響應曲面二階設計方法比較研究.pdf

1、響應曲面法是一種廣泛應用于產品和工藝參數穩(wěn)健性設計和工藝過程優(yōu)化的統(tǒng)計方法。通過科學地應用響應曲面法，可以找出影響產品或工藝質量特征的主要因子，優(yōu)化產品或工藝質量特征并找出最優(yōu)水平的控制范圍。在實際操作過程中，具體選用哪種二階設計方法常常會很大程度上影響到試驗的效果和成本。如何合理選擇二階試驗設計方法是試驗者在著手進行試驗之前必須明確的一個問題。如果只用一、二項標準來衡量一種設計的合理性往往會有所偏頗。因此，有必要對常用的二階設計方法進

2、行綜合性的評價和比較，從而保障試驗的準確有效。 本文首先介紹了響應曲面的相關理論體系和理論基礎，然后從預測能力和試驗的復雜性兩個方面，對幾種常用的響應曲面設計方法——中心復合設計(包括外切中心復合設計(CCC)、內切中心復合設計(CCI)以及面心立方設計(CCF))和Box-Behnken設計(BBD)——進行比較，總結出這幾種設計在預測能力、要求的中心點數以及因子水平數等幾個方面的特點。從模型的預測能力來看，CCC、CCI、B

3、BD滿足可旋轉性要求，因此，預測方差的一致精度性較好。當設計模型為三因子時，CCC、CCI的預測能力最強，而CCF亦優(yōu)于BBD；當因子數為4時，BBD可看作是CCDs的旋轉，因此，這四種設計的性質相近；當因子數為5時，在大部分設計域上，BBD的預測能力要優(yōu)于CCDs。從模型的復雜性來看，CCF與BBD是較為簡單的設計，而CCC、CCI對試驗條件的要求較高。 本研究的創(chuàng)新之處在于：系統(tǒng)地論證了四種二階設計方法各自的特點；提出了二階