响应面法在试验设计与优化中的应用

为了提供响应面在试验设计与优化中的使用方法,介绍了响应面法的基本定义、模型构建原理及特点,结合废水处理工艺优化的实例对响应面法的试验方案设计、模型建立、模型检验、模型优化等方面进行了阐述。结果表明,响应面法是一种综合试验设计和数学建模的优化方法,可有效减少试验次数,并可考察影响因素之间的交互作用。采用Design-Export软件进行响应面法的试验设计与分析,可给出直观等高线图和三维立体图,建立预测模型,并且能够对模型适应性、模型和系数显著性和失拟项进行检验,从而进一步进行方差分析、模型诊断。通过对响应面建立的模型进行优化求解,可提出试验优化方案,解决响应面法在试验设计与优化的实际应用中遇到的问题。     

运用响应面模型优化菠菜叶绿素的提取效果

为了优化菠菜叶绿素提取的效果并提高“绿叶中色素的提取和分离”实验教学效率,首先对影响叶绿素提取效果的单因素进行分析,然后对重要影响因素进行中心组合设计并构建响应面模型,最后根据模型参数进行验证性试验得出最佳的菠菜叶绿素提取条件组合。     

响应面法优化桔梗发酵工艺初探

以桔梗为原料,基于单因素试验考察酵母接种量、料液比、发酵时间、发酵温度和pH对桔梗微生物发酵工艺的影响,利用响应面法构建了发酵时间、发酵温度、pH三因素三水平的回归模型,并以总黄酮含量和酒精度作为响应值.结果表明：回归模型具有较高的显著性,确定了微生物法发酵桔梗最优条件为：发酵时间9 d、发酵温度28℃和pH为5,在此条件之下,终产物中的总黄酮含量和酒精度分别为0.732 mg/mL和2.16%vol.响应面法优化得到的工艺条件合理可靠,是有利于桔梗发酵工艺的可行方法.     

响应面法优化软包装风味鱼的加工工艺

采用响应面法优化了风味鱼的加工工艺参数.通过对盐渍时间、盐渍浓度、卤制时间以及杀菌温度和时间的研究,确定风味鱼块的加工方法为：新鲜鱼切块后,采用4%的食盐在常压下盐渍3.8h或真空下盐渍100min,清洗沥干,再用一定比例的调味液卤制89min,沥干后送入鼓风干燥箱中进行阶段干燥（温度为30℃,干燥30min,升温至50℃干燥30min,最后升至100℃干燥2h）,取出冷却后进行真空包装,在115℃-118℃的条件下杀菌20min,得到的软包装风味鱼具有外观好、香味浓郁、耐咀嚼等特点.     

牛蒡乳酸菌饮料工艺响应面法优化

研究牛蒡低聚糖在MRS培养基上对乳酸菌的生长促进作用,探讨牛蒡乳酸菌饮料原料配方以及生产中的培养时间、后熟时间、稳定剂的添加等因素对产品存活菌量质地风味的影响．通过单因素实验、响应面分析等确定的乳酸菌饮料最佳加工参数为：牛蒡低聚糖质量分数0．80％,糖质量分数7．69％,奶粉质量分数7．63％,培养时间10h,后熟时间12h,稳定剂质量分数0．25％．     

响应面法优化羊肚菌多糖提取工艺研究

利用Box-Benhnken响应面法对热水浸提羊肚菌多糖工艺进行优化,在单因素实验基础上,选择水料比、提取温度、提取时间为自变量,以羊肚菌多糖提取率为响应值,采用三因素三水平的响应面分析法优化羊肚菌多糖提取工艺.结果表明,影响热水浸提羊肚菌多糖提取率的大小顺序为:提取温度>提取时间>水料比.羊肚菌多糖提取的最佳工艺条件为:水料比51∶1(mL/g)、提取温度46℃、提取时间3.5 h,平均提取率为7.39%(n=3),与预测值7.311%接近.     

响应面法优化桑葚甜橙复合饮料制作工艺

目的:以桑葚和甜橙为原料,感官评价为指标,优化桑葚甜橙复合饮料制作工艺.方法:选取桑葚汁与甜橙汁添加比例、白砂糖添加量、维生素C添加量、黄原胶添加量4个指标因素,分别利用单因素试验和响应面分析法,研究复合饮料的制作工艺.结果:复合最优工艺为桑葚汁与甜橙汁配比为3:2,白砂糖添加量为5.8％,维生素C添加量为0.08％,所得产品p H为4.44,可溶性固形物含量为14.20％,总酸为3.08 g/L,其感官评分最高为95分.结论:在此工艺下制作出的饮料不但汇聚了桑葚与甜橙的香气,而且口感清爽,色泽佳且酸甜适口.     

基于响应面法优化淀粉基木材胶制备工艺的研究

该文运用响应面法(RSM)对木薯淀粉木材胶粘剂的制备工艺参数进行了优化,分别研究了酸解时间、初始过硫酸铵(APS)用量、乳化剂SDS用量、引发pH值等四个主要影响因素对粘接强度的影响.结果表明此四个因素对粘接强度存在明显的相关性,响应面优化得到的最佳工艺为酸解时间59.5 min,初始APS用量0.24 g,乳化剂用量0.73 g,引发pH5.65.在此条件下制备的胶粘剂压缩剪切强度可达7.34 MPa.方差分析表明,所建的回归模型能够很好的预测实验结果.     

响应面法优化亚麻籽面条工艺研究

以感官得分值和咀嚼性为评判指标,通过单因素实验和响应面法优化实验,对亚麻籽面条制作工艺进行研究.结果表明:原料配比在亚麻籽粉添加量5.7％、食盐添加量0.8％、谷朊粉添加量7.2％,煮制时间263s时,面条综合评价值为23.80,与预测值23.88接近.获得外观适宜、口感细腻、韧性足的面条成品.     

响应面法优化苦参总黄酮的提取工艺

采用微波法辅助提取苦参总黄酮,以乙醇体积分数、提取时间、液料比及微波功率为自变量,苦参总黄酮提取率为评价指标,采用Box-Behnken试验设计及响应面法分析优化提取工艺条件.结果表明,最优提取工艺为乙醇体积分数80％,提取时间6min,液料比25：1（mL/g）,微波功率400W.在此条件下,黄酮提取量达到12.67mg/g.     

考虑高阶相关性的灌注桩沉降可靠度分析

为精准确定灌注桩的沉降,将桩周土体参数看作随机变量,并采用响应面法对桩基可靠度进行研究。由于,与桩沉降相关的多个土体参数之间高阶项可能存在高度相关性,基于高阶正交原理提出了新型非相关响应面法,以克服传统响应面法不考虑高阶参数高阶相关性的难题。结合实际工程计算发现,提出的新型响应面法比传统响应面法得到的值更为保守。可见,如果不考虑参数的高阶相关性,可能导致高估的计算结果。     

Comparative study of response surface designs with errors-in-variables model

This paper investigates the scaled prediction variances in the errors-in-variables model and compares the performance with those in classic model of response surface designs for three factors.The ordinary least squares estimators of regression coefficients are derived from a second-order response surface model with errors in variables.Three performance criteria are proposed.The first is the difference between the empirical mean of maximum value of scaled prediction variance with errors and the maximum value of scaled prediction variance without errors.The second is the mean squared deviation from the mean of simulated maximum scaled prediction variance with errors.The last performance measure is the mean squared scaled prediction variance change with and without errors.In the simulations,1 000 random samples were performed following three factors with 20 experimental runs for central composite designs and 15 for Box-Behnken design.The independent variables are coded variables in these designs.Comparative results show that for the low level errors in variables,central composite face-centered design is optimal;otherwise,Box-Behnken design has a relatively better performance.     

热膨胀仪稳健设计中的响应曲面方法

首先利用了动态特性的响应曲面方法对某热膨胀仪进行了稳健实验设计;然后把得到的优化结果与利用田口的SN比方法得到的优化结果进行了比较,结果表明响应曲面方法较SN比方法有很多优良性质,是对田口玄一博士的SN比方法的一种有效改进途径。     

SLM成型AlSi10Mg倾斜薄壁件壁厚响应面法优化

针对激光选区熔化成形倾斜薄壁件尺寸精度低、成形质量差等问题,应用响应曲面法研究工艺参数及倾斜角度对薄壁件壁厚的影响,建立倾斜角度、工艺参数与壁厚相对误差关系模型。结果表明:倾斜角度对壁厚的影响最大,激光功率次之。由于倾斜角度改变,薄壁件悬垂面粉末支撑区域不同,导热效果存在差异,激光功率与扫描间距对于不同倾斜角度的薄壁件壁厚影响不同。其中,激光功率对45°倾斜薄壁件壁厚的影响最大,当激光功率选择150~350W时,壁厚相对误差最大差值为24%而扫描间距对90°倾斜薄壁件壁厚的影响最大,当扫描间距选择0.1~0.2mm时,壁厚相对误差最大差值为9.5%,合理的工艺参数能够有效降低壁厚相对误差。     

模具型腔粗加工进给速度优化研究

针对模具型腔粗加工的特点,提出了二维当量载荷的概念,构建了模具型腔层切加工的切削力曲面模型,并对建立的切削力曲面模型进行进给速度优化。实验证明,该进给速度优化策略对提高模具型腔加工效率十分有效。     

综合评价方法在防砂方式优选中的应用

为解决油田疏松砂岩油藏油井出砂问题,发展了多种防砂技术,然而每种防砂方式有各自的适应性及优缺点．针对目前油井防砂方法优选存在的问题和不足,拟采用模糊数学原理,初选技术上可行的防砂方法,然后利用经济评价模型给出经济有效的防砂方法,再结合两种方法的计算结果,进行综合评价,优选出技术上科学合理、经济高效的防砂方法．为油田防砂方法的选择提供决策依据．应用综合评价方法对两口井进行了计算分析,通过综合评价模型给出了适合该井的技术合理、经济有效的防砂方法;另外,当模糊数学评价模型与经济评价模型计算结果有差别时,要结合综合因素进行选择．     

Application of response surface methodology in medium optimization for pyruvic acid production of <Emphasis Type="Italic">Torulopsis glabrata</Emphasis> TP19 in batch fermentation

Response surface methodology （RSM） was used to optimize the fermentation medium for enhancing pyruvic acid production by Torulopsis glabrata TP19. In the first step of optimization, with Plackett-Burman design, ammonium sulfate, glucose and nicotinic acid were found to be the important factors affecting pyruvic acid production significantly. In the second step, a 23 full factorial central composite design and RSM were applied to determine the optimal concentration of each significant variable. A second-order polynomial was determined by the multiple regression analysis of the experimental data. The optimum values for the critical components were obtained as follows： ammonium sulfate 0.7498 （10.75 g/L）, glucose 0.9383 （109.38 g/L） and nicotinic acid 0.3633 （7.86 mg/L） with a predicted value of maximum pyruvic acid production of 42.2 g/L. Under the optimal conditions, the practical pyruvic acid production was 42.4 g/L. The determination coefficient （R^2） was 0.9483, which ensures adequate credibility of the model. By scaling up fermentation from flask to jar fermentor, we obtained promising results.     

基于互动反馈系统的传感器与测试技歹课堂反馈式教学实践

基于互动反馈教学系统,在国家精品课程传感器与测试技术中开展了反馈式教学实践。结果表明,利用该反馈式教学系统有效加强了师生互动,有利于教学方法和手段的改革,提高了课堂教学质量。     

铁路行包运输组织方法及其优化研究

如今社会的经济发展速度越来越快,科学技术水平也随之快速进步,中国的铁路因此得到飞跃发展,不仅为我国的国民经济有促进作用还使人民的生活更加方便。铁路建设涉及很多方向,当中最基本的事业是铁路输送行李输送。铁路输送的行李属于铁路快捷货物运输系统的主要任务。所以行李输送是否高效,行李输送服务是否让客户满意是衡量铁路运输工作的重要指标。但在目前状况下,中国仍然未对行李输送的环节提出具有可行性,实操性强的管理条例,这篇文章就此问题进行探讨和剖析,寻求合适的解决方法。     

基于响应面的车用连接板拉延成形性能及优化

以车用连接板为研究对象,采用有限元分析软件AutoForm对拉延成形过程进行模拟,从板料厚度分布、可成形性等方面验证工艺方案的可行性。为解决成形过程中减薄率过大的问题,以冲压速度、压边力、凸凹模间隙为因素,建立关于减薄率的响应面模型,得出因素对成形效果的影响规律,确定最优参数组合:冲压速度为3 000 mm/s,压边力为300 kN,凸凹模间隙为1.575 mm。采用优化后的参数组合进行实际试模,连接板成形效果良好,与模拟结果基本一致,验证了有限元分析的正确性,为实际生产提供指导。