Создание центрального композиционного плана

Запланируйте опыты в вершинах, осевых и центральных точках для изучения кривизны отклика.

Руководства · Планирование эксперимента (DOE) · Чтение: 4 мин

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

Пример: Стойкость покрытия

Команда планирует варьировать температуру сушки, скорость воздуха и время сушки панелей с покрытием. В гранецентрированном плане условия остаются в пределах введённых нижних и верхних уровней. Потерю массы при истирании будут измерять в mg; меньшая потеря означает меньшее количество материала, удалённого в этом испытании.

Скачать каталог факторов (CSV)

Этот же пример используется в Help. CSV перечисляет определения факторов для ручного ввода на вкладке Inputs; импорт не настраивает план. Используйте Open example in a practice copy в Help, чтобы предварительно заполнить настройки примера.

1. Создайте рабочую область

На боковой панели откройте Design of Experiments и создайте анализ. Задайте ему имя, выберите New blank worksheet, затем нажмите Create analysis. Каталог факторов — справочный материал; импортировать измерения для этой задачи не нужно.

2. Выберите план

На вкладке Inputs выберите Create design в поле Task и Response surface designs в поле Design family. Выберите Central composite в поле Study type.

3. Введите факторы

В разделе Factors добавляйте факторы кнопкой Add factor или удаляйте строки, пока не останется 3 фактора. Сохраните приведённый ниже порядок. Для каждого фактора в поле Type выберите Numeric.

Введите следующие значения Factor name, Unit, Low и High.

ФакторИмя фактораЕдиницаНижний уровеньВерхний уровень
Adrying_temperature_c°C5575
Bair_speed_m_per_sm/s12
Cdrying_time_minmin1220

4. Задайте план опытов

Введите 1 в поле Complete replicates и 6 в поле Center points per design. Выберите Unblocked в поле Blocks. В поле CCD construction выберите Face-centered, а в поле Factorial cube — Full cube. Введите 1 в поле Custom alpha. Установите флажок Randomize within blocks и введите 42 в поле Random seed.

В предварительном просмотре должны появиться Expected 20 runs in 1 block(s) и Axial distance α = 1. Здесь альфа — расстояние в плане, а не уровень статистической значимости.

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

5. Сгенерируйте план

Нажмите Generate design. Откроется новый рабочий лист с рандомизированным планом опытов и пустым столбцом Response 1. Откройте Results, чтобы проверить сводку плана и полную таблицу опытов. Храните этот сгенерированный план отдельно от примера анализа записанного эксперимента.

6. Интерпретируйте результаты

  1. Проверьте план опытов

    В сводке плана указано 20 опытов: восемь вершин факторного куба, шесть осевых точек в центрах граней и шесть центральных опытов в одном блоке. План включает условия, необходимые для квадратичной модели. Потеря массы при истирании ещё не измерена.

  2. Прочитайте первый опыт

    Опыт с порядком проведения 1 — это опыт 8 по стандартному порядку, факторная точка. Его условия: 75 °C, скорость воздуха 2 m/s и 20 минут. Следуйте порядку проведения; стандартный порядок указывает место точки в структуре плана.

  3. Понимание осевых и центральных точек

    В осевой точке один фактор переводится на крайний уровень, а два остальных остаются на серединах своих диапазонов. Центральные условия — 65 °C, 1.5 m/s и 16 минут. Альфа равна 1, поэтому осевые условия остаются на введённых границах. Независимо подготовленные центральные панели помогают оценить изменчивость между повторными опытами.

  4. Проведите и запишите исследование

    Убедитесь, что все условия осуществимы, затем следуйте рандомизированному порядку. Вносите каждую вновь измеренную потерю массы при истирании в Response 1 напротив опыта с соответствующей панелью. Сохраняйте типы точек и условия факторов вместе с откликами; сгенерированный план не доказывает стойкость покрытия.

Подробнее: прочитайте каждый раздел результатов

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

Сводка плана

Family обозначает центральный композиционный план. Runs равно 20: восемь вершин факторного куба, шесть осевых точек в центрах граней и шесть центральных точек. Replicates равно 1, Blocks равно 1. Actual seed равно 42; сохраните Generator version для воспроизведения плана. Alpha — осевое расстояние в кодированных единицах, здесь 1; это не уровень значимости. Строка Resolution к этому центральному композиционному плану неприменима.

Сводка плана · 9 строк
СтатистикаЗначение
СемействоCentral composite
Опыты20
Базовые опыты20
Повторы1
Блоки1
Альфа1
Разрешающая способность—
Фактическое начальное значение генератора42
Версия генератораdoe-v2.1
  • Недоступные настройки показаны как —; сохранённые строки плана остаются определяющими.

Настройки факторов

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

Настройки факторов · 3 строки
ФакторТипЕдиницаНижнееВерхнееУровни
drying_temperature_cчисловое°C5575—
air_speed_m_per_sчисловоеm/s12—
drying_time_minчисловоеmin1220—

Лист опытов

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

Лист опытов · 20 строк
ID строкиСтандартный порядокПорядок выполненияБлокТип точкиПовторdrying_temperature_cair_speed_m_per_sdrying_time_min
doe-8811factorial175220
doe-131321star1651.512
doe-3331factorial155212
doe-101041star1751.516
doe-151551center1651.516
doe-171761center1651.516
doe-141471star1651.520
doe-202081center1651.516
doe-5591factorial175112
doe-99101star1551.516
doe-1212111star165216
doe-1818121center1651.516
doe-1919131center1651.516
doe-1616141center1651.516
doe-11151factorial155112
doe-77161factorial175212
doe-44171factorial155220
doe-1111181star165116
doe-22191factorial155120
doe-66201factorial175120

7. Создайте отчёт

Сохраните Design summary, Factor settings и полный Run sheet. Зафиксируйте фактическое начальное значение генератора, его версию, единицы и планируемый порядок выполнения. Этот отчёт документирует план; добавьте измеренные отклики и их анализ 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: Создание центрального композиционного плана: стойкость покрытия

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.