Приложение для планирования экспериментов (DOE) было обновлено с выходом новой версии OriginPro 2024. В этом блоге мы рассмотрим два основных новшества:
- Появилась таблица доступных планов экспериментов в факторных экспериментах и поверхностях отклика. В данной таблице отображается доступное число испытаний для различного числа факторов и дробности эксперимента. Для двухуровневого факторного эксперимента и центрального композиционного плана Вы теперь можете выбрать настройки по умолчанию и затем их корректировать.
- Параметры плана теперь можно сохранять и загружать через меню темы диалоговых окон. Такая возможность существует для инструментов анализа мощности и размера выборки и создания плана эксперимента. Настройки сохраняются в файл формат xml, который затем может быть повторно импортирован.
Рассмотрим нововведения на примерах.
Двухфакторный эксперимент
Предположим, мы хотим провести серию экспериментов, чтобы исследовать влияние двух очистителей A и B, температуры, концентрации и времени чистки на количество удаленной грязи, измеряемое в миллиграммах.
Откроем Factorial Design и выберем 2-Level Factorial. На вкладке Factors зададим число факторов Number of Factors равным 4. Затем введем имена “очиститель”, “температура”, “концентрация” и “время”. Выберем типы факторов (Text для очистителей, Numeric для всех остальных). Далее введем нижнюю и верхнюю границы (очиститель: A/B, температура: 30/50, концентрация: 0.05/0.1, время: 15/30).
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/DOE-2-LEVEL-1-1-1024x781.png)
Нажмем на Display Available Designs для отображения таблицы доступных планов с их разрешениями. Для 4 факторов доступны разрешение IV (8 экспериментов) и полное разрешение (16 экспериментов). В силу ограниченности ресурсов мы выберем разрешение IV.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/DOE-2-LEVEL-2.png)
Перейдем на вкладку Settings и щёлкнем на первую строчку — выберем дробный эксперимент 1/2 с 8 экспериментами. Также есть возможность добавить блоки и повторы в наш план через настройки Number of Blocks и Number of replicates. Общее число экспериментов обновляется автоматически при внесении изменений.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/DOE-2-LEVEL-3-1-1024x781.png)
Для сохранения текущих настроек необходимо перейти во вкладку Dialog Theme и нажать Save. Выберите расположения для файла настроек, чтобы иметь в последствие возможность загрузить его (Load->Open).
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/DOE-2-LEVEL-4-1024x781.png)
Нажмем OK для вывода таблицы с планом эксперимента.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/doe-2-level-table.png)
Центральный композиционный эксперимент
План поверхности отклика используется для оценки нелинейности модели. Обычно он запускается на втором этапе, когда наиболее важные факторы уже определены по результатам факторных экспериментов.
Предположим, что инженер-химик хочет определить рабочие диапазоны для максимизации выхода процесса. Четыре фактора были выбраны для исследования по итогам предыдущих экспериментов: температура, время, мощность и концентрация этанола.
Выберем Central Composite Design. На вкладке Factors зададим число факторов Number of Continuous Factors равным 4. Введем имена факторов “температура”, “время”, “мощность” и “этанол“. Затем введем нижнее и верхнее значения для каждого фактора (температура: 25/75, время:180/240, мощность :15/45, этанол :60/80).
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/doe-ccd-1-1024x856.png)
Нажмем Display Available Designs, чтобы появилась таблица доступных планов для центрального композиционного плана и плана Бокса-Бенкена.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/doe-ccd-2-1024x317.png)
На вкладке Settings выберем вторую строчку для полного факторного эксперимента с 2 блоками. Наш план разбит на два блока — кубический и осевой. По умолчанию задается 6 центральных точек (4 в кубе и две в осевом блоке). Чтобы уменьшить количество центральных точек, нужно включить опцию Customize Number of Center Points и задать значения 2 для куба и 1 для осевого блока.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/doe-ccd-3-1024x856.png)
Нажмем OK для вывода таблицы плана эксперимента. Столбец Blocks разделяет план на два блока: 1 обозначает эксперименты для куба, а 2 — для осей. Столбец Point Type содержит 1, 0 и -1, которые обозначают точки куба, центральные точки и осевые соответственно.
![](https://blog.originlab.com/wp-content/uploads/2023/11/doe-ccd-4-1-1024x865.png)