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正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法是研究和處理多因素實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。它采用標(biāo)準(zhǔn)化的表格——正交表，選擇試驗(yàn)條件，安排試驗(yàn)計(jì)劃，進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)較少的試驗(yàn)，找出較好的生產(chǎn)條件，即最佳或較好的試驗(yàn)方案。

DOE正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法的用途

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要用于考察復(fù)雜系統(tǒng)(產(chǎn)品、過(guò)程)的某些特性或多因素對(duì)系統(tǒng)(產(chǎn)品、過(guò)程)某些特性的影響，識(shí)別系統(tǒng)中影響較大的因素，其影響的大小，以及各因素之間可能存在的相互關(guān)系，從而促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和過(guò)程優(yōu)化，控制或改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品(或系統(tǒng))。

DOE正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法應(yīng)用案例：

當(dāng)測(cè)試中只有一個(gè)變量參數(shù)時(shí)，就是單因素測(cè)試問(wèn)題。例如，有必要確定液壓致動(dòng)器的活塞面積，以實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器的最佳性能。根據(jù)對(duì)現(xiàn)象的理解，人們可以估計(jì)最優(yōu)參數(shù)的可能區(qū)間。如果我們對(duì)它有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，這個(gè)估計(jì)就更準(zhǔn)確，估計(jì)范圍也更窄。相反，估計(jì)區(qū)間更寬。現(xiàn)在我們應(yīng)該通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)來(lái)加深我們的理解。如果逐步進(jìn)行測(cè)試，將需要100次測(cè)試才能將估計(jì)間隔減少100倍。但如果使用區(qū)間約簡(jiǎn)方法中的“黃金分割檢驗(yàn)技術(shù)”，通過(guò)11次實(shí)驗(yàn)可以將區(qū)間約簡(jiǎn)到1%，通過(guò)14次實(shí)驗(yàn)可以將理解區(qū)間的準(zhǔn)確率提高500倍。

在多因素實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常需要分離不同因素的影響。例如，比較A、B和C3種子的產(chǎn)量。如果只是單純的種子產(chǎn)量問(wèn)題，似乎只需要在三塊面積相同的土地上播種三粒種子，然后比較產(chǎn)量就可以了。但如果試驗(yàn)田位于南北方向的山川之間，東西方向的肥田與荒地之間，那么仍然是隨機(jī)選取三個(gè)面積相等的試驗(yàn)田進(jìn)行試驗(yàn)，這可能會(huì)因不同的土埂和灌溉是否充分而影響試驗(yàn)田的產(chǎn)量，而不僅僅是種子一個(gè)因素的結(jié)果。

要估計(jì)這些因素的影響，一個(gè)合理的方法是將試驗(yàn)區(qū)劃分為9個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)(如下圖)，在3個(gè)不同的試驗(yàn)場(chǎng)分別播種3種不同的種子，將3個(gè)場(chǎng)的產(chǎn)量進(jìn)行平均，得到種子品種造成的差異(不包括土壤和灌溉的因素)；將三塊靠肥田和三塊靠荒地的平均產(chǎn)量進(jìn)行對(duì)比，可以得出土地肥壟程度造成的產(chǎn)量差異(不包括種子品種和灌溉條件等因素)。通過(guò)比較依山傍水三塊田的平均產(chǎn)量，可以看出灌溉條件造成的差異(不包括種子品種和土壤條件的差異)。