Crea un diseño Box–Behnken

Planifica ensayos en los puntos medios de las aristas y en el centro para estudiar una respuesta con curvatura.

Guías · Diseño de experimentos (DOE) · 4 min de lectura

Los comandos de la aplicación, los identificadores de las hojas de trabajo y los valores de los datos de ejemplo conservan su redacción original. Las capturas de pantalla, los gráficos y las descargas están en inglés. Los ejemplos conservan la notación numérica original en inglés: punto decimal y coma como separador de millares.

Ejemplo: mezclado de tinta

El equipo planea variar la temperatura de mezclado, la velocidad del impulsor y el tiempo de mezclado de lotes de tinta preparados de forma independiente. El diseño tiene 12 combinaciones en los puntos medios de las aristas y tres ensayos centrales. La viscosidad se medirá en mPa·s.

Descargar el catálogo de factores (CSV, en inglés)

Es el mismo ejemplo que se utiliza en Help. El CSV enumera las definiciones de los factores que debes introducir manualmente en Inputs; importarlo no configura el diseño. Utiliza Open example in a practice copy en Help para rellenar previamente los ajustes del ejemplo.

1. Crear el espacio de trabajo

En la barra lateral, abre Design of Experiments y crea un análisis. Ponle un nombre, selecciona New blank worksheet y elige Create analysis. El catálogo de factores es una referencia; no es necesario importar datos de mediciones para esta tarea.

2. Elegir el diseño

En Inputs, elige Create design en Task y Response surface designs en Design family. Elige Box–Behnken en Study type.

3. Introducir los factores

En Factors, utiliza Add factor o elimina una fila hasta que haya 3 factores. Mantén el orden siguiente. Establece Type en Numeric para todos los factores.

Introduce los valores siguientes de Factor name, Unit, Low y High.

FactorNombre del factorUnidadInferiorSuperior
Amix_temperature_c°C2040
Bimpeller_speed_rpmrpm400800
Cmixing_time_minmin816

4. Definir el plan de ensayos

Introduce 1 en Complete replicates y 3 en Center points per design. Elige Unblocked en Blocks. Marca Randomize within blocks e introduce 42 en Random seed.

La vista previa debe mostrar Expected 15 runs in 1 block(s).

Design of Experiments: Inputs con las asignaciones y la configuración del ejemplo
Vista de Inputs de Response surface designs en inglés con los límites de los factores, las réplicas, los puntos centrales, los bloques y la semilla de este plan de ensayos. Ver imagen a tamaño completo (se abre en una nueva pestaña)

5. Generar el diseño

Elige Generate design. Se abre una hoja de trabajo nueva con el plan de ensayos aleatorizado y una columna Response 1 vacía. Abre Results para examinar el resumen del diseño y la hoja de ensayos completa. Mantén este estudio generado separado del ejemplo de análisis registrado.

6. Interpretar los resultados

  1. Comprobar el plan de ensayos

    El resumen del diseño muestra 15 ensayos: 12 combinaciones en los puntos medios de las aristas y tres ensayos centrales, en un bloque. En cada punto de arista, dos factores están en sus ajustes inferiores o superiores y el tercero está en su punto medio. Todavía no se ha medido ninguna viscosidad.

  2. Leer el primer ensayo

    El orden de ejecución 1 corresponde al ensayo de orden estándar 13, un punto central. Sus ajustes son 30 °C, 600 rpm y 12 minutos. Un punto central puede aparecer en cualquier posición del orden aleatorizado; no tiene que realizarse al final.

  3. Tener presente la región del diseño

    Este diseño no ensaya combinaciones con los tres factores en sus extremos. Una predicción del modelo en un vértice no ensayado tiene menos respaldo experimental directo que un resultado en un ajuste muestreado. Comprueba la hoja de ensayos completa antes de elegir una región que estudiar.

  4. Realizar y registrar el estudio

    Prepara lotes de tinta independientes siguiendo el orden de ejecución generado. Mide la viscosidad de cada lote e introdúcela en Response 1 junto a su ID de ensayo real. Conserva juntos los tipos de punto y los ajustes de los factores; el orden aleatorizado de las filas de otro experimento no es una asignación válida de respuestas.

Más detalles: leer cada sección de resultados

Las tablas de resultados completas utilizan seis cifras significativas, como en Help.

Resumen del diseño

La familia identifica el diseño. El número total de ensayos es 15; los ensayos base son el recuento base del generador, 15. Las réplicas y los bloques registran la estructura elegida. La semilla real es 42; conserva con ella la versión del generador para reproducir el plan. Alfa corresponde a la distancia axial en un diseño compuesto central. La resolución describe la confusión de efectos en un factorial fraccionado; una raya significa que el estadístico no es aplicable.

Resumen del diseño · 9 filas
EstadísticoValor
FamiliaBox–Behnken
Ensayos15
Ensayos base15
Réplicas1
Bloques1
α—
Resolución—
Semilla utilizada42
Versión del generadordoe-v2.1
  • Los ajustes no disponibles se muestran como —; las filas del diseño guardado siguen siendo la referencia definitiva.

Ajustes de los factores

Cada fila indica el nombre del factor, el tipo de modelado, la unidad y los límites inferior y superior introducidos. Todos los factores aquí son numéricos. Una raya en los niveles significa que no se introdujo una lista explícita de niveles adicionales. Los puntos medios son ajustes de factores para los ensayos centrales, no respuestas medidas.

Ajustes de los factores · 3 filas
FactorTipoUnidadInferiorSuperiorNiveles
mix_temperature_cnumérico°C2040—
impeller_speed_rpmnuméricorpm400800—
mixing_time_minnuméricomin816—

Hoja de ensayos

Se muestran todos los ensayos generados en orden de ejecución. El ID de fila identifica un ensayo; el orden estándar identifica su posición en el diseño; el orden de ejecución indica su secuencia prevista. El bloque agrupa los ensayos y la réplica identifica las repeticiones del diseño. El tipo de punto distingue los puntos factoriales, estrella (axiales), de arista o centrales, según corresponda. Las demás columnas contienen los ajustes reales de los factores en sus unidades indicadas. Response 1 comienza vacía en la hoja de trabajo generada; este plan no contiene valores de respuesta.

Hoja de ensayos · 15 filas
ID de filaOrden estándarOrden de ejecuciónBloqueTipo de puntoRéplicamix_temperature_cimpeller_speed_rpmmixing_time_min
doe-131311center13060012
doe-121221edge13080016
doe-151531center13060012
doe-141441center13060012
doe-9951edge1304008
doe-6661edge12060016
doe-7771edge1406008
doe-101081edge13040016
doe-111191edge1308008
doe-11101edge12040012
doe-55111edge1206008
doe-33121edge14040012
doe-88131edge14060016
doe-22141edge12080012
doe-44151edge14080012

7. Crear un informe

Conserva Design summary, Factor settings y la Run sheet completa. Anota la semilla real, la versión del generador, las unidades y el orden de ejecución previsto. Este informe documenta un diseño; añade por separado las respuestas medidas y su análisis después de realizar el estudio.

Selecciona Add to report de la ejecución completada. Abre Choose individual items and advanced options para seleccionar tablas y gráficos y, a continuación, selecciona Add to draft. Los elementos ocultos se conservan en el análisis guardado.

Asigna un nombre al informe y añade el objetivo del estudio y tu interpretación. Selecciona Save, revisa Preview, y después utiliza Export → Download HTML. El ejemplo siguiente contiene todo el contenido seleccionado, incluidos los resultados que no caben en una sola pantalla.

Este informe se ha generado en la aplicación y está en inglés. Salida completa de la aplicación para este ejemplo de Help, incluidas las tablas, los gráficos y las notas de ejecución que correspondan. Los números del informe utilizan la precisión numérica mostrada en la aplicación. Los gráficos exportados son estáticos. En pantallas estrechas, desplázate horizontalmente por los gráficos y las tablas anchos.
Ver informe de ejemplo: Crea un diseño Box–Behnken: mezclado de tinta

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