響應(yīng)曲面二階設(shè)計(jì)方法比較研究.pdf

1、響應(yīng)曲面法是一種廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品和工藝參數(shù)穩(wěn)健性設(shè)計(jì)和工藝過程優(yōu)化的統(tǒng)計(jì)方法。通過科學(xué)地應(yīng)用響應(yīng)曲面法，可以找出影響產(chǎn)品或工藝質(zhì)量特征的主要因子，優(yōu)化產(chǎn)品或工藝質(zhì)量特征并找出最優(yōu)水平的控制范圍。在實(shí)際操作過程中，具體選用哪種二階設(shè)計(jì)方法常常會(huì)很大程度上影響到試驗(yàn)的效果和成本。如何合理選擇二階試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是試驗(yàn)者在著手進(jìn)行試驗(yàn)之前必須明確的一個(gè)問題。如果只用一、二項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來衡量一種設(shè)計(jì)的合理性往往會(huì)有所偏頗。因此，有必要對常用的二階設(shè)計(jì)方法進(jìn)

2、行綜合性的評價(jià)和比較，從而保障試驗(yàn)的準(zhǔn)確有效。 本文首先介紹了響應(yīng)曲面的相關(guān)理論體系和理論基礎(chǔ)，然后從預(yù)測能力和試驗(yàn)的復(fù)雜性兩個(gè)方面，對幾種常用的響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法——中心復(fù)合設(shè)計(jì)(包括外切中心復(fù)合設(shè)計(jì)(CCC)、內(nèi)切中心復(fù)合設(shè)計(jì)(CCI)以及面心立方設(shè)計(jì)(CCF))和Box-Behnken設(shè)計(jì)(BBD)——進(jìn)行比較，總結(jié)出這幾種設(shè)計(jì)在預(yù)測能力、要求的中心點(diǎn)數(shù)以及因子水平數(shù)等幾個(gè)方面的特點(diǎn)。從模型的預(yù)測能力來看，CCC、CCI、B

3、BD滿足可旋轉(zhuǎn)性要求，因此，預(yù)測方差的一致精度性較好。當(dāng)設(shè)計(jì)模型為三因子時(shí)，CCC、CCI的預(yù)測能力最強(qiáng)，而CCF亦優(yōu)于BBD；當(dāng)因子數(shù)為4時(shí)，BBD可看作是CCDs的旋轉(zhuǎn)，因此，這四種設(shè)計(jì)的性質(zhì)相近；當(dāng)因子數(shù)為5時(shí)，在大部分設(shè)計(jì)域上，BBD的預(yù)測能力要優(yōu)于CCDs。從模型的復(fù)雜性來看，CCF與BBD是較為簡單的設(shè)計(jì)，而CCC、CCI對試驗(yàn)條件的要求較高。 本研究的創(chuàng)新之處在于：系統(tǒng)地論證了四種二階設(shè)計(jì)方法各自的特點(diǎn)；提出了二階