工艺优化方法(Ⅰ)-正交试验法
正交试验法优选葛根配方颗粒的提取工艺
３ ０ ｍ ｉ ｎ ／ 次 ，提取 ２次 ，合 并 药 液 ，浓 缩 ，定 容 至 ２ ５ ０ ｍ ｌ ，
备 用。
２ ． １ ． ３ 水提
称取 药材 ｌ Ｏ Ｏ ｇ ，分别加入 １ ０ 、８ 倍 量 的水提
纤维等无活性成分 ， 增加稳定性 ， 易储存 ， 服用方便。
１ 材料 与 仪 器
后改用文火煎 煮 ，３ ０ ｍ ｉ ｎ ／ 次 ，提取 ２次 ，合并 药液 ，浓缩 ， 定容 至 ２ ５ ０ ｍ ｌ ，备用。
２ ． ２ ． ４ 结果
由表 １ 可知 ， ６ ０ ％ 乙醇提取 所得 的葛根 素含
量最高 ，因此溶剂选择 ６ ０ ％ 乙醇 。 Байду номын сангаас
２ ． １ 提取方法 ２ ． １ ． １ 采 用传 统工艺 提取 称取 ｌ Ｏ ０ ｇ药材 ，加入 水量 没 过药材面 １～ ２ ｃ ｍ即可 ，浸泡 ０ ． ５ ｈ ，用武火煎煮至沸腾 ，然
２ ． ２ ． ３ 供试 品溶液
吸取各样 品溶液 ２ ｍ ｌ ，用 ３ ０ ％的 乙醇
定容至 １ ０ ０ ｍ ｌ ，用微孔滤膜过滤 ，备用 。
方法制备 葛根对 照药物 ；筛选 、确定葛根提取的溶媒 ，然后按正交 （ ３ ）设计 ，对浸泡时 间、溶剂用量 、提取时间、提取 次数 四个 因素 进行试验研 究，以葛根素含量与 出膏率为指标 ，予以综合评 价 （ 直观分析和方差分析 ） 。结果 ：最佳提取工 艺为 ：１ ２倍量 的 ６ ０ ％ 乙醇 浸泡 １ ｈ ，提取 ２次，每次 １ ． ５ ｈ 。结论 ：通过正交试验优选葛根配方颗粒的提取工艺 ，稳定 、合理 、重现 性好 ，能有效 的提 取葛根素 ，且适 于大
生产 ，可作为葛根配方颗粒的提取工艺 。
正交试验法优选金枣远志胶囊中贯叶金丝桃等提取工艺
正交试验法优选金枣远志胶囊中贯叶金丝桃等提取工艺目的优选金枣远志胶囊中贯叶金丝桃、黄连、五味子、酸枣仁共同提取的工艺。
方法以金丝桃苷提取率为考察指标，采用高效液相色谱法进行测定。
采用正交试验与比较试验相结合的方法，对提取工艺中的乙醇浓度、浸泡时间、回流提取时间等因素进行优选。
结果乙醇浓度及提取次数对考察指标有显著影响。
确定金枣远志胶囊的最佳提取工艺为：加8倍量70%乙醇，浸泡2 h，回流提取1.5 h，过滤，残渣再加6倍量70%乙醇回流提取1.5 h，过滤，合并提取液。
结论优选的提取工艺合理可行。
标签：金枣远志胶囊；正交试验；提取工艺；贯叶金丝桃；黄连；五味子；酸枣仁金枣远志胶囊原为民间经验方，由贯叶金丝桃、黄连、白芍、远志、酸枣仁、五味子6味中药组成，具有疏肝解郁、清火化痰、宁心安神功效，用于治疗焦虑症。
原方为汤剂，临床应用多年，疗效确切。
笔者根据方中各味药的主要活性成分及主要药理作用[1]，分别对不同药材进行水提取及乙醇提取，将其制成胶囊剂。
本试验采用正交试验、比较试验等研究方法，对贯叶金丝桃、黄连、五味子、酸枣仁4味药材的乙醇回流提取工艺进行研究。
1 仪器与试药1200型高效液相色谱仪（美国Agilent），C18色谱柱（5 ?m，4.6 mm×250 mm，瑞典Kromasil），电子分析天平（BS-223S型，赛多利斯），超声波清洗器（KQ-100DB，昆山市超声波仪器厂），电子恒温水浴锅（DZKW-4型，黄骅市渤海电器厂），电热恒温减压干燥箱（DNP-9052型，上海精宏实验设备有限公司），高速粉碎机（FW-100型，北京中兴伟业仪器有限公司），旋转蒸发仪（RE-3000A 型，上海亚容生化仪器厂）。
贯叶金丝桃、黄连、五味子、酸枣仁（西安中药饮片厂，批号分别为20090502、20090301、20081003、20081004）；金丝桃苷对照品（批号1521-200202，中国食品药品检定研究院）；乙腈（色谱纯，美国Fisher），磷酸（分析纯，天津百世化工公司），甲醇、乙醇（分析纯，天津红岩化学试剂厂）。
工艺优化方法(Ⅰ)-正交试验法
第二部分 正交表及正交表设计
选择正交表的基本原则
一般都是先确定试验的因素、水平和交互作用，后选择适用的L表。 在确定因素的水平数时，主要因素宜多安排几个水平，次要因素可少 安排几个水平。 （1）先看水平数。若各因素全是2水平，就选用L(2＊)表；若各因 素全是3水平，就选L(3＊)表。若各因素的水平数不相同，就选择适 用的混合水平表。 （2）每一个交互作用在正交表中应占一列或二列。要看所选的正交 表是否足够大，能否容纳得下所考虑的因素和交互作用。为了对试验 结果进行方差分析或回归分析，还必须至少留一个空白列，作为“误 差”列，在极差分析中要作为“其他因素”列处理。 （3）要看试验精度的要求。若要求高，则宜取实验次数多的L表。
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第二部分 正交表及正交表设计
2.5 正交表的表头设计
所谓表头设计，就是确定试验所考虑的因素和交互作用，在正交表中 该放在哪一列的问题。 （1）有交互作用时，表头设计则必须严格地按规定办事。 （2）若试验不考虑交互作用，则表头设计可以是任意的。如在例1中， 对L9(34)表头设计，下表（表4）所列的各种方案都是可用的。但是正 交表的构造是组合数学问题，必须满足正交表的特点。对试验之初不 考虑交互作用而选用较大的正交表，空列较多时，最好仍与有交互作 用时一样，按规定进行表头设计。只不过将有交互作用的列先视为空 列。
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第二部分 正交表及正交表设计
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第二部分 正交表及正交表设计
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第一部分 概述
例1 某化工厂想提高某化工产品的质量和产量，对工艺 中三个主要因素各按三个水平进行试验（见表1）。试验 的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条 件。
实验四 摇瓶发酵工艺优化：正交实验
实验四摇瓶发酵优化－正交实验1．基本培养基和发酵条件种子培养基（g/L）：蛋白胨10，牛肉膏5，NaCl 5，pH 7.0。
培养温度30℃。
发酵培养基（g/L）：NaNO3 2.5，K2HPO4 4，KH2PO4 4，MgSO4 0.2，CaCl2 0.1，KCl 1，NaCl 1(以上成份采用无机盐母液配制)，酵母粉1，炸货油5％，pH6.5，分装入150mL或250mL三角瓶中，装液量为30mL或50mL。
接种量为5%，发酵温度30℃。
两种培养基均在121℃高压灭菌20 min。
2．参考因素和水平如下2.1碳源用量：炸货油用量设为1%、3%、5%2.2氮源用量：硝酸钠的用量设定为1.5g/L、2.5g/L和3.5g/L2.3磷源用量：①K2HPO4 2，KH2PO4 2② K2HPO4 4，KH2PO4 4③K2HPO4 6，KH2PO4 62.4镁盐用量：MgSO4用0.1g/L，0.2 g/L和0.3g/L2.5钾盐用量：KCl用1g/L，2 g/L和3g/L2.6盐度：NaCl用1g/L，5g/L，10g/L2.7酵母粉用量：1g/L，2 g/L，3g/L2.8发酵温度：25℃、30℃、35℃3．测定方法：排油圈法：发酵液12000rpm离心后取上清，稀释10倍备用。
90mm玻璃或塑料培养皿洗净，加入30mL 去离子水，滴加100uL柴油，开成稳定的油膜后，滴加2uL发酵液或其10倍稀释液，形成排油圈后，立即测定排油圈的大小。
表面张力法：稀释100倍后，测定表面张力。
只用表面张力法，排油圈法供学有余力同学操作。
4．实验日程实验前2天：组长整理出实验方案；尤其是优化的因素和选取的水平，各组相互沟通，不要重复。
未整理实验方案的观摩。
实验前1天：种子培养，150塑料摇瓶，每瓶20mL肉汤，接种，找好第二天要用的药品和摇瓶，检查母液是否可用，必要时重配。
实验当天：按预定方案配制培养基，母液轮流使用，其他组可以先添加碳源；灭菌；按3%的量接种。
正交试验设计方法(详细步骤)
正交试验设计方法(详细步骤)正交试验设计方法(详细步骤)正交试验设计（Orthogonal Experimental Design），又称为正交阵列试验设计，是一种常用的优化设计方法。
它通过选择合适的试验因素水平组合，在有限的试验次数下，高效地确定最优的工艺参数和条件，从而得到最佳的工艺方案。
本文将详细介绍正交试验设计的步骤。
第一步：确定试验目标和试验因素在进行正交试验设计之前，首先需要明确试验的目标和需要考察的因素。
试验目标可以是产品质量的提高、生产效率的提升或成本的降低等。
试验因素是指影响试验目标的各项参数或条件，例如温度、时间、压力、pH值等。
第二步：确定试验水平和设计矩阵根据实际情况和试验因素的范围，确定每个试验因素的几个水平。
一般而言，水平数不宜过多，以免增加试验次数和成本。
然后，利用正交表或正交试验设计软件生成设计矩阵。
正交表是一种特殊的齐次分数阵，能够保证各个试验因素的水平组合均匀分布，并使得试验方案具有正交性，即各个试验因素相互独立，不会产生相互影响。
第三步：进行试验并记录结果按照设计矩阵，进行实际的试验操作。
对于每个试验组合，根据试验方案进行操作，并记录相关的观测结果。
需要注意的是，试验过程应具备可重复性和可比较性，以保证结果的准确性和可靠性。
第四步：数据处理和分析试验完成后，要对试验结果进行数据处理和分析。
常见的分析方法包括方差分析、回归分析和优化分析等。
方差分析可以帮助确定各个试验因素的主效应、交互作用和误差项的大小，进而判断试验因素对试验目标的影响程度。
回归分析可以建立试验因素与试验目标之间的数学模型，进一步优化工艺参数。
优化分析可以确定各个试验因素的最优水平组合，得到最佳的工艺方案。
第五步：验证和优化在进行正交试验设计时，往往需要进行多次试验和优化，以进一步验证和确认试验结果的可靠性。
通过不断调整和优化试验方案，最终得到满足要求的工艺方案。
综上所述，正交试验设计是一种高效的优化设计方法，可以在有限的试验次数下，确定最佳的工艺参数和条件。
正交试验法优化丹皮酚提取工艺
正交试验法优化丹皮酚提取工艺1. 引言1.1 研究背景丹皮酚是一种重要的生物活性成分，具有抗菌、抗氧化、抗炎等多种药理作用，广泛应用于药品、化妆品、食品等领域。
目前，丹皮酚的提取工艺已经成为研究的热点之一。
传统的提取方式包括水提取、醇提取等，但存在着提取效率低、能耗高、工艺复杂等问题。
对丹皮酚的提取工艺进行优化具有重要意义。
随着正交试验法在工艺优化中的应用逐渐成熟，其在丹皮酚提取工艺中的优化也备受关注。
正交试验法能够通过有限次试验，系统地研究多个影响因素对提取效果的综合影响，从而找到最佳工艺条件，提高提取效率，减少资源消耗。
本研究旨在利用正交试验法优化丹皮酚提取工艺，提高提取效率，降低生产成本，为丹皮酚的应用和生产提供技术支持。
通过系统分析不同因素对提取效果的影响，探究最佳的操作条件，实现丹皮酚提取工艺的优化，为相关行业的发展提供有力支撑。
1.2 研究目的本研究旨在通过正交试验法优化丹皮酚的提取工艺，以提高提取效率和降低成本。
具体目的包括：1.确定最佳的丹皮酚提取方式，包括提取剂种类、提取剂浓度、提取温度等操作参数的优化组合。
2.探究正交试验法在丹皮酚提取工艺中的应用，验证其在优化复杂工艺中的有效性和可靠性。
3.通过正交试验法优化丹皮酚提取工艺的步骤，建立一套系统化的优化流程，为同类药材提取工艺的优化提供参考。
4.通过实验设计和结果分析，深入了解正交试验法对于丹皮酚提取工艺的影响和优化效果。
5.总结正交试验法优化丹皮酚提取工艺的效果，为相关领域研究提供数据支持和理论指导。
6.展望未来研究方向，为进一步深化丹皮酚提取工艺的研究工作提供参考和借鉴。
1.3 研究意义丹皮酚是一种具有广泛应用价值的植物提取物质，具有抗氧化、抗菌、抗炎等多种生物活性，被广泛用于药物、食品及化妆品等领域。
目前，丹皮酚的提取工艺存在着一定的不足，包括提取效率低、操作复杂等问题。
通过正交试验法优化丹皮酚提取工艺具有重要的研究意义。
基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计
基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计引言注塑成型是一种常见的加工工艺，用于制造各种形状复杂的塑料制品。
在注塑件成型过程中，工艺参数的优化设计对于产品质量的提高和生产效率的提升具有至关重要的作用。
本文将介绍一种基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计方法。
正交试验法的概述正交试验法是一种在多因素影响下进行试验的方法，通过选择一组经过科学设计的试验方案，可以在尽量少的试验次数内获取最全面的试验数据。
该方法能够通过独立变量的选择、合理的试验方案和统计分析的方法，确定各个因素对结果的影响程度以及相互之间的关系。
正交试验法在注塑件成型工艺参数优化设计中的应用在注塑件成型过程中，有许多因素会影响最终产品的质量，如注塑温度、注射速度、保压时间等。
通过正交试验法，可以确定这些因素的最佳设置，以获得最佳的注塑件成型工艺参数。
步骤一：确定影响因素首先，我们需要确定影响注塑件成型的各个因素。
基于经验和相关文献，我们可以列出一些可能的影响因素，如注塑温度、注射速度、保压时间、模具温度等。
步骤二：选择试验水平在进行正交试验之前，我们需要确定每个因素的试验水平。
试验水平的选择应该满足设计要求并尽可能简化试验过程。
一般来说，我们可以选择每个因素的三个水平进行试验。
步骤三：设计试验方案基于已确定的因素和试验水平，我们可以使用正交试验表设计试验方案。
通过正交试验表的选择，我们可以避免冗余试验和测试过程的复杂性。
步骤四：进行实验根据设计的试验方案，我们可以开始进行实验。
在每个试验点上，我们需要记录各个因素的设置和相应的试验数据。
通过多次试验，我们可以获得一系列试验数据，进一步分析每个因素的影响。
步骤五：数据分析通过对实验数据的分析，我们可以得到不同因素之间的相对重要性和相互之间的关系。
常用的数据分析方法包括方差分析、回归分析等。
通过这些分析方法，可以确定最佳的注塑件成型工艺参数。
结论基于正交试验法的注塑件成型工艺参数优化设计方法能够帮助我们快速、有效地确定最佳的工艺参数。
正交优化法
正交实验法正交实验法就是利用排列整齐的表-正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最高生产工艺效果。
正交表能够在因素变化范围内均衡抽样，使每次试验都具有较强的代表性，由于正交表具备均衡分散的特点，保证了全面实验的某些要求，这些试验往往能够较好或更好的达到实验的目的。
正交实验设计包括两部分内容：第一，是怎样安排实验；第二，是怎样分析实验结果。
目录试验方法正交实验法举例•色试验方法我们知道如果有很多的因素变化制约着一个事件的变化，那么为了弄明白哪些因素重要，哪些不重要，什么样的因素搭配会产生极值，必须通过做实验验证（仿真也可以说是实验，只不过试验设备是计算机），如果因素很多，而且每种因素又有多种变化（专业称法是：水平），那么实验量会非常的大，显然是不可能每一个实验都做的。
能够大幅度减少试验次数而且并不会降低试验可行度的方法就是使用正交试验法。
首先需要选择一张和你的实验因素水平相对应的正交表，已经有数学家制好了很多相应的表，你只需找到对应你需要的就可以了。
所谓正交表，也就是一套经过周密计算得出的现成的实验方案，他告诉你每次实验时，用那几个水平互相匹配进行实验，这套方案的总实验次数是远小于每种情况都考虑后的实验次数的。
比如3水平4因素表就只有9行，远小于遍历试验的81次；我们同理可推算出如果因素水平越多，试验的精简程度会越高。
建立好实验表后，根据表格做实验，然后就是数据处理了。
由于试验次数大大减少，使得试验数据处理非常重要。
首先可以从所有的实验数据中找到最优的一个数据，当然，这个数据肯定不是最佳匹配数据，但是肯定是最接近最佳的了。
这是你能得到一组因素，这是最直观的一组最佳因素。
接下来将各个因素当中同水平的实验值加和（注：正交表的一个特点就是每个水平在整个实验中出现的次数是相同的），就得到了各个水平的实验结果表，从这个表当中又可以得到一组最优的因素，通过比较前一个因素，可以获得因素变化的趋势，指导更进一步的试验。
基于正交试验法的注塑件工艺参数多目标优化
Ｌｉ ａ ｎ Ｑｕ ｎ
（ ｕ ｉＵｎ ｖ ｒｉｙ，Ｗ ｕ ｉｈ ｎ，Ｆｕｉｎ， ５ ３ ０ Ｗ ｙ ｉｅ ｓｔ ｙｓ ａ ｊ ａ ３４ ０ ）
Ａｂ ｔａ ｔ Ｂａ ｅ ｈｅａ ｔ ａ ｒ ｄｕ ｔｏ ｓ ｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏｎ ｔ ｃ ｕ ｌｐ ｏ ｃ ｉ ｎ，ｏ ｔ ｏ ｎａ ｘ ｒｍ ｅ ｔ ｌｍ ｅ ｈ ｎ ｏｌ ｆｏ ｒ ｈ ｇｏ ｌｅ ｐｅ ｉ ｎ ａ ｔ ｏｄ ａ ｄ Ｍ ｄ ｌ ｗ ｓ ｔ ｒ ｏｆｗａ ｅ，ｔ ｉ ｈｅ ｓ ｍｕｌ ｔｏ ｆｔ ｏ ｄｉ ｏ ｅ ｓ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｈｅ ｍ ｌ ｎｇ ｐｒ ｃ ｓ ｎｄｅ ｉｆ ｒ ｎ ｒ ｃ ｓ ｏ ｉｉ ｎｓ ｗａ ｎａ ｒ ｄ ｆ ｅ ｅ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎｄ ｔｏ ｓ ａ —
ｏ ｔｍｉａ ｉ ｎ；ｍｏ ｌ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ｕ ｄ；ｓｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｌ ｔｏ
注 塑 成型过 程 中工 艺 条件 对制 品质 量 的影 响存 在诸 多 不确定 因素 ， 成 型过程 工 艺优 化和 是 质量 控制 的一 大 难 点 。传 统 的试 模 方 法不 仅 费 时、 成本 高 ， 而且 过于 依赖 经验 和 以往案 例 ， 精确 度不 高 ， 以胜任 新产 品投 产 周期 短 的要求 。 目 难 前 ， 不 少文 献采 用 正交试 验法 ， 有 结合 方 差分 析 ， 对多 因素 单 目标值 进行 分 析 ， 出 １个单 目标 值 得
ｏ ｉ ｕｓ ｙ ｂｅ ｔ ｒ ｔ ｎ ｔ ｔｏ ｏｐ ｉ ｉａ ｉ ｎ ｐ ｏｃ ｓ ． ｂｖ ｏ ｌ ｔｅ ｈａ ｈａ ｆｕｎ ｔｍ ｚ ｔｏ ｒ ｅ ｓ
正交试验法优化丹皮酚提取工艺
正交试验法优化丹皮酚提取工艺一、引言丹皮酚是一种具有较高药用价值的天然植物提取物，具有抗菌、抗炎、抗氧化等多种生物活性，因此在医药、保健品、化妆品等领域有着广泛的应用。
为了提高丹皮酚的提取效率和品质，正交试验法被应用于工艺优化中。
正交试验法是一种多因素多水平的试验设计方法，可以有效地筛选出关键工艺参数对提取效果的影响，从而优化提取工艺，提高产品的品质和产量。
二、丹皮酚提取工艺的影响因素在丹皮酚的提取工艺中，影响提取效果的因素非常多，主要包括原料粉碎程度、提取溶剂种类和比例、提取温度、提取时间等。
对这些因素进行系统的优化和调整，对于提高丹皮酚提取效率具有重要意义。
1. 原料粉碎程度原料的粉碎程度直接影响到丹皮酚的提取率，过粗或过细的原料颗粒都会影响提取效果。
合适的原料粉碎程度是提取工艺优化的重要因素之一。
2. 提取溶剂种类和比例提取溶剂直接影响到丹皮酚的提取效率和纯度，选择合适的提取溶剂种类和比例是提高提取效率的关键。
3. 提取温度提取温度对丹皮酚的溶解度和迁移速率有重要影响，合理控制提取温度可以提高提取效率。
4. 提取时间提取时间也是影响丹皮酚提取效果的重要因素，过长或过短的提取时间都会影响到提取效率。
对于上述的影响因素，采用正交试验法进行工艺优化是非常必要的。
三、正交试验法在丹皮酚提取工艺优化中的应用正交试验法是一种通过设计合理的试验方案，对多个影响因素和不同水平的组合进行评价，从而找出最优的提取工艺参数的试验方法。
利用正交试验法可以快速筛选出影响提取效果最重要的因素和水平，有助于降低试验成本和提高工艺优化效率。
1. 正交试验方案设计在丹皮酚提取工艺优化中，首先需要确定好影响因素和各个因素的水平，然后设计出正交试验方案。
可以选择原料粉碎程度、提取溶剂种类和比例、提取温度、提取时间等作为影响因素，每个因素选择3-5个不同水平，然后按照正交试验的原则设计出合理的试验方案。
2. 正交试验的实施在设计好试验方案后，需要按照试验方案进行实施。
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T T1 T2 T3
第一部分 概述
如何设计试验方案？
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第一部分 概述
几个常用术语定义 试验指标：指作为试验研究过程的因变量，常为试验结果特征的量
（如得率、纯度等）。例1的试验指标为合格产品的产量。
因素：指作试验研究过程的自变量，常常是造成试验指标按某种规
律发生变化的那些原因。如例1的温度、压力、碱的用量。
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第一部分 概述
3 正交试验法
• 正交试验设计（Orthogonal Design）是于二十世纪50年代初期，
由日本质量管理专家田口玄一（Tachugi）博士提出的在多因素试验 设计方法的基础上，进一步研究开发出来的一种试验设计技术。 • 正交试验设计法使用一种规范化的表格（正交表）进行试验设计，它 是由试验因素的全部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合进行 试验的，通过对这部分试验结果的分析了解全面试验的情况，找出最 优的水平组合。可以用较少的试验次数，取得较为准确、可靠的优选 结论。
第二部分 正交表及正交表设计
2.4 正交表的选择
最少实验次数的确定： 最少实验次数＝Σ(每列水平数-1)＋1＋交互因素自由度2×交互因素的 对数
例：8因素、2对交互因子、3水平实验，最少实验次数＝8×(31)+1+(3-1) ×(3-1) ×2 例:五个3水平因子及一个2水平因子，则起码的试验次数为： （ 5×(3-1)+ 1×(2-1)）＋1＝12（次） 这就是说，要在行数不小于12，既有2水平列又有3水平列的正交表中 选择，L18(2×37)适合。
正交试验设计方法是用正交表来安排试验的。对于例1适用的正交表
是L9(34)，其试验安排下如表2。
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第一部分 概述
表2 L9(34)
列号
实验号 1 1 T 1（T1） 2 P 1（P1） 3 m 1（m1） 4
2
3 4 5 6 7 8 9
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1（T1）
1（T1） 2（T2） 2（T2） 2（T2） 3（T3） 3（T3） 3（T3）
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第二部分 正交表及正交表设计
交互列的位置
以L8(27)为例：
（1）
表3 L8(27）交互列
3 （2） 2 1 （3） 5 6 7 （4） 4 7 6 1 7 4 5 2 6 5 4 3
（5）
3
（6）
2
1 （7）
如：（2）－（5） 第 7 列（A×B） A × B
行 － 列
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第二部分 正交表及正交表设计
2.5 正交表的表头设计
所谓表头设计，就是确定试验所考虑的因素和交互作用，在正交表中 该放在哪一列的问题。 （1）有交互作用时，表头设计则必须严格地按规定办事。 （2）若试验不考虑交互作用，则表头设计可以是任意的。如在例1中， 对L9(34)表头设计，下表（表4）所列的各种方案都是可用的。但是正 交表的构造是组合数学问题，必须满足正交表的特点。对试验之初不 考虑交互作用而选用较大的正交表，空列较多时，最好仍与有交互作 用时一样，按规定进行表头设计。只不过将有交互作用的列先视为空 列。
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主要内容
第一部分
正交试验设计概述
第二部分
正交表及正交表设计
第三部分 第四部分
正交试验应用
正交设计软件
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第二部分 正交表及正交表设计 2.1 正交表
（1）等水平正交表
各列水平数均相同的正交表，也称单一水平正交表。这类正交表名称 的写法举例如下：
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第二部分 正交表及正交表设计
工艺优化方法（Ⅰ）-正交试验法
株洲时代电气绝缘有限责任公司 刘含茂
2010年10月19日
主要内容
第一部分
正交试验设计概述
第二部分
正交表及正交表设计
第三部分 第四部分
正交试验应用
正交设计软件
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第一部分 概述 对于单因素或两因素试验，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。
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第一部分 概述
• 正交试验设计主要可以完成： ◆ 确定出各因素对试验指标的影响规律，得知哪些因素 的影响是主要的、哪些因素的影响是次要的、哪些因素之 间存在相互影响； ◆ 选出各因素的一个水平组合来确定最佳生产条件。 • 正交试验设计的基础是正交表。
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第一部分 概述 正交试验设计的基本原理
图2 比较法实验设计
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第一部分 概述
结论：为提高合格产品的产量，最适宜的操作条件为: T2P3m2。与全
面搭配法方案相比，简单比较法方案的优点是实验的次数少，只需做 9次实验。但是，简单比较法方案的试验结果是不可靠的。因为： ①在改变m值（或P值，或T值）的三次实验中，说m2（或P3或T2 ）
对于多因素试验，正交试验设计是简单常用的一种试验设
计方法，其设计基本程序如下图所示。正交试验设计的基 本程序包括试验方案设计及试验结果分析两部分。
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第二部分 正交表及正交表设计 正交试验设计基本流程
试验目的与要求 试验指标 选因素、定水平（确定） 选择合适正交表（表头设计） 试验 试验结果分析
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第二部分 正交表及正交表设计
选择正交表的基本原则
一般都是先确定试验的因素、水平和交互作用，后选择适用的L表。 在确定因素的水平数时，主要因素宜多安排几个水平，次要因素可少 安排几个水平。 （1）先看水平数。若各因素全是2水平，就选用L(2＊)表；若各因 素全是3水平，就选L(3＊)表。若各因素的水平数不相同，就选择适 用的混合水平表。 （2）每一个交互作用在正交表中应占一列或二列。要看所选的正交 表是否足够大，能否容纳得下所考虑的因素和交互作用。为了对试验 结果进行方差分析或回归分析，还必须至少留一个空白列，作为“误 差”列，在极差分析中要作为“其他因素”列处理。 （3）要看试验精度的要求。若要求高，则宜取实验次数多的L表。
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第一部分 概述
例1 某化工厂想提高某化工产品的质量和产量，对工艺 中三个主要因素各按三个水平进行试验（见表1）。试验 的目的是为提高合格产品的产量，寻求最适宜的操作条 件。
表1 实验参数
温度，℃
水平 1 2 3
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压力，Pa
P P1 P2 P3
加碱量，kg
m m1 m2 m3
水平最好是有条件的。在T≠T1，P≠P1时，m2 水平不是最好的可能性
是有的。 ②在改变m的三次实验中，固定T＝T2，P＝P3 应该说也是可以的，是
随意的，故在此方案中数据点的分布的均匀性是毫无保障的。
③用这种方法比较条件好坏时，只是对单个的试验数据进行数值上的 简单比较，不能排除必然存在的试验数据误差的干扰。
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第二部分 正交表及正交表设计 试验结果分析
实验数据
极差分析
计 算 K 值 计 算 k 值 计 算 极 差 R 绘制 因素 指标 趋势 图 因素主次顺序
方差分析
计算各列偏差平 方和自由度
方差分析表 进行F 检验
优水平
优组合
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结 论
第二部分 正交表及正交表设计 2.3 交互作用
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第二部分 正交表及正交表设计
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第二部分 正交表及正交表设计
2（P2）
3（P3） 1（P1） 2（P2） 3（P3） 1（P1） 2（P2） 3（P3）
2（m2）
3（m3） 2（m2） 3（m3） 1（m1） 3（m3） 1（m1） 2（m2）
第一部分 概述
正交表特点
所有的正交表与L9(34)正交表一样，都具有以下两个特点： （1）在每一列中，各个不同的数字出现的次数相同。在表L9(34)中， 每一列有三个水平，水平1、2、3都是各出现3次。 （2）表中任意两列并列在一起形成若干个数字对，不同数字对出现的 次数也都相同。在表L9(34)中，任意两列并列在一起形成的数字对共 有9个：（1,1），（1,2），（1,3），（2,1），（2,2），（2,3）， （3,1），（3,2），（3,3），每一个数字对各出现一次。
若进行全面试验 ，则试验的规模将很大 ，往往因试验条 件的限制而难于实施 。
怎么办？还有什么好方法？
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第一部分 概述
2 比较法
先固定T1和P1，只改变m，观察因素m不同水平的影响，做了如图2所 示的三次实验，发现 m＝m2时的实验效果最好（好的用 □ 表示）， 合格产品的产量最高，因此认为在后面的实验中因素m应取m2水平。 固定T1和m2，改变P的三次实验如图（2）所示，发现P＝P3时的实验 效果最好，因此认为因素P应取P3水平。 固定P3和m2 ，改变T 的三次实验如图（3）所示，发现因素T 宜取T2 水平。
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图3 3因素3水平试验点分布图
第一部分 概述
3 正交试验法
正交试验设计方法的优点和特点 其特点为：①完成试验要求所需的实验次数少。②数据点的分布很均 匀。③可用相应的极差分析方法、方差分析方法、回归分析方法等对 试验结果进行分析，引出许多有价值的结论。 运用正交试验设计方法，不仅兼有上述两个方案的优点，用部分试验 来代替全面试验，通过对部分试验结果的分析，了解全面试验的情况， 结论的可靠性较好。
（2）混合水平正交表 各列水平数不相同的正交表，叫混合水平正交表，下面就 是一个混合水平正交表名称的写法：
L8(41×24)常简写为L8(4×24) 。此混合水平正交表含有1 个4水平列， 4个2水平列，共有1＋4＝5列。