1.3  实验方法 — 均匀设计法

1.3.1  概念

橡胶配方设计是一个全方位的问题，常用的方法有正交设计和组合设计，但是其试验次数比较多，工作量大、实验费用高、周期长、认为误差及偶然因素多，在实际应用过程存在一定的缺陷。

均匀设计法是我国著名的数学家方开泰教授和王元院士于1978年应用数论而创立的一种新的试验设计法[11], 已在国防、科技[12]、工业[13]、农业[14]等领域有了成效显著的应用。与正交试验法应用正交表设计试验方案一样,均匀设计法也必须应用制作出的表安排试验, 即均匀设计表。正交试验法具有均匀分散, 整齐可比等特点, 均匀设计法只考虑试验点在试验范围内更均匀分散而不考虑整齐可比, 此时的试验次数比正交试验法[15]大大减少，但所测出的相关试验数据不能直接在表上处理，必须用回归分析来处理数据。

1.3.2  结果统计分析方法

试验次数少和要用回归分析是均匀设计法的特点。橡胶配方试验是多因素试验, 要得到性能-组分关系的经验公式必须借助回归分析法拟合配方试验数据。但一般认为橡胶配方性能用二次多项式模型拟合就足够了。 因此,，多元线性或二次回归分析是常用的方法。当多水平多因素试验使用二次回归试验设计时, 均匀设计法更有优越性。橡胶工业界应用均匀设计法处于起步阶段, 近年来见之期刊和会议的仅有为数甚少的几篇论文。

均匀设计的实施经常用一个均匀表Um(mn) 来实现，m为试验次数， n为所处理的因素(变量)。实验结果的统计分析，由于均匀表没有整齐的可比性，分析不能用方差分析法，可采用直观分析法和回归分析法[16]。直观分析法：如果试验目的只是为了寻找一个可行的试验方案或确定适宜试验范围，就可以采用直观分析法，直接对所得到的几个试验结果进行比较，从中挑出试验指标最好的试验点。由于均匀设计的试验点分布均匀，用上述法找到的试验点一般距离最佳试验点也不会很远，所以该法是一种非常有效的方法。回归分析法：均匀设计的回归分析一般为多元回归分析，通过回归分析可以确定试验指标与影响因素之间的数学模型，确定因素的主次顺序和优方案等。但直接根据试验数据推导数学模型，计算量很大，一般需借助相关的计算机软件进行分析计算。