1,優化方法是什麽
“最優化方法”是壹種用較少的試驗次數快速找到生產和科學實驗的最佳方案的方法。最優化方法的核心是用最少的實驗次數找到最佳的匹配方案或配方。
問題,比如蒸饅頭,多少堿的饅頭才好吃?車床鉆頭用多少轉和進給量鉆孔,光潔度高,速度快?怎樣磨車刀,切削效率最高...這些都涉及到匹配的問題,尤其是壹些藥廠的反應釜和管道裏的溫度、配方、時間壓力如何調節,才能做出最優質的醫療產品?怎樣才能提高提取和提取率?我們幾乎在所有的生產單位都會遇到類似的問題。這時候我們就要用到最優化方法,這種方法的應用範圍很廣。
2.最優化方法的適用範圍
1.如何選擇正確的配方和正確的生產工藝,做出質量最好的產品?
2.如何在質量標準下做出最高的產量,最低的成本,最快的生產流程?
3.如何調試現有儀器使其發揮最佳性能?
4.它不僅在合成配方、操作條件、儀器調試等方面得到了廣泛應用。,還表現在工業生產和農業生產,以及交通運輸、基本建設、醫療衛生等方面。
3.0.618的奧秘和由來
“優化方法”裏有個很神秘的東西,就是叫0.618,優化方法也叫0.618。這個0.618是怎麽來的?這是上帝的禮物。人們驚訝地發現,世界上很多比率恰好是0.618。在歐式建築中,很多窗戶的長寬比為1: 0.618。埃及金字塔的底長和高的比例正好是1到0.618,所以埃及的金字塔無論從哪方面來說都是最好的。如果從腳底到肚臍的高度和全身長度的高度是0.618到1,這個身材絕對是最美的。人臉從下巴到眉毛的高度占整個頭長的0.618,發際線到鼻子的高度占整個頭長的0.618。在雛菊小花的螺旋排列中,右邊有265,438+0,左邊有34,它們之間的比例是265,438+0: 34,松果為5: 8,菠蘿為8: 65,438+03,都接近黃金比例...無數的例子證明了0。618這個比例是最美的。
4.單因素優化方法
0.618是怎麽做出來的?首先,我們來介紹壹下折紙。
如果我們是鋼鐵工人,都知道鋼中碳太多就是生鐵。如果熟鐵中沒有碳,鋼在中間,什麽情況下鋼的強度會最高?現在,讓我們做壹個實驗。假設壹噸鋼的含碳量從1000克到2000克。那麽制造最好的鋼的內容是什麽呢?從1001 g開始,1002,1003,直到2000 g,要不要做1000次?那不是很累人嗎?現在沒必要這麽做。我們拿出壹張紙,如果左邊表示1000克,右邊表示2000克。第壹步,在0.618做壹個實驗,從1000 g到1618 g,記下它的強度數字(如鋼材各種性能的抗拉強度和抗壓強度等。),然後把紙對折。折疊後,這個刻度會在這個地方有相應的標記,在這個地方做壹秒。如果第二個比第壹個好,那就撕掉1618克之後的壹切,不要再做了。然後把剩下的對折,壹旦對折,壹個新的實驗點就出來了。這兩個比較哪個好?然後撕掉不好的部分。再對折,分三次五次,就能做出最好的方案。這個方法多快啊!
這種折紙方法可以把幾萬個實驗簡化成幾倍或者十幾倍。
那麽它的公式是什麽呢?
華巧妙地用壹般人都能聽懂的話來概括,說“大減乘0.618加小”
大的2000克減去小的1000克,乘以0.618再加上小的1000克,就是1618克的地方,做第壹個實驗。
後壹點是“大加小減中”
比如:2000+1000-1618 = 1382,其次是1618+1000-1382 = 65438+。這樣實驗,分析,再實驗,再分析,每次都更接近所需劑量,直到可以達到精度。
優化方法的另壹個功能是校正原始實驗設置範圍。如果:煉鋼的時候規定1000克到2000克,後來做的時候發現不對,還是做到近2000克最好的地方?要繼續往2000克的方向努力,比如2000到2500克的範圍,超出了原來的範圍。
如上海熱工儀器廠配制的酸洗液,與500ml酸洗液混合。問:水、硝酸、氫氟酸放多少最好。原來硝酸的加入量是0-250ml,氫氟酸是0-25ml。其余的加入水。如果將硝酸分成5 ml份,氫氟酸分成2 ml份,則需要進行650次測試。在過去的兩年裏,它失敗了。用“最優化方法”做了十四次實驗,不到壹天就找到了新的配方。合金材料放進去,馬上反應。三分鐘後氧化皮自然脫落,材料表面光滑無腐蝕痕跡。根據優化方法,氫氟酸的值為33 ml,超出了測試範圍。所以,這麽好的公式,以前的方法即使經過650次測試也找不到。)
他們的測試方法是第壹步對折,固定氫氟酸為13 ml,求硝酸的配比,分五次求最佳配比165 ml。第二步,固定165 ml硝酸,優化氫氟酸含量。發現25 ml邊界處酸洗質量最好,證明原來的範圍不壹定正確。決定優化範圍為25 ~ 50毫升。到第九次,發現氫氟酸最好的優點是33 ml。到目前為止,試驗已經進行了14次,已經完全滿足需要,試驗結束。如果有更高的質量要求,可以固定33 ml氫氟酸,硝酸含量進壹步優化。
該實例表明,“最優化方法”不僅能快速、經濟地找到最優方案,而且能修正根據經驗初步確定的不適當範圍的誤差。
因此,該優化方法可廣泛應用於我國的機械加工工業和化學工業,以及許多行業。
由我國著名數學家華同誌創造並推廣的最優化方法,於70年代在京、滬、津、閩、鄂、豫等地推廣。取得了成千上萬的成就。最優化方法以其簡單、科學、普及的特點得到了廣泛的應用。推行全面質量管理以來,由於七大新舊工具和正交試驗等現代管理方法的大力推廣應用,“最優化方法”已不常被提及。我們相信,在QC小組活動蓬勃發展的今天,“最優化方法”將成為解決難題的有效工具,在QC活動中大放異彩,特此向讀者介紹,以示對華教授的深深敬意。