实验优化设计考试答案.docx
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实验优化设计考试答案
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
“方差分析”
“响应C1C2C3C4”
“选单因素未重叠”
4.打开Minitab,复制表格,
“统计”
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SSMSFP
因子误差合计
S==%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度度度度合并标准差=
Tukey95%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度度度度减自:
下限中心上限------+---------+---------+---------+---
70度度度减自:
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(ABC)”“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
1234
田口分析:
y与A,B,C
均值响应表
水平ABC
排秩231
3.“统计”“方差分析”“一般线性模型”“响应(y)”“模型(ABC)”“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31,2,3
B固定31,2,3
C固定31,2,3
y的方差分析,在检验中使用调整的SS
来源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP
误差合计
S==%R-Sq(调整)=%
3.时间单位越小越好,效率越高,因此选择(A3B1C3)
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SS
5.计算DF,取1
6.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Fcrit
F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
(74)安排试各取7个水平,试验指标为420纳米处的吸光度,取值越小越好。
用U
7
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”
Significance?
F>,所以置信度在上回归方程不理想,R?
Square=<,回归方程不理想,在项数相同的情况下,R?
Square?
与Adjusted?
R?
Square相差太大,回归方程不理想?
?
?
?
?
R?
Square决定系数、Adjusted?
R?
Square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
F?
T-Stat?
?
?
t-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=26x3=
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minitab
2.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=+++自变量系数系数标准误TP
常量(调整)=%
方差分析
来源自由度SSMSFP
回归残差误差合计
来源自由度SeqSS
4.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1234
常量值值值值值值(调整)
(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=21x2=71
ymax=
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minitab
2.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”(ABC)
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”(ABC),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”