次數,“2”表示兩水水平,“7”表示試驗驗最多可可以有7個個因素((包包括單個因素及及其交互互作用).第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法正交表::正交表的的表示方方法:一般的正正交表记记为Ln(Mk)，n是是表的行行数，也也就是是要安排排的试验验次数;;k是表表中的列列数，表表示因素素的个数数；m是是各因因素的水水平数；；常见的正正交表::2水平的的有L4(23),L8(27),L12(211),L16(215)等；3水平的的有L9(34),L27(313)等；4水平的的有L15(45);5水平的的有L25(56);第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法正交試驗驗所需要要的試驗驗次數..普通試驗驗所需要要的試驗驗次數為什么說說正交試試驗節約約成本,,提高效效率:正交表的的两条重重要性质质:1)每每列中不不同数字字出现的的次数是是相等的的，如L9(34)中，每每列中不不同的数字是1，2，，3，它它们各出出现3次次；第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法2)在在任意两两列中，，将同一一行的两两个数字看成成有序数数对时，，每种数数对出现的次次数是相相等的，，如L9(34)中有序数对对共有9个:((1,1)),((1,2),((1,,3)(2,1),((2,,2),,(2,3)),((3,1),((3,,2),,(3,3)),它它们各出现现一次。。所以，用用正交表表来安排排试验时时，各因素的各各种水平平的搭配配是均衡衡的，这是正交交表的优优点。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法正交试验验设计原原理的解解析对一个三三因素三三水平的的试验，，若做全全面试验验，需做做33=27次次，若利利用正交交表L9(34)安排试验验，只需需做9次次。为什什么正交交试验设设计能大大大减少少试验次次数呢？？解析如如下：第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法图中三个个坐标轴轴代表三三个因素素，坐标标轴上的的点代表表因素的的水平，，27个个节点代代表全面面试验的的27个个试验方方案，其其中用红红色标注注的9个个节点代代表用正正交表L9(34)安排的9个试验验方案。。这9个点点由图中中可知，，在立方方体的每每个面上上都有三三个试验验点，而而在立方方体的每每条线上上都有一一个试验验点，即即这9个个试验点点均匀地地分布在在整个立立方体内内，这就就是正交交试验的的设计原原理之一一-------““均匀匀分散性性”。另外，由由于采用用正交试试验设计计法，能能在B，C两因素的的水平变变化的情情况下对对A因素的不不同水平平进行比比较，从从而得知知A因素对响响应输出出的影响响程度，，这就是是正交试试验的另另外一个个设计原原理------“整整齐可比比性”。。

正因为用用正交表表安排试试验具有有“均匀匀分散性性”与““整齐可可比性””这两个个特点，，所以它它能大大大的减少少试验的的次数，，甚至比比简单地地比较全全面试验验结果有有可能提提供更多多的信息息。例1：(单单指标的的分析方方法)某炼铁厂厂为提高高铁水温温度，需需要通过过试验选选择最好好的生产产方案经初步分分析，主主要有3个因素素影响铁铁水温度度，它们们是焦比比、风压和底焦焦高度，，每个个因素都都考虑虑3个水水平，具具体情况况见表。。问对这3个个因素的的3个水水平如何何安排，，才能获获得最高高的铁水水温度??第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法解：如果果每个因因素的每每个水平平都互相相搭配着着进行全全面试验验，必须做试验验33=27次次。现在在我们使使用L9(34)正交表来来安排试试验。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法我们按选选定的9个试验验进行试试验，并并将每次次试验测测得的铁铁水温度记录下下来：为了便于于分析计计算，我我们把这这些温度度值和正正交表列列在一起起组成一个新表表。另外外，由于于铁水温温度数值值较大，，我们把把每一个个铁水温度的值值都减去去1350，得得到9个个较小的的数，这这样使计计算简单单。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法分析表第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法解释：K1这一行的的3个数数分别是是因素A,B,C的第1水水平所在在的试验验中对应应的铁水水温度之之和;K2这一行的的3个数数分别是是因素A,B,C的第2水水平所在在的试验验中对应应的铁水水温度之之和;K3这一行的的3个数数分别是是因素A,B,C的第3水水平所在在的试验验中对应应的铁水水温度之之和;k1,k2,k3这3行的3个个数，，分别是是K1,K2,K3这3行中的3个数的的平均值值；极差是同同一列中中，k1,k2,k33个数中的的最大者者减去最最小者所所得的差差。极差差越大，，说明这个因因素的水水平改变变时对试试验指标标的影响响越大。。极差最最大的那那一列，，就是那那个因素的水水平改变变时对试试验指标标的影响响最大，，那个因因素就是是我们要要考虑的的主要因因素.通过分析析可以得得出：各各因素对对试验指指标(铁铁水温度度)的影影响按大大小次序序应当是是C(底焦高度))A(焦比)B(风压)；；最好的的方案应应当是C2A3B2。。与此结果果比较接接近的是是第9号试验。。为了最终终确定上上面找出出的试验验方案是是不是最最好的，，可以按按这个方方案再试试验一次次，并同第9号试验验相比，，取效果果最佳的的方案。。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法例2：((多指标标的分析析方法------综合合平衡法法)为提高某某产品质质量，要要对生产产该产品品的原料料进行配配方试验验。要检验3项项指标：：抗压强强度、落落下强度度和裂裂纹度，，前2个个指标越越大越好，第第3个指指标越小小越好。。根据以以往的经经验，配配方中有有3个重重要因素：：水分、、粒度和和碱度。。它们各各有3个个水平。。试进行行试验分分析，找出出最好的的配方方方案。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法解：我们们选用正正交表L9(34)来安排试试验。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法A水分B粒度C碱度k3k3k3k3k3k3k3k3k3k1k1k1k1k1k1k1k1k1k2k2k2分析：1)粒粒度B对抗压强强度和落落下强度度来讲，，极差都都是最大大的，说说明它是是影响最大的的因素，，而且以以取8为为最好；；对裂纹纹度来讲讲，粒度度的极差差不是最大，，不是影影响最大大的因素素，而且且也以取取8为最最好；2)碱碱度C对三个指指标的极极差都不不是最大大的，是是次要的的因素。。对抗压压强度和裂裂纹度来来讲，碱碱度取1.1最最好；对对落下强强度，取取1.3最好，，但取1.1也也不是太太差，综综合考虑虑碱度取取1.1；3)水水分A对裂纹度度来讲是是最大的的因素，，以取9为最好好；但对对抗压强强度和落下强强度来讲讲，水分分的极差差都是最最小的，，是影响响最小的的因素。。综合考虑水水分取9；最后较好好的试验验方案是是B3C1A2第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法例3：((多指标标的分析析方法------综合合评分法法)某厂生产产一种化化工产品品，需要要检验两两下指标标：核酸酸统一纯纯度和回收率，，这两个个指标都都是越大大越好。。有影响响的因素素有4个个，各有3个水水平。试试通过试试验分析析找出较较好的方方案解：这是是4因素素3水平平的试验验，可以以选用正正交表L9(34)。试验结果如表。。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法总分==4x纯度++1x回收率分析：1)根根据综合合评分的的结果，，直观上上第1号号试验的的分数最最高，应应进一步步分析它是不不是最好好的试验验方案；；2)通通过直观观分析法法可以得得知，最最好的试试验方案案是A1B3C2D1。A，D两个因素素的极差差都很大大，是对对试验影影响较大大的两个个因素；；3)分分析出来来的最好好方案，，在已经经做过的的9个试试验中是是没有的的。可以以按这个方方案再试试验一次次，看能能不能得得出比第第一号试试验更好好的结果果，从而确定定出真正正最好的的试验方方案；综合评分分法是将将多指标标的问题题，通过过加权计计算总分分的方法法化成一一个指标的问问题，使使对结果果的分析析计算都都比较方方便、简简单。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法利用正交交表进行行试验的的步骤：：1)明明确试验验目的，，确定要要考核的的试验指指标；2)根根据试验验目的，，确定要要考察的的因素和和各因素素的水平平；要通通过对实际问问题的具具体分析析选出主主要因素素，略去去次要因因素；3)选选用合适适的正交交表，安安排试验验计划；；4)根根据安排排的计划划进行试试验，测测定各试试验指标标；5)对对试验结结果进行行计算分分析，得得出合理理的结论论；以上这种种方法一一般称为为直观分分析法。。第三节：：正交试试验、正正交表及及其用法法混合水平平正交表表及其用用法:混合水平平正交表表就是各各因素的的水平数数不完全全相等的的正交表表。譬如如：L8(41x24)就是一种种混合水水平的正正交表。。这张表有有两个个重要特特点：1)每每一列中中不同数数字出现现的次数数是相同同的；2)每每两列各各种不同同的水平平搭配出出现的次次数是相相同的。。但要注注意，每每两列不不同水平的的搭配的的个数是是不完全全相同的的。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计例4：((直接利利用混合合水平正正交表))某农科站站进行品品种试验验，共有有4个因因素：A(品种)、、B(氮肥量))、C(氮、磷、、钾比例例)、D(规格)。。因素A是4水平的，，另外3个因素素是2水平平的。试试验指标标是产量量，数值值越大越越好。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计解：分析析结果见见下表。。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计例5：((拟水平平法)今有一试试验，试试验指标标只有一一个，它它的数值值越小越越好，这这个试验有4个个因素，，其中因因素C是2水平的，，其余3个因素素都是3水平的，试安安排试验验。解：我们们从第1、第2两个水水平中选选一个水水平让它它重复一一次作为为第3水平平，这就就叫虚拟拟水平。。一般应应根据实实际经验验，选取取一个较好的水水平。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计分析结果果见下表表。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计总结：拟水平法法是将水水平少的的因素归归入水平平数多的的正交表表中的一一种处理问题的的方法。。在没有有合适的的混合水水平的正正交表可可用时，，拟水平法是一一种比较较好的处处理多因因素混合合水平试试验的方方法。它它不仅可以对一一个因素素虚拟水水平，也也可以对对多个因因素虚拟拟水平。。第四节：：混合水水平的正正交试验验设计无交互作作用的正正交试验验安排和和分析当确认因因子间没没有交互互作用时时，利用用正交表表进行试试验设计计很简单单，只要要因子数数小于正正交表的的列数，，把选定定的因子子任意地地分配给给正交表表的各列列即可。。什么是交交互作用用：在多因素素试验中中，各因因素不仅仅各自独独立地在在起作用用，而且且各因素还经常常联合起起来起作作用。也也就是说说，不仅仅各个因因素的水水平改变时对试试验指标标有影响响，而且且各因素素的联合合搭配对对试验指指标也有影响。。这后一一种影响响就叫做做因素的的交互作作用。因因素A和因素B的交互作作用记为为AXB.第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计單個因子的影響与与其交互作用用的影響的的比較30m50Kg磷25m50Kg鉀20kg磷30kg鉀40m交互作用用=總總效果果-((20kg磷的效果果+30kg鉀的效果果)交互作用用表(以正交交表L8(27)：用正交表表安排有有交互作作用的试试验时，，我们把把两个因因素的交交互作用当成一一个新的的因素来来看，让让它占有有一列，，叫交互互作用列列。第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计例6：((水平数数相同))我们用一一个3因因素2水水平的有有交互作作用的例例子来说说明某产品的的产量取取决于3个因素素A，B，，C，每个因素素都有两两个水平。每两两个因素素之间都都有交互互作用，，试验指指标为产产量，越越高越好。具具体如下下：第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计解：这是是3因素素2水平平的试验验。3个个因素A,B,C要占3列列，它们们之间的交互互作用AxB,BxC,,AxC又占占3列。。可用正正交表L8(27).第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计分析：从极差大大小看，，影响最最大的因因素是C，以2水平为好好；其次次是AxB，，以2水平为好好，第3是因素素A，以1水平为好好，第4是因素素B以1水平平为好。。由于因因素B影响较小小，1水水平和2水平差差别不大大但考虑到AxB是2水平平好，它它的影响响比B大，所以以因素B取2水平。AxC和和BxC的的极差很很小，对对试验的的影响很很小，忽忽略不计计。综合合分析，最最好的方方案应是是C2A1B2。从试试验结果果看出，，这个方方案确实是8个个试验中中最好的的一个试试验。第五节：：有交互互作用的的正交试试验设计计有交互作作用的正正交试验验设计对于因子子之间有有交互作作用时的的正交试试验设计计，首先先应分配配有交互互作用的的因子，，并利用用交互作作用体现现它们之之间交互互作用的的列(此此列不能能分配给给其他因因子)，，然后才才能进行行没有交交互作用用的因子子的分配配。正交试验验(实例例)应用举例例例：HSA超声波焊焊线工序序最佳工工作参数数设定试试验。根据已积积累的经经验，决决定选取取的因素素与水平平表为：：假定各个个因素之之间可能能存在一一级交互互作用