Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenHallo Community,
Ich möchte wissen, welche Faktoren die Kraft beeinflussen, die erforderlich ist, um das Mundstück eines Inhalators auf einen Inhalator zu drücken.
Ich habe 8 Kartons (A bis H), die jeweils 1 Inhalator und 12 Mundstücke (A1 bis A12, B1 bis B12 usw.) enthalten. In diesen 8 Boxen gibt es 3 Arten von Inhalatoren (3 braune + 3 grüne + 2 rote), aber alle 96 Mundstücke sollen identisch sein.
Es ist nicht bekannt, ob je nach „Inhalatortyp“, „Inhalatorbox“ oder sogar „Mundstückbox“ oder einer Kombination davon Unterschiede in der Aufdrückkraft zu erwarten sind.
Darüber hinaus kann das Mundstück in verschiedenen Winkeln aufgesetzt werden und die Voraussetzung für den Testablauf ist das Ausprobieren von 8 verschiedenen Winkeln.
Meine Frage ist, wie man am besten ein benutzerdefiniertes Design in JMP einrichtet, um den möglichen Einfluss dieser Faktoren zu testen. Wir haben den Auftrag, 96 Läufe durchzuführen, was viel ist, aber an einem Tag erledigt werden kann. Ich denke, die ursprüngliche Idee bestand darin, Inhalator A mit all seinen Mundstücken (A1 bis A12), B mit all seinen Mundstücken usw. zu testen, was 96 Durchläufen entsprechen würde, aber ich glaube, dass wir mit DOE bessere Ergebnisse erzielen können.
Bisher habe ich eine Datentabelle aller möglichen Kombinationen von Inhalator und Mundstück erstellt, insgesamt 768 (Beispiel einer Zeile: Inhalator aus Box C, das ist ein brauner Typ, mit Mundstück G5, siehe Screenshot). Aus dieser Tabelle habe ich versucht, ein individuelles Design mit Inhalator (A, B, ..., H), Mundstückbox (A, B, ..., H) und Inhalatortyp (Braun, Grün, Gelb) zu erstellen. als Kovariatenfaktoren und Winkel als diskreter numerischer Faktor mit 8 Stufen (0, 45, 90, ..., 315).
Beim Versuch, das obige Design mit 96 Läufen zu erstellen, denkt JMP ein wenig nach und stellt dann fest: „Die ausgewählten Terme in der Modellübersicht hängen linear von den vorherigen Termen ab.“ Bitte klicken Sie auf die Schaltfläche „Begriff entfernen“ und versuchen Sie es erneut.
Es hilft, wenn ich Inhalator als Faktor entferne, und ich vermute, dass ich hier einen Fehler mache? Kann ich nicht ein Design haben, das sowohl Box-zu-Box-Varianten als auch Typ-zu-Typ-Varianten für Inhalatoren modelliert? Bin ich auf dem falschen Weg und muss das DOE-Setup komplett überdenken?
Wir freuen uns über jede Hilfe, vielen Dank im Voraus!
Ich verwende JMP 14.2.
/Morten
VersuchsplanungQualitäts- und VerfahrenstechnikBetreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenNochmals vielen Dank, Phil.
Ich bin ein wenig eingerostet, was die Blockierungsfaktoren angeht. Könnten Sie die Vorteile der Angabe der beiden Faktoren als Blockierungsfaktoren statt als Kovariatenfaktoren etwas näher erläutern (vorausgesetzt, JMP kann dies tun)? Ich hätte nur zufällige Läufe „innerhalb“ jedes Blocks, oder?
/MortenBetreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenDanke, @statman , und vielen Dank für die ausführliche Antwort!
- Es gibt nur eine Höchstgrenze für die Kraft (den genauen Wert können wir nicht nennen) und wir werden keine anderen Reaktionen messen.
- Ich stimme zu, dass wir nicht alle Kombinationen benötigen würden, aber da wir 96 Läufe haben, mit denen wir arbeiten können (dies wird bereits von Vorgesetzten entschieden), können wir es mir meiner Meinung nach „leisten“, alles auf einmal zu erledigen, anstatt iterativ.
- Das ist ein guter Punkt, denn wir kennen oder erwarten keine systematischen Unterschiede zwischen Inhalatoren des gleichen Typs oder zwischen Mundstücken. Es kann jedoch zu Abweichungen kommen, da die Kartons möglicherweise aus unterschiedlichen Chargen und/oder Werkzeugen stammen. Leider liegen uns keine Herstellerangaben zu den Bauteilen vor. Aus diesem Grund möchte ich diese Faktoren modellieren: Ich weiß nicht, ob sie zur Variation beitragen sollten, bin mir aber auch nicht sicher, ob sie das auch tun.
Bezüglich der Winkel ist die Wahl von 8 auf bestimmte geometrische Merkmale in der mechanischen Schnittstelle zwischen Inhalator und Mundstück zurückzuführen. Wir könnten mit weniger auskommen, aber da es 96 Läufe gibt, glaube ich, dass wir uns die Vollständigkeit leisten können. - Welchen Vorteil hätte das Blockieren in diesem Experiment? Würden wir nicht einfach etwas Randomisierung verlieren? Was die Inhalatortypen betrifft, wissen wir nicht, welche der drei Typen die Extreme sind, deshalb wollen wir alle drei Typen testen.
- Klingt für mich richtig, aber meine Kovariaten sind kategorisch (JMP scheint damit klarzukommen)?
Danke noch einmal!
Morten
Betreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenRichtig – ich schlage vor, dass Sie die Mundstückbox als Zufallseffekt modellieren, wenn Sie die Antwortdaten gesammelt haben.
In Custom Design können Sie keine zufälligen Effekte im Modell festlegen.
Sie könnten versuchen, die Inhalatorbox und die Mundstückbox als Blockierungsfaktoren anzugeben, was im Wesentlichen der Deklaration als Zufallseffektfaktoren entspricht. Aber es könnte kompliziert werden. Ich habe nicht versucht, ein Experiment mit mehr als einem Blockierungsfaktor zu entwerfen. Es scheint möglich zu sein, aber mehr kann ich Ihnen nicht sagen – sorry!
Betreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenVielen Dank für Ihre Antwort, @Phil_Kay
Ich verstehe, was Sie sagen, und das bestätigt meinen Verdacht. Ich werde einen der Inhalatorfaktoren aus dem Design entfernen.
Nur zur Sicherheit: Wenn Sie sagen, dass ich die Mundstückbox als Zufallseffekt modellieren könnte/sollte, meinen Sie damit, dass ich ein Modell anhand der Antwortwerte erstelle, oder? Nicht, wenn ich das DOE-Design erstelle?
Danke noch einmal,
Morten
Betreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit Kovariaten@mbnielsen , zunächst willkommen in der Community. Phil hat bereits einige Ideen für Sie bereitgestellt. Ich habe die folgenden Gedanken (denken Sie daran, dass ich die spezifische Situation, mit der Sie es zu tun haben, NICHT kenne, daher könnten einige meiner Kommentare irrelevant sein):
1. Ich gehe davon aus, dass Sie Kraft messen. Kennen Sie die Variabilität, Unterscheidung oder Konsistenz dieses Messsystems? Gibt es eine Mindestanforderung (damit es nicht herunterfällt) und eine Höchstanforderung (damit es die Komponenten nicht verformt und einen Defekt verursacht) für die Kraft? Gibt es andere interessierende Antwortvariablen (z. B. Interessieren Sie sich für den Luft- (oder Gas-)Strom)?
2. Soweit ich weiß, untersuchen Sie, welche Faktoren die Kraft beeinflussen, die erforderlich ist, um ein Mundstück auf einen Inhalator zu drücken. Das Verständnis der Kausalstruktur ist etwas ganz anderes als „den Gewinner auszuwählen“. Um die Kausalität zu verstehen, benötigen Sie wahrscheinlich nicht jede Kombination, um Schlussfolgerungen aus der Studie zu ziehen. Und wahrscheinlich wird die Untersuchung iterativ sein. Handelt es sich lediglich um ein dimensionales oder geometrisches Interferenzproblem? Verstehen Sie den Aufbau der Schnittstellen?
3. Stellen Sie Hypothesen zu den Variablen in der Studie auf? Warum sollte es eine Box-zu-Box-Variante geben? Was ist eigentlich der Wechsel von Box zu Box? Es hört sich so an, als würde der Inhalator von Box zu Box wechseln. Was genau könnte sich von Inhalator zu Inhalator ändern? Es gibt auch Mundstücksätze, die von Box zu Box unterschiedlich sind. Warum können sie unterschiedlich sein? Ich verstehe, dass sie alle identisch sein sollen, aber das ist natürlich unmöglich? Wie werden die Mundstücke hergestellt? Sind sie spritzgegossen oder vakuumgeformt oder was? Kommen sie alle vom selben Tool? Hat das Werkzeug mehrere Kavitäten? Gibt es Unterschiede im Polymer (oder aus welchem Material auch immer), aus dem die Mundstücke bestehen (z. B. von Charge zu Charge)? Es scheint drei verschiedene Arten von Inhalatoren zu geben. Was unterscheidet sie? Lassen sich die Unterschiede quantifizieren? Dann führen Sie Winkel ein und haben 8 davon ... Warum 8? Wie repräsentativ sind diese 8 für die Realität? Könnten Sie in einer ersten Studie einfach die Extremwerte der Winkel verwenden, um die Größe des Effekts abzuschätzen, und dann, wenn er signifikant ist, weitere Tests durchführen, um die besten Bedingungen zu ermitteln? Ist das Winkelrauschen (unkontrollierbar)? Viele dieser Fragen sollten vor der Entscheidung über die geeignete Datenerfassungsstrategie berücksichtigt werden. In Ihrer Situation glaube ich, dass Sampling eine geeignetere Strategie sein könnte.
4. Wenn Sie davon überzeugt sind, dass Sie experimentieren möchten, was brauchen Sie, um einen angemessenen, repräsentativen und effizienten Gestaltungsraum zu schaffen?
Könnten Sie mit zwei fett eingestellten Winkeln und zwei Inhalatoren (den Extremen der drei) auskommen oder könnten Sie alle drei machen? Sie könnten die Box mit Blöcken verwechseln (obwohl Sie meiner Meinung nach nicht 8 davon benötigen) und die Mundstücke als Wiederholungen behandeln. Beginnen Sie mit der Schätzung linearer Effekte und bauen Sie dann durch Iteration auf dem Modell auf.
5. Kovariaten werden auf einer kontinuierlichen Skala gemessen und typischerweise handelt es sich dabei um Variablen, die in einer Experimentsituation als Rauschen betrachtet werden. Indem wir die Kovariate zur Analyse in unsere Modelle einbeziehen, können wir die Variabilität der Kovariate berücksichtigen und so die Genauigkeit der Erkennung der Faktoreffekte erhöhen.
Betreff: Benutzerdefiniertes DOE-Design mit KovariatenHallo Morten,
Ich denke, das Problem liegt hier – wie Sie herausgefunden haben – darin, dass eine Abhängigkeit zwischen der Inhalatorbox und dem Inhalatortyp besteht. Das Modell mit Inhalatorkasten (8 Ebenen) und Inhalatortyp (3 Ebenen) ist nicht kalkulierbar. Soweit ich weiß, sind Sie eher an der Varianz der Schubkraft zwischen Boxen interessiert als an der Auswirkung der Boxwahl auf die Schubkraft. In diesem Fall würden Sie die Inhalatorbox letztendlich als zufälligen Effekt modellieren. Ebenso gehe ich davon aus, dass Sie die Mundstückbox als Zufallseffekt modellieren würden. Um das Experiment zu planen, kann man meiner Meinung nach entweder den Inhalatortyp oder die Inhalatorbox aus dem Modell herausnehmen. Wenn Sie ein gutes Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Inhalatortypen erreichen möchten, sollten Sie die Inhalatorbox entfernen.
Ich hoffe das hilft,
Phil
