第二章 试验数据处理.ppt

第二章试验数据处理试验就是要以最小的代价从一系列的方案(工艺、配方)中选出最佳方案, 方案效果要通过试验结果来表现,试验结果只能从实际测得的数据得到反映。由于各种因素的影响,测量的数据往往不一致,常常具有随机变化成份。要得到可以真正反映试验结果的信息, 必须对测得的数据进行必要的处理。 1 试验设计与数据处理的基本概念 常用术语一. 质量特性值表现质量特性的数据称为质量特性值,简称为特性值。根据其性质可以分为三类: 1. 计量特性值:用连续变化的变量表示的特性值(即浮点数)。 2. 计数特性值:用离散变量表示的特性值(即整型数) 。 3. 0、1数据:实际上是布尔数,如“真”与“假”、“合格”与“不合格”。 2 二. 试验指标在试验设计中,根据试验目的而选定的用来判断试验结果的特性值称为试验指标。试验指标分为二种: 数量指标(定量) :可用数量来表示,如重量、强度、合格率等。非数量指标(定性) :难以用数量来表示,如光泽、味道、手感等。试验指标可以是一个或多个,应尽量选取计数计量特性值作为试验指标。 3 用是否可控,把因素分为可控因素(如温度、压力、切削速度、走刀量等) 水平可以比较并且可以人为选择的因素。如:压力、催化剂的各类、电阻值、电容值等。不可控因素(如:刀具的振动、磨损等) 三. 试验因素对试验指标可能有影响的原因或因素称为试验因素,简称因素,有时称为因子, 它是试验中重点考察的内容。用大写字母表示,如:因素 A,因素 B。 4 误差因素:影响试验结果或产品质量的内外干扰、随机干扰的总和。按因素的作用,可以分为: 标示因素:指外界环境条件(如:湿度、温度等)、产品的使用条件(如:电压、频率、转速等)等。它不能人为的选择和控制。区组因素:为了减少试验误差而确定的因素,如:加工某零件时,不同的操作者、不同的原料批次、不同班次、不同机床等。信号因素:可人为调整并影响目标值的因素。如:在切削加工时,改变切削速度 V可以影响加工质量,切削速度就是信号因素。 5四. 因素水平不同的因素状态和条件(大小)可引起试验指标的变化。因素变化的状态和条件叫做水平或级位。 6选择水平时应注意以下几点?所选水平应是具体(水平是具体的是指水平应该是可以直接控制的,并且水平的变化可能直接影响试验指标的变化。) ?水平宜选取三水平(因为三水平因素的试验结果分析的效因图分布多呈二次函数曲线,而二次函数曲线有利于观察试验结果的趋势) ?水平取等间隔原则 7 常用统计量和指数据的总和, 常用 T表示: ,为观察值。平均值是表示平均水平的定量指标, min maxxxR????? ni ixT 1 ix???? ni ixnx 11一. 极差 R 又称为变异幅,是一组数据中最大值同最小值之差。它表示一组数据中的最大离散程度。二. 和、平均值 8三. 偏差与偏差平方和 1 . 为观测值(1)与目标值的偏差: x 1 -x 0 , x 2 -x 0,…x n -x 0 (2)与平均值的偏差: 2. 表征数据的分散程度时,采用偏差平方和, 常用 S表示。存在目标值时: 不存在目标值时: nxxx ,... , 21?x ??????xxxxxx n ,... , 2121 0)(???? ni ixxS 21)(????? ni iTxxS (方差)、标准差?自由度 f就是平均偏差平方和中独立平方的数据个数。?存在目标值时, ?不存在目标值时, ?存在目标值时,总的方差: ?不存在目标值时,总的方差: 0x nf? 0x 1??nf 201)( 1xxn V ni iT????21)(1 1xxn V ni iT????? 10