36
Министерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный университет дизайна и технологии Новосибирский технологический институт Московского государственного университета дизайна и технологии (филиал) И.Ю. Соколовская ПОЛНЫЙ ФАКТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ методические указания для самостоятельной работы студентов Новосибирск 2010

238_МУ Полный Факторный Эксперимент

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

Министерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет дизайна и технологии

Новосибирский технологический институт

Московского государственного университета дизайна и технологии

(филиал)

ИЮ Соколовская

ПОЛНЫЙ ФАКТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

методические указания

для самостоятельной работы студентов

Новосибирск

2010

УДК 5192

С59

С59 Соколовская ИЮ Полный факторный эксперимент ИЮ Со-

коловская Методические указания для самостоятельной работы

студентов ndash Новосибирск НГАВТ 2010 ndash 36 с

Методические указания предназначены для самостоятельной ра-

боты студентам изучающим дисциплину laquoМетоды и средства иссле-

дованияraquo Указания помогут приобрести навыки в обработке резуль-

татов экспериментов поставленных по одному из методов теории

планирования эксперимента построение математической модели за-

висимости изучаемого параметра от влияющих на него факторов

проверка полученной модели на адекватность и ее анализ

Работа подготовлена на кафедре Высшая математика НТИ МГУДТ

(филиала)

Рецензент дтн профессор ВА Заев

copy Соколовская ИЮ 2010

3

СОДЕРЖАНИЕ

Теоретическое введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

Примерhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

Варианты заданийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

Литератураhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34

4

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Предположим что изучается влияние ряда факторов zi (i=1hellip k)

на некоторую величину y Для этого проводятся эксперименты по оп-

ределенному плану который позволяет реализовать все возможные

комбинации факторов Причем каждый фактор рассматривается лишь

на двух фиксированных уровнях (верхнем и нижнем) Число всех

экспериментов (опытов) в этом случае будет равно n = 2k где k ndash ко-

личество изучаемых факторов Постановка опытов по такому плану

называется полным факторным экспериментом типа 2k (ПФЭ 2k) [1]

План проведения экспериментов записывается в виде матрицы

планирования в которой в определенном порядке перечисляются

различные комбинации факторов на двух уровнях [1 4] Например в

таблице 1 приведена матрица планирования ПФЭ 23 для трех факто-

ров z1 z2 z3 Знак laquo+raquo говорит о том что во время опыта значение

фактора устанавливают на верхнем уровне а знак laquondashraquo показывает

что значение фактора устанавливают на нижнем уровне

Таблица 1 Матрица планирования ПФЭ 23

эксперимента

Изучаемые факторы

z1 z2 z3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

5

При проведении экспериментов получают значения исследуе-

мой величины y для каждого опыта (или серии опытов) Затем пере-

ходят к построению математической модели

Под моделью понимается вид функции y = f(z1 z2hellip zk) которая

связывает изучаемый параметр со значениями факторов лежащих в

интервале между верхним и нижним уровнями Эту функцию назы-

вают уравнением регрессии По накопленному разными исследовате-

лями опыту работы с различными моделями можно считать что са-

мыми простыми моделями являются алгебраические полиномы

Для обработки результатов проведенных экспериментов и даль-

нейшего определения коэффициентов уравнения регрессии факторы

приводят к одному масштабу Это достигается путем кодирования

переменных Обозначим нижний уровень фактора zi через zindash а

верхний уровень ndash через zi+ (те ][ iii zzz i=1hellip k) Тогда новые

кодированные переменные xi будут определяться через zi по формуле

i

iii

zzx

0 (1)

где 0

iz называют центром плана iλ ndash интервалом варьирования

которые находят с помощью соотношений

2

0

iii

zzz

2

ii

i

zz

При таком кодировании все новые переменные будут принимать

значения от ndash1 до +1 те kixi 1]11[

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 2: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

УДК 5192

С59

С59 Соколовская ИЮ Полный факторный эксперимент ИЮ Со-

коловская Методические указания для самостоятельной работы

студентов ndash Новосибирск НГАВТ 2010 ndash 36 с

Методические указания предназначены для самостоятельной ра-

боты студентам изучающим дисциплину laquoМетоды и средства иссле-

дованияraquo Указания помогут приобрести навыки в обработке резуль-

татов экспериментов поставленных по одному из методов теории

планирования эксперимента построение математической модели за-

висимости изучаемого параметра от влияющих на него факторов

проверка полученной модели на адекватность и ее анализ

Работа подготовлена на кафедре Высшая математика НТИ МГУДТ

(филиала)

Рецензент дтн профессор ВА Заев

copy Соколовская ИЮ 2010

3

СОДЕРЖАНИЕ

Теоретическое введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

Примерhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

Варианты заданийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

Литератураhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34

4

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Предположим что изучается влияние ряда факторов zi (i=1hellip k)

на некоторую величину y Для этого проводятся эксперименты по оп-

ределенному плану который позволяет реализовать все возможные

комбинации факторов Причем каждый фактор рассматривается лишь

на двух фиксированных уровнях (верхнем и нижнем) Число всех

экспериментов (опытов) в этом случае будет равно n = 2k где k ndash ко-

личество изучаемых факторов Постановка опытов по такому плану

называется полным факторным экспериментом типа 2k (ПФЭ 2k) [1]

План проведения экспериментов записывается в виде матрицы

планирования в которой в определенном порядке перечисляются

различные комбинации факторов на двух уровнях [1 4] Например в

таблице 1 приведена матрица планирования ПФЭ 23 для трех факто-

ров z1 z2 z3 Знак laquo+raquo говорит о том что во время опыта значение

фактора устанавливают на верхнем уровне а знак laquondashraquo показывает

что значение фактора устанавливают на нижнем уровне

Таблица 1 Матрица планирования ПФЭ 23

эксперимента

Изучаемые факторы

z1 z2 z3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

5

При проведении экспериментов получают значения исследуе-

мой величины y для каждого опыта (или серии опытов) Затем пере-

ходят к построению математической модели

Под моделью понимается вид функции y = f(z1 z2hellip zk) которая

связывает изучаемый параметр со значениями факторов лежащих в

интервале между верхним и нижним уровнями Эту функцию назы-

вают уравнением регрессии По накопленному разными исследовате-

лями опыту работы с различными моделями можно считать что са-

мыми простыми моделями являются алгебраические полиномы

Для обработки результатов проведенных экспериментов и даль-

нейшего определения коэффициентов уравнения регрессии факторы

приводят к одному масштабу Это достигается путем кодирования

переменных Обозначим нижний уровень фактора zi через zindash а

верхний уровень ndash через zi+ (те ][ iii zzz i=1hellip k) Тогда новые

кодированные переменные xi будут определяться через zi по формуле

i

iii

zzx

0 (1)

где 0

iz называют центром плана iλ ndash интервалом варьирования

которые находят с помощью соотношений

2

0

iii

zzz

2

ii

i

zz

При таком кодировании все новые переменные будут принимать

значения от ndash1 до +1 те kixi 1]11[

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 3: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

3

СОДЕРЖАНИЕ

Теоретическое введениеhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

Примерhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

Варианты заданийhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip21

Литератураhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip34

4

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Предположим что изучается влияние ряда факторов zi (i=1hellip k)

на некоторую величину y Для этого проводятся эксперименты по оп-

ределенному плану который позволяет реализовать все возможные

комбинации факторов Причем каждый фактор рассматривается лишь

на двух фиксированных уровнях (верхнем и нижнем) Число всех

экспериментов (опытов) в этом случае будет равно n = 2k где k ndash ко-

личество изучаемых факторов Постановка опытов по такому плану

называется полным факторным экспериментом типа 2k (ПФЭ 2k) [1]

План проведения экспериментов записывается в виде матрицы

планирования в которой в определенном порядке перечисляются

различные комбинации факторов на двух уровнях [1 4] Например в

таблице 1 приведена матрица планирования ПФЭ 23 для трех факто-

ров z1 z2 z3 Знак laquo+raquo говорит о том что во время опыта значение

фактора устанавливают на верхнем уровне а знак laquondashraquo показывает

что значение фактора устанавливают на нижнем уровне

Таблица 1 Матрица планирования ПФЭ 23

эксперимента

Изучаемые факторы

z1 z2 z3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

5

При проведении экспериментов получают значения исследуе-

мой величины y для каждого опыта (или серии опытов) Затем пере-

ходят к построению математической модели

Под моделью понимается вид функции y = f(z1 z2hellip zk) которая

связывает изучаемый параметр со значениями факторов лежащих в

интервале между верхним и нижним уровнями Эту функцию назы-

вают уравнением регрессии По накопленному разными исследовате-

лями опыту работы с различными моделями можно считать что са-

мыми простыми моделями являются алгебраические полиномы

Для обработки результатов проведенных экспериментов и даль-

нейшего определения коэффициентов уравнения регрессии факторы

приводят к одному масштабу Это достигается путем кодирования

переменных Обозначим нижний уровень фактора zi через zindash а

верхний уровень ndash через zi+ (те ][ iii zzz i=1hellip k) Тогда новые

кодированные переменные xi будут определяться через zi по формуле

i

iii

zzx

0 (1)

где 0

iz называют центром плана iλ ndash интервалом варьирования

которые находят с помощью соотношений

2

0

iii

zzz

2

ii

i

zz

При таком кодировании все новые переменные будут принимать

значения от ndash1 до +1 те kixi 1]11[

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 4: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

4

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

Предположим что изучается влияние ряда факторов zi (i=1hellip k)

на некоторую величину y Для этого проводятся эксперименты по оп-

ределенному плану который позволяет реализовать все возможные

комбинации факторов Причем каждый фактор рассматривается лишь

на двух фиксированных уровнях (верхнем и нижнем) Число всех

экспериментов (опытов) в этом случае будет равно n = 2k где k ndash ко-

личество изучаемых факторов Постановка опытов по такому плану

называется полным факторным экспериментом типа 2k (ПФЭ 2k) [1]

План проведения экспериментов записывается в виде матрицы

планирования в которой в определенном порядке перечисляются

различные комбинации факторов на двух уровнях [1 4] Например в

таблице 1 приведена матрица планирования ПФЭ 23 для трех факто-

ров z1 z2 z3 Знак laquo+raquo говорит о том что во время опыта значение

фактора устанавливают на верхнем уровне а знак laquondashraquo показывает

что значение фактора устанавливают на нижнем уровне

Таблица 1 Матрица планирования ПФЭ 23

эксперимента

Изучаемые факторы

z1 z2 z3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

5

При проведении экспериментов получают значения исследуе-

мой величины y для каждого опыта (или серии опытов) Затем пере-

ходят к построению математической модели

Под моделью понимается вид функции y = f(z1 z2hellip zk) которая

связывает изучаемый параметр со значениями факторов лежащих в

интервале между верхним и нижним уровнями Эту функцию назы-

вают уравнением регрессии По накопленному разными исследовате-

лями опыту работы с различными моделями можно считать что са-

мыми простыми моделями являются алгебраические полиномы

Для обработки результатов проведенных экспериментов и даль-

нейшего определения коэффициентов уравнения регрессии факторы

приводят к одному масштабу Это достигается путем кодирования

переменных Обозначим нижний уровень фактора zi через zindash а

верхний уровень ndash через zi+ (те ][ iii zzz i=1hellip k) Тогда новые

кодированные переменные xi будут определяться через zi по формуле

i

iii

zzx

0 (1)

где 0

iz называют центром плана iλ ndash интервалом варьирования

которые находят с помощью соотношений

2

0

iii

zzz

2

ii

i

zz

При таком кодировании все новые переменные будут принимать

значения от ndash1 до +1 те kixi 1]11[

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 5: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

5

При проведении экспериментов получают значения исследуе-

мой величины y для каждого опыта (или серии опытов) Затем пере-

ходят к построению математической модели

Под моделью понимается вид функции y = f(z1 z2hellip zk) которая

связывает изучаемый параметр со значениями факторов лежащих в

интервале между верхним и нижним уровнями Эту функцию назы-

вают уравнением регрессии По накопленному разными исследовате-

лями опыту работы с различными моделями можно считать что са-

мыми простыми моделями являются алгебраические полиномы

Для обработки результатов проведенных экспериментов и даль-

нейшего определения коэффициентов уравнения регрессии факторы

приводят к одному масштабу Это достигается путем кодирования

переменных Обозначим нижний уровень фактора zi через zindash а

верхний уровень ndash через zi+ (те ][ iii zzz i=1hellip k) Тогда новые

кодированные переменные xi будут определяться через zi по формуле

i

iii

zzx

0 (1)

где 0

iz называют центром плана iλ ndash интервалом варьирования

которые находят с помощью соотношений

2

0

iii

zzz

2

ii

i

zz

При таком кодировании все новые переменные будут принимать

значения от ndash1 до +1 те kixi 1]11[

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 6: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

6

Линейное уравнение регрессии относительно новых переменных

имеет вид

kk xbxbxbby 22110

Если требуется изучить влияние парных взаимодействий раз-

личных факторов на исследуемый параметр то уравнение регрессии

записывают в виде

kkkkkk xxbxxbxxbxbxbby 1131312121110

или

k

i ji

jijiii xxbxbby1

0

Если надо учесть другие взаимодействия то число слагаемых

увеличивают

Прежде чем определять коэффициенты выбранной модели

матрицу планирования записывают относительно новых переменных

Далее матрицу дополняют (если это требует вид выбранного уравне-

ния регрессии) столбцами знаков laquo+raquo и laquondashraquo соответствующих уров-

ням на которых будут находиться взаимодействия факторов (см

столбцы x1x2 x1x3 x2x3 в таблице 2) Знаки этих столбцов получают с

помощью исходной матрицы планирования

Обозначим знак laquo+raquo или laquondashraquo в матрице планирования за xji ко-

торый соответствует j-ому опыту (j=1n) для i-го фактора (i=1hellipk)

При этом знак laquo+raquo показывает что кодированная переменная прини-

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 7: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

7

мает значение +1 а знак laquondashraquo соответствует значению ndash1 Тогда знаки

(или уровни варьирования) для взаимодействия факторов xr и xp вы-

числяются простым перемножением xjr ∙ xjp j=1hellipn

Например в таблице 2 знаки для взаимодействия x1x2 получены

таким образом

для 1-го опыта (j=1) x11x12= (+1)(+1) =+1

для 2-го опыта (j=2) x21x22= (-1)(+1) = -1

для 3-го опыта (j=3) x31x32=(+1)(-1) = -1 и тд

Таблица 2 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римента

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 y1 y2 y3 y4 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + +

ndash ndash +

ndash + ndash

+ ndash ndash

+ ndash ndash

ndash + ndash

ndash ndash +

+ + +

y11 y12 y13 y14

y21 y22 y23 y24

y31 y32 y33 y34

y41 y42 y43 y44

y51 y52 y53 y54

y61 y62 y63 y64

y71 y72 y73 y74

y81 y82 y83 y84

1y

2y

3y

4y

5y

6y

7y

8y

Обычно проводят несколько серий опытов для каждого экспе-

римента Это необходимо для проверки уравнения на адекватность

Адекватность ndash это способность модели предсказывать резуль-

таты эксперимента в некоторой области с требуемой точностью Ре-

зультаты опытов в каждом j-ом эксперименте (j=1hellip n) записывают

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 8: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

8

в правые столбцы матрицы планирования В последнем столбце запи-

сывают средние выборочные значения полученных результатов для

каждой серии опытов (см таблицу 2) Если каждый эксперимент по-

вторяли m раз то в матрице будет записано m столбцов y1 y2 hellip ym

Например в таблице 2 видно что каждый эксперимент повторялся

четыре раза те m = 4 Если обозначить за yji значение результата

полученного в i-ом опыте (i=1hellipm) для j-ого эксперимента (j=1hellipn)

то выборочное среднее для каждого эксперимента вычисляют по из-

вестной формуле [2 3]

11

1

njym

ym

i

jij

(2)

Коэффициенты уравнения регрессии находят с помощью метода

наименьших квадратов

Так как матрица планирования ПФЭ 2k должна удовлетворять

определенным требованиям (такие матрицы с заданными требова-

ниями уже построены см [1 4]) то формулы определяющие коэф-

фициенты уравнения регрессии достаточно просты

1

1

0

n

j

jyn

b

11

1

kiyxn

bn

j

jjii

111

1

kpkrpryxxn

bn

j

jjpjrpr

(3)

и тд если учитываются другие взаимодействия

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 9: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

9

Полученные коэффициенты необходимо проверить на значи-

мость Это можно сделать с помощью критерия Стьюдента если

коэфкр Stb то b значим если коэфкр Stb то b незначим и

его полагают равным нулю в уравнении регрессии

Критическую точку tкр находят из таблиц распределения Стью-

дента (например см Приложение 6 в [3]) по числу степеней свободы

n(m - 1) и с заданным уровнем значимости α для случая двусторонней

критической области

Среднее квадратическое отклонение коэффициентов Sкоэф зави-

сит от дисперсии воспроизводимости результатов по всем проведен-

ным опытам 2

yS и вычисляется по формуле

2

mn

SS

y

коэф

(4)

Дисперсия воспроизводимости 2

yS характеризует ошибку все-

го эксперимента В случае равномерного дублирования опытов (те

при одинаковом числе наблюдений в каждом эксперименте) для рас-

чета 2

yS используют формулу

)()1(

1

1 1

22

n

j

m

i

jjiy yymn

S (5)

где n ndash число экспериментов (число строк в матрице ПФЭ)

m ndash число опытов (наблюдений) в каждом эксперименте

yji ndash результат отдельного i-го наблюдения в j-ом эксперименте

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента которое определяется по формуле (2)

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 10: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

10

Проверка на адекватность полученного уравнения регрессии со

значимыми коэффициентами осуществляется с помощью критерия

Фишера если таблрасч FF то уравнение адекватно в противном

случае ndash неадекватно

Расчетное значение критерия Fрасч определяют по формуле

2

2

y

острасч

S

SF (6)

где 2

yS ndash дисперсия воспроизводимости найденная по формуле

(5) а 2

остS ndash остаточная дисперсия (или дисперсия адекватности)

Остаточная дисперсия 2

остS вычисляется следующим образом

)~(1

22

n

j

jjост yyrn

mS (7)

где n ndash число экспериментов

m ndash число опытов в каждом эксперименте

r ndash число значимых коэффициентов в уравнении регрессии

jy~ ndash значение изучаемого параметра вычисленное по уравне-

нию регрессии со значимыми коэффициентами для j-ого эксперимен-

та

jy ndash среднее выборочное значение наблюдений для j-ого экспе-

римента (формула (2))

Табличное значение критерия Fтабл находят из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера (например см Приложение 7 в

[3]) по заданному уровню значимости α и по соответствующим сте-

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 11: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

11

пеням свободы k1= n - r и k2= n(m - 1) Степень свободы k1 соответ-

ствует степени свободы числителя формулы (6) ndash остаточной диспер-

сии 2

остS а k2 ndash степень свободы знаменателя формулы (6) ndash диспер-

сии воспроизводимости 2

yS

Анализ результатов предполагает интерпретацию полученной

модели Интерпретацию модели можно производить только тогда ко-

гда она записана в кодированных переменных Только в этом случае

на коэффициенты не влияет масштаб факторов и мы можем по вели-

чине коэффициентов судить о степени влияния того или иного фак-

тора Чем больше абсолютная величина коэффициента тем больше

фактор влияет на отклик (изучаемый параметр) Следовательно

можно расположить факторы по величине их влияния Знак laquoплюсraquo у

коэффициента свидетельствует о том что с увеличением значения

фактора растет величина отклика а при знаке laquoминусraquo ndash убывает

Для получения математической модели в натуральных перемен-

ных zi в уравнение регрессии вместо xi необходимо подставить их

выражения из формулы (1) При переходе к натуральным перемен-

ным коэффициенты уравнения изменяются и в этом случае пропада-

ет возможность интерпретации влияния факторов по величинам и

знакам коэффициентов Однако если уравнение адекватно то с его

помощью можно определять значения исследуемой величины не

проводя эксперимента и придавая факторам значения которые долж-

ны лежать между нижним и верхним уровнем

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 12: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

12

ПРИМЕР

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 причем каждый

эксперимент повторялся по три раза (см таблицу 3) В качестве фак-

торов влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следую-

щие

z1 ndash количество наносимого клея (гсм2) 060020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2)

82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая все взаи-

модействия факторов проверить полученную модель на адекватность

и произвести ее интерпретацию

Таблица 3 Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 13: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

13

Работу выполняем в следующем порядке

1) кодируем переменные

2) достраиваем матрицу планирования в кодированных пере-

менных с учетом парных взаимодействий и дополняем столб-

цом средних значений отклика

3) вычисляем коэффициенты уравнения регрессии

4) проверяем вычисленные коэффициенты на значимость пред-

варительно определив дисперсию воспроизводимости и по-

лучаем уравнение регрессии в кодированных переменных

5) проверяем полученное уравнение на адекватность

6) проводим интерпретацию полученной модели

7) выписываем уравнение регрессии в натуральных переменных

1 Для каждого фактора находим центр интервал варьирования

и зависимость кодированной переменной xi от натуральной zi по

формулам (1) Оформляем результаты в таблице 4

Таблица 4 Кодирование факторов

Факторы

Верхний

уровень

zi+

Нижний

уровень

zi-

Центр

zi0

Интервал

варьирова-

ния λi

Зависимость кодиро-

ванной переменной от

натуральной

z1 006 002 004 002

020

04011

zx

250 1 z

z2 300 60 180 120 120

18022

zx

z3 8 2 5 3 3

533

zx

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 14: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

14

2 По формуле (2) считаем средние выборочные результатов для

каждого эксперимента

473

222)464847(

3

11 y 87

3

423)87768(

3

12 y

2103

630)399312(

3

13 y

77576653

317)758585(

3

14 y

173

51)21517818(

3

15 y 67

3

822)64848(

3

16 y

493

228)497811(

3

17 y 88

3

426)1887510(

3

18 y

Строим матрицу планирования с учетом всех взаимодействий и

средних значений отклика ndash таблица 5

Таблица 5 Матрица планирования для обработки результатов

экспе-

римен-

та

Факторы Взаимодействия Результаты опытов Среднее

результатов

x1 x2 x3 x1х2 x1х3 x2х3 x1х2х3 y1 y2 y3 jy

1

2

3

4

5

6

7

8

+ + +

ndash + +

+ ndash +

ndash ndash +

+ + ndash

ndash + ndash

+ ndash ndash

ndash ndash ndash

+ + + +

ndash ndash + ndash

ndash + ndash ndash

+ ndash ndash +

+ ndash ndash ndash

ndash + ndash +

ndash ndash + +

+ + + ndash

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 15: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

15

3 Вычисляем коэффициенты уравнения регрессии по формулам (3)

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

0

j

jyb

2592462598

9773

7518

0314)884967177752108747(

8

1

8

1 8

1

11 j

jj yxb

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

22

j

jj yxb

707037508

635

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

33

j

jj yxb

4514537518

6311

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

2121

j

jjj yxxb

504962508

973

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3131

j

jjj yxxb

7507462508

975

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

3232

j

jjj yxxb

908962508

177

)884967177752108747(8

1

8

1 8

1

321321

j

jjjj yxxxb

717037518

6313

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 16: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

16

Составляем для наглядности таблицу 6 в которую заносим най-

денные коэффициенты уравнения регрессии

Таблица 6 Коэффициенты уравнения регрессии

b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123

925 175 07 -145 05 - 075 - 09 - 17

4 Находим дисперсию воспроизводимости 2

yS Для облегчения

расчетов запишем формулу (5) в другом виде

1

)(1

11)(

)1(

1

1

2

1 1

2

1 1

22

n

j

j

n

j

m

i

jji

n

j

m

i

jjiy Sn

yymn

yymn

S

здесь внутренние суммы 2jS являются выборочными диспер-

сиями результатов опытов для j-го эксперимента (j=1hellip n) Для

удобства оформляем расчеты в виде таблицы 7

Таблица 7 Расчет выборочных дисперсий

j y1 y2 y3 jy 2

1 )( jj yy 2

2 )( jj yy 2

3 )( jj yy 2jS

1

2

3

4

5

6

7

8

74 84 64

86 7 78

123 9 93

58 58 57

188 17 152

84 84 6

118 7 94

105 78 81

74

78

102

577

17

76

94

88

0

064

121

00009

324

064

576

289

1

064

144

00009

0

064

576

1

1

0

081

00049

324

256

0

049

1

064

173

000335

324

192

576

219

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 17: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

17

Суммируя элементы последнего столбца таблицы 7 получаем

82

1

1648335j

j

S

Отсюда получаем дисперсию воспроизводимости

06206042248335168

1

8

1 8

1

22

j

jy SS

По формуле (4) определяем среднее квадратическое отклонение

коэффициентов

2930292973038

0622

mn

SS

yкоэф

Из таблиц распределения Стьюдента по числу степеней свободы

n(m-1)=82=16 при уровне значимости α = 005 находим tкр= 212

Следовательно 5205201602930122 коэфкр St

Сравнивая полученное значение 520 коэфкр St с коэффици-

ентами уравнения регрессии представленными в таблице 6 видим

что все коэффициенты кроме b12 больше по абсолютной величине

052 Следовательно все коэффициенты кроме b12 значимы Полагая

b12= 0 получаем уравнение регрессии в кодированных переменных

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3 (8)

5 Проверим полученное уравнение (8) на адекватность по кри-

терию Фишера Так как дисперсия воспроизводимости найдена в пре-

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 18: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

18

дыдущем пункте то для определения расчетного значения критерия

Fрасч необходимо вычислить остаточную дисперсию S2ост

Для этого найдем значения изучаемого параметра по получен-

ному уравнению регрессии ỹj (j=1hellip 8) подставляя +1 или -1 вместо

xi в соответствии с номером j эксперимента из таблицы 5

ỹ1 = 925 + 175 + 07 ndash 145 ndash 075 ndash 09 ndash 17 = 69

ỹ2 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

ỹ3 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 107

ỹ4 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 ndash 075(-1) ndash 09 (-1) ndash 17 = 53

ỹ5 = 925 + 175 + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 (-1) ndash 17 (-1) = 165

ỹ6 = 925 + 175 (-1) + 07 ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 (-1) ndash 17 = 81

ỹ7 = 925 + 175 + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 (-1) ndash 09 ndash 17 = 985

ỹ8 = 925 + 175 (-1) + 07 (-1) ndash 145 (-1) ndash 075 ndash 09 ndash 17 (-1) = 83

Остаточную дисперсию 2

остS вычисляем по формуле (7)

8

1

2222

)8738()4796[(3)~(78

3

j

jjост yyS

2222 )6718()17516()77535()210710(

77025923413])8838()49859( 22

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 19: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

19

Расчетное значение критерия Фишера Fрасч определяем по фор-

муле (6)

82062

770252

2

y

острасч

S

SF

Табличное значение критерия Fтабл находим из таблиц критиче-

ских точек распределения Фишера при уровне значимости α= 005

по соответствующим степеням свободы k1= n ndash r= 8 ndash 7 = 1 и

k2= n(m -1)= 82 = 16

Fтабл = 449

Так как Fрасч= 28 lt Fтабл= 449 то уравнение регрессии (8) аде-

кватно

6 Проведем интерпретацию полученной модели (8)

у = 925 + 175х1 + 07х2 ndash 145х3 ndash 075х1х3 ndash 09х2х3 ndash 17х1х2х3

По уравнению видно что наиболее сильное влияние оказывает

фактор х1 ndash количество наносимого клея так как он имеет наиболь-

ший по абсолютной величине коэффициент

После него по силе влияния на отклик (прочность приклеивания

низа обуви) идут тройное взаимодействие всех факторов х1х2х3 фак-

тор х3 ndash давление пресса при склеивании парное взаимодействие х2х3

ndash сочетание времени активации клеевой пленки и уровня давления

при склеивании парное взаимодействие х1х3 ndash сочетание количества

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 20: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

20

наносимого клея и уровня давления при склеивании фактор х2 ndash вре-

мя активации клеевой пленки

Так как коэффициенты при х1 и х2 положительны то с увеличе-

нием этих факторов увеличивается отклик те увеличивается проч-

ность Коэффициенты при х3 х1х3 х2х3 х1х2х3 отрицательны это озна-

чает что с уменьшением фактора х3 и перечисленных взаимодейст-

вий значение отклика будет возрастать а с увеличением ndash убывать

7 Выписываем уравнение регрессии (8) в натуральных пере-

менных подставляя вместо xi их выражения через zi которые берем

из последнего столбца таблицы 4

3

5)250(750

3

5451

120

18070)250(751259 3

132

1

zz

zzzy

3

5

120

180)250(71

3

5

120

18090 32

1

32

zzz

zz

Преобразовав это уравнение окончательно получаем его вид в

натуральных переменных

y = 1087 ndash 625 z1 ndash 00289 z2 ndash 1233 z3 + 118 z1 z2 + 30 z1 z3 +

+ 00069 z2 z3 ndash 02361 z1 z2 z3

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 21: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

21

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант 1

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с цельнокроеным рукавом) на тело человека от некоторых

факторов были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В каче-

стве факторов влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны сле-

дующие z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату

груди с распределением между участками спинки проймы и полочки

в соотношении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

045 046 045

041 041 041

044 044 044

042 043 044

044 045 044

0378 0374 0376

038 0385 0384

033 033 033

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 22: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

22

Вариант 2

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с рукавом реглан) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 74 11 zz

z2 (см) ndash припуск к обхвату плеча 97 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату запястья 107 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

027 026 025

025 024 023

026 026 026

0172 0176 018

027 028 026

0262 0265 0263

0236 0235 0239

017 017 017

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 23: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

23

Вариант 3

Для изучения зависимости давления деталей одежды (покрой

одежды с втачным рукавом) на тело человека от некоторых факторов

были поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факто-

ров влияющих на давление y (Нсм2) были выбраны следующие

z1 (см) ndash припуск на свободное облегание к полуобхвату груди с рас-

пределением между участками спинки проймы и полочки в соотно-

шении 032053015 63 11 zz

z2 (см) ndash припуск на свободу проймы 42 22 zz

z3 (см) ndash припуск к обхвату плеча 75 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

123 124 125

0803 0802 0805

098 099 097

0474 0476 0475

027 028 026

0926 0926 0918

049 049 049

0694 0692 0696

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 24: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

24

Вариант 4

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов неткан-

ными прокладками В качестве исследуемой величины была взята ре-

лаксация угла через сутки y (град) и проведены эксперименты по

плану ПФЭ 23

В качестве факторов влияющих на релаксацию угла были вы-

браны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

12 115 125

125 13 135

115 105 11

118 12 122

087 093 09

14 135 145

09 095 085

13 128 132

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 25: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

25

Вариант 5

Исследовался процесс дублирования пальтовых материалов не-

тканными прокладками В качестве исследуемой величины была взя-

та релаксация длины образца через сутки y (мм) и проведены экспе-

рименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на релак-

сацию длины были выбраны следующие

z1 ndash время прессования (сек) 2012 11 zz

z2 ndash усилие прессования (Нм2)

42

42 105103 zz

z3 ndash температура прессования (degС) 160140 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

4 39 41

46 44 45

35 36 34

33 37 35

31 3 29

47 45 43

32 3 28

38 42 4

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 26: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

26

Вариант 6

Для исследования влияния некоторых факторов на относитель-

ное удлинение при разрыве y () синтетической кожи были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были выбраны следующие

z1 ndash величина деформации () 137 11 zz

z2 ndash температура термофиксации (degС) 150120 22 zz

z3 ndash продолжительность термофиксации (мин) 126 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

20 204 206

239 234 235

24 242 246

252 241 248

282 293 295

301 314 303

302 291 304

31 305 30

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 27: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

27

Вариант 7

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по площади y ( полученной площади образца по-

сле сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

93 94 95

957 959 959

785 793 795

88 881 883

954 956 955

84 854 853

97 97 97

90 907 911

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 28: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

28

Вариант 8

Для исследования влияния некоторых факторов вакуумной суш-

ки на усадку кожи по толщине y ( полученной толщины образца

после сушки от первоначальной) были поставлены эксперименты по

плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину бы-

ли выбраны следующие

z1 ndash остаточное давление (кПа) 39131 11 zz

z2 ndash сила механического прижатия полуфабриката кожи к греющей

поверхности (кПа) 980 22 zz

z3 ndash температура греющей поверхности (degС) 9030 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

ndash

ndash

ndash

ndash

+

+

+

+

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

73 74 75

77 776 785

835 838 82

88 876 875

655 66 665

852 842 84

80 802 812

903 893 892

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 29: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

29

Вариант 9

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при трех циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

ndash

+

+

ndash

+

ndash

ndash

+

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

536 534 551

517 519 523

475 479 463

488 486 496

482 486 47

495 491 494

492 488 501

507 503 51

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 30: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

30

Вариант 10

Для изучения действия низких температур на прочность y (кг)

хлопчатобумажных тканей были поставлены эксперименты по плану

ПФЭ 23 В качестве факторов влияющих на эту величину были взя-

ты следующие (при 25-ти циклах замораживание ndash оттаивание)

z1 ndash температура замораживания (degС) 705 11 zz

z2 ndash длительность замораживания (мин) 24030 22 zz

z3 ndash температура оттаивания (degС) 10020 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

ndash

ndash

+

ndash

+

+

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

436 434 446

494 49 485

526 528 532

538 53 548

512 52 516

505 517 498

452 458 456

527 523 518

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 31: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

31

Вариант 11

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 006 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

74 73 75

104 106 108

102 103 101

74 75 76

168 17 172

108 112 11

93 95 94

102 103 101

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 32: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

32

Вариант 12

Для исследования влияния некоторых технологических факто-

ров на прочность приклеивания низа обуви полиуретановым клеем

(при фиксированном количестве наносимого клея 001 гсм2) были

поставлены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов

влияющих на прочность y (кг25 см2) были выбраны следующие

z1 ndash высота неровностей материала (мкм) 8020 11 zz

z2 ndash время активации клеевой пленки (сек) 30060 22 zz

z3 ndash давление прессования при склеивании (кгссм2) 82 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

8 76 78

59 63 6

58 6 57

6 598 602

75 76 77

53 55 54

87 89 88

419 42 421

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 33: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

33

Вариант 13

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

408 404 388

312 304 306

328 336 330

281 265 274

650 646 666

538 556 540

607 621 628

552 542 528

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 34: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

34

Вариант 14

Для изучения действия некоторых технологических факторов на

прочность y (кг) сварки нетканых клееных материалов были постав-

лены эксперименты по плану ПФЭ 23 В качестве факторов влияю-

щих на эту величину были взяты следующие

z1 ndash температура нагрева электрода (degС) 220180 11 zz

z2 ndash давление роликов (кгсм2) 3525 22 zz

z3 ndash скорость продвижения материала (ммин) 351 33 zz

Требуется построить уравнение регрессии учитывая взаимодей-

ствия факторов проверить полученную модель на адекватность и

произвести ее интерпретацию

Исходная матрица планирования ПФЭ 23

экспе-

римента

Изучаемые факторы Результаты опытов

z1 z2 z3 y1 y2 y3

1

2

3

4

5

6

7

8

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

ndash

ndash

+

+

+

+

ndash

ndash

ndash

ndash

508 504 588

212 254 226

380 360 370

280 260 290

850 845 860

638 656 640

850 748 728

652 642 598

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 35: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

35

ЛИТЕРАТУРА

1 Адлер ЮП Маркова ЕВ Грановский ЮВ Планирование

эксперимента при поиске оптимальных условий ndash М Наука

1971 ndash 282 с

2 Гмурман ВЕ Теория вероятностей и математическая стати-

стика учеб пособие для вузов ndash 10-е изд стерndash М Высшая

школа 2004 ndash 479с

3 Гмурман ВЕ Руководство к решению задач по теория вероят-

ностей и математической статистике учеб пособие ndash 8-е изд

стерndash М Высшая школа 2003 ndash 405с

4 Тихомиров ВБ Планирование и анализ эксперимента (при про-

ведении исследований в легкой и текстильной промышленно-

сти) ndash М Легкая индустрия 1974 ndash 262 с

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ

Page 36: 238_МУ Полный Факторный Эксперимент

36

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Соколовская Ирина Юрьевна

Полный факторный эксперимент

Методические указания

Технический редактор Соколовский АР

Ответственный за выпуск Соколовская ИЮ

Компьютерная верстка Соколовская ИЮ