需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助你好!
我是社区新手,我想在完成 DoE(3x3x3 全阶乘)实验后获得有关数据结果的一些建议。
我有三个因子(氯化钠、柠檬酸钠和甘氨酸),并在 3 个水平(0,100,200mM 氯化钠;0,50,100mM 柠檬酸钠;和 0,50,100mM 甘氨酸)进行测试。 测试了全部 27 次运行。 响应是单体强度百分比。 理想情况下,我希望基于这三个因素实现接近 100% 的单体强度。
然而,在实验结束时,数据没有明显的趋势(氯化钠的最低 p 值为 0.27,氯化钠*柠檬酸钠的第二低 p 值为 0.28。 其他所有因素(甘氨酸和其他双向相互作用)的 P 值至少为 0.5(甘氨酸为 0.9)。


如果结果不接近 100% 单体,我该如何解释该数据?我怀疑每个因素的最高水平不足以生成更有用的数据。 也许这些因素都对单体百分比改善没有巨大影响。
请让我知道如何根据结果(附件 JMP 文件)解释此数据。 我如何根据结果得出结论?

谢谢你!
消费者和市场研究实验设计回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助如果样品不稳定,运行结束和测量之间的时间是否恒定?
就寻找效果而言,因素的选择显然至关重要。 也许在集思广益或审查流程图或化学反应后建立一个“更广泛的网络”可以识别其他因素。因为您的理解是基于 OFAT 数据或轶事经验,所以很容易(即这种情况经常发生)认为您知道的比您真正知道的多。 实验的目的之一是实际探索“系统”中尽可能多的变量,以了解它的实际工作原理。 几十年来,我一直在用 DOE 教授和帮助用户,但在我的经验中,结果并没有令人惊讶,也没有挑战已知的知识,这只是我的经验中的例外。
我不确定你说的“”是什么意思,但你的能源部空间应该会引起反应的改变,无论是好是坏。 您想要对响应的范围进行建模。 该实验不是为了寻找最佳条件或在处理中“挑选获胜者”。 它是为了提供您能负担得起的最佳数据来支持模型参数的估计。 该模型旨在寻找最佳条件。 再说一遍,我可能误解了你的意思。
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助你好@马克贝利,它是同一运行的重复测量。 每次运行都会测量其他有用的信息,而不仅仅是单体百分比,我希望在将所有响应数据包含到 JMP 后得到一些答案/趋势。 但我认为这可能是潜变量的影响。 样本本身不稳定(正如您从样本#111 中看到的,大约 30%。 理想的样本是 100%)。
这可能是由于测量误差或这些因素不是该样本的正确选择。
也许这些因素和水平并不是最理想的条件。
我需要对这些数据进行更多分析,但感谢您向我提供反馈!
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助我不确定我是否遵循了“……上次的一个实验……”中的因素水平顺序,但听起来确实像“团队?”可能一直在尝试一些 OFAT 实验并在每次运行后得出结论......有点追求使用合理的 DOE 方法会更有成效的东西(其中效率最高)? 这种 OFAT 方法可能会产生很大的误导,尤其是对于交互大量的系统。
我从来不喜欢基于化学的实验/系统,其中一个因素按照您描述的方式设置为“零”。 很多时候,这种“某物”的缺失会在我们真正感兴趣的响应空间中产生很大的非线性,从而使线性建模方法出现问题。
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助首先我想对社区表示欢迎。
马克和皮特提供了很好的反馈,我不确定我能补充多少,但以下是我的想法:
1. 您在帖子中多次提到不稳定问题。 我认为你想做的是优化。 这只能在稳定的过程中完成,因为在不同的“稳定性级别”下优化会有所不同。 也许您应该首先进行实验(或采样)以了解为什么存在不稳定? 此外,级别设置表明您仍然处于“理解因果结构”空间,而不是优化空间(您应该已经知道一阶模型)。 这类似于绘制山脚的地图。 首先到达山顶,然后绘制地图。
2. 似乎您处于混合物的世界中,“批次”中每种成分的百分比都有限制? 当你增加混合物中一种成分的量时,你必须减少另一种成分的量……它们的总和必须达到 100%
3. 在解释 p 值时,您必须了解什么“创建”了 MSE 估计值。 在您的实验中,没有估计随机误差的自由度。 您没有复制,因此 MSE 是设计中高阶效应的函数(例如,二次线性相互作用)。 如果这些是活跃的,那么您的 MSE 将会很大,您的 F 值将会很小,而您的 p 值将会很大。 如果您再次进行几次与第一次实验“相同”的试验,您会得到什么?
4. 你的模型解释的数据的变异性非常低(并且你的残差看起来“时髦”)。 这是一个线索,其中存在可能导致变化的噪声(模型中未考虑的变量)。 这可能是测量误差、环境条件、设置、原材料变化等。
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助相同条件下似乎有很大范围的结果:

每种情况/治疗的两个结果是两次独立运行还是一次运行的两个测量? 我想知道这是测量误差,而不是实验误差。 我的意思是统计意义上的误差(随机变化)。 我并不是说犯了一个错误。
我还尝试了完整的阶乘模型,希望它能带来一些强烈的效果。 然后,较弱的影响可能会被消除,并且会出现更清晰的情况。 但相反,我明显不适应。

该检验使用模型中的误差平方和来比较响应中随机变化的估计值与重复的估计值。 同样,我不知道每个处理的两个响应是否代表复制(新运行)或同一运行的重复测量。 总误差平方和来自模型。 纯粹的错误来自“重复”。 您可以看到差异很大,这表明数据中仍然存在未考虑的影响。 潜伏变量的影响?
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助嗨马克贝利,
我已将每个样本的两个测量值添加到 JMP 文件中,并将该文件附加到此消息(此实验是按行顺序执行的)。
我使用拟合模型来测试 % 单体 1 和 % 单体 2。 我在效果摘要下看到 P 值有所改善,但我认为我需要测试比 200mM 氯化钠、100mM 柠檬酸钠或 100mM 甘氨酸更高的水平。

请看一下这个文件,如果您可以向我提供一些关于数据结果的反馈或对未来实验的建议,请告诉我。
谢谢你!
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助你好马克贝利,
感谢您的答复! 这是一项非常有趣的研究,因为当我们向样品中添加不同浓度的氯化钠时(从不含氯化钠的 20% 到含有 500mM 的约 50% 单体),我们发现单体百分比有所改善。 因此,我们非常有兴趣看看是否可以通过添加氯化钠本身以及其他类型的化学品(一次一种因素或多种因素的混合)来提高单体强度百分比。
在 DoE 运行期间,单体强度百分比波动约 5-10%。 这是因为该仪器对于二聚体或大颗粒也非常敏感。 此外,我们为研究选取的样品已经不稳定(17-20% 单体)。 仪器共测量10次,取平均值作为1次测量。 我进行了两次测量,并取两次的平均值。 如果单体百分比给我第一个的 30% 和 55%,我会重新进行测量并将测量结果与之前的数据(包括那 10 个单独的测量结果)进行比较。 然后,如果重复测量显示大约 28%,然后是 32%,我只需从方程中删除 55%。
你提到过拟合表摘要估计响应的标准偏差为 12%。 我认为这对我来说是有意义的,因为样本已经不太稳定。 也许我应该更多地关注更高的盐浓度(有一篇论文表明可能需要高盐浓度来优化%单体)。
这非常有帮助! 也许我应该用高达 500mM 而不是 100mM 的每种盐进行快速测试。
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助你好,P_巴特尔,
感谢您的答复!
是的,你是对的。 在本研究中,零值意味着完全缺席试验。
该团队希望了解是否可以通过向样品中引入所有三种组合(具有不同浓度)、两种组合或仅一种因素来提高样品单体百分比。 我们上次进行了一项实验,其中氯化钠实际上提高了样品的单体百分比,但结果是在 500mM NaCl 下单体含量为 50%,在 150mM NaCl 下单体含量为 47%,而没有添加盐的 20% 单体则为 47%。 上次向样品中加入 100mM NaCl 后,单体含量约为 38%(较 20% 略有改善)。 该团队还有兴趣了解两个因素(或所有三个因素)之间是否存在任何关系。
我想知道该团队是否为该实验的每个因素选择了错误的浓度。
感谢您的反馈意见!
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助除了所有@马克贝利我同意的想法,我看到的另一项观察...在设计中,您有许多治疗组合,其中一个甚至有时两个因素被设置为“零”值,最后因为它是一个完整的阶乘,所以您有拥有一种将所有内容都设置为零的组合。 我将其解释为完全缺席试验,反应(如果这是这里使用的系统类型)? 有时,在化学系统中,完全缺乏一种或多种化合物/成分/化学品可能会导致与您试图描述的行为完全不同的物理/化学/生物行为。 难道这就是这里发生的事情吗? 与所有三种成分都包含在治疗组合中的治疗组合相比,由于反应中“缺失”某些东西,因此产生了完全不同的物理现象。 流程知识和理解是这里的关键。
回复:需要 3x3x3 全阶乘 DoE 数据分析帮助如果没有任何变化,响应的变化会发生什么? 也就是说,如果所有因素保持不变,重复运行后的响应会有多大变化? 拟合摘要表估计响应的标准偏差为 12%。 这个结果有意义还是让你感到惊讶?

完整模型的残差图表明响应的方差在整个响应范围内不是恒定的。 方差似乎与响应成正比。 这种情况可能吗?

我尝试对响应进行 Box-Cox 变换,其中 lambda = -1 或倒数。 这并没有真正帮助。 但功能很扁平,所以我没想到会有太大变化。

随着时间的推移,学生化残差(假设行顺序是运行顺序)并不表明存在强异常值,但它确实表明存在潜在的循环。 是否存在未受控制、未测量的潜伏变量,但可能会在不同的运行过程中发生变化并影响响应?

我还认为可能存在强烈的非线性效应,但添加二次项并没有改进模型。
是否有可能将响应数据输入到错误的行中?