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哇呀呀, 问老师啦,老师就是拿来问问题的阿加油。
改革开放以来,我国化工行业发展迅速,为国民经济发展做出了重要贡献。同时,我国化工行业经营环境也日趋复杂,面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文,供大家参考。
化工类毕业论文 范文 一:化学工程学科集群分析
一、我国化学工程与技术专业学科集群现象
经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。
二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势
本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。
三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式
山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。
四、我国化学工程与技术专业集群的路径
从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。
五、结论
第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。
化工类毕业论文范文二:生物质化学人才培训思考
一、生物质化学工程人才的需求分析
能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。
二、生物质化学工程人才的知识结构
生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。
三、生物质化学工程人才培养的探索与实践
(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围
2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。
(二)理论与实验课程体系
根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。
(三)实习、实践和毕业环节
生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。
正交试验设计法,就是使用已经造好了的表格--正交表--来安排试验并进行资料分析的一种方法。它简单易行,计算表格化,使用者能够迅速掌握。下边通过一个例子来说明正交试验设计法的基本思想。 [例1]为提高某化工产品的转化率,选择了三个有关因素进行条件试验,反应温度(A),反应时间(B),用碱量(C),并确定了它们的试验范围: A:80-90℃ B:90-150分钟 C:5-7% 试验目的是搞清楚因子A、B、C对转化率有什么影响,哪些是主要的,哪些是次要的,从而确定最适生产条件,即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率高。试制定试验方案。 这里,对因子A,在试验范围内选了三个水平;因子B和C也都取三个水平: A:A1=80℃,A2=85℃,A3=90℃ B:B1=90分,B2=120分,B3=150分 C:C1=5%,C2=6%,C3=7% 当然,在正交试验设计中,因子可以是定量的,也可以是定性的。而定量因子各水平间的距离可以相等,也可以不相等。
我的实验是三因素三水平,做正交的话就是9次实验(我做一次实验得出一组资料就是一个月啊)。 我看不少论文上都是分两大步骤: 一、正交设计 1、进行正交设计,设计出后续的实验方案。 2、根据正交设计的实验方案进行试验(不写出过程,不做图表,因为各单因素的搭配是随机的,没法画曲线图分析),只给出结果。 3、根据实验结果,进行正交分析,得出各单因素的影响大小。 (在正交设计这部分,我就得做九个实验啊) 二、单因素实验 对正交设计的分析结果进行验证所补充的实验,这次所做的实验具有可比性,可以对单个因素影响效果做曲线图分析。 如此一来,那我的实验岂不是就做了两遍(虽然这两遍实验的控制因素水平可能不一样)。 做这么多实验就啥时候毕业呀。 我的问题是: 有人说先单因素方便确定正交设计的因素水平。 2 ,我不想做正交设计。想直接用简单比较法得出最优实验方案算了,不过这样做出的论文不够炫,感觉没有技术含量,和人家做正交设计的相比就差了一大截。 很是头疼,定不下来方案。希望各位走过路过的朋友帮帮忙,
正交试验设计(Orthogonal experimental design)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,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格,称为正交表。例如作一个三因素三水平的实验,按全面实验要求,须进行3的3次方=27 种组合的实验,且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(3)3 正交表按排实验,只需作9 次,按L18(3)7 正交表进行18 次实验,显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。(汗,这里不能打出来正确的表达,反正学这个的都知道具体的写法) 正交表是一整套规则的设计表格,L 为正交表的代号,n 为试验的次数,t为水平数,c 为列数,也就是可能安排最多的因素个数。例如L9(34),它表示需作9次实验,最多可观察4 个因素,每个因素均为3 水平。一个正交表中也可以各列的水平数不相等,我们称它为混合型正交表,如L8(4×24) ,此表的5 列中有1 列为4 水平,4 列为2水平。根据正交表的资料结构看出,正交表是一个n 行c 列的表,其中第j 列由数码1,2,… Sj 组成,这些数码均各出现N/S 次,例如表11 中,第二列的数码个数为3,S=3 ,即由1、2、3 组成,各数码均出现N/3=9/3=3次。
正交实验设计 当析因设计要求的实验次数太多时,一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中,选择一部分有代表性水平组合进行试验。因此就出现了分式析因设计(fractional factorial designs),但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说,选择适当的分式析因设计还是比较困难的。 正交试验设计(Orthogonal experimental design)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,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格,称为正交表。例如作一个三因素三水平的实验,按全面实验要求,须进行33=27种组合的实验,且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(3)3正交表按排实验,只需作9次,按L18(3)7正交表进行18次实验,显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 1.正交表 正交表是一整套规则的设计表格,用 。L为正交表的代号,n为试验的次数,t为水平数,c为列数,也就是可能安排最多的因素个数。例如L9(34), (表11),它表示需作9次实验,最多可观察4个因素,每个因素均为3水平。一个正交表中也可以各列的水平数不相等,我们称它为混合型正交表,如L8(4×24) (表12),此表的5列中,有1列为4水平,4列为2水平。根据正交表的资料结构看出,正交表是一个n行c列的表,其中第j列由数码1,2,… Sj 组成,这些数码均各出现N/S 次,例如表11中,第二列的数码个数为3,S=3 ,即由1、2、3组成,各数码均出现 次。 正交表具有以下两项性质: (1)每一列中,不同的数字出现的次数相等。例如在两水平正交表中,任何一列都有数码“1”与“2”,且任何一列中它们出现的次数是相等的;如在三水平正交表中,任何一列都有“1”、“2”、“3”,且在任一列的出现数均相等。 (2)任意两列中数字的排列方式齐全而且均衡。例如在两水平正交表中,任何两列(同一横行内)有序对子共有4种:(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)。每种对数出现次数相等。在三水平情况下,任何两列(同一横行内)有序对共有9种,、、、、、、、、,且每对出现数也均相等。 以上两点充分的体现了正交表的两大优越性,即“均匀分散性,整齐可比”。通俗的说,每个因素的每个水平与另一个因素各水平各碰一次,这就是正交性。 2. 互动作用表 每一张正交表后都附有相应的互动作用表,它是专门用来安排互动作用试验。表14就是L8(27)表的互动作用表。 安排互动作用的试验时,是将两个因素的互动作用当作一个新的因素,占用一列,为互动作用列,从表14中可查出L8(27)正交表中的任何两列的互动作用列。表中带( )的为主因素的列号,它与另一主因素的互动列为第一个列号从左向右,第二个列号顺次由下向上,二者相交的号为二者的互动作用列。例如将A因素排为第(1)列,B因素排为第(2)列,两数字相交为3,则第3列为A×B互动作用列。又如可以看到第4列与第6列的互动列是第2列,等等。 3.正交实验的表头设计 表头设计是正交设计的关键,它承担著将各因素及互动作用合理安排到正交表的各列中的重要任务,因此一个表头设计就是一个设计方案。 表头设计的主要步骤如下: (1)确定列数 根据试验目的,选择处理因素与不可忽略的互动作用,明确其共有多少个数,如果对研究中的某些问题尚不太了解,列可多一些,但一般不宜过多。当每个试验号无重复,只有1个试验资料时,可设2个或多个空白列,作为计算误差项之用。 (2)确定各因素的水平数 根据研究目的,一般二水平(有、无)可作因素筛选用;也可适用于试验次数少、分批进行的研究。三水平可观察变化趋势,选择最佳搭配;多水平能以一次满足试验要求。 (3)选定正交表 根据确定的列数(c)与水平数(t)选择相应的正交表。例如观察5个因素8个一级互动作用,留两个空白列,且每个因素取2水平,则适宜选L16(215)表。由于同水平的正交表有多个,如L8(27)、L12(211)、L16(215),一般只要表中列数比考虑需要观察的个数稍多一点即可,这样省工省时。 (4)表头安排 应优先考虑互动作用不可忽略的处理因素,按照不可混杂的原则,将它们及互动作用首先在表头排妥,而后再将剩余各因素任意安排在各列上。例如某专案考察4个因素A、B、C、D及A×B互动作用,各因素均为2水平,现选取L8(27)表,由于AB两因素需要观察其互动作用,故将二者优先安排在第1、2列,根据互动作用表查得A×B应排在第3列,于是C排在第4列,由于A×C互动在第5列,B×C互动作用在第6列,虽然未考查A×C与B×C,为避免混杂之嫌,D就排在第7列。
(5)组织实施方案 根据选定正交表中各因素占有列的水平数列,构成实施方案表,按实验号依次进行,共作n次实验,每次实验按表中横行的各水平组合进行。例如L9(34)表,若安排四个因素,第一次实验A、B、C、D四因素均取1水平,第二次实验A因素1水平,B、C、D取2水平,……第九次实验A、B因素取3水平,C因素取2水平,D因素取1水平。实验结果资料记录在该行的末尾。因此整个设计过程我们可用一句话归纳为:“因素顺序上列、水平对号入座,实验横著作”。 4.二水平有互动作用的正交实验设计与方差分析 例8 某研究室研究影响某试剂回收率的三个因素,包括温度、反应时间、原料配比,每个因素都为二水平,各因素及其水平见表16。选用L8(27)正交表进行实验,实验结果见表17。 首先计算Ij 与IIj ,Ij为第j列第1水平各试验结果取值之和,IIj为第j列第2水平各试验结果取值之和。然后进行方差分析。过程为: 求:总离差平方和 各列离差平方和 SSj= 本例各列离均差平方和见表10最底部一行。即各空列SSj之和。即误差平方和 自由度v为各列水平数减1,互动作用项的自由度为相交因素自由度的乘积。 分析结果见表18。 从表18看出,在α=水准上,只有C因素与A×B互动作用有统计学意义,其余各因素均无统计学意义,A因素影响最小,考虑到互动作用A×B的影响较大,且它们的二水平为优。在C2的情况下, 有B1A2和B1,A1两种组合状况下的回收率最高。考虑到B因素影响较A因素影响大些,而B中选B1为好,故选A2B1。这样最后决定最佳配方为A2B1C2,即80℃,反应时间,原料配比为。 如果使用计算机进行统计分析,在资料是只需要输入试验因素和实验结果的内容,互动作用界的内容不用输入,然后按照表头定义要分析的模型进行方差分析。
L44 正交实验表 所在列 1 2 3 4 因素 A B C D 实验01 1 1 1 1 实验02 1 2 2 2 实验03 1 3 3 3 实验04 1 4 4 4 实验05 2 1 2 3 实验06 2 2 1 4 实验07 2 3 4 1 实验08 2 4 3 2 实验09 3 1 3 4 实验10 3 2 4 3 实验11 3 3 1 2 实验12 3 4 2 1 实验13 4 1 4 2 实验14 4 2 3 1 实验15 4 3 2 4 实验16 4 4 1 3 L46 实验计划表 所在列 1 2 3 4 5 6 因素 A B C D E F 实验01 1 1 1 1 1 1 实验02 1 2 2 2 2 2 实验03 1 3 3 3 3 3 实验04 1 4 4 4 4 4 实验05 2 1 1 2 2 3 实验06 2 2 2 1 1 4 实验07 2 3 3 4 4 1 实验08 2 4 4 3 3 2 实验09 3 1 2 3 4 1 实验10 3 2 1 4 3 2 实验11 3 3 4 1 2 3 实验12 3 4 3 2 1 4 实验13 4 1 2 4 3 3 实验14 4 2 1 3 4 4 实验15 4 3 4 2 1 1 实验16 4 4 3 1 2 2 实验17 1 1 4 1 4 2 实验18 1 2 3 2 3 1 实验19 1 3 2 3 2 4 实验20 1 4 1 4 1 3 实验21 2 1 4 2 3 4 实验22 2 2 3 1 4 3 实验23 2 3 2 4 1 2 实验24 2 4 1 3 2 1 实验25 3 1 3 3 1 2 实验26 3 2 4 4 2 1 实验27 3 3 1 1 3 4 实验28 3 4 2 2 4 3 实验29 4 1 3 4 2 4 实验30 4 2 4 3 1 3 实验31 4 3 1 2 4 2 实验32 4 4 2 1 3 1
L44 正交实验表 所在列 1 2 3 4 因素 A B C D 实验01 1 1 1 1 实验02 1 2 2 2 实验03 1 3 3 3 实验04 1 4 4 4 实验05 2 1 2 3 实验06 2 2 1 4 实验07 2 3 4 1 实验08 2 4 3 2 实验09 3 1 3 4 实验10 3 2 4 3 实验11 3 3 1 2 实验12 3 4 2 1 实验13 4 1 4 2 实验14 4 2 3 1 实验15 4 3 2 4 实验16 4 4 1 3
L46 实验计划表
所在列 1 2 3 4 5 6 因素 A B C D E F 实验01 1 1 1 1 1 1 实验02 1 2 2 2 2 2 实验03 1 3 3 3 3 3 实验04 1 4 4 4 4 4 实验05 2 1 1 2 2 3 实验06 2 2 2 1 1 4 实验07 2 3 3 4 4 1 实验08 2 4 4 3 3 2 实验09 3 1 2 3 4 1 实验10 3 2 1 4 3 2 实验11 3 3 4 1 2 3 实验12 3 4 3 2 1 4 实验13 4 1 2 4 3 3 实验14 4 2 1 3 4 4 实验15 4 3 4 2 1 1 实验16 4 4 3 1 2 2 实验17 1 1 4 1 4 2 实验18 1 2 3 2 3 1 实验19 1 3 2 3 2 4 实验20 1 4 1 4 1 3 实验21 2 1 4 2 3 4 实验22 2 2 3 1 4 3 实验23 2 3 2 4 1 2 实验24 2 4 1 3 2 1 实验25 3 1 3 3 1 2 实验26 3 2 4 4 2 1 实验27 3 3 1 1 3 4 实验28 3 4 2 2 4 3 实验29 4 1 3 4 2 4 实验30 4 2 4 3 1 3 实验31 4 3 1 2 4 2 实验32 4 4 2 1 3 1
以上仅供参考 希望能解决您的问题。
正交实验设计 当析因设计要求的实验次数太多时,一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中,选择一部分有代表性水平组合进行试验。因此就出现了分式析因设计(fractional factorial designs),但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说,选择适当的分式析因设计还是比较困难的。 正交试验设计(Orthogonal experimental design)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,这些有代表性的点具备了“均匀分散,齐整可比”的特点,正交试验设计是分式析因设计的主要方法。是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。日本著名的统计学家田口玄一将正交试验选择的水平组合列成表格,称为正交表。例如作一个三因素三水平的实验,按全面实验要求,须进行33=27种组合的实验,且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(3)3正交表按排实验,只需作9次,按L18(3)7正交表进行18次实验,显然大大减少了工作量。因而正交实验设计在很多领域的研究中已经得到广泛应用。 1.正交表 正交表是一整套规则的设计表格,用 。L为正交表的代号,n为试验的次数,t为水平数,c为列数,也就是可能安排最多的因素个数。例如L9(34), (表11),它表示需作9次实验,最多可观察4个因素,每个因素均为3水平。一个正交表中也可以各列的水平数不相等,我们称它为混合型正交表,如L8(4×24) (表12),此表的5列中,有1列为4水平,4列为2水平。根据正交表的资料结构看出,正交表是一个n行c列的表,其中第j列由数码1,2,… Sj 组成,这些数码均各出现N/S 次,例如表11中,第二列的数码个数为3,S=3 ,即由1、2、3组成,各数码均出现 次。 正交表具有以下两项性质: (1)每一列中,不同的数字出现的次数相等。例如在两水平正交表中,任何一列都有数码“1”与“2”,且任何一列中它们出现的次数是相等的;如在三水平正交表中,任何一列都有“1”、“2”、“3”,且在任一列的出现数均相等。 (2)任意两列中数字的排列方式齐全而且均衡。例如在两水平正交表中,任何两列(同一横行内)有序对子共有4种:(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)。每种对数出现次数相等。在三水平情况下,任何两列(同一横行内)有序对共有9种,、、、、、、、、,且每对出现数也均相等。 以上两点充分的体现了正交表的两大优越性,即“均匀分散性,整齐可比”。通俗的说,每个因素的每个水平与另一个因素各水平各碰一次,这就是正交性。 2. 互动作用表 每一张正交表后都附有相应的互动作用表,它是专门用来安排互动作用试验。表14就是L8(27)表的互动作用表。 安排互动作用的试验时,是将两个因素的互动作用当作一个新的因素,占用一列,为互动作用列,从表14中可查出L8(27)正交表中的任何两列的互动作用列。表中带( )的为主因素的列号,它与另一主因素的互动列为第一个列号从左向右,第二个列号顺次由下向上,二者相交的号为二者的互动作用列。例如将A因素排为第(1)列,B因素排为第(2)列,两数字相交为3,则第3列为A×B互动作用列。又如可以看到第4列与第6列的互动列是第2列,等等。 3.正交实验的表头设计 表头设计是正交设计的关键,它承担著将各因素及互动作用合理安排到正交表的各列中的重要任务,因此一个表头设计就是一个设计方案。 表头设计的主要步骤如下: (1)确定列数 根据试验目的,选择处理因素与不可忽略的互动作用,明确其共有多少个数,如果对研究中的某些问题尚不太了解,列可多一些,但一般不宜过多。当每个试验号无重复,只有1个试验资料时,可设2个或多个空白列,作为计算误差项之用。 (2)确定各因素的水平数 根据研究目的,一般二水平(有、无)可作因素筛选用;也可适用于试验次数少、分批进行的研究。三水平可观察变化趋势,选择最佳搭配;多水平能以一次满足试验要求。 (3)选定正交表 根据确定的列数©与水平数(t)选择相应的正交表。例如观察5个因素8个一级互动作用,留两个空白列,且每个因素取2水平,则适宜选L16(215)表。由于同水平的正交表有多个,如L8(27)、L12(211)、L16(215),一般只要表中列数比考虑需要观察的个数稍多一点即可,这样省工省时。 (4)表头安排 应优先考虑互动作用不可忽略的处理因素,按照不可混杂的原则,将它们及互动作用首先在表头排妥,而后再将剩余各因素任意安排在各列上。例如某专案考察4个因素A、B、C、D及A×B互动作用,各因素均为2水平,现选取L8(27)表,由于AB两因素需要观察其互动作用,故将二者优先安排在第1、2列,根据互动作用表查得A×B应排在第3列,于是C排在第4列,由于A×C互动在第5列,B×C互动作用在第6列,虽然未考查A×C与B×C,为避免混杂之嫌,D就排在第7列。 (5)组织实施方案 根据选定正交表中各因素占有列的水平数列,构成实施方案表,按实验号依次进行,共作n次实验,每次实验按表中横行的各水平组合进行。例如L9(34)表,若安排四个因素,第一次实验A、B、C、D四因素均取1水平,第二次实验A因素1水平,B、C、D取2水平,……第九次实验A、B因素取3水平,C因素取2水平,D因素取1水平。实验结果资料记录在该行的末尾。因此整个设计过程我们可用一句话归纳为:“因素顺序上列、水平对号入座,实验横著作”。 4.二水平有互动作用的正交实验设计与方差分析 例8 某研究室研究影响某试剂回收率的三个因素,包括温度、反应时间、原料配比,每个因素都为二水平,各因素及其水平见表16。选用L8(27)正交表进行实验,实验结果见表17。 首先计算Ij 与IIj ,Ij为第j列第1水平各试验结果取值之和,IIj为第j列第2水平各试验结果取值之和。然后进行方差分析。过程为: 求:总离差平方和 各列离差平方和 SSj= 本例各列离均差平方和见表10最底部一行。即各空列SSj之和。即误差平方和 自由度v为各列水平数减1,互动作用项的自由度为相交因素自由度的乘积。 分析结果见表18。 从表18看出,在α=水准上,只有C因素与A×B互动作用有统计学意义,其余各因素均无统计学意义,A因素影响最小,考虑到互动作用A×B的影响较大,且它们的二水平为优。在C2的情况下, 有B1A2和B1,A1两种组合状况下的回收率最高。考虑到B因素影响较A因素影响大些,而B中选B1为好,故选A2B1。这样最后决定最佳配方为A2B1C2,即80℃,反应时间,原料配比为。 如果使用计算机进行统计分析,在资料是只需要输入试验因素和实验结果的内容,互动作用界的内容不用输入,然后按照表头定义要分析的模型进行方差分析。
需要资料分析+qq
F值是均方与自由度的比值,F比值是F值与其在相应显著性水平下的F临界值的比值,二者都可以作为反应显著性差异的引数
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