Создайте план Бокса–Бенкена

Запланируйте опыты в серединах рёбер и центре для изучения криволинейного отклика.

Руководства · Планирование эксперимента (DOE) · 4 мин чтения

Названия команд приложения, идентификаторы рабочих листов и значения данных примеров сохраняют исходное написание. Снимки экрана, графики и загружаемые файлы представлены на английском языке.

Пример: смешивание краски

Команда планирует менять температуру смешивания, скорость мешалки и время смешивания для независимо приготовленных партий краски. План содержит 12 сочетаний в серединах рёбер и три центральных опыта. Вязкость будет измеряться в mPa·s.

Загрузить каталог факторов (CSV)

Это тот же пример, что и в Help. CSV содержит определения факторов для ручного ввода на вкладке Inputs; импорт не настраивает план. Используйте Open example in a practice copy в Help для предварительного заполнения настроек примера.

1. Создайте рабочее пространство

На боковой панели откройте Design of Experiments и создайте анализ. Назовите его, выберите New blank worksheet, затем Create analysis. Каталог факторов служит справкой; для этой задачи не требуется импортировать измеренные данные.

2. Выберите план

На вкладке Inputs выберите Create design для Task и Response surface designs для Design family. Выберите Box–Behnken для Study type.

3. Введите факторы

В разделе Factors используйте Add factor или удаляйте строки, пока не останется 3 фактора. Сохраните приведённый ниже порядок. Для каждого фактора установите Type в Numeric.

Введите приведённые ниже значения Factor name, Unit, Low и High.

ФакторИмя фактораЕдиницаНижний уровеньВерхний уровень
Amix_temperature_c°C2040
Bimpeller_speed_rpmrpm400800
Cmixing_time_minmin816

4. Задайте план выполнения опытов

Введите 1 в Complete replicates и 3 в Center points per design. Выберите Unblocked для Blocks. Отметьте Randomize within blocks и введите 42 в Random seed.

В предварительном просмотре должно отображаться Expected 15 runs in 1 block(s).

Design of Experiments: Inputs с выбранными столбцами и настройками примера
Inputs для Response surface designs с границами факторов, повторами, центральными точками, блоками и начальным значением генератора для этого плана. Посмотреть изображение в полном размере (в новой вкладке)

5. Сгенерируйте план

Выберите Generate design. Откроется новый рабочий лист с рандомизированным планом опытов и пустым столбцом Response 1. Откройте Results, чтобы проверить сводку плана и полный лист опытов. Храните это сгенерированное исследование отдельно от примера анализа зарегистрированных результатов.

6. Интерпретируйте результаты

  1. Проверьте план опытов

    Сводка плана показывает 15 опытов: 12 сочетаний в серединах рёбер и три центральных опыта в одном блоке. В каждой точке ребра два фактора находятся на своих нижних или верхних уровнях, а третий — в середине своего диапазона. Вязкость ещё не измерялась.

  2. Прочитайте первый опыт

    Порядку выполнения 1 соответствует опыт 13 по стандартному порядку — центральная точка. Его настройки: 30 °C, 600 rpm и 12 минут. Центральная точка может появиться в любом месте рандомизированного порядка; её не требуется выполнять последней.

  3. Учитывайте область плана

    Этот план не проверяет сочетания, в которых каждый из трёх факторов находится на своей нижней или верхней границе. Прогноз модели в непроверенной вершине имеет меньшую прямую экспериментальную поддержку, чем результат в исследованной точке. Перед выбором области исследования проверьте полный лист опытов.

  4. Проведите и зарегистрируйте исследование

    Готовьте независимые партии краски в сгенерированном порядке выполнения. Измерьте вязкость каждой партии и введите её в Response 1 напротив фактического идентификатора опыта. Сохраняйте типы точек вместе с настройками факторов; рандомизированный порядок строк другого эксперимента не подходит для сопоставления откликов.

Подробнее: прочитайте каждый раздел результатов

Полные таблицы результатов используют шесть значащих цифр, как в Help.

Сводка плана

Семейство обозначает вид плана. Число опытов — общее количество, 15; базовое число опытов генератора — 15. Повторы и блоки отражают выбранную структуру. Фактическое начальное значение генератора — 42; для воспроизведения плана сохраните вместе с ним версию генератора. Альфа относится к осевому расстоянию центрального композиционного плана. Разрешающая способность описывает смешение эффектов в дробном факторном плане; прочерк означает неприменимость показателя.

Сводка плана · 9 строк
СтатистикаЗначение
СемействоBox–Behnken
Опыты15
Базовые опыты15
Повторы1
Блоки1
Альфа—
Разрешающая способность—
Фактическое начальное значение генератора42
Версия генератораdoe-v2.1
  • Недоступные настройки показаны как —; сохранённые строки плана остаются определяющим источником.

Настройки факторов

Каждая строка содержит имя фактора, тип для моделирования, единицу и введённые нижнюю и верхнюю границы. Все факторы здесь числовые. Прочерк в столбце уровней означает, что дополнительный явный список уровней не вводился. Середины диапазонов — настройки факторов для центральных опытов, а не измеренные отклики.

Настройки факторов · 3 строки
ФакторТипЕдиницаНижний уровеньВерхний уровеньУровни
mix_temperature_cчисловое°C2040—
impeller_speed_rpmчисловоеrpm400800—
mixing_time_minчисловоеmin816—

Лист опытов

Все сгенерированные опыты показаны в порядке выполнения. Идентификатор строки обозначает опыт; стандартный порядок — его позицию в плане; порядок выполнения — запланированную последовательность. Блок объединяет опыты, а повтор обозначает повторные планы. Тип точки различает факторные, звёздные (осевые), рёберные или центральные точки, где применимо. Остальные столбцы содержат фактические настройки факторов в указанных единицах. Столбец Response 1 сгенерированного рабочего листа изначально пуст; значений отклика в этом плане нет.

Лист опытов · 15 строк
Идентификатор строкиСтандартный порядокПорядок выполненияБлокТип точкиПовторmix_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. Создайте отчёт

Сохраните Design summary, Factor settings и полный Run sheet. Запишите фактическое начальное значение генератора, его версию, единицы и запланированный порядок выполнения. Этот отчёт документирует план; измеренные отклики и их анализ добавьте отдельно после проведения исследования.

Выберите Add to report в завершённом анализе. Откройте Choose individual items and advanced options для выбора таблиц и графиков, затем выберите Add to draft. Скрытые элементы остаются в сохранённом анализе.

Назовите отчёт и добавьте цель исследования и свою интерпретацию. Выберите Save, просмотрите Preview, затем используйте Export → Download HTML. Пример ниже содержит весь выбранный материал, включая результаты за пределами одного экрана.

Этот отчёт создан в приложении и представлен на английском языке. Полный вывод приложения для этого примера Help, включая применимые таблицы, графики и примечания к расчёту. Числа в отчёте используют точность отображения приложения. Экспортируемые графики статичны. На узких экранах прокручивайте широкие графики и таблицы по горизонтали.
Посмотреть пример отчёта: Создайте план Бокса–Бенкена: смешивание краски

Мы используем Microsoft Clarity, чтобы понимать, как посетители пользуются сайтом, включая записи сеансов и тепловые карты. Вы можете пользоваться сайтом без согласия на аналитику.

Ваш выбор сохраняется в этом браузере шесть месяцев. Уведомление о конфиденциальности

Текущий выбор: Не выбрано.