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4.打开Minitab，复制表格，“统计”“方差分析”“选单因素未重叠”“响应C1C2C3C4”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 SS MS F P因子 3误差 16合计 19S = R-Sq = % 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 5 (------*------)65度 5 (------*------)70度 5 (------*------)75度 5 (------*------)------+---------+---------+---------+---合并标准差 =Tukey 95% 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 (------*------)70度 (------*-----)75度 (------*------)------+---------+---------+---------+---65度减自:下限中心上限 ------+---------+---------+---------+---70度 (------*-----)75度 (------*------)------+---------+---------+---------+---70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（AB C）”“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1 2 3 4田口分析:y 与 A, B, C均值响应表水平 A B C123Delta排秩 2 3 13.“统计”“方差分析”“一般线性模型”“响应（y）”“模型（A B C）”“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 3 1, 2, 3B 固定 3 1, 2, 3C 固定 3 1, 2, 3y 的方差分析，在检验中使用调整的 SS来源自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F PA 2B 2C 2误差 2合计 8S = R-Sq = % R-Sq（调整） = %3.时间单位越小越好，效率越高，因此选择（A3 B1 C3）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SS5.计算DF，取16.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FcritF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U7(74)安排试验。

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”SignificanceF>,所以置信度在上回归方程不理想，RSquare=<,回归方程不理想，在项数相同的情况下，RSquare与AdjustedRSquare相差太大，回归方程不理想RSquare决定系数、AdjustedRSquare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FT-Statt-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=26 x3=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minitab2.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 = + x1 + x2 + x3 - x4自变量系数系数标准误 T P常量x1x2x3x4S = R-Sq = % R-Sq（调整） = %方差分析来源自由度 SS MS F P回归 4残差误差 8合计 12来源自由度 Seq SSx1 1x2 1x3 1x4 14.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 1 2 3 4常量x4T 值P 值x1T 值P 值x2T 值P 值SR-SqR-Sq（调整）Mallows Cp（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=21 x2=71ymax=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 minitab2.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”（A B C）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”（A B C），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”。