定义研究和目标
实验设计中的第一步是定义研究和目标。假定您的雇主经营一家中型咖啡烘焙企业。您需要评估分别冲泡的 12 盎司杯的咖啡的浓度。您的目标是确定哪些因子对咖啡浓度有影响，并找出这些因子的最优设置。
响应
响应是咖啡的浓度。该浓度是使用折射计测量的总溶解固体量。咖啡是使用单杯咖啡滤杯冲泡的，并且是在从咖啡粉中析出液体之后五分钟测量的。
以往的研究表明浓度读数为 1.3 最为理想，而浓度在 1.2 和 1.4 之间也是可接受的。
因子
该研究中共标识了四个因子：研磨、温度、时间和咖啡豆的量。在工作区中的三个测量地点冲泡咖啡。为解释因冲泡位置引起的变异，测量地点作为分区组因子包含在本研究中。下面说明了这些因子：
• 研磨是指研磨的粗细程度。研磨设定为两个水平：Medium（中等）和 Coarse（粗糙）。
• 温度是指水浇注到咖啡粉上的前一刻测量的水温（华氏度）。温度设定为 195 华氏度和 205 华氏度。
• 时间是以分钟计的冲泡时间。时间设定为 3 或 4 分钟。
• 咖啡豆的量是放入锥形过滤器的咖啡量，用每盎司水冲泡的咖啡豆克数来测量。咖啡豆的量设定为 1.6 和 2.4。
• 测量地点是冲泡咖啡的位置。三个测量地点分别标记为 1、2 和 3。
表 3.1 汇总了有关这些因子及其设置的信息。还可以在 Design Experiment 文件夹中的 Coffee Factors.jmp 样本数据表中找到这些因子和水平。
|
因子 |
角色 |
设置范围 |
|---|---|---|
|
研磨 |
分类 |
Medium（中等），Coarse（粗糙） |
|
温度 |
连续 |
195 - 205 |
|
时间 |
连续 |
3 - 4 |
|
咖啡豆的量 |
连续 |
1.6 - 2.4 |
|
测量地点 |
分区组 |
1，2，3 |
请注意以下事项：
• 研磨是包含两个水平的分类因子。
• 温度、时间和咖啡豆的量是连续因子。
• 测量地点是包含三个水平的分区组因子。
所有因子都可变化，可在每次试验中重新设置。该实验没有难以更改的因子。
运行咖啡实验所用的器具显示在图 3.3 中。这是三个冲泡测量地点之一的设置。另外两个测量地点也使用同类型的器具。
图 3.3 咖啡实验器具
试验次数
根据可用的资源和允许的时间，您决定总共可进行 12 次试验。由于共有三个测量地点，每个测量地点可进行 4 次试验。