正交试验设计的极差分析汇总文档格式.docx

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（︒C）

C

酶解时间

（h）

D

1

2

3

10

50

90

4

7

20

35

1.5

2.5

3.5

表6-6试验方案及结果

试验号

因素

试验结果

液化率（%）

5

6

8

9

1（10）

2（50）

3（90）

1

（1）

2（4）

3（7）

1（20）

2（35）

3（50）

1（1.5）

2（2.5）

3（3.5）

0.00

17.0

24.0

12.0

47.0

28.0

1.00

18.0

42.0

试验指标为液化率，用yi表示，列于表６-６和表７-１的最后一列。

表7-1试验方案及结果分析

K1

K2

K3

41.0

87.0

61.0

13.0

82.0

94.0

46.0

71.0

72.0

89.0

54.0

∑=189.0

13.7

29.0

20.3

4.3

27.3

31.3

15.3

23.7

29.7

优水平

A2

B3

C3

D1

Rj

27.0

8.7

14.4

主次顺序

BADC

计算示例：

因素A的第１水平A1所对应的试验指标之和及其平均值分别为：

KA1=y1+y2+y3=0+17+24=41，KA1=13.7

同理，对因素A的第２水平A2和第３水平A3，有

KA2=y4+y5+y6=12+47+28=87，KA2=29

KA3=y7+y8+y9=1+18+42=61，KA3=20.3

由表７-１或表６-６可以看出，考察因素A进行的三组试验中（A1,A2,A3），B、C、D各水平都只出现了一次，且由于B、C、D间无交互作用，所以B、C、D因素的各水平的不同组合对试验指标无影响，因此，对A1、A2和A3来说，三组试验的试验条件是完全一样的。

假如因素A对试验指标无影响，那么应该相等，但由上面的计标可知，实际上并不相等，显然，这是由于因素A的水平变化引起的，因此，的大小反映了A1、A2和A3对试验指标影响的大小。

由于液化率y越大越好，而，所以可判断A2为因素A的优水平。

同理，可判断因素B、C、D的优水平分别为B3、C3、D1。

所以，优水平组合为A2B3C3D1，即最优工艺条件为加水量A2=50ml/100g、加酶量B3=7ml/100g、酶解温度C3=50。

C和酶解时间D1=1.5小时。

二、确定因素主次顺序

极差Rj按定义计算，如

同理可求出RC和RD.计算结果列于表7-1中。

比较Rj值可知RB>

RA>

RD>

RC，所以试验因素对试验指标的影响的主次顺序为BADC。

即加酶量影响最大，其次是加水量和酶解时间，而酶解温度的影响最小。

三、绘制因素与指标趋势图

为了更直观地反映因素对试验指标的影响规律和趋势,用因素的水平作横坐标,试验指标的平均值（）作纵坐标,画出因素与指标的关系图（即趋势图）,如图7-2所示.（p137）

趋势图可为进一步试验时选择因素水平指明方向.如对因素A,由图7-2可见,A2水平时,指标最高,但若能在A2附近再取一些水平（如40、60）作进一步试验,则有可能取得更高的指标;

对D因素,若能取一些比D1更小的水平（如1.0和0.5）作进一步试验,也有可能得到更好的结果.

以上三个步骤即为极差分析的基本程序与方法.

四、说明与讨论

1、计算结果的检验:

每一列的Kj之和应等于全部试验结果（即指标值）之和，即，m为水平数,n为试验总实施次数.

2.因素的最优水平组合,在实际处理中是灵活的,即对于主要因素,一定要选最优水平;

而对次要因素,则应权衡利弊,综合考虑其它条件进行水平选取,从而得到最符合实际生产的最优或较优生产工艺条件.

3.例6-2的最优工艺条件A2B3C3D1并不在实施的9个试验之中.这表明优化结果不仅反映了已做的试验信息,而且反映了全面试验信息.因此,正交试验设计的部分实施方案反映了全面试验信息.

4.例6-2得出的最优工艺条件,只有在试验所考察的范围内才有意义,超出这个范围,情况就可能发生变化。

另外,只能说是“较优工艺条件”,而不能说是“最优工艺条件”.最好能根据趋势图做进一步试验,找出最靠近最优的工艺条件.

5.对已确定的最优工艺条件（如例6-2的A2B3C3D1）进行重复试验,验证其试验指标是否最优.

7.2多指标正交试验设计及其极差分析

在实际生产和科研试验中,所要考察的指标往往不止一个,这一类的试验设计叫做多指标试验设计.在多指标试验设计中,各指标之间可能存在一定的矛盾,如何兼顾各个指标,找出使每个试验都尽可能好的试验条件呢?

换言之，应如何分析多指标试验设计的结果呢?

常用的有两种方法:

综合平衡法和综合评分法.下面举例说明综合平衡法的分析方法.

这种方法在试验方案安排和各指标计算分析方法上,与单指标试验完全一样.其步骤是先分别找出各个指标最优或较优的生产条件,然后将这些生产条件综合平衡,找出兼顾每个指标都尽可能好的生产条件.

例7-1在油炸方便面的生产中，主要原料质量和主要工艺参数对产品的质量有影响。

今欲通过正交试验确定最佳生产条件。

一.试验方案设计

1.确定试验指标

评价方便面质量好坏的主要指标是:

脂肪含量（越低越好），水分含量（越高越好）和复水时间（越短越好）。

2．挑因素，选水平，列出因素水平表

根据专业知识和实际经验，确定试验因素和水平，如表7-2所示。

表7-2因素水平表

湿面筋值（%）

改良剂用量（%）

油炸时间（s）

油炸温度（︒C）

28

32

36

0.05

0.075

0.10

70

75

80

150

155

160

3．选正交表，设计表头，编制试验方案

本试验是四因素三水平试验，不考虑因素间的交互作用，因此，可应选L9（34）安排试验，表头设计和试验方案见表7-3（p140）。

按上述方案实施后，将每一项试验指标都记录下来，见表7-3。

注：

对极差分析可以这样选正交表，但对方差分析应留有空列，以便估计试验误差.

表7-3试验方案及结果分析

脂肪（%）

水分（%）

复水时间（s）

1（28）

2（32）

3（36）

1（0.05）

2（0.075）

3（0.10）

3（80）

1（70）

2（75）

2（155）

1（150）

3（160）

24.8

22.5

23.6

23.8

22.4

19.3

18.4

19.0

20.7

2.1

3.8

2.0

2.8

1.7

2.7

2.3

3.7

3.0

2.2

3.6

脂肪含量

70.9

65.5

58.1

67.0

63.0

63.6

60.2

66.4

67.9

63.1

64.4

∑=194.5

21.8

19.4

22.3

21.3

21.2

20.1

22.1

22.6

21.0

21.5

R

4.2

1.1

1.3

水分含量

7.9

7.2

6.8

7.4

7.5

6.9

9.0

6.1

8.9

6.2

∑=21.9

2.63

2.40

2.27

2.47

2.50

2.30

3.00

2.03

2.97

2.07

0.36

0.20

0.97

0.90

复水时间

10.2

8.0

9.3

9.5

8.6

9.4

10.3

8.2

∑=27.5

3.40

2.67

3.10

3.17

2.87

3.13

2.90

3.43

2.73

0.73

0.30

0.27

0.70

二．试验结果分析

1．计算每列各水平下每种试验指标的数据和（K1，K2，K3），及其平均值（），并计算极差R，填入表7-3中。

2．画出因素与各种指标的趋势图，如图7-3所示（p140）。

3．按极差大小列出各指标下各因素主次顺序：

各因素主次顺序表

试验指标

主--→次

脂肪含量（%）

ACDB

水分含量（%）

CDAB

ADBC

4．初选最优工艺条件

根据各指标下的平均数据和，初步确定各因素的最优水平