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ここでは、データはまだないものの、未知パラメータに関して何らかの事前情報がある例を紹介します。この例では、化学反応における中間生成物の相対収率(「収率」)をモデル化します。相対収率は時間と温度の関数になっています。Box and Draper(1987)を参照してください。
1.
[ヘルプ]>[サンプルデータライブラリ]を選択し、「Design Experiment」フォルダの「Reaction Kinetics Start.jmp」を開きます。
予測値の列である「反応温度」「反応時間」には、「コード変換」、「因子の役割」、および「因子の変更」プロパティがあります。これらのプロパティを確認するには、「列」パネルのをクリックします。計画が作成される際、プロパティによって、予測値が扱われる方法が決まります。列プロパティを保存する方法については、「列プロパティ」章(671ページ)を参照してください。
「収率」列は、実験を行った後に応答値を入力するための列です。
「収率モデル」列は、モデルの計算式が含まれています。この計算式は、説明変数と応答変数(「収率」)との関係を示しています。「列」パネルのをクリックすると、計算式が表示されます。パラメータt1とt3に関して計算式は非線形です。
3.
「収率」を選択し、[Y, 応答変数]をクリックします。
4.
「収率モデル」を選択して[X, 予測式列]をクリックします。
5.
[OK]をクリックします。
この例では、「コード変換」列プロパティで、「反応温度(Reaction Temperature)」の値が510~540、「反応時間(Reaction TIme)」が0.1~0.3と指定されました。「因子」アウトラインで直接、妥当な値の範囲を指定することもできます。
図23.2 設定後のReaction Kinetics実験のアウトライン
8.
[計画の作成]をクリックします。
9.
[テーブルの作成]をクリックします。
図23.3 計画のデータテーブル
計画のデータテーブルのような計画が作成されます。実験の順序、「反応温度」「反応時間」の値、および「収率モデル」の計算値に関して、実際の結果はここで示しているものとは異なったものになります。「収率モデル」には計算式が含まれているため、その計算値がこの列に表示されます。また、データテーブルには、「モデル」スクリプトが含まれていて、これを使って、観測値に非線形モデルをあてはめることができます。
これで計画のデータテーブルが完成したので、実験を実施し、応答を「収率」列に記録していきます。この計画で観測された結果は、「Design Experiment」フォルダ内の「Reaction Kinetics.jmp」データテーブルに含まれています。
1.
[ヘルプ]>[サンプルデータライブラリ]を選択し、「Design Experiment」フォルダの「Reaction Kinetics.jmp」を開きます。
2.
「反応温度」「Y」ゾーンにドラッグ&ドロップします。
3.
「反応時間」「X」ゾーンにドラッグ&ドロップします。
図23.4 計画の設定
6.
[終了]をクリックします。
図23.5 密度等高線で描いた計画の設定
メモ: 第 1 步から第 4 步までは、「モデル」スクリプトを使用しても実行できます。
2.
「収率」を選択し、[Y, 応答変数]をクリックします。
3.
「収率モデル」を選択して[X, 予測式列]をクリックします。
4.
[OK]をクリックします。
5.
「設定パネル」の[実行]をクリックします。
6.
「非線形回帰のあてはめ」の赤い三角ボタンをクリックし、メニューから[プロファイル]>[プロファイル]を選択します。
7.
収率を最大にするため、「予測プロファイル」の赤い三角ボタンをクリックし、[最適化と満足度]>[満足度の最大化]を選択します。
図23.6 収率が最大になる時間と温度の設定