胡第9章配方试验设计ppt课件.ppt
《胡第9章配方试验设计ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《胡第9章配方试验设计ppt课件.ppt(69页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第9章 配方(混料)试验设计(Formula Experimental Design),第9章 配方(混料)试验设计(Formula Experimental Design),9.0 简述(Overview)9.1 配方试验设计约束条件(Constraint conditions of formula experimental design) 9.2 单纯形配方设计(Simplex formula design) 9.3 配方均匀设计(Uniform mixture design),第9章配方(混料)试验设计(Formula Experimental Design),1.教学目标-掌握配方试验
2、设计的基本原理及分析计算 2.教学重点-单纯形格子点的配方设计3.教学难点-单纯形的引入,试验配方的确定4.课形-主要讲述新课5.课时安排-两节课讲授及操作示意,并进行第八章作业讲评6.教学器具-以多媒体为手段,利用计算机进行教学 7.教学方式-讲述,分析及实际操作8.教学过程 9.板书设计10.课后小结,9.0 概述(Overview),所谓混料,是指若干种不同成分按百分比混在一起。如饮料、巧克力等。9.0.1配方试验设计(Formula Experimental Design),又称混料试验设计(Mixture Experimental Design):其目的是合理地选择少量的试验点,通过
3、一些不同配比的试验,得到试验指标与成分百分比之间的回归方程,并进一步探讨组成与试验指标之间的内在规律。,9.0.2 混料试验设计的应用(The applications of formula experimental design),混料试验设计在工业、农业和科学试验中都得到广泛的应用。在工业试验方面,如食品、医药、汽油混合物、混凝土、聚合物塑料、合金、陶瓷、油漆、洗涤剂、混纺纤维及烧结矿等产品都会遇到混料设计问题。,9.0.3 混料参数优化必要性(The necessity of optimization of mixture parameters),某工序若没有进行系统的混料参数优化,混料
4、参数搭配不合理,势必造成消耗高、质量差、技术经济指标欠佳的状况。若曾经采用过某些方法进行过工艺参数优化,达到过较好的水平,但是,随着设备的老化、原料产地的多元化等因素的影响,工艺参数处于非最佳状态,需要采用更新的技术进行优化,才能降低消耗、提高技术经济指标,恢复或超越以往的辉煌。,9.0.3 混料参数优化必要性(The necessity of optimization of mixture parameters),要进行新产品的开发,按照全面质量管理的要求,质量是设计出来的,而不是生产出来的。在产品的设计开发阶段,优化工艺参数,使产品达到高质量、低消耗、低成本、高效益,在一个较高的水平上进入
5、市场,在国内外市场上才能占有一席之地。要实现这一目标,没有高超的试验设计手段是不行的。因此,新产品的开发和老产品的技术改造都需要工艺参数优化。搞好工艺参数优化可促进科学技术转变为生产力,对企业提高技术管理水平和经济效益大有益处。,9.1 配方试验设计约束条件(Constraint conditions of formula experimental design),9.1.1 约束条件(Constraint conditions)若y表示试验指标,x1,x2,xm表示配方中m种组分各占的百分比,则混料约束条件 :xj 0 (j1,2,m) x1x2xm1 说明:在混料设计中,每个混料成分的含量
6、都必须表示成分的百分比。显然每个成分的含量百分比应该是非负的并且它们的总和必须等于1。这也是混料设计与独立变量设计最主要的区别。,9.1.2 混料配方设计中的数学模型(The mathematical models of formula experimental design),例:试验指标y与x1,x2,x3之间的三元二次回归方程经变换无常数项与二次项,只有一次项与交互项 :可变为如下的二元二次方程:,最常用的模型,可用数据分析求解回归方程,9.2 单纯形配方设计(Simplex formula design),9.2.1单纯形的概念(The concepts of simplex) 单纯形
7、是指顶点数与坐标空间维数相等的凸图形。在单纯形混料设计中,一般都是用正单形,如正三角形,正四面体等。 平面上的正规单纯形是等边三角形,三维空间的正规单纯形是正四面体,当维数3时,正规单纯形不能用图画出。,正规单纯形的顶点代表单一成分组成的混料,棱上的点代表两种成分组成的混料,面上的点代表多于两种而少于等于m种成分组成的混料,而内部的点则是代表全部m种成分组成的混料。,高为1的正规单纯形可表示混料组成顶点代表单一成分组成的混料 棱上的点代表两种成分组成的混料 面上的点代表多于两种而m 种成分组成的混料 内部的点则是代表全部m种成分组成的混料: 正规单纯形内任一点到各个面的距离之和是1,9.2.2
8、 单纯形格子点设计 (Simplex-lattice design ),9.2.2.1 设计原理(Design principle),9.2.2.1 设计原理(Design principle),将图a中高为1的等边三角形三条边各二等分,如图b。则此三角形的三个顶点与三个边中点的总体称为二阶格子点集,记为3,2单纯形格子点设计,其中3表示正规单纯形的顶点个数,即组分数m3,2表示每边的等分数,即阶数d2。将等边三角形各边三等分,如图c。为三阶格子点集,记为3,3单纯形格子点设计,前面的3表示了正规单纯形顶点个数,即组分数m,后面的3表示了每边的等分数,即阶数d。用类似的方法,可得到其它各种格子
9、点集。三顶点正规单纯形的四阶格子点集记为3,4,总共有15个点。 四顶点正规单纯形的二阶和三阶格子点集分别用4,2和4,3表示,如图e和f所示。,9.2.2.1 设计原理(Design principle),小结:正三角形格子点集:3,d 3单纯形的3个顶点,表示3种组分d每边等分数,称为阶数四顶点单纯形格子点集:4,d配方试验点在单纯形格子点上,9.2.2.2 单纯形格子点设计试验方案的确定(Determining the experimental layout of simple-lattice design,无约束单纯形格子点设计 无约束的配方设计:是指除了配方设计的约束条件,不再有对各
10、组分含量加以限制的其它条件 各组分含量xj的变化范围可用高为1的正单纯形表示 每种组分的百分比xj的取值与阶数d有关,为1/d的倍数: xj0,1/d,2/d,d/d1 xj 编码:xjzj 对于无约束单纯形格子设计,不必区分规范变量与自然变量。,例:当m3,d1时 3个试验点正三角形的三个顶点: (1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)例:当m3,d2时 6个试验点:图示表: 3,2 单纯形格子点设计表,例:当m3,d3时 10个试验点:图示表: 3,3 单纯形格子点设计表,表9-2 3,2单纯形格子点设计,表9-3 3,3单纯形格子点设计,有约束单纯形格子点设计,除配方设计的约束条件
11、,还要受其它约束条件限制,如: aj xjbj, j1,2,m,有约束单纯形格子点设计,有下界约束的单纯形格子点设计 : aj xj试验范围为原正规单纯形内的一个规则单纯形,单纯形格子点设计表的选用先将自然变量xj(j1,2,m)进行编码编码公式: 或0zj1若自然变量xj无约束,则xjzj 根据组分数m选择合适大小的设计表,9.2.2.3 单纯形格子点设计基本步骤(The basicstep of Simplex-lattice design ),(1)明确试验指标,确定混料组分(2)选择单纯形格子点设计,进行试验设计(3)回归方程的建立(4)最优配方的确定(5)回归方程的回代 有下界约束时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 配方 试验 设计 ppt 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-1361052.html