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Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

Sono alle prese con una complicata richiesta DOE di una miscela. Si prega di vedere i dettagli nella foto qui sotto. Devo eseguire i DOE per fasi? Come controllare tanti fattori nella miscela DOE?

 

 

Progettazione di esperimentiRe: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

Grazie, Statmann. Queste sono una buona lista di controllo per qualsiasi progetto DoE. Stiamo pianificando di fare più esperimenti. Inizialmente cerchiamo di avere una buona comprensione dei meccanismi, seguita da formule ottimizzate e formule flessibili per affrontare i problemi di fornitura. Pensavo che avessimo una buona conoscenza dei fattori di rumore, ma probabilmente abbiamo bisogno di ulteriori chiarimenti. Le tue domande mi hanno ricordato di ricontrollare gli intervalli stabiliti. Li abbiamo dati per scontati, ma potrebbero non essere tutti consolidati su un terreno solido.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

@Mark_Bailey : Bella cattura per l'errore del limite inferiore per il gruppo G, ho notato anche il mio (altro) errore per lo stesso gruppo e il limite superiore all'1,5% che dovrebbe essere 0,015 (e non 0,15 nello script originale fornito).

Correggerò il mio post contrassegnato come "soluzione" per correggere lo script con i valori corretti per il limite del gruppo G (e fornire un datatable corretto allegato con questi limiti corretti).

@Angela : Tieni presente che questa risposta non prende in considerazione il tuo vincolo 4, come già menzionato nel post originale che ho scritto.
Ma sono d'accordo @Mark_Bailey , se gli esperimenti sono possibili e le risposte possono essere misurate (nessun problema di stabilità o altro), allora potrebbe essere meglio mantenere una mente aperta e giocare con i vincoli direttamente sul profiler del modello, vedere se sei in grado di farlo raggiungere un ottimo aggiungendo un nuovo vincolo sul rapporto/numero di componenti nel gruppo G.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

Ecco i miei pensieri/domande. È importante ciò che vuoi ottenere nell'esperimento (dove si trova nella serie di esperimenti?). A quali domande stai cercando di rispondere? Hai un modello in mente?Stai cercando di comprendere i meccanismi in atto o stai cercando di scegliere una formulazione vincente? Conosci il rumore (ad esempio errore di misurazione, variazione degli ingredienti da lotto a lotto e all'interno di un lotto, variazione del fattore di processo (ad esempio tempo di miscelazione, velocità di agitazione), qualità dell'acqua, condizioni ambientali, ecc.)? Non serve a molto ottimizzare una formulazione quando non si capisce il rumore (si potrebbe dire che è stato fantastico, ieri...)

1. Sei interessato a selezionare e identificare uno spazio di progettazione appropriato per eseguire ulteriori ottimizzazioni? Se è così, mi chiedo perché siano necessari più di 2 livelli estremi per i fattori.  

2. Quali interazioni sono previste e perché (ipotesi)? Se dovessi prevedere e classificare i possibili effetti, dove cadrebbero gli effetti di ordine superiore (ad esempio, interazioni o non lineari)?

3. Come sono stati stabiliti gli intervalli? Quali sperimentazioni sono già state fatte per confermare questi intervalli?

4. Quali sono le variabili di risposta? Quantificano adeguatamente la “performance” della formulazione? I sistemi di misurazione sono adeguati?

 

Il mio consiglio è sempre quello di progettare più esperimenti, delineare cosa potresti imparare da ciascuno di essi (questo viene migliorato prevedendo ogni possibile risultato), confrontare questo potenziale guadagno di conoscenza con i costi/risorse per ottenere quella conoscenza. Scegline uno e preparati a ripetere.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

È una buona domanda per il requisito 4. Devo confermare con il nostro sviluppatore del prodotto. Credo che sia una limitazione chimica. Vedrò se possiamo tralasciare questo requisito per ora.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

Grazie! In realtà è più facile di quanto pensassi. Per me ha senso includere tutti i fattori nel progetto iniziale perché in questo modo non perderemo le interazioni tra gli ingredienti.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

Sono arrivato alla stessa soluzione di @Victor_G . Questo esperimento non richiede una progettazione "miscela di miscele". Sono presenti vincoli per diversi sottogruppi di componenti. (C'è un errore sul limite inferiore dell'ultimo vincolo. Dovrebbe essere 0,001, non 0,01.)

 

Qual è il motivo del requisito 4? È una limitazione fisica o chimica o una impossibilità? Se è così, allora sono necessari ulteriori vincoli. È invece il desiderio di non utilizzare più gomme? Se è così, non introdurrei tale requisito nella progettazione dell'esperimento, ma lo ritornerei durante l'ottimizzazione della formulazione una volta adattato un modello accettabile.

Re: Come creare miscele DOE con diversi gruppi di ingredienti?

CIAO @Angela ,

Questo argomento sembra simile a questo, che tratta di "Miscele di miscele": Come progettare una miscela di miscele - Comunità degli utenti JMP.Possono essere possibili due opzioni:

1. Lavora con singoli componenti dei tuoi "gruppi" di formulazione: chiara panoramica dell'impatto di ogni singolo componente, ma può rappresentare un numero molto elevato di esperimenti, oppure
2. Lavora con miscele di gruppo pre-testate/predefinite: sono necessari molti meno esperimenti, ma potresti perdere alcune informazioni nel processo, ad esempio le interazioni tra i singoli componenti.

 

Dato che sei interessato a selezionare i fattori dell'esperimento, ho due domande:

1. La progettazione di una miscela è l'unica opzione (quello che intendo qui è che i diversi componenti sono SEMPRE introdotti nella miscela e le loro quantità rispetto ad altre parti della formulazione?)? Cercare di selezionare i fattori con un disegno di miscela può essere complicato e comporta un gran numero di esperimenti, da qui la domanda.
2. Sono necessari tutti i vincoli? Riducendo lo spazio sperimentale, alcune informazioni potrebbero andare perdute.

Ho provato a testare un progetto D-ottimale con tutti i vincoli, ma sembra di non poter introdurre il vincolo 4 quando gli ingredienti del gruppo G vengono utilizzati come fattori di miscela. Il progetto senza questo vincolo rappresenterebbe 105 esperimenti e sarebbe simile a questo (script qui per testarlo, datatable incluso se è più conveniente per te):

DOE(
 Custom Design,
 {Add Response( Maximize, "Y", ., ., . ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "S1", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "S2", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "F1", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "F2", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "T1", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "T2", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "T3", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "T4", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "H1", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "H2", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "H3", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "G1", 0 ), Add Factor( Mixture, 0, 1, "G2", 0 ),
 Add Factor( Mixture, 0, 1, "G3", 0 ), Add Factor(
  Continuous, 1.5, 3, "Water", 0
 ), Set Random Seed( 800692047 ), Number of Starts( 2 ),
 Add Constraint(
  [-1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.35,
  1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.55,
  0 0 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -0.24,
  0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.34,
  0 0 0 0 -1 -1 -1 -1 0 0 0 0 0 0 0 -0.07,
  0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0.14,
  0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 -1 -1 0 -0.001,
  0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0.015]
 ), Add Term( {1, 1} ), Add Term( {2, 1} ), Add Term( {3, 1} ),
 Add Term( {4, 1} ), Add Term( {5, 1} ), Add Term( {6, 1} ), Add Term( {7, 1} ),
 Add Term( {8, 1} ), Add Term( {9, 1} ), Add Term( {10, 1} ), Add Term( {11, 1} ),
 Add Term( {12, 1} ), Add Term( {13, 1} ), Add Term( {14, 1} ),
 Add Term( {15, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {2, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {3, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {4, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {5, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {6, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {7, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {8, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {9, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {10, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {11, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {12, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {1, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {1, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {3, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {4, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {5, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {6, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {7, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {8, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {9, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {10, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {11, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {2, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {2, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {4, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {5, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {6, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {7, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {8, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {9, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {10, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {11, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {3, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {3, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {5, 1} ), Add Alias Term( {4, 1}, {6, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {7, 1} ), Add Alias Term( {4, 1}, {8, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {9, 1} ), Add Alias Term( {4, 1}, {10, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {11, 1} ), Add Alias Term( {4, 1}, {12, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {4, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {4, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {5, 1}, {6, 1} ),
 Add Alias Term( {5, 1}, {7, 1} ), Add Alias Term( {5, 1}, {8, 1} ),
 Add Alias Term( {5, 1}, {9, 1} ), Add Alias Term( {5, 1}, {10, 1} ),
 Add Alias Term( {5, 1}, {11, 1} ), Add Alias Term( {5, 1}, {12, 1} ),
 Add Alias Term( {5, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {5, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {5, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {6, 1}, {7, 1} ),
 Add Alias Term( {6, 1}, {8, 1} ), Add Alias Term( {6, 1}, {9, 1} ),
 Add Alias Term( {6, 1}, {10, 1} ), Add Alias Term( {6, 1}, {11, 1} ),
 Add Alias Term( {6, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {6, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {6, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {6, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {7, 1}, {8, 1} ), Add Alias Term( {7, 1}, {9, 1} ),
 Add Alias Term( {7, 1}, {10, 1} ), Add Alias Term( {7, 1}, {11, 1} ),
 Add Alias Term( {7, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {7, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {7, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {7, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {8, 1}, {9, 1} ), Add Alias Term( {8, 1}, {10, 1} ),
 Add Alias Term( {8, 1}, {11, 1} ), Add Alias Term( {8, 1}, {12, 1} ),
 Add Alias Term( {8, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {8, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {8, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {9, 1}, {10, 1} ),
 Add Alias Term( {9, 1}, {11, 1} ), Add Alias Term( {9, 1}, {12, 1} ),
 Add Alias Term( {9, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {9, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {9, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {10, 1}, {11, 1} ),
 Add Alias Term( {10, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {10, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {10, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {10, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {11, 1}, {12, 1} ), Add Alias Term( {11, 1}, {13, 1} ),
 Add Alias Term( {11, 1}, {14, 1} ), Add Alias Term( {11, 1}, {15, 1} ),
 Add Alias Term( {12, 1}, {13, 1} ), Add Alias Term( {12, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {12, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {13, 1}, {14, 1} ),
 Add Alias Term( {13, 1}, {15, 1} ), Add Alias Term( {14, 1}, {15, 1} ),
 Set Sample Size( 105 ), Simulate Responses( 0 ), Save X Matrix( 0 ), Make Design
 }
);

 

Poiché gli ingredienti del gruppo G hanno una concentrazione molto bassa rispetto ad altri gruppi di ingredienti, una soluzione alternativa potrebbe essere quella di considerare questi ingredienti come fattori continui per introdurre il vincolo 4 (non ancora testato, proverò più tardi quando avrò più tempo).

Questi sono solo alcuni input per conoscere meglio il tuo argomento, in modo che altri membri possano partecipare alle discussioni e fornire idee pertinenti.