配方均匀设计

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    s种原料的试验范围是单纯形,在上节已经提及,设我们打算比较n种不同的配方,这些配方对应n个点,配方均匀设计的思想就是使这n个点在中散布尽可能均匀.其设计方案可用如下步骤获得:

    1 给定sn,根据附录的使用表查到生成向量,并由这个生成向量产生均匀设计表,用{qik}中的元素。

    2 对每个i,计算

  (4.1)

    3 计算

  (4.2)

就给出了对应n,s的配方均匀设计.并用记号示之。

    表26n=11,s=3时给出了产生的过程.这时计算公式(4.2)有如下简单形式

(4.3)

    表26 及其生成过程

No.

C1

C2

X1

X2

X3

1

1/22

13/22

0.787

0.087

0.126

2

3/22

5/33

0.631

0.285

0.084

3

5/22

19/22

0.523

0.065

0.412

4

7/22

11/22

0.436

0.282

0.282

5

9/22

3/33

0.360

0.552

0.087

6

11/22

17/22

0.293

0.161

0.546

7

13/22

9/22

0.231

0.454

0.314

8

15/22

1/22

0.174

0.788

0.038

9

17/22

15/22

0.121

0.280

0.599

10

19/22

7/22

0.071

0.634

0.296

11

21/22

21/22

0.023

0.044

0.993

 

    公式(4.2)可以用递推方法以节省计算量,其算法如下:

    (a) .

    (b) 递推计算

    (c) 计算

即为所求,用这个算法便于写计算程序。

    由于编写产生表的程序极其简单,因此无需列出各种配方均匀设计表,有关的软件已经形成,读者可以直接使用,而节省研制时间。

    用配方均匀设计安排好试验后,根据试验的目的,获得反应变量Y的值进一步的分析和以前一样也是用回归分析,当因素间没有交互作用时,用线性模型,当因素间有交互作用时用二次型回归模型,或其他非线性回归模型,现用下例来说明之。

    例6 在一个新材料研制中,选择了主要三种金属的含量作为因素.根据试验条件的允许和精度的要求,选择了表来安排试验,其试验方案和Y值列于表27.由于,故表中仅仅列出。利用二次型回归模型和逐步回归最终选定回归方程为

相应的R=0.90, =0.289.由于,回归方程中仅有出现,我们看到有交互作用。限于篇幅,有关寻求最优配方的内容就不详尽叙述了,有兴趣的读者请参考方开泰和王元[16],张金廷[13]

27 试验方案和结果

No.

x1

x2

Y

1

0.817

0.055

8.508

2

0.684

0.179

9.464

3

0.592

0.340

9.935

4

0.517

0.048

9.400

5

0.452

0.210

10.680

6

0.394

0.384

9.748

7

0.342

0.592

9.698

8

0.293

0.118

10.238

9

0.247

0.326

9.809

10

0.204

0.557

9.732

11

0.163

0.809

8.933

12

0.124

0.204

9.971

13

0.087

0.456

9.881

14

0.051

0.727

8.892

15

0.017

0.033

10.139

 

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