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).
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.
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.
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).
Нажмем OK для вывода таблицы с планом эксперимента.
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).
Нажмем Display Available Designs, чтобы появилась таблица доступных планов для центрального композиционного плана и плана Бокса-Бенкена.
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.
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.
