发布日期: 09/18/2023

创建设计

实验设计中的下一步是创建设计。使用实验设计工作流程:描述、指定、设计中概括的设计工作流程中的步骤:

定义响应和因子

指定模型

生成设计

评估设计

制表

定义响应和因子

在出现的第一个部分中,输入有关响应和因子的信息。

响应

1. 选择实验设计 > 定制设计

2. 双击“响应名称”下的 Y 并键入浓度

请注意,默认“目标”为最大化。您的目标是找到实现咖啡冲泡目标浓度为 1.3(介于 1.2 到 1.4 的限值之内)的因子设置。

3. 点击默认“目标”最大化并将其更改为匹配目标值

图 3.4 将“匹配目标值”选作“目标” 

Selection of Match Target as the Goal

4. 下限下点击并键入 1.2。

5. 上限下点击并键入 1.4。

6. 重要性下面的区域留空。

由于只有一个响应,默认为该响应的“重要性”指定 1。

已完成的“响应”部分显示在图 3.5 中。

因子

手动输入因子,或通过包含因子和设置的预存表输入因子。若要设计的是一个新实验,您必须首先手动输入因子。一旦使用“保存因子”选项将因子保存至数据表,即可使用保存的表来加载这些因子。

对于本例,您可以在两个选项中任选其一。请参见手动输入因子使用加载因子输入因子

手动输入因子

1. 点击添加因子 > 分类 > 2 水平

2. 键入研磨,代替默认名称 X1

请注意,“角色”按要求设置为“分类”。“更改”属性默认设置为“容易”,指示可以为每次试验重置研磨设置。

3. 点击默认值 L1 和 L2,将其分别更改为“Coarse”和“Medium”。

4. 添加因子数旁边键入 3。然后点击添加因子 > 连续

5. 键入因子名称和值,代替默认条目:

温度(195 和 205)

时间(3 和 4)

咖啡豆的量(1.6 和 2.4)

6. 点击添加因子 > 分区组 > 每个区组 4 次试验

回想一下您的试验预算允许进行 12 次试验。您想要在三个测量地点之间平均分配试验次数。

7. 键入测量地点,代替默认名称 X5

请注意,“角色”设置为“分区组”,并且仅显示“值”的一个设置。这是因为在尚未指定所需的试验次数之前 JMP 无法确定区组数。一旦在“生成设计”部分中指定了“试验次数”,JMP 会将测量地点水平数更新为所需数目。

图 3.5 已完成因子 

Completed Factors

8. 点击继续

以下部分将添加到“定制设计”窗口:

定义因子约束(本例未使用)

模型

别名项

生成设计

使用加载因子输入因子

使用包含因子信息的表输入因子:

1. 点击“定制设计”红色小三角并选择加载因子

2. 选择帮助 > 样本数据文件夹,然后打开 Design Experiment/Coffee Factors.jmp

加载因子之后,“定制设计”窗口将更新以显示更多部分:

定义因子约束(本例未使用)

模型

别名项

生成设计

定义因子约束

一旦手动输入因子并点击了“继续”,或是一旦从因子表加载了因子,即显示“定义因子约束”部分。添加因子约束(若有)是“定义响应和因子”步骤中的一部分。由于本设计对因子设置没有任何约束,请不要更改该部分。

指定模型

模型

图 3.7 显示“模型”部分。在“模型”部分中,您可以指定假设模型,其中包含您要估计的效应。请参见指定。显示的列表默认将所有主效应显示为必需,指示该设计能够估计所有主效应。由于您此时主要关注的是因子的主效应,所以您不需要向“模型”部分添加任何效应。

图 3.6 仅包含主效应的模型 

Model with Main Effects Only

用于复制结果的步骤(可选)

由于“定制设计”算法是从随机起始设计开始的,所以您的设计可能与图 3.8 中显示的设计有所不同。要获得包含完全相同试验数的设计,请在生成设计之前设置随机种子和开始数:

1. 点击“定制设计”红色小三角并选择设置随机种子

2. 键入 569534903。

3. 点击确定

4. 点击“定制设计”红色小三角并选择开始数

5. 键入 100。

6. 点击确定

注意:设置“随机种子”和“开始数”将精确重现本例中显示的设计。但是,设计表中的行顺序可能不同。自行构造设计时,这些步骤不是必需的。

生成设计

在“生成设计”部分中,您可以输入有关设计的结构和大小的其他详细信息。“默认值”设计显示为包含 12 次试验。回想一下您的设计预算允许进行 12 次试验(试验次数)。

图 3.7 生成设计 

Design Generation

1. 点击制作设计

“设计”和“设计评估”部分将添加到“定制设计”窗口中。“输出选项”面板也会显示出来。

“设计”部分显示该设计(图 3.8)。若您未按用于复制结果的步骤(可选)中所述设置随机种子和开始数,您的设计可能不同于图 3.8 中的设计。这是因为用于生成设计的算法是从随机起始设计开始的。

图 3.8 咖啡实验设计 

Design for Coffee Experiment

评估设计

“设计评估”部分提供多种评估设计的方法。这是一个重要的主题,但为简便起见,本例的上下文中并未涉及。请参见“评估设计”

制表

使用“输出选项”面板指定数据表中的试验顺序。默认选择区组内随机即为合适的选项。这种选择将以随机顺序为各个测量地点安排各次试验。

图 3.9 输出选项 

Output Options

1. 点击制表

图 3.10 中显示的数据表随即打开。请记住,若您未按用于复制结果的步骤(可选)中所述设置随机种子和开始数,您的设计可能有所不同。您的设计表代表备择最优设计。

图 3.10 定制设计表 

Custom Design Table

请注意“列”面板中因子和响应右侧的星号。这些星号指示列属性已保存至数据表中的列。这些列属性用在数据分析中。请参见“因子”“因子列属性”

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