正交实验法原理和应用53页PPT
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《正交设计》课件
《正交设计》ppt课 件
目录
CONTENTS
• 正交设计简介 • 正交设计的基本原理 • 正交设计实例 • 正交设计的优势与局限性 • 正交设计未来的发展趋势和展望
01
正交设计简介
正交设计的定义
总结词
正交设计是一种实验设计方法，通过合理地选择实验条件和水平，利用正交表安排实验并分析实验结果，以找出 最优的实验条件。
正交设计遵循科学的方法论，能够保证实 验结果的可重复性和可推广性。
正交设计的局限性
对实验条件要求高
正交设计需要严格控制实验条件，以确保实验结果的准确性和可靠性 。然而，在实际操作中，完全控制所有实验条件是十分困难的。
对实验参数敏感度低
正交设计通常采用固定的参数组合进行实验，难以适应参数变化对实 验结果的影响。
在养殖业中，正交设计可以 用于优化养殖环境、饲料配 方、养殖密度等方面的因素 ，提高养殖效益和产品质量 。
在农业工程中，正交设计可 以用于优化灌溉系统、土壤 改良、农业机械等方面的因 素，提高农业生产效率和资 源利用率。
正交设计在医学研究中的应用
01
医学研究中的正交设计是指 通过合理安排治疗方案、药 物剂量、实验条件等方面的 因素，以达到优化医学治疗 的目的。
在处理非线性关系和多因素复杂问题时， 可以结合其他设计方法（如响应曲面法、 遗传算法等）以提高实验效率和准确性。
灵活调整参数组合
根据实际情况灵活调整参数组合，以提高 实验结果的准确性和可靠性。
加强数据处理和分析
对实验数据进行深入的处理和分析，以揭 示隐藏在数据背后的规律和趋势，从而更 好地解释实验结果。
02
正交设计的基本原 理
试验的安排
正交表选择
目录
CONTENTS
• 正交设计简介 • 正交设计的基本原理 • 正交设计实例 • 正交设计的优势与局限性 • 正交设计未来的发展趋势和展望
01
正交设计简介
正交设计的定义
总结词
正交设计是一种实验设计方法，通过合理地选择实验条件和水平，利用正交表安排实验并分析实验结果，以找出 最优的实验条件。
正交设计遵循科学的方法论，能够保证实 验结果的可重复性和可推广性。
正交设计的局限性
对实验条件要求高
正交设计需要严格控制实验条件，以确保实验结果的准确性和可靠性 。然而，在实际操作中，完全控制所有实验条件是十分困难的。
对实验参数敏感度低
正交设计通常采用固定的参数组合进行实验，难以适应参数变化对实 验结果的影响。
在养殖业中，正交设计可以 用于优化养殖环境、饲料配 方、养殖密度等方面的因素 ，提高养殖效益和产品质量 。
在农业工程中，正交设计可 以用于优化灌溉系统、土壤 改良、农业机械等方面的因 素，提高农业生产效率和资 源利用率。
正交设计在医学研究中的应用
01
医学研究中的正交设计是指 通过合理安排治疗方案、药 物剂量、实验条件等方面的 因素，以达到优化医学治疗 的目的。
在处理非线性关系和多因素复杂问题时， 可以结合其他设计方法（如响应曲面法、 遗传算法等）以提高实验效率和准确性。
灵活调整参数组合
根据实际情况灵活调整参数组合，以提高 实验结果的准确性和可靠性。
加强数据处理和分析
对实验数据进行深入的处理和分析，以揭 示隐藏在数据背后的规律和趋势，从而更 好地解释实验结果。
02
正交设计的基本原 理
试验的安排
正交表选择
《正交试验设计》PPT幻灯片PPT
或实体
➢ 在试验性研究中，感兴趣的变量是明确规定的， 因此，研究中的一个或多个因素可以被控制，使 得数据可以按照因素如何影响变量来获取
➢ 对完全随机化设计的数据采用单因素方差分析
4
完全随机化设计-例题分析
【例】一家种业开发股份公司研究出三个新的小 麦品种：品种1、品种2、品种3。为研究不同品 种对产量的影响，需要选择一些地块，在每个地 块种上不同的品种，然后获得产量数据进行分析 。这一过程就是试验设计的过程
得3个产量的数据，也就是对应于每个处理的样本 容量为1；为获得每个品种的更多数据，必须重复 基本试验步骤。假定不是抽取3个地块，而是12个 地块，然后将每个品种之一随机地指派给其中的4 个地块，这就相当于重复做了4次试验。
6
完全随机化设计-例题分析
试验数据：
7
完全随机化设计-例题分析
方差分析：
➢ 二水平正交表: L4(23) ， L8(27) L16(215) ，L32(231)…
➢ 三水平正交表: L9(34) ， L27(313)… ➢ 四水平正交表: L16(45)， L64(421)… ➢ 五水平正交表: L25(56)…
这类正交表的一般代号：Ln(m k )，且满足：
n mk , m 2,3,4, k n1
12
11 12 13 21 22 23 31 32 33
34
11 22 33 23 31 12 32 13 21
➢ L:正交表记号
➢ 9:该表有9行，可以做九个不同条件的试验
➢ 4:该表有4列，最多只能考虑四个因子
➢ 3:这张表的主体中仅有三个不同的数字，每个因子取三个水平
➢
一个正交表中也可以各列的水平一种设计方法，并进 一步分析对所研究对象的指标的影响程度
➢ 在试验性研究中，感兴趣的变量是明确规定的， 因此，研究中的一个或多个因素可以被控制，使 得数据可以按照因素如何影响变量来获取
➢ 对完全随机化设计的数据采用单因素方差分析
4
完全随机化设计-例题分析
【例】一家种业开发股份公司研究出三个新的小 麦品种：品种1、品种2、品种3。为研究不同品 种对产量的影响，需要选择一些地块，在每个地 块种上不同的品种，然后获得产量数据进行分析 。这一过程就是试验设计的过程
得3个产量的数据，也就是对应于每个处理的样本 容量为1；为获得每个品种的更多数据，必须重复 基本试验步骤。假定不是抽取3个地块，而是12个 地块，然后将每个品种之一随机地指派给其中的4 个地块，这就相当于重复做了4次试验。
6
完全随机化设计-例题分析
试验数据：
7
完全随机化设计-例题分析
方差分析：
➢ 二水平正交表: L4(23) ， L8(27) L16(215) ，L32(231)…
➢ 三水平正交表: L9(34) ， L27(313)… ➢ 四水平正交表: L16(45)， L64(421)… ➢ 五水平正交表: L25(56)…
这类正交表的一般代号：Ln(m k )，且满足：
n mk , m 2,3,4, k n1
12
11 12 13 21 22 23 31 32 33
34
11 22 33 23 31 12 32 13 21
➢ L:正交表记号
➢ 9:该表有9行，可以做九个不同条件的试验
➢ 4:该表有4列，最多只能考虑四个因子
➢ 3:这张表的主体中仅有三个不同的数字，每个因子取三个水平
➢
一个正交表中也可以各列的水平一种设计方法，并进 一步分析对所研究对象的指标的影响程度
正交实验法课件
最后选中正交表公式：L16(45)
正交矩阵
1
2
3
4
5
1
0
0
0
0
0
2
0
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1
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1
用字母替代正交矩阵：
1
2
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4
5
1
A1
B1
15
A3
B3
C2
D2
0
16
A1
B4
C1
D1
1
测试用例1
测试用例编号 测试项目 测试标题 重要级别 预置条件 输入
PPT—ST—FUNCTION—PRINT—001 测试powerpoint打印功能 打印PowerPoint文件A全部的幻灯片，有颜色，加框 高 PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机 文件A：D:\系统测试.ppt
正交矩阵
1
2
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用字母替代正交矩阵：
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测试用例1
测试用例编号 测试项目 测试标题 重要级别 预置条件 输入
PPT—ST—FUNCTION—PRINT—001 测试powerpoint打印功能 打印PowerPoint文件A全部的幻灯片，有颜色，加框 高 PowerPoint文件A已被打开，电脑主机已连接有效打印机 文件A：D:\系统测试.ppt
正交实验课件
问题的提出--多因素的试验问题
例1－1 为提高某化工产品的转化率，选择了三个有 关的因素进行条件试验，反应温度（A），反应时间 （B），用碱量（C），并确定了它们的试验范围：
A：80-90℃ B：90-150Min C：5-7% 试验目的是搞清楚因素A、B、C对转化率的影响，哪
些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优生产 条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率 提高。试制定试验方案。
正交实验
正交表的三个基本性质中，正 交性是核心，是基础，代表性 和综合可比性是正交性的必然 结果
正交实验
三、正交表的类别
1、等水平正交表 各列水平数相同的正交表称
为等水平正交表。如L4(23)、L8(27)、L12(211)等各列中 的水平为2，称为2水平正交表；L9(34)、L27(313)等各列 水平为3，称为3水平正交表。
可以直接用数量表示的叫定量指标；
不能用数量表示的叫定性指标。定性指标可以
按评定结果打分或者评出等级，可以用数量表 示，称为定性指标的定量化
试验中要考虑的对试验指标可能有影响的变量 简称为因素，用大写字母A、B、C…表示
每个因素可能出的状态称为因素的水平（简称
水平）
正交实验
二、 正交表及其基本性质
A3B1C1
A1B1C2
A2B1C2
A3B1C2
A1B1C3
A2B1C3 B3
A3B1C3
A1B2C1
A2B2C1
A3B2C1
A1B2C2
A2B2C2
A3B2C2
A1B2C3
A2B2C3 B2
A3B2C3
A1B3C1
A2B3C1
A3B3C1
C3
例1－1 为提高某化工产品的转化率，选择了三个有 关的因素进行条件试验，反应温度（A），反应时间 （B），用碱量（C），并确定了它们的试验范围：
A：80-90℃ B：90-150Min C：5-7% 试验目的是搞清楚因素A、B、C对转化率的影响，哪
些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优生产 条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率 提高。试制定试验方案。
正交实验
正交表的三个基本性质中，正 交性是核心，是基础，代表性 和综合可比性是正交性的必然 结果
正交实验
三、正交表的类别
1、等水平正交表 各列水平数相同的正交表称
为等水平正交表。如L4(23)、L8(27)、L12(211)等各列中 的水平为2，称为2水平正交表；L9(34)、L27(313)等各列 水平为3，称为3水平正交表。
可以直接用数量表示的叫定量指标；
不能用数量表示的叫定性指标。定性指标可以
按评定结果打分或者评出等级，可以用数量表 示，称为定性指标的定量化
试验中要考虑的对试验指标可能有影响的变量 简称为因素，用大写字母A、B、C…表示
每个因素可能出的状态称为因素的水平（简称
水平）
正交实验
二、 正交表及其基本性质
A3B1C1
A1B1C2
A2B1C2
A3B1C2
A1B1C3
A2B1C3 B3
A3B1C3
A1B2C1
A2B2C1
A3B2C1
A1B2C2
A2B2C2
A3B2C2
A1B2C3
A2B2C3 B2
A3B2C3
A1B3C1
A2B3C1
A3B3C1
C3
正交实验设计PPT
（4） 确定优方案 优方案是指在所做的试验范围内，各因素较优的水平组合。 本例中得到的优方案，并不包含在正交表中已做过的 9 个试 验方案中，这正体现了正交试验设计的优越性。
（5） 进行验证试验，做进一步的分析。
（二）多指标正交试验设计及其结 果的直观分析
第1种：指标拆开单个处理综合分析法
第一步：将各个指标值（实验结果）填入表内。将多个 指标拆开，按各个单指标正交实验分别计算各因素不同
4
L8（41×24） L18（61×36） L9（34）
L9（34）, L16（45)
5
L8（41×24）
L18（61×36） L16（44×23）
L8（27）
6
L18（61×36）
L18（61×36） L16（42×23）
L8（27）
7
L18（61×36）
L18（61×36） L16（44×23）
1
1 （130） 1
1（3）
1（甲）
0.56
2
1 （130） 2
2（2）
2（乙）
0.74
3
1 （130） 3
3（4）
3（丙）
0.57
4
2 （120） 1
2（2）
3（丙）
0.87
5
2 （120） 2
3（4）
1（甲）
0.85
6
2 （120） 3
1（3）
2（乙）
0.82
7
3 （110） 1
3（4）
2（乙）
L8（27）
L16（45)
L18（61×36） L16（44×23） L18（61×36） L16（44×23）
L8（41×24）的设计由L8（27）的改造而成
（5） 进行验证试验，做进一步的分析。
（二）多指标正交试验设计及其结 果的直观分析
第1种：指标拆开单个处理综合分析法
第一步：将各个指标值（实验结果）填入表内。将多个 指标拆开，按各个单指标正交实验分别计算各因素不同
4
L8（41×24） L18（61×36） L9（34）
L9（34）, L16（45)
5
L8（41×24）
L18（61×36） L16（44×23）
L8（27）
6
L18（61×36）
L18（61×36） L16（42×23）
L8（27）
7
L18（61×36）
L18（61×36） L16（44×23）
1
1 （130） 1
1（3）
1（甲）
0.56
2
1 （130） 2
2（2）
2（乙）
0.74
3
1 （130） 3
3（4）
3（丙）
0.57
4
2 （120） 1
2（2）
3（丙）
0.87
5
2 （120） 2
3（4）
1（甲）
0.85
6
2 （120） 3
1（3）
2（乙）
0.82
7
3 （110） 1
3（4）
2（乙）
L8（27）
L16（45)
L18（61×36） L16（44×23） L18（61×36） L16（44×23）
L8（41×24）的设计由L8（27）的改造而成
软件测试技术正交实验法PPT
软件测试与质量
正交实验法讲解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汇报人：170408班 刘馨雨
汇报时间：2020年4月
目录
Contents
01. 为什么使用正交试验法？ 02. 正交实验设计方法 03. 步骤 04. 实例
PART.01
为什么使用正交试验法 ？
为什么使用正交试验法 ？
在许多应用系统的测试工作中，不会像判断三角形那样简单，输入条件的因素很多，而且每个因素也 不能简单用“是”和“否”来回答。比如，微软Powerpoint程序的打印测试，也需要考虑4个因素， 每个因素也有多个选项。
• 确定影响功能的因子与状态 • 选择一个合适的正交表 • 利用正交表构造测试数据集
PART.04
实例
实例
THANK YOU
打印范围分：全部、当前幻灯片、给定范围 打印内容分：幻灯片、讲义、备注页、大纲视图 打印颜色/灰度分: 彩色、灰度、黑白 打印效果分：幻灯片加框和幻灯片不加框。
测试组合有很多，如果按照传统的测试方法，会导致很大的测试工作量。
PART.02
正交实验设计方法
正交实验设计方法
PART.03
步骤
步骤
正交实验法讲解
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
汇报人：170408班 刘馨雨
汇报时间：2020年4月
目录
Contents
01. 为什么使用正交试验法？ 02. 正交实验设计方法 03. 步骤 04. 实例
PART.01
为什么使用正交试验法 ？
为什么使用正交试验法 ？
在许多应用系统的测试工作中，不会像判断三角形那样简单，输入条件的因素很多，而且每个因素也 不能简单用“是”和“否”来回答。比如，微软Powerpoint程序的打印测试，也需要考虑4个因素， 每个因素也有多个选项。
• 确定影响功能的因子与状态 • 选择一个合适的正交表 • 利用正交表构造测试数据集
PART.04
实例
实例
THANK YOU
打印范围分：全部、当前幻灯片、给定范围 打印内容分：幻灯片、讲义、备注页、大纲视图 打印颜色/灰度分: 彩色、灰度、黑白 打印效果分：幻灯片加框和幻灯片不加框。
测试组合有很多，如果按照传统的测试方法，会导致很大的测试工作量。
PART.02
正交实验设计方法
正交实验设计方法
PART.03
步骤
步骤
《化工技术基础实验》课件-第三章正交试验法
投曲量w/%
八、正交试验结果的方差分析法
★适宜操作条件 发酵时间取4水平:72h
初始pH值取1水平: pH=4 投曲量取2水平: 10% 发酵温度:20～50℃ ★ 进一步试验方向
发酵时间＞72h 投曲量＞10% 效果怎样? 方差分析与极差分析的比较: ①在方差分析中必须有不安排因素或交互作用的空列，作为误 差列；②在极差分析中以极差大小确定因素或交互作用的重要 性，而在方差分析中，以各因素的显著程度决定因素或交互作 用的显著程度。
1
三种方案 数据点的分布
全面搭配法 简单比较法
正交设计正法交的实数验据法点分布
正交试验法能回答的问题:
用正交表做实验,除了搭配均衡、实验次数少之 外，还可以回答以下问题: ▲ 因素的主次，即各因素对指标影响的哪个大
哪个小； ▲ 指标随因素取不同水平的变化规律； ▲ 适宜的操作条件； ▲ 进一步的实验方向。
接上表
列号 1 试验号 T
2
3
456 789
总酸度/ %
τ
pH e e e e e w
y
9
3
1
3 122 22
1
12.08
(30) (12) (5)
(5%)
10
3
2
4 121 11
2
13.13
(30) (24) (4)
(10%)
11
3
3
1 212 21
2
8.03
(30) (48) (7)
(10%)
大于所考察的因素和交互作用列；用极差法分析 实验结果时，正交表的列数要大于或等于因素和 交互作用列。 ★对试验精度要求高的，要选实验次数多的大表。
五、正交表的表头设计
正交试验设计ppt课件
研究生课程
20
*
*
xx
正交表的三个基本性质中，正交 性是核心，是基础，代表性和综 合可比性是正交性的必然结果
研究生课程
21
*
*
xx
5.1.4 正交表的类别 1、等水平正交表 各列水平数相同的正交表称为 等水平正交表。如L4(23)、L8(27)、L12(211)等各列中 的水平为2，称为2水平正交表；L9(34)、L27(313)等 各列水平为3，称为3水平正交表。
B3
A3B3C1
A3B3C2
xx
C3 A1B1C3 A1B2C3 A1B3C3 A2B1C3 A2B2C3 A2B3C3 A3B1C3 A3B2C3 A3B3C3
研究生课程
8
*
*
xx
图5-1
3 因 素 3 水 平 的 全 面试验水平组合数为33=27 ，4 因素3水平的全面试验水平组合数为34=81 ，5因 素3水平的全面试验水平组合数为35=243，这在科学 试验中是有可能做不到的。
*
xx
试验优化设计
第一章 引言 第二章 方差分析 第三章 相关与回归分析 第四章 多元线性回归模型 第五章 正交试验设计方法 第六章 试验优化设计
研究生课程
1
*
*ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
xx
概述
对于单因素或两因素试验，因其因素少 ，试验的设 计 、实施与分析都比较简单 。但在实际工作中 ，常
常需要同时考察 3个或3个以上的试验因素 ，若进行
利用正交表L9(34)安排，试验方案仅包含9个水平组合，就
能反映试验方案包含27个水平组合的全面试验的情况，找 出最佳的生产条件。
研究生课程
6