粘棉混纺纱的质量的正交试验设计.

成绩评定表

学生姓名王柳班级学号1309050109

专业应用统计学课程设计题目粘棉混纺纱的质量

的正交试验设计

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成绩

年月日日期

课程设计任务书

学院理学院专业应用统计学

学生姓名王柳班级学号 1309050109

课程设计题目粘棉混纺纱的质量的正交试验设计

实践教学要求与任务:

通过该课程设计，使学生进一步理解试验设计的基本概念、理论和方法；初步掌握Excel统计工作表在试验数据统计中的应用，能利用SPSS等统计软件对相关问题完成从试验设计到统计分析结果的输出；具备初步的运用计算机完成试验数据处理的技能，使课堂中学习到理论得到应用。设计任务完成下列至少三项工作:

1.在科学实验或社会调查中收集适当的实际问题，进行正交试验或均匀试验设计。

2．Excel在直观分析中的应用。在Excel中列出正交表和试验结果，各水平I，II，III...的计算，极差R的计算，绘制趋势图。

3.正交试验设计方差分析的SPSS等统计软件实现。

4.均匀试验设计回归分析的SPSS等统计软件实现。

5.解释试验结果。

工作计划与进度安排:

11周周三5~8节：选题，设计解决问题方法；周四5~8节：调试程序；

12周周三5~8,节：调试程序；周四5~8节：完成论文，答辩。

指导教师：

年月日专业负责人：

年月日

学院教学副院长：

年月日

摘要

正交试验设计是研究多因素多水平的又一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，运用这种方法可以达到减少试验次数，缩短试验周期，降低试验和生产成本，迅速找到优化方案，实现最大效益的目的。

本文采用正交设计的方法利用Excel进行直观分析以及趋势分析，利用SPSS 对设计出的正交表进行方差分析，找出显著的因素，再进一步找出各个因素的较好水平，最后得到最优生产条件。在本次试验中我们主要考虑的因素有金属针布的产地、产量水平和速度对粘棉混纺纱质量的影响。

关键词: 正交试验设计；方差分析；极差分析

目录

1 设计原理 (1)

1.1 正交表介绍 (1)

1.2 正交表设计 (1)

1.3 极差分析 (2)

1.4 方差分析 (3)

2 试验问题 (3)

3 设计步骤 (3)

3.1 极差分析 (3)

3.2 方差分析 (5)

4 结果分析 (9)

4.1 极差分析 (9)

4.2方差分析 (10)

5 总结 (12)

参考文献 (13)

1 设计原理

正交试验设计法（简称正交法）是统计数学的重要分支。它是以概率论数理统计、专业技术知识和实践经验为基础，充分利用标准化的正交表来安排试验方案，并对试验结果进行计算分析，最终达到减少试验次数，缩短试验周期，迅速找到优化方案的一种科学计算方法。它是产品设计过程和质量管理的重要工具和方法。

1.1 正交表介绍

正交表是一整套规则的设计表格，是正交试验设计用来安排试验因素和水平数并分析试验结果的基本工具，正交表的构造需要用到组合数学和概率学知识，正交表是正交试验设计的基本工具，它根据均衡分散的思想，运用组合数学的理论在拉丁方和正交拉丁方的基础上构造的一种表格。制定因素水平表时，先确定试验的因素、水平和交互作用，然后选择合适的正交表。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。

1.2 正交表设计

由于本研究中需要考虑因素A、B、C、以及因素A和C之间的交互作用；要求因素水平表列数大于等于6列，因此选取L

(27)正交表来安排试验。表头设计

8

如下表1.1所示。

表1.1因素水平设计表

因素试

验号A金属针布

的产地

B产量

水平

空列1 C速度AC 空列2 空列3 产量

1 1 1 1 1 1 1 1 3.97

2 1 1 2 1

3 3 2 2.8

3 1 1 3 1 2 2 3 0.5

4 1 2 1 3 1 2 1 4.03

5 1 2 2 3 3 1 2 3.47

6 1 2 3 3 2 3 3 1.07

7 1 3 1 2 1 3 1 1.73

8 1 3 2 2 3 2 2 1.3 1.3 极差分析

极差分析是一种比较简单的分析方法。极差R指的是任一列上各水平对应的

试验结果的最大值与最小值之差。

极差R的大小反映了相应因素作用的大小。极差大的因素，意味着其不同水

平给指标所造成的差别较大，通常是主要因素。极差小的因素，意味着其不同水

平给指标所造成的差别比较小，一般是次要因素。需要注意的是，因素的主次顺

序与其选取的水平有关。如果因素水平选取改变了，因素主次顺序也可能改变。

这是因为我们根据各个因素在所选取的范围内改变时，其对指标的影响来确定因

素主次顺序的。

在选取较优生产条件。如果要求指标越大越好，则应取因素各水平和的

最大值所对应的水平；如果要求指标越小越好，则应取因素各水平和的最小值所

对应的水平。

极差分析公式：

=

Ⅰ因素所在的列中数码“1”所对应的指标值之和；

=

Ⅱ因素所在的列中数码“1”所对应的指标值之和；

R=该因素的Ⅰ、Ⅱ中最大的与最小的之差。