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DOE試驗設計方法

日期:2017-06-29 / 人氣: / 來源:www.qnbv.com.cn / 熱門標簽:

  DOE常見的試驗設計方法,可分為二類,一類是正交試驗設計法,另一類是析因法

  (1)正交試驗設計法

  ① 定義

  正交試驗設計法是研究與處理多因素試驗的一種科學方法。它利用一種規格化的表格——正交表,挑選試驗條件,安排試驗計劃和進行試驗,并通過較少次數的試驗,找出較好的生產條件,即最優或較優的試驗方案。

  ② 用途

  正交試驗設計主要用于調查復雜系統(產品、過程)的某些特性或多個因素對系統(產品、過程)某些特性的影響,識別系統中更有影響的因素、其影響的大小,以及因素間可能存在的相互關系,以促進產品的設計開發和過程的優化、控制或改進現有的產品(或系統)。

  案例:

  當試驗中只有一個變化的參數時,屬于單因素試驗問題。例如,需要確定液壓作動器的活塞的面積,以使作動器達到最優性能。人們根據對現象的認識,可以估計出最優參數可能存在的區間。如果對它的認識比較清楚,這種估計比較精確,估計的區間較窄;相反,估計的區間就較寬。現在要通過一系列的試驗使認識深化。如果逐步試驗,要使估計區間縮小100倍就需要作100次試驗。但是如果使用區間縮減法中的“黃金分割試驗技術”,只要作11次試驗就可以將區間縮小到百分之一,作14次試驗就可以對區間的認識精度提高500倍。

  在多因素試驗中,往往需要分離出不同因素的影響。譬如要比較A、B、C3種種子的產量。如果只是單純的種子產量問題,似乎只要在3塊同面積的土地上分別用3種種子播種,然后比較產量就可以了。但是如果試驗田的位置在南北方向上處于山地和河流之間,東西方向上處在肥料場和荒地之問,這時仍然任意取3塊等面積的試驗田作試驗,就可能由于土壤的肥脊不同和灌溉的充分與否影響試驗田的產量,而不單是種子一個因素的結果。要估計這些因素的影響,合理的方法是將試驗區分為9塊試驗田(如下圖),將3種不同的種子的每一種分播在3塊不同的試驗田里,將3塊田的產量平均,就得到由于種子品種造成的差異(排除了土壤和灌溉的因素);而將靠肥料場的3塊田的平均產量,與靠荒地的3塊田的平均產量比較,就得到由于土地肥脊程度所造成的產量差異(排除了種子品種和灌溉條件因素);用靠山的3塊田與傍水的3塊田平均產量進行比較可以看出由于灌溉條件造成的差異(排除了種子品種和土壤條件的差異)。
DOE實驗設計案例
  (2)析因法

  ① 定義析

  析因法又稱析因試驗設計、析因試驗等。它是研究變動著的兩個或多個因素效應的有效方法。許多試驗要求考察兩個或多個變動因素的效應。例如,若干因素:對產品質量的效應;對某種機器的效應;對某種材料的性能的效應;對某一過程燃燒消耗的效應等等。將所研究的因素按全部因素的所有水平(位級)的一切組合逐次進行試驗,稱為析因試驗,或稱完全析因試驗,簡稱析因法。

  ② 用途

  用于新產品開發、產品或過程的改進、以及安裝服務,通過較少次數的試驗,找到優質、高產、低耗的因素組合,達到改進的目的。

作者:博革咨詢


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