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DOE-Herausforderung

• Ziel ist die Charakterisierung/Optimierung eines Fermentationsprozesses.
• 6 Faktoren (X1-X6), unabhängig und kontrollierbar für jede Versuchseinheit (deren Custom-Design-Setup benötigt 53 Durchläufe)
• einen Faktor "Anbauzeit" einbeziehen möchten (ct). Das bedeutet, zu drei verschiedenen Zeitpunkten eine Probe zu nehmen und zu analysieren (eine Art Messwiederholung). Dies ist eine Menge Arbeit für die analytische Abteilung, daher möchte sie die Anzahl der Tests/Proben reduzieren.
• Herausforderung: Wie wählt man die ct-Muster am besten aus und richtet das Design ein?

 

Ideen vom Kunden:

• benutzerdefinierten Designer und Faktoren X1-X6 als Kovariaten verwenden, aus denen ausgewählt werden kann
• Modelleffekte sind nur Haupteffekte
• Testen einer unterschiedlichen Anzahl von Durchläufen, bis die Kollinearitäten der Haupteffekte X1-X6 minimal oder akzeptabel sind (sie hoffen, dass dies die 2-Faktor-Wechselwirkungen (X1-X6)*ct auflöst)
• Alternativ einen Split-Plot bereits im ersten Design verwenden

 

Wie geht man diese Situation am besten an?

Ich denke, die Idee mit den Kovariaten sollte funktionieren. Dies würde helfen, eine Teilmenge von Durchläufen zu finden, in denen alle drei ct-Zeitpunkte getestet werden, und eine anständige Information zu erhalten, ob ct eine Wirkung hat und ob es eine potenzielle Interaktion gibt. Aber können wir leicht beurteilen, wie stark diese Modelleffekte sind?

Ich glaube nicht, dass Split Plot hier funktionieren wird, aber vielleicht haben Sie andere Ideen.

Eine andere spontane Idee wäre, diese Stichproben zu nehmen und FDE und als zusätzliche Variablen die DOE-Faktoren zu verwenden und zu sehen, ob es eine Beziehung zwischen X1-X6 und dem Profil der ct-Werte gibt. 3 Punkte sind nicht viel, aber je nach Form können es ausreichen.

 

Was denken Sie? Irgendwelche Ideen?

Re: DOE-Challenge

Hallo Martin,

Interessant. Können Sie etwas mehr über " ihr benutzerdefiniertes Design-Setup benötigt 53 Durchläufe "? Sind die Faktoren X1 - X6 alle stetig?

Meinen Sie, dass sie ein DOE mit 53 Durchläufen für die 6 Faktoren durchführen werden und die Frage ist, wie sie bei diesen 53 Durchläufen Samples gegen die Zeit durchführen sollten?

Wenn ja, hört es sich so an, als ob sie sich 159 (=53*3) Zeitpunktsamples nicht leisten können. Wie viele konnten sie sich leisten?

Danke schön,

Phil

Re: DOE-Challenge

Werden alle Versuchseinheiten gleich lang durchgeführt oder hängt dies vom ct-Niveau ab (dh ist ct eine Behandlung)?

Re: DOE-Challenge

Sind einige der Faktoren schwer zu ändern? Oder werden sie der Einfachheit halber die Randomisierung einschränken?

Wissen sie bereits, dass diese sechs Faktoren die Reaktion beeinflussen?

Klingt für mich nach wiederholten Maßnahmen! Ich würde vorschlagen, dass sie einen CT-Bereich mit dem Nennwert in der Mitte berücksichtigen.

Warum Kovariaten verwenden? Wollen Sie damit sagen, dass sie bereits Daten für einige Versuchseinheiten haben? Warum nicht Custom Design von Grund auf verwenden?

Was haben sie in Custom Design spezifiziert, damit 53 Durchläufe erforderlich sind? Diese Zahl erscheint mir übertrieben.

Sind sie sicher, dass sich die Reaktion nur linear ändert? Das ist in biologischen Systemen wie der Fermentation nicht oft der Fall.

Ich mag die Idee von FDOE mit CT als Funktion. Ich bin mir nicht sicher, ob 3 Zeitpunkte viele Informationen liefern, aber sobald sie die Daten haben, können sie viele verschiedene analytische Ansätze ausprobieren.

Ich wünschte, ich hätte mehr Antworten als Fragen - sorry!

Re: DOE-Challenge

Hallo, vielen Dank für all eure Anregungen und Fragen

Ich habe noch ein paar Details und versuche, Ihre Fragen zu beantworten:

• zu korrigieren: Das Design ist kein Custom Design sondern ein orthogonales CCD (inkl. 9 Mittelpunkte), daher die 53=46+9 Durchläufe (er sagte mir, dass er falsch lag und ein Kollege ein anderes Design benutzte), 6 stetige Faktoren
• es ist ein Batch-Prozess (ähnlich einem Titer-Prozess) und die Kultivierungszeit wird während dieses Prozesses 3 mal für einen Batch gemessen, also einerseits eine wiederholte Messung aber keine Behandlung, aber in meinen Augen perfekt für ein FDOE
• Sie können sich vielleicht maximal 30-40 analytische Messungen leisten, im Moment möchten sie dies für die axialen Punkte des CCD tun, um zu beurteilen, wie die Kultivierungszeit mit den anderen DOE-Faktoren interagiert.
• Sie befinden sich in einer Prozesscharakterisierung und das ultimative Ziel ist es, die beste Kultivierungszeit zu finden und wie sie dann die anderen Parameter kontrollieren müssen, um in ihrem Qualitätsbereich zu bleiben.
• Sie haben eine gewisse Vorstellung davon, was wahrscheinlich wichtig ist, aber der Prozess ist jedes Mal anders.

Wenn ich die resultierenden Daten in einem gemischten Modell behandle, würde ich die wiederholten Maßnahmen so sehen:

• Batch wäre der feste Effekt
• Kultivierungszeit auch der Zufallseffekt charge*ct (und die anderen Faktoren in ähnlicher Weise)

Wenn ich versuchen würde, ein benutzerdefiniertes Design einzurichten, würde ich mich für eine funktionale Antwort (mit Zeitpunkten von ct) entscheiden und ein Design mit 6 cont erstellen. Faktoren. Dies würde zu einem 34-Run-Design führen, das einige zusätzliche (CP) hinzufügt, die sie immer noch haben würden unter 40 sein (>13 weniger als jetzt, immer noch mit der Notwendigkeit, nur für die Analytikabteilung etwa 12-13 auszuwählen (da sie dreimal messen müssen.

Ich sehe immer noch nicht, wie Sie in einem solchen Fall, wie vom Kunden gewünscht, einen Split-Plot verwenden würden. Und die Behandlung von ct als Faktor kommt mir nicht in den Sinn, da es keinen Sinn macht, in einer Charge nur ein Maß für zB den niedrigeren ct und in einem anderen Charge ein Maß für einen höheren ct zu haben.

 

Ich hoffe, ich konnte einige Unbekannte aufdecken.