单纯形序贯法优化试验的基本程序包括三方面:初始单纯形的建立、单纯形序贯优化过程和试验信息及其处理。主要步骤可归纳如下:
1.确定试验指标
试验设计前,必须明确试验目的、试验要解决的问题。有时一项试验不止一个试验指标,这时,就要抓主要指标,集中力量通过试验去解决这一问题。试验指标一经确定,就应把衡量和评价试验指标的原则、标准、测定的方法、仪器的种类和精度等确定下来,然后才能按试验程序进行试验。
2.确定因素及水平
选择因素时,首先要根据专业知识、以往的结论和试验经验,尽可能全面地考虑影响试验指标的诸因素,然后根据试验要求和尽量少选因素的原则,选定试验因素。要考虑对试验指标影响大的因素、尚未完全掌握其规律的因素和未曾被考查研究过的因素,其他因素应尽量少选或不选。
试验因素水平,宜少不宜多。用单纯形序贯法,对于m个因素的试验,因素水平最多不可超过m+1个水平,否则超过部分的水平无效。
3.确定初始单纯形
根据已确定的因素、初值、步长和界限,可选择适当的初始单纯形表格,建立初始单纯形。初始单纯形建立的方法,有比值增进法、平均水平法和加减步长法等。这些方法,各有其特点,一般采用平均水平法为宜,既方便又易记忆。
初始单纯形表格与正交设计表不同,它的试验次数,仅决定于试验因素的多少,与因素水平无关。m个试验因素具有m+1个初始试验点。
4.优化过程
初始单纯形确定之后,就进入单纯形序贯的优化过程。遵循一定的优化路径,逐渐寻求最优点。后一阶段的优化是在前一阶段优化基础上进行的,按照一定的逻辑判断,采用不同的规则(反射、扩张、缩小、收缩)使单纯形在m维空间向前推移,序贯优化达到最佳区域。
优化过程中,无须研究人员干预,试验因素的水平值,由前面的试验结果,经简单计算给定,如此反复循环,直至实现优化指标为止。
5.信息及其处理
人们都希望用少量的试验获得更多的信息,使试验更加有价值。试验信息,有直接信息和间接信息,对试验结果不加处理的直观信息,是初步的、少量而粗糙的结果。经二次加工处理,可获得许多更有价值的结果,它是精确的、本质的结论。
单纯形序贯法试验优化结果,主要是确定最佳的试验结果、最佳的工艺条件(最佳因素水平)、最佳区域、因素的主次及因素效应等。