使用“混料设计”平台为三种化学品创建混料设计。有三种增塑剂(p1、p2 和 p3)构成了用于制作汽车座罩的乙烯基中 79.5% 的成分 (Cornell, 1990)。在这 79.5% 中,各增塑剂分别受到以下约束的限制:0.409 ≤ x1 ≤ 0.849、0 ≤ x2 ≤ 0.252 且 0.151 ≤ x3 ≤ 0.274。Cornell 使用 14 次试验设计来对收集的响应进行二次混料模型拟合。该设计为 3 次极端顶点设计,其中包含在四个顶点和整体重心的重复测量值。
在 JMP 中创建 Cornell 的混料设计
1. 选择帮助 > 样本数据文件夹,然后打开 Plastifactors.jmp。
2. 选择实验设计 > 经典 > 混料设计。
3. 点击“混料设计”红色小三角菜单并选择加载因子。
图 14.19 增塑剂实验的因子和因子约束
4. 点击继续。
5. 在次数框中输入 3。
6. 点击极端顶点设计。
7. 点击制表。JMP 使用 9 个因子设置来生成 JMP 表。
图 14.20 极端顶点混料设计
注意:您的表可能因用于生成设计的随机种子而有所不同。
接下来,您通过复制顶点和整体重心增加了额外的 5 次设计试验,以生成 14 次试验的设计。
8. 为了确定顶点和重心,使用了三元图。从设计表中,选择图形 > 三元图。
9. 选择 p1、p2 和 p3 并点击 X,绘图,然后点击确定。
图 14.21 设计的三元图
10. 突出显示顶点和重心点。
图 14.22 确定顶点和中心点
11. 选择编辑 > 复制,将选定行复制到剪贴板。
12. 点击第 10 行的第一个单元格,然后选择编辑 > 粘贴以将复制的行添加到表。
注意:可使用“定制设计”平台(二次模型、2 个中心点、4 个重复设计和 14 次试验)得到类似的设计。
增塑剂设计和 Cornell 得到的结果(Y 值)在样本数据文件 Plasticizer.jmp 中提供。
为了分析增塑剂实验,使用了样本数据表 Plasticizer.jmp。
1. 选择帮助 > 样本数据文件夹,然后打开 Plasticizer.jmp。
2. 点击数据表左上角的模型脚本旁边的绿色小三角。
完整的“拟合模型”启动窗口随即显示。
注意:当您创建设计时,将模型脚本保存到设计表。
3. 点击运行以查看响应曲面分析。
4. Plasticizer.jmp 包含名为预测公式 Y 的列。在完成分析之后,通过从“响应 Y”红色小三角菜单中选择保存列 > 预测公式可添加该列。
5. 要查看预测公式,请点击列列表中的加号:
0–50.1465*p1 – 282.198*p2 – 911.648*p3 + p2*p1*317.363 + p3*p1*1464.330 + p3*p2*1846.218
注意:这些结果更正了 Cornell (1990) 中报告的系数。
响应曲面的“解”报表显示最大预测值 19.570299 出现在点 (0.63505, 0.15568, 0.20927) 处。
图 14.23 混料响应曲面分析
报表包含预测刻画器。
1. 从预测刻画器,您可以看到交叉效应如何显示为预测迹线中的曲率。当您更改一个成分的值(拖动红线)时,其他两个成分的值会向相反方向移动以保持其比例和整体混料约束不变(成分之和必须为 100%)。
注意:预测刻画器迹线的轴范围为因子 p1、p2 和 p3 的上限和下限。当您探索某成分的效应且达到第二个成分的限值时,它将无法进一步移动,而仅更改第三个变量来保持混料约束不变。
2. 要在可见的刻画曲线上显示考虑所有三个成分的水平的边界,请点击“预测刻画器”红色小三角菜单并选择边界刻画 > 边界处停止。
3. 要优化混料成分,请点击“预测刻画器”红色小三角菜单并选择优化和意愿 > 意愿函数。
4. 点击“预测刻画器”红色小三角菜单并选择优化和意愿 > 最大化意愿以获取最大 Y 的最优因子设置。
该刻画器显示最优设置(已四舍五入):p1 为 0.6350、p2 为 0.1557,p3 为 0.2093,这些设置给出的估计响应为 19.5703。
图 14.24 针对混料分析示例的刻画器中的最大意愿
“拟合模型”报表也包含一个混料刻画器,可用于直观演示和优化混料实验中的响应曲面。许多功能都与“等高线刻画器”中的功能相同,但有些功能是“混料刻画器”特有的:
• 三元图代替了笛卡尔图,该图可支持您一次查看三个混料因子。
• 若有超过三个因子,可通过单选按钮来选择要标绘的因子。
• 若对因子有约束,您可以在“下限”列和“上限”列中分别输入其下限和上限。该设置为刻画器中的非可行域着色。
点击“响应 Y”红色小三角并选择因子刻画 > 混料刻画器,以查看增塑剂数据的混料刻画器。
图 14.25 增塑剂示例的混料刻画器