教材介绍
教材名称:何为编著.《优化试验设计法及其在化学中的应用》(第二版,62万字),电子科技大学出版社,2004

序言

优化试验设计方法是一种通用技术。目前在许多工业发达国家,该技术在理、工、农、医等各领域都得到广泛的应用。它在提高实验效率、优化产品设计、改进工艺技术、强化质量管理等方面的应用均取得了显著效果。
优化试验设计方法是尽可能少做实验而能尽快地找到生产和科研的最优方案的方法。它是一种现代的科学试验设计方法。过去总是夸耀某人花了几十年的功夫,做了几百次、甚至几千次的试验,获得了某一科研成果。自从20世纪40年代初数学上的最优化理论的出现,应用该数学原理安排试验而出现了优化试验设计方法后,我们就要反问一句,是否有必要做那么多次试验,花那么长的时间才获得某一成果。当然花几年搞试验的精神和毅力是令人敬佩的,可是用优化试验设计方法搞几年就可以取得更多、更好的成果。
我国在此领域起步较晚,大约在20世纪70年代初,由我国著名数学家华罗庚教授向全国推广应用优化试验设计方法的一个分支--优选法。在此之前,此方法虽然也在生产上应用,但并没有引起广泛的重视。到了20世纪70年代中期,优选法已在全国各行各业取得了巨大的成果,效果十分显著,多用在化工、电子、材料、建工、建材、石油、冶金、机械、交通、电力、水利、纺织、医疗卫生、轻工、食品等方面。不仅如此,问题的类型也在逐渐增多,有配方配比的选择、生产工艺条件的选择、工程设计参数的确定、仪器、仪表的调试以及近似计算等。随着优选法的应用范围不断扩大,优选法的理论及方法必将日趋完善。而近期发展起来的优化试验设计方法如正交试验法、回归分析法、正交多项式回归法、均匀设计法、单纯形法及鲍威尔方法等,应用范围更加广泛,更为有效,本书对这些方法都作了详尽的论述。
目前,我国在一些高校及科研机构也逐步重视并运用优化试验设计方法,但尚不普遍。因此在20世纪80年代后期我国一些著名学者也纷纷公开发表优化试验设计方法的系列讲座方面的文章介绍这些方法的原理和应用,并呼吁全国各行、各业掌握并应用优化试验设计方法这项通用技术。应用该项通用技术科学地安排试验,可以以最少的人力、物力消耗取得更多、更好的科研成果。
我国目前尚无一本较为全面地介绍优化试验设计方法的书籍。作者从1989年起编写了讲义作为大学化学及材料专业高年级学生及研究生的教材,并在5年的教学和科研中得到充实和完善,经5年来的教学和科研的实验证明,取得了令人可喜的成绩。 该书着重介绍了近代发展起来的最常用、最有效的几种优化试验设计方法及其在化学中的应用。书中的一些应用实例,是作者在科研工作中应用该方法取得的成果。本书还介绍了作者首先将鲍威尔(Powell)方法的原理应用在化学及材料科学所取得的最新研究成果。
该书的内容包括:正交试验法、优选法基础、回归分析法、正交多项式回归法、均匀设计法、单纯形法及鲍威尔(Powell)方法。本书略去了详细的数学理论,着重介绍方法原理、应用范围、优缺点,及如何将这些方法应用到化学中,如何运用优化试验设计方法设计解决化学问题的试验方案,如何设置试验参数,如何处理实验数据,如何估计实验误差,如何对实验的结果进行评价。
该书适用于大学化学专业高年级学生及研究生,也可供其他相关专业的教学、科研人员及工程技术人员参考。电子科技大学化学系何为编写该书的第1、2、3、4、5、6、7、8、10章,重庆大学化工学院陈际达编写该书的第9章。北京大学化学系邓或琼对第10章的基础理论及实验作了大量工作,在此表示感谢。由于编者水平有限,错误难免,敬请读者批评指正。
编 者        
1994.12.1

再版说明
本书第一版发行以来,收到了较好的教学效果。近8年,电子科技大学听过课的本科生和研究生都认为优化试验设计方法很有实用价值。不少听过课的本科生和研究生将学到的优化试验设计法应用于他们各自的毕业设计和硕士论文试验中,取得了可喜的成果,他们中一些较为典型的例子为第二版所用。从其他使用了该教材的兄递院校返回了令人鼓舞的信息,并提出了不少好的建议,建议补充一些优化试验设计法在电子、机械和质量管理等众多领域的应用实例以充分体现试验设计法的通用性,并建议补充在国外发达国家已成功使用的新的试验设计方法。这此好的建议已被采纳,体现在第二版中。
随着现代科学技术、特别是计算机的飞速发展,对试验设计方法提出了更高的要求,同时也促进了优化试验设计方法的运用和发展。所以有必要对第一版的内容进行进一步的完善和补充。
第二版在正交试验部分补充了部分追加试验、配比试验和寿命试验等内容,并补充了正交试验在机械、电子和质量管理领域的应用实例,充分体现了优化试验设计方法是一项通用技术,是科研、工程技术人员、质量管理人员必须掌握的技术方法。使本书的核心内容正交试验部分的内容更加充实和完备。
第二版新加了因子设计中的2k和3k的因子设计一章,此方法对包含两个和三个因子产生的效果都要进行研究的这种类型的试验是最有效的。 第二版新添了三次设计和稳定性设计两章。三次设计及稳定性设计方法广泛地应用于科学研究、工程和商业领域,已经成功地应用于日本、美国和其他发达国家的很多研究机构和公司中。这个方法还在继续发展,相信会得到普及和推广。在三次设计一章中较为详尽的讲述了三次设计在试验项目和其利用计算机辅助设计在可计算项目中的应用。稳定性设计一章介绍了对稳定性择优项目,如何通过系统设计中求出的函数关系,利用计算机辅助设计的正交试验法对系统参数进行优化,以达到提高产品指标稳定性的目的。
为了使读者阅读本书方便,减轻查资料的负担,第二版特在附录中增加了常用于计算机辅助设计使用的大型正交表。在第一版和第二版的编写过程中,参考了国内外的书籍和资料(主要书目和文献列于书末),引用了其中的一些内容和实例,在此对所有作者再次表示诚挚的感谢。陈际达编写了第一版的第9章,邓或琼对第一版第10章做了大量的基础理论和实验工作,作者再次对他们表示衷心的感谢。由于编者水平所限,错误难免,敬请读者批评指正。
何 为                
2003年12月于电子科技大学

内容简介:

本书介绍了目前在国内外最常用、最有效的几种试验设计与分析方法的基本原理及其在化学、材料、机械、电子和质量管理等众多领域中的应用。书中内容包括:正交试验法、优选法基础、一元和多元回归分析法、正交多项式、均匀设计法、单纯形方法、鲍威尔优化法、因子设计法、三次设计在试验项目及利用计算机辅助设计在可计算项目中的应用和稳定性设计法等。
本书可用作高等学校的高年级学生及研究生的教材,也可供科研人员及工程技术人员参考。

教材目录:

第一章 正交试验基本方法
第二章 正交试验结果的统计分析——方差分析法
第三章 多指标问题及正交表在试验设计中的灵活运用
第四章 Ltu(tq)型正交表的构造
第五章 2k和3k因子设计
第六章 优选法基础
第七章 回归分析法
第八章 正交多项式回归设计
第九章 均匀设计法
第十章 单纯形优化法
第十一章 鲍威尔优化法及应用
第十二章 三次设计
第十三章 稳定性设计



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