第三章_正交试验设计(6)-多指标正交试验数据分析

磨削试验因素主次与最优水平
试验指标
粗糙度
重
要
程 度
圆度
因素主次
A B CD BCDA
最优水平
A3B2C3D3 B1C2D1A2
效率
CAB D
C1A1B1D3
最终确定的最优水平组合：
(A3B1C1D3)
综合平衡时原则：
1、某指标的主要影响因素，应取其作为主因素时 的优水平；
2、某因素对各指标影响程度相差不大，按“少数 服从多数”原则，取出现次数较多的优水平；
C
D
mm/sec mm/sec
1(0.149) 1(0.017)
2(0.127) 2(0.0136)
3(0.110) 3(0.011)
2
3
3
1
1
2
3
2
1
3
2
1
63.87 40.98
40.98 54.92
41.96 50.92
22.89 13.94
粗糙度1 μm 0.49 0.38 0.40 0.41 0.34 0.45 0.33 0.32 0.31
C
0.420 0.367 0.357 0.063 1.780 1.627 1.640 0.153 6.733 7.400 7.467
D
0.380 0.387 0.377 0.010 1.607 1.720 1.720 0.113 7.133 7.367 7.100
Rj
0.437
0.300
0.734
0.267
Kj1 185 185 185 225 Kj2 160 210 200 200 Kj3 270 220 230 190 Kj1 61.67 61.67 61.67 75.00 Kj2 53.33 70.00 66.67 66.67 Kj3 90.00 73.33 76.67 63.33 Rj 36.67 11.66 15.00 11.67
2(1200) 3(750)
1 2 3 1 2 3 32.58 48.10 66.13 33.55
2(0.127) 2(0.0136)
3(0.110) 3(0.011)
2
3
3
1
1
2
3
2
1
3
2
1Βιβλιοθήκη Baidu
63.87
40.98
40.98
54.92
41.96
50.92
22.89
13.94
0.38
1.80
0.40
1.88
… Continue
例2.12：
东风公司通用铸锻厂采用正交试 验法探讨水基涂料的最佳配方。试 验中选用四种原料作为四种因素， 各取三个水平。
水基涂料试验方案与结果分析
因素
试验 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
（1） （2） （3） （4）
A
B
C
D
粘度
（%） （%） （%） （%） （秒）
1
1
1
1
稠
1
2
2
2
稠
1
3
Kj3 （平均）
Rj 效 Kj1（平均） 率 Kj2 （平均）
Kj3 （平均）
A
0.423 0.400 0.320 0.103 1.740 1.640 1.667 0.100 6.933 7.200 7.470
B
0.410 0.347 0.387 0.063 1.460 1.760 1.827 0.367 7.100 7.100 7.400
3、相对重要的指标，应优先满足其对因素优水平 的选取；
4、影响不显著的因素，其水平的选取应考虑成本。
综合评分法
将每个试验所得各指标实测值转化 成一个总评分，然后以此评分作为单指 标来进行统计分析
两种直接评分方法
1、对每个实验各指标综合评价，直接给出该号 试验结果的综合分； 2、先对每个实验的每个指标评分，再按各指标 的重要性不同，求各指标分数的加权和作为总 评分。
Hubei Automotive Industries Institute
试验优化设计
主讲：李兵
材料工程系 Department of Materials Engineering
第三章 正交试验设计
多指标正交试验数据分析
试验结果有多个指标全面衡量
特点： 各指标重要程度不同； 各因素对不同指标影响程度不同。
将无量纲化各指标加权求和得到综合分：
Yg*=Wk× (Yg) ′k = Wk× (100/Rk)[(Yg)k-(Ymin)k] Wk—权重； g—试验号； Yg*—第g号试验条件综合分。
例2.12中，取各项权重为：粗糙度0.40，圆度0.50， 效率0.10。计算结果如下表：
因素
试验号 1
2 3 4 5 6 7 8 9 Kj1 Kj2 Kj3 Rj
试验指标 圆度2
μm 1.54 1.80 1.88 1.40 1.60 1.92 1.44 1.88 1.68
效率3 Sec/件
6.3 7.2 7.3 7.2 7.3 7.1 7.8 6.8 7.8
磨削试验综合平衡法结果分析
果计算
因素结
粗 Kj1（平均）
糙 Kj2 （平均） 度 Kj3 （平均）
Rj 圆 Kj1（平均） 度 Kj2 （平均）
消除量纲加权评分
将各项指标无量纲化：
(Yg) ′k=(100/Rk)[(Yg)k-(Ymin)k] Rk=(Ymax)k-(Ymin)k
式中： (Yg)k—第g号试验k项试验指标观测值； (Ymax)k— 第k项试验指标中最大值； (Ymin)k—第k项试验指标中最小值； Rk ——各项试验指标的极差； (Yg) ′k —第g号试验k项试验指标的评分值。
3
3
稠
2
1
2
3
9.20
2
2
3
1
12.0
2
3
1
2
稠
3
1
3
2
11.0
3
2
1
3
8.60
3
3
2
1
9.70
比重 (g/m)
1.45 1.42 1.45 1.40 1.40 1.50 1.55 1.32 1.40
试验指标
悬浮 强度 性(%) 值(g)
涂刷 指数
M
94.0 0.21 3.95 95.0 0.12 2.57 95.0 0.11 4.08
92.0 0.21 3.74
94.0 0.06 3.62 96.0 0.35 3.11 98.0 0.09 4.56 90.0 0.05 3.58
94.0 0.06 3.23
触发 性(%)
36.0 20.8 39.0 8.30 25.0 37.1 40.4 33.3 43.8
综合 计分
55 60 70 40 70 50 90 80 100
0.41
1.40
0.34
1.60
0.45
1.92
0.33
1.44
0.32
1.88
0.31
1.68
7.2
60.02
7.3
75.04
7.2
26.22
7.3
32.56
7.1
86.44
7.8
18.29
6.8
51.71
7.8
36.92
最优水平组合：A3B1C2D1; 因子主次顺序：BACD;
注：三个指标均为望小特征
A sec
1(10)
磨削试验安排与结果分析
B r/min
1(1500)
C mm/sec
1(0.149)
D mm/sec
1(0.017)
粗糙度1 μm 0.49
试验指标
圆度2 μm
效率3 Sec/件
1.54
6.3
Yg* 53.46
1 1 2(12) 2 2 3(14) 3 3 62.84 48.33 35.64 27.2
分析方法： 综合平衡法，综合评分法
综合平衡法
就是对测得的各个指标，先逐一分别按 单指标计算分析，找出其因素水平的最优组 合，再根据各项指标重要性及其各项指标中 因素主次、水平优劣等进行综合平衡，最后 确定整体最优组合。
例3.11：
在磨削204滚动轴承内圈外滚道工序中，探索磨削 参数对加工精度、表面粗糙度和生产率的影响，确定最 佳生产条件。确定砂轮修呖时间(A)、工件转速(B)、粗 磨走刀量（C）、精磨走刀量（D）四个因素，各取三个 水平
磨削试验安排与结果分析
因素
试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Kj1 Kj2 Kj3 Rj
A sec
1(10) 1 1
2(12) 2 2
3(14) 3 3
62.84 48.33 35.64 27.2
B r/min
1(1500) 2(1200) 3(750)
1 2 3 1 2 3 32.58 48.10 66.13 33.55