用Minitab做正交试验设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,用,Minitab,做正交试验设计,品质检测科：李 娟,201,4,.,09,.1,9,1,关于,Minitab,软件,Minitab,软件作为世界著名的数据分析软件已有几十年的开发历史，具有,体积小,、,功能大,、,操作简单,、,易于掌握,、,计算精确,、,兼容性好,等特点，已成为统计领域最为普及的软件工具之一，在教育、研究企业管理等各个领域有着广泛的运用。,Minitab,软件不仅具有包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等在内的基本统计功能，还有着强大的实验设计（,design of experiments,DOE,）功能，用正交表安排试验方案，以误差因素模拟造成产品质量波动的各种干扰，通过对各种实验方案得统计分析，找出抗干扰能力最强、调整性最好、性能最稳定、可靠的设计方案。所以，这个模块可以完成,正交表格设计,、,数据分析,以及,结果预测,等。,2,试验设计,试验设计可分为,单因素,问题试验设计与,多因素,试验设计。,常用的单因素试验设计方法有：,对分法,、,0.618,法,、,分数实验法,等等。,常用的多因素试验设计方法有：,曲面响应法,、,全因子试验法,、,正交试验设计,等。其中正交试验设计法是研究与处理多因素实验的一种科学方法。利用规格化的表格,正交表,科学地挑选试验条件,合理安排实验。该方法是在上世纪,50,年代由日本质量管量专家,田口玄一,提出的，由于其具有,均衡分配、整齐可比,的特点，,所需工作量小,，却可得到全面的试验分析结果，因而得到了广泛的应用，称为国际标准型正交试验法，又称为田口设计。我国于上世纪,70,年代由数学家张里千教授经过简化得到了中国型正交试验法。两者的主要区别在于中国型采用极差分析的方法对试验结果进行评价，计算量小、简单；田口型采用方差分析的方法，可得到因素间相互影响大小的结论。,3,1.食品防腐剂概念：,能有效防止食品中的微生物生长和繁殖，延长食品货架期的一类合成物质或天然物质，该类物质必须符合食品质量与安全的要求，进行了安全性评估。,防腐剂：在适当的条件下，抑制微生物生长,杀菌剂：在较短的时间内，杀死微生物。,4,5,6,7,【,试验指标,】,作为试验研究过程的,因变量,，常为试验结果特征的量,【,因素,】,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,例如：,y,=a,x,+b,【,水平,】,试验中因素所处的具体状态或情况，又称为,等级,8,实例,：,某化工厂希望寻找提高产品转化率的生产工艺条件。,1,）实验目的：提高转化率,2,）试验指标：转化率越大越好，这一指标是一个,望大,特性。,3,）因子与水平,经分析影响转化率的影响因素有,3,个，相对应的水平见表,1,9,10,4,）选用正交表和设计表头,由于因子均为,3,水平，故选用三水平正交表，由正交表每列自由度,f,等于各列的水平数减,1,，两交互作用的自由度等于两因素的自由度的乘积。则因子与交互作用的自由度之和为：,fA+fB+fC=6,据选择正交表的必要条件，其行数,n,应满足：,n6,，为了避免表头出现混杂现象，并且尽量保证试验次数尽量少，此例不考虑交互作用，表头设计见表,2.,11,5),列出试验设计,实验设计可用,minitab,帮助实现，见图,112,图,1,13,图,2,14,图,3,15,图,4,16,图,5,17,6,）试验和记录,为了减少或避免事先某些考虑不周及环境条件变化所引起的系统误差常采用试验次序随机化，本实例采用试验编号随机抽签的方法来进行试验，并将试验结果记录于,C5,中。,7,）数据分析,A),直观分析,18,图,6-1,19,图,6-2,20,图,7,21,图,8,图,9,22,图,10,“望大、望目、望小”是指你希望你的实验效果参数,Y,是越大越好，离目标值越近越好还是越小越好。,23,图,11,24,图,12,25,图,13,B,）方差分析,26,图,14,图,15,27,图,16,28,正交试验方差分析利用方差分析的方法来进一步估计误差的大小，精确估计各因素对实验结果影响的重要性，弥补直观分析法的不足。方差分析结果中，,SeqSS,表示连续平方和；,AdjSS,表示校正平方和；,AdjMS,表示校正均方。其中：,P0.01,表示影响极显著,0.01P0.05,表示影响不显著,29,实例,2,：响应曲面法优化辣椒拮抗内生菌的发酵条件,实验目的,：在单因素试验的基础上,，,运用,Minitab15,响应曲面法的中心复合试验设计原理对辣椒拮抗内生菌菌株,X,的发酵条件进行优化，以菌株,X,对三种病原菌的平均抑制率为指标，优化出抑制率最大的单因素的组合，为提高拮抗内生菌对病原菌的拮抗作用提供一定的基础。,单因素实验,：选择6个因素（,温度,、,pH,值,、,接种量,、,金属离子,、,碳源,、,氮源,）来测定其对辣椒内生拮抗菌,X,对病原菌的影响，选出抑制率最大的单因素组合工艺参数。其中，对,X,抑制病原菌的最适温度为,28,；最适,pH,值为,7.0,；最适接种量为,1%,；最佳金属离子、碳源、氮源分别为,NaCl,、,葡萄糖,、,酵母膏,。,响应曲面法设计,：运用,Minitab 15,数据统计分析软件使用未编码单位对试验数据进行多元回归拟合分析，设接种量、酵母膏、葡萄糖、,NaCl,，分别记作,A,、,B,、,C,、,D,，为,4,个自变量，设五个试验水平，分别以,-2,、,-1,0,、,l,、,2,进行编码，编码表采取全因子，共,31,个实验的实验设计。,30,单因素实验结果,温度对,X,抑制病原菌的影响,31,pH,值对,X,抑制病原菌的影响,32,接种量对,X,抑制病原菌的影响,33,金属离子对,X,抑制病原菌的影响,34,不同碳源对,X,抑制病原菌的影响,35,不同氮源对,X,抑制病原菌的影响,36,响应曲面法优化辣椒拮抗内生菌,X,的发酵条件的结果分析,37,38,39,40,41,42,响应曲面优化辣椒拮抗内生菌,X,的发酵条件的结果,为了验证响应曲面法的可靠性，同时考虑到实际操作的可行性，将上述单因素组合工艺条件修正为：接种量为,0.80%,酵母膏为,0.5%,葡萄糖为,2.5%,，,NaCl,为,0.13%,。,43,课后作业：,1,、,L,9,(3,4,),表示什么意思？,2、正交试验的基本步骤有哪些？,3、单独用,Minitab15,软件操作,PPT,中所举的第一个实例。,44,再见！,45,