因子

在“因子”分级显示项中添加要在定制设计中研究的因子。

提示：填写完“因子”分级显示项后，考虑从红色小三角菜单中选择保存因子。这会将因子名称、角色、更改和值保存到一个数据表中，以便将来重新加载。

图 4.18 “因子”分级显示项 

添加因子

选择因子类型。请参见因子类型。

删除

删除选定的因子。

注意：若您尝试在点击“继续”或“后退”按钮后删除所有因子，仍有一个连续因子保留下来。您可以在添加新因子后删除它。

添加因子数

添加多个因子。输入要添加的因子数，点击添加因子，然后选择因子类型。重复执行添加因子数，添加不同类型的多个因子。

“因子”分级显示项

“因子”分级显示项包含以下列：

名称

因子的名称。在添加因子时，会给因子指定默认名称 X1、X2 等。要更改该名称，双击它，然后输入所需名称。

角色

指定因子的设计角色。因子的“设计角色”列属性将保存至数据表。该属性可确保正确地对因子类型建模。

更改

指示因子水平为“容易”、“困难”还是“极难”更改。点击默认值“容易”对其进行更改。若您将因子指定为“困难”或“极难”更改，您的设计将反映出这些随机化限制。除非“因子”列表包含指定为“困难”的因子，否则不能将因子指定为“极难”。“因子更改”列属性将保存至数据表。请参见更改和随机区组。

值

因子的实验设置。要插入值，点击默认值并输入所需值。

编辑“因子”分级显示项

在“因子”分级显示项中，请注意以下事项：

• 要编辑某个因子名称，双击该因子名称。

• 分类因子的因子名称左侧有一个向下箭头。点击该箭头可添加水平。

• 要删除因子水平，点击该值，再点击删除，然后在文本框外点击。

• 要修改“更改”之下的条目，请点击更改列中的值并选择适当的条目。

• 要编辑某个值，在值列中点击该值。

因子类型

要选择某种因子类型，请点击“定制设计”中的添加因子。

注意：包含各个因子角色的“设计角色”列属性添加到生成的设计表中该因子对应的列中。“设计角色”列属性确保对因子正确建模。

连续

仅限数值数据类型。在符合过程和测量系统的限制条件下，若一个因子在概念上可以设置为您提供的下限与上限之间的任何值，则这样的因子为连续因子。

离散数值

仅限数值数据类型。离散数值因子只能采用一组离散值。这些值具有隐含的顺序。

有 k 个水平（其中，k > 2）的离散数值因子的默认值是整数 1, 2, ..., k。有 k = 2 个水平的离散数值因子的默认值为 -1 和 1。用您计划在实验中使用的设置替换这些默认值。

注意：并不是离散数值因子的所有水平都显示在设计中。而是根据您在“模型”分级显示项中的指定来确定显示的水平。若想在设计中显示所有水平，请考虑使用“筛选设计”平台。

在假设模型中，含 k 个水平的离散数值因子的效应包含该效应中一直到 k-1 阶的多项式项。对于 k 大于 6 的情况，则包含一直到第 5 个水平的幂次。多项式效应（二次幂或更高次幂）的“可估计性”设置为“若可能”。这允许算法使用试验规模所允许的多个水平。若不包含多项式项，则创建仅包含主效应的设计。有关如何在假设模型中处理离散数值因子的详细信息，请参见模型。

“拟合模型”将离散数值因子视为连续预测变量。保存至设计表的“模型”脚本不包含大于二阶的任何多项式项。

分类

数值或字符数据类型。生成的数据表中的数据类型为“分类”。各水平的值排序就是从左到右输入值的顺序。在创建设计数据表后，该排序将保存在“值顺序”列属性中。

分区组

数值或字符数据类型。分区组因子是一种特殊类型的分类因子，它只能作为主效应进入模型。定义分区组因子时，您需要指定每区组试验次数。“每区组试验次数”列属性将保存至设计表。“默认”试验规模始终假定至少有两个区组。若指定的试验规模不是每区组试验次数的整数倍，JMP 将尝试尽可能令设计平衡。通过平衡设计，JMP 可确保每区组至少有两次试验。

协变量

数值或字符数据类型。协变量因子的值是在实验之前已知的实验单元的测量值。选定协变量值是为确保相对于最优性准则所生成的设计是最优的。请参见更改和随机区组和包含难以更改的水平的协变量。

JMP 从包含可用实验单元的已测量过的协变量的打开数据表中获取协变量因子及其值。令该数据表成为您当前的数据表。使用添加因子或点击“协变量候选试验”分级显示项中的选择协变量因子来添加协变量。添加协变量时，将打开当前数据表中列的列表，您可以从该列表中选择包含协变量的列。添加协变量因子会将包含候选行的表加载到“协变量候选试验”分级显示项中。一旦加载，就可以选择要强加到设计中的行。要将选定的协变量行强加到设计中，请使用“设计生成”选项在设计中包括所有选定的协变量行。

若设计中的试验次数少于协变量行数，则设计表会包含协变量行索引列。该列指示协变量表中与每次试验相对应的行。

在某些情况下，您可能需要从较大的一组候选设置中选择较小的一组设计点。例如，对于一大批单元，您可能有多个测量值列（因子）。您想要将每个单元的测量值都视为一个候选试验。从这些候选试验中，您想要优选出一小部分来测量响应。在这种情况下，将所有候选试验的数据表设置为活跃表，选择“添加因子”>“协变量”，然后将所有测量值列输入为协变量。指定需要的试验规模。“定制设计”平台标识设计设置的最优集合。

注意：在包含协变量时，“设计生成”分级显示项包含两个选项。第一个选项允许您指定将协变量表中的选定行纳入设计。第二个选项允许在设计中重复协变量行。

混料

代表混料成分的连续因子。混料因子的各个值的总和必须为一个常数。默认情况下，所有混料因子的值的总和为 1。要将混料成分的总和设置为其他某个正数值，请从红色小三角菜单中选择高级选项 > 混料总和。“混料”列属性将保存至数据表。

常数

数值或字符数据类型。常数因子是其值在实验过程中保持固定不变的因子。常数因子不包含在“模型”分级显示项中，也不包含在保存到数据表的“模型”脚本中。

不受控

数值或字符数据类型。不受控因子是其值在生产过程中不受控制的因子，但却是您想要加入模型的因子。假定您可以记录每次试验的因子值。

设计表中会创建一个具有“连续建模类型”的空列。您可以根据需要在“列信息”窗口中更改该列的“数据类型”和“建模类型”。在该列中输入数据。不受控因子包含在“模型”分级显示项或保存到数据表的“模型”脚本中。

更改和随机区组

指定各次试验之间对因子进行更改的相对难度在工业实验中很有用。当难以更改的因子固定保持某种设置时往往很方便可以执行一些实验。“更改”值为“困难”将生成裂区设计。“更改”值为“极难”将生成裂-裂区设计或双因子裂区设计。

您可以将连续、离散数值、分类和混料因子的“更改”值设置为“困难”和“极难”。要将因子设置为“极难”，列表中必须含有设置为“困难”的其他因子。

您可以将协变量因子的“更改”值设置为“困难”。在这种情况下，所有其他协变量也将设置为“困难”，而其余因子则设置为“容易”。该算法需要结合使用行交换和坐标交换。出于此原因，即便规模适中的设计也需要一些生成时间。

对于包含“困难”或“极难”更改因子的设计，“定制设计”会根据您指定的最优性准则尽力查找最优设计。请参见最优性准则。有关用于生成裂区设计的方法的详细信息，请参见 Jones and Goos (2007)。有关与包含难以更改协变量的设计相关的详细信息，请参见 Jones and Goos (2015)。

图 4.19 显示了一种裂-裂区方案，其中使用了 Cheese Factors.jmp 样本数据表中的因子（该数据表位于 Design Experiment 文件夹中）。

图 4.19 裂-裂区设计的“因子”和“生成设计”分级显示项 

若为一个或多个因子的“更改”值分配了“困难”，但没有为任何因子分配“更改”值“极难”，则会向设计添加一个名为整区的分类因子。此情形生成一个裂区设计：

• 整区每个水平都对应一个区组，这个区组的难以更改的因子的设置不变。

• 设计表中的“模型”脚本将“随机效应”特性应用到因子整区。

• 因子整区分配有“设计角色”列属性，属性值为“随机区组”。

若同时为“更改”值指定“困难”和“极难”，则会向设计添加名为子区和整区的分类因子。此情形生成一个裂-裂区设计：

• 子区的每个水平对应一个区组，这个区组的难以更改的因子的设置不变。

• 整区的每个水平都对应一个区组，这个区组的极难更改的因子的设置不变。

• 设计表中的“模型”脚本将“随机效应”特性应用到整区和子区效应。

• 默认情况下，假定难以更改的因子的水平嵌套在极难更改因子的水平之内。

• 在设计表中，整区和子区这两个因子都分配有“设计角色”列属性，属性值为“随机区组”。

要构造双因子裂区设计，请选择“生成设计”下的难以更改的因子可独立于极难更改的因子发生变化选项。该选项可使难以更改的因子的水平与极难更改的因子的水平交叉。请参见双因子裂区设计。

使用“整区数”和“子区数”文本框指定整区数或子区数的值。这些框初始化为整区和子区的建议数目。有关如何获取这些值的信息，请参见整区和子区数。

有关演示随机区组裂区、裂-裂区和双因子裂区设计的详细信息和方案，请参见包含随机化限制的设计。有关与包含难以更改协变量的设计相关的详细信息，请参见包含难以更改的水平的协变量。

因子列属性

对于每个因子，各个列属性保存在数据表中。您可以在列属性中找到关于这些列属性和相关示例的详细信息。

设计角色

每个因子都分配有“设计角色”列属性。在定义因子时指定的角色确定其“设计角色”列属性的值。在“生成设计”下添加随机区组时，该因子将分配有“随机区组”值。“设计角色”属性反映在对实验数据建模时要如何使用因子。“设计角色”值用在“扩充设计”平台中。请参见设计角色。

因子更改

每个因子都分配有“因子更改”列属性。您在“更改”下指定的值确定其“因子更改”列属性的值。“因子更改”属性反映在对实验数据建模时要如何使用因子。“因子更改”值用在“扩充设计”和“评估设计”平台中。请参见因子更改。

编码

若“角色”为“连续”、“离散数值”，连续的“协变量”或“不受控”，则会保存因子的“编码”列属性。该属性变换因子值，以便低值与高值分别对应于 –1 和 +1。请参见编码。

值顺序

若“角色”为“分类”或“分区组”，将保存因子的“值顺序”列属性。该属性确定因子水平的显示顺序。请参见值顺序。

混料

若“角色”为“混料”，将保存因子的“混料”列属性。该属性指示因子的限值和混料总和。它还支持您选择混料因子的编码。请参见混料。

每区组试验次数

对于分区组因子，指示每个区组中所允许的最多试验次数。在“因子”分级显示项中指定“分区组”因子后，将保存该因子的“每区组试验次数”列属性。请参见每区组试验次数。