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发布日期: 09/18/2023

在部分析因设计中修改生成规则的示例

使用“筛选设计”平台设计针对五个因子的实验。这些因子包括:

进料速度 - 向反应室添加原材料的数量,以每分钟升数为单位

催化剂(作为百分比)

搅拌速度 - 反应室中推进器的每分钟转数

温度(摄氏度)

反应物的浓度

生产上的约束将实验大小限制为不超过 12 次试验。您决定考虑包含 8 次试验的部分析因设计和包含 12 次试验的 Plackett-Burman 设计。此外,您怀疑以下表述是正确的:

温度*浓度交互作用是活跃的,因此您需要一个不用主效应作为该交互作用的别名的设计。

催化剂*温度* 交互作用不太可能活跃。

搅拌速度*浓度交互作用不太可能活跃。

在构造设计时用到该信息。

创建标准部分析因设计

要创建标准部分析因设计,请执行以下步骤:

指定响应

指定因子手动指定因子

选择设计

指定响应

1. 选择实验设计 > 经典 > 两水平筛选 > 筛选设计

2. 双击“响应名称”下的 Y 并键入反应百分比

请注意,默认“目标”为最大化。目标是最大化响应,但是最小可接受的反应百分比为 90(下限),上限为 100(上限)。

3. 在“下限”下点击并键入 90。

4. 在“上限”下点击并键入 100。

5. 将“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。

要了解完成的“响应”部分,请参见图 10.15。现在指定因子。

指定因子

您可以手动输入因子,也可以自动输入:

要自动输入因子,请使用 Reactor Factors.jmp 数据表:

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

2. 点击“筛选设计”红色小三角并选择加载因子。前进到选择设计

要手动输入因子,请执行以下步骤。

手动指定因子

1. 通过在添加因子数框中输入 5 并点击连续,添加五个连续因子。

2. 将默认因子名称 (X1-X5) 分别改为进料速度催化剂搅拌速度温度浓度

3. 输入每个因子的低值和高值:

进料速度:10,15

催化剂:1,2

搅拌速度:100,120

温度:140,180

浓度:3,6

图 10.15 响应和因子 

Responses and Factors

选择设计

1. 点击继续

2. 从“选择筛选类型”面板中,接受默认选择从部分析因设计列表中选择,然后点击继续

您所指定的因子和水平的设计被列在“设计列表”中(图 10.16)。

图 10.16 五个连续因子的部分析因设计 

Fractional Factorial Designs for Five Continuous Factors

3. 您所要的设计是列表中第一个且碰巧默认已选定(图 10.16)。接受该选择并点击继续

因为您被限制为八次试验且没有分区组因子,最好的设计选项是包含 8 次试验的部分析因设计且没有区组。该设计为 25-2 部分析因设计。它是五个因子的完全析因设计的四分之一。

更改生成规则以获取不同部分

在本例中,您想知道温度*浓度交互作用是否与主效应混杂。使用“显示和修改设计”部分查看您选择的设计的别名结构,可根据需要对其进行更改。

1. 打开“效应别名”部分。

图 10.17 效应别名 

Aliasing of Effects

温度*浓度交互作用(您怀疑是活跃的)与进料速度主效应混杂。您想更改生成规则来构造这样的设计:进料速度与您怀疑不活跃的效应具有别名关系,并且温度*浓度交互作用与主效应不具有别名关系。

2. 打开“更改生成规则”部分。

默认生成规则为您提供完全析因设计的标准(或)四分之一部分。回想一下,您怀疑催化剂*温度搅拌速度*浓度交互作用不太可能活跃。重新定义生成规则以便这两个交互作用与进料速度混杂。重新定义的生成规则为您提供完全析因设计的另一四分之一部分。

3. 请执行以下操作:

温度列中取消选择搅拌速度

浓度列中取消选择催化剂

浓度列中取消选择进料速度

图 10.18 新生成规则 

New Generating Rules

4. 点击应用

图 10.19 已修改的生成规则的“效应别名”部分 

Aliasing of Effects for Modified Generating Rules

在您定义的设计中,进料速度催化剂*温度搅拌速度*浓度混杂。而且,温度*浓度交互作用现在与双因子交互作用催化剂*搅拌速度混杂。

5. 在“输出选项”部分中,接受随机的默认“试验顺序”设置并点击制表

图 10.20 包含八次试验的部分析因设计表 

Eight-Run Fractional Factorial Design Table

该设计表显示您构造的设计。请注意,该表包含您在“筛选”窗口中定义的响应反应百分比的列,您可以在此记录实验结果。

还包含筛选模型实验设计对话框脚本。有关这些脚本的详细信息,请参见制表

分析结果

接着您构造实验、记录数据并分析结果。

1. 选择帮助 > 样本数据文件夹,然后打开 Design Experiment/Reactor 8 Runs.jmp

您可以使用八次试验估计七个效应。在这些效应中,您期望只有几个效应是活跃的。因为您想估计七个效应,因此没有误差的自由度。因为这些原因,您使用“筛选”平台来分析结果。

2. 运行数据表中的筛选脚本。

筛选脚本为您的响应和因子启动“筛选”平台(实验设计 > 经典 > 两水平筛选 > 拟合两水平筛选)

图 10.21 筛选报表示例 

Report for Screening Example

注意:由于 p 值是使用基于模拟的技术获取的,您的 p 值可能不会与此处所示的 p 值精确匹配。

报表显示基于 Lenth t 比的个体和联合 p 值。即使从个体 p 值来看,也没有效应是显著的。半正态图显示这些效应只反映了随机噪声。

有关“筛选”报表的详细信息,请参见““拟合两水平筛选”报表”

需要更多信息?有问题?从 JMP 用户社区得到解答 (community.jmp.com).