实验优化设计考试答案

第一题
考察温度对烧碱产品得率的影响，选了四种不同温度进行试验，在同一温度下进行了5次试验（三数据见下表）。

希望在显着性水平为。

1.SSE的公式
2.SSA的公式
3.将表格粘贴进Excel，然后进行数据分析，勾选标于第一行，显示在下面
P=，远小于，所以是显着的
“方差分析”
“响应C1C2C3C4”
“选单因素未重叠”
4.打开Minitab，复制表格，
“统计”
点击“比较”勾选第一个，确定
结果:工作表3
单因子方差分析:60度,65度,70度,75度
来源自由度SSMSFP
因子误差合计
S==%R-Sq（调整）=%
平均值（基于合并标准差）的单组95%置信区间
水平N平均值标准差------+---------+---------+---------+---
60度度度度合并标准差=
Tukey95%同时置信区间
所有配对比较
单组置信水平=%
60度减自:
下限中心上限------+---------+---------+---------+---
65度度度度减自:
下限中心上限------+---------+---------+---------+---
70度度度减自:
下限中心上限------+---------+---------+---------+---
75度获得结果，区间相交包含的不明显，反之明显
第二题
为研究线路板焊点拉拔力与烘烤温度、烘烤时间和焊剂量之间关系。

从生产过程中收集20批数据，见下表:
1.将表格粘贴进Minitab，然后“统计”“回归”“回归”“响应，变量”“图形，四
合一”
2.P小于，显着
4.残差分析
第三题
钢片在镀锌前需要用酸洗方法除锈，
为提高除锈效率，缩短酸洗时间，需
要寻找好的工艺参数。

现在试验中考
察如下因子与水平：
1.在Minitab中建立，“统计”“DOE”“田口”“建立田口”“粘贴Y值”
2.“田口”“自定义田口”“因子（ABC）”“田口”“田口分析”“响应值y”
“图形分析（取消信嗓比）”“选项（望小）”，之后进行分析，复制答案
田口设计
田口正交表设计
L9(3**4)
因子:4
试验次数:9
列L9(3**4)阵列
1234
田口分析:y与A,B,C
均值响应表
水平ABC
排秩231
3.“统计”“方差分析”“一般线性模型”“响应（y）”“模型（ABC）”“确定”
均值主效应图
一般线性模型:y与A,B,C
因子类型水平数值
A固定31,2,3
B固定31,2,3
C固定31,2,3
y的方差分析，在检验中使用调整的SS
来源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP
误差合计
S==%R-Sq（调整）=%
3.时间单位越小越好，效率越高，因此选择（A3B1C3）
之后在Excel中进行函数计算（AVERAGE），计算y值，得到如下结果
然后在下面分别对应A3B1C3减去的值，如下
用函数（SUM）计算
平均酸洗时间进行点估计就是
第四题
玉米淀粉改性试验，需考察两个指标：取代度、酯化率，两指标均为望大特征，试验因素和水平如下：
1.将表格粘贴到Excel，然后选择性粘贴后两项，转制成竖起来的，再同第三题建
立Minitab数据表格，然后粘贴进取代度，酯化率
2.同第三题，进行自定义田口设计，因子为（ABC），再同第三题分析田口，响应
（取代度，酯化率）（两个分开，一次只能进行一个），然后分别复制粘贴结果到Excel文件下面
再进行分析，因为其中重要程度：酯化率＞取代度，所以如图
3.（第二问）回到Excel，建立公式（F4相对引用）（F4按两下）
第一个是成型的公式
最后结果
3.按照权重对上面得到的值进行计算，公式如下
整体答案
在数值设置单元格格式里面，把最后一项数值改为小数点之后两位
将合成好的数据设为Y值，粘贴到Minitab里面
再一次进行田口分析，同上面一样，但是响应值改为Y值，结果如图
然后回到Excel，进行分析如图
第五题
某钢厂生产一种合金，为降低合金的硬度需要进行退火处理，希望通过实验寻找合理的退火工艺参数，以降低硬度。

现考察如下因子与水平：
1.课件，正交试验（5）水平数不等的正交试验设计，
2.同第四题找最优水平
第六题
硅橡胶基本工艺参数试验，指标为老化前的抗拉强度，选取的因素及水平如下表：1.将表复制粘贴进Excel，用devsq计算1——4的平均值，然后在其后面输入3，
再分别用sum计算和值，MS=24如图
2.用Average计算Ymean，Ymean=average1234如图
3.用sumif计算，答案记录在1,2中，如下图
4.用DEVSQ计算SS
5.计算DF，取1
6.计算MS，
6.查课件
6.将表格复制进Minitab，如图
然后“DOE”“田口”“定义田口”“因子（A、B、AB、C、BC、D）”
“DOE”“田口”“分析田口”“响应Y”，信嗓比取消掉，“选项（望大）”
7.方差分析“统计”“方差分析”“一般线性模型”
@或者在Excel中分析
计算F值，如下图
计算Fcrit
F与Fcrit比较大小
计算
第七题
维生素C注射液因长期放置会渐变成微黄色，中国药典规定可以使用焦亚硫酸钠等作为抗氧化剂。

本试验考虑三个因素：EDTA、无水碳酸钠、焦亚硫酸钠，每个因素
(74)安排试各取7个水平，试验指标为420纳米处的吸光度，取值越小越好。

用U
7
验。

试验安排与结果如下：
1.将表格复制粘贴进Excel，再选择性复制粘贴转换为数值，如下图
2.进行回归分析，“数据”“数据分析”“回归”
Significance?F>,所以置信度在上回归方程不理想，R?
Square=<,回归方程不理想，在项数相同的情况下，R?Square?
与Adjusted?R?Square相差太大，回归方程不理想?????
R?Square决定系数、Adjusted?R?Square调整决定系数?
离差平方和SST\误差项平方和SSE\水平项平方和SSA\均方MS\构造统计量
F?T-Stat???t-统计量（=回归系数/系数标准误差）假设检验时用于与临界值相比，越大越好
分别作(x1*x1)(x2*x2)(x3*x3)(x1*x2)(x1*x3)(x2*x3)结果如下
再和前面的表连在一起如下进行回归分析
2.将表格粘贴进Minitab，如下
之后进行回归“统计”“逐步回归”如下答案（Alpha取一样）
综上可知，第三个方程最好，选取x2,x3越小越好，则x2=26x3=
y=规划求解
规划求解结果：
第八题
某种水泥在凝固时放出的热量y(卡/克)与水泥中化学成分物质x1,x2,x3,x4的含量有关。

现记录了13组数据，列入下表：
1.将表格粘贴进minitab
2.第一栏，找“统计”，然后“回归”，“回归”的子选项第一个，选“散热量”为
响应值，预测变量为：x1，x2，x3，x4。

点击“图形”，图中的残差：“正规”
残差图“四合一”残差与变量“x1，x2，x3，x4”，然后确定。

再点击确定。

3.点击会话窗口
回归分析:散热量与x1,x2,x3,x4
回归方程为
散热量=+++自变量系数系数标准误TP
常量（调整）=%
方差分析
来源自由度SSMSFP
回归残差误差合计
来源自由度SeqSS
4.点击，回到表格，“统计”——“回归”——“逐步”
响应“散热量”预测变量“X1,X2,X3,X4”
点击方法，如下选择
获得下，下面数据：
逐步回归:散热量与x1,x2,x3,x4
入选用Alpha:删除用Alpha:
响应为4个自变量上的散热量，N=13
步骤1234
常量值值值值值值（调整）（2）对(1)中得到的回归方程进行分析，指出该方程的不当之处，再次进行回归，找到比较合适的回归方程，并优化计算得到的最佳方程，其包含的自变量取何值时y是最大值，最大值为多少。

x1=21x2=71
ymax=
第九题
空气过滤器设计。

对于室内的空气不洁（甲醛超标）常安装空气过滤器净化空气。

过滤材料由活性炭、碳酸钙和碱性液三种成分组成。

为探索三种成分的最佳组合，用混料设计方法进行试验。

试验结果与方案列入下表:
1.将表格粘贴到Excel，进行排序，排好后粘贴进minitab
2.点击“统计”“DOE”“混料”“创建混料设计”“显示混料设计”“格子1分量3”“确定”“设计”“确定”“确定”
3.点击，回到表格形式，手动按照标准序编号输入相应的吸附率，“统计”“DOE”
“混料”“自定义混料设计”“分量”（ABC）
4.“混料”“分析混料设计”“响应”（吸附率），“图形”选取“四合一”勾选“残差与变量”（ABC），各个结果复制到WORD里面
5.残差图（点越接近直线越好）
拟合图（矩形状的图形最好）
残差直方图（服从正态分布分布最好）
5.回到表格，“混料”“响应优化器”“设置”“目标（望大）下限（）望目（）权
重（1）重要度（1）”
6.获得图
7.“统计”“DOE”“混料”“等值曲面图”。