我如何知道我的 DOE 定制设计是否平衡？你好！
我正在使用 Custom Design 生成 DOE 设计。 我想知道如何确保我的设计是平衡的？ 我参加的定制实验设计课程提到这种类型的设计默认是平衡的，但我想确保我的设计没有搞砸任何东西并且它是平衡的。我不太明白“如何知道它是否平衡”部分。 设计平衡与最终运行次数有什么关系吗？
先感谢您！！
美国能源部苹果系统回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？谢谢你们@维克多_G , @statman和@马克贝利对于非常有用的澄清和各种观点！！ 非常感谢！谢谢你！
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？设计中的平衡在 100 年前很重要，当时首次提出因子设计作为一种基于统计理论设计实验的方法。 为什么？ 因为“电脑”就是人。 “计算机”是一个职位名称。 当设计平衡时，手动计算是可行的。 它使用模型矩阵中的估计列简化为均值之间的差异。 我们不再手动计算估算值。 我们使用现代回归技术。 定制设计根据标准的多个选择之一最大化从回归模型中提取的信息。 平衡不是考虑因素。@statman提供了一种比询问设计是否平衡更好的思考方式。
（顺便说一句，实现平衡比描述的更复杂@维克多_G多于。 它需要按列平衡。）
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？为了说明特定案例的最优设计背后缺乏大理论，这是我使用 Design Explorer（JMP 17 中的新功能）完成的模拟。
这是我针对具有 4 个因素和特定因素类型的具体案例进行的试验，用于优化设计（选择 D、A 和 I 最优性标准），运行次数从 19 到 21（参考是 20 D 最优设计）没有中心点也没有重复，图中用灰色星标记），不同的中心点（0 到 3）和不同的重复运行（0 到 1）。 评估相对于参考设计的 D 和 I 效率。
在这里，运行大小可能很有趣，但也许更重要的是复制运行和中心点数。 似乎没有明确的迹象表明奇数或偶数的运行更可取。
根据实验预算和目标（D、I 和/或 A 效率），运行不同的设计并可视化它们可能有助于确定最有希望的设计，并评估您可以增加或减少设计性能的程度，具体取决于数量选择的运行次数和其他参数。回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？你的提问让我觉得你可能需要为自己制定一套设计选择标准。 也许以下是一个开始的地方：
- 约束条件：时间、金钱、材料可用性、测量/设备能力等。 治疗次数多少能做出（这可能需要协商）？
- 要操纵多少因素（要比较的假设数量）？
- 如何管理或划分噪音？
- 有些因素比其他因素更难改变吗？随机化还有其他限制吗？
- 您想要估计的优先影响是什么？
影响
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噪音
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主要影响
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双因素相互作用
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噪声因素相互作用
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稳定性（特殊/普通）
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简单曲率（二次）
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复杂的非线性（≥三次）
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≥3路顺序线性效应
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杠杆（x 组）
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测量不确定度
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均值/变异
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- 是否怀疑/预测了更高阶效应（例如相互作用、曲率）？
- 所需的分辨率是多少？ （您想估计/分离什么影响？）
- 需要什么阶多项式？
添加 5 个重复或任何额外运行的问题是你将用这些额外运行估计什么。 重复之间和重复内的 x 有何不同？ 额外的运行将有多大可能改善实验结果在未来的有用性（实验对未来条件的代表性如何？）。 这些重复将在多大程度上估计过程中的真实随机误差？ 你能更有效地使用这些资源吗？
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？你好@ADouyon ,
我不太关心知道运行次数是奇数还是偶数，但我更想知道如何添加运行（到最小运行次数或 JMP 在自定义设计平台中建议的默认运行次数）对设计改进其某些属性（功率、别名、预测方差，取决于哪些属性与我的主题和目标最相关）。
因此，为了回答您的问题，我不确定是否存在用于“优化”自定义/优化设计的一般理论，因为约束的多样性、模型类型、可能的因素...... 将 5 次重复运行添加到设计推荐的运行中只能提高参数估计的精度（并可能减少实验空间中的方差），但如果平台中需要 5 次重复运行而不是可以生成的其他运行JMP，它可能并不总是有帮助（例如，5 次重复运行可以“取代”其他 5 次运行，这些运行可以更好地探索实验空间，具体取决于设计和最优性标准）。 最简单和最实用的方法是生成少量设计，然后比较它们以了解哪一个与您的特定主题最相关。
希望这个答案对你有帮助，尽管有点“模糊”，回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？谢谢你们@statman , @P_Bartell和@维克多_G供您输入！ 非常感激！！
跟进同一主题，如果我在自定义 DoE 中运行的次数是偶数还是奇数，这有关系吗？ 默认情况下，Custom DoE 会始终尝试获得偶数的运行次数吗？如果有人在设计中添加，比如说 5 次重复运行（奇数），这是不理想的还是取决于它？如果是这样，它取决于什么？
谢谢你们！
最好的，
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？你好@ADouyon ,
只是总结并完成上面的优秀答案：
当您在高水平和低水平上完成相同数量的运行时，您的 DoE 是平衡的。
这是做 DoE 的经典方法（在计算机计算兴起和取得进步之前），因为：
- 创建的因子设计的简单性：它可以手动生成，并且计算也很容易实现（手动或使用 Excel/计算器），
- 良好的正交性特性，意味着相互独立地研究和分析因素（无相关性），
- 它们的实用效率具有悠久的成功案例历史，这就是人们倾向于坚持使用它的原因，因为平衡设计已经存在了很长时间，而不是最近才出现的定制优化设计。
这种平衡设计创作的“经典”方法可以在经典设计中找到，例如Plackett-Burman 筛选设计（或 Hadamard 矩阵）、全因子或部分因子设计以及响应曲面设计（Box Behnken 或中心复合设计）。
但正如所说@P_Bartell ，我现在不会太重视创建设计时的平衡评估，特别是在定制设计中：为最佳设计计算的设计是灵活的，处理约束，不允许的组合和不同因素类型的大量组合，并且是（顾名思义）最适合某个标准（D、I 或 A）。
因此，只要您的主题/问题明确，因素和范围明确，输入约束（如果有），输入模型项，您就不会在优化设计（来自“定制设计”平台）时犯任何错误.
不要犹豫，生成多个具有不同运行次数、中心点、重复运行……的设计，以便比较它们并根据您的目标、预期精度和实验预算选择最合适的设计。
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？使用自定义设计平台时，可能会或可能不会调用平衡设计原则...如果您使用自定义设计平台生成，比如 2**k 完整或 2**(kp) 部分因子设计，那么设计会平衡的。 但是假设您使用自定义设计平台生成广告 - 优化设计，包括复制，不允许的治疗组合和非 2 次幂的运行次数，设计很可能不会平衡。 所以答案是“视情况而定”。 定制设计平台的主要目的是提供模型驱动、以最优性标准为中心的灵活工具，以生成适合各种经常遇到的问题的设计，例如不允许的处理组合、特定的运行次数、阻塞（拆分图等） ，复制等。因此，考虑到这些问题，“平衡”的属性可能无法实现。 但一切都没有丢失......你的设计现在符合你的问题和约束......而不是设计条件，平衡。 我希望这有意义吗？
你的最后一个问题？ 在经典的 DOE 方法中是的。 在最佳 DOE 方法中？ 不。
回复：我怎么知道我的 DOE 定制设计是否平衡？我可能不明白你的问题，但这是我的想法/问题：
在什么方面平衡（因素水平，块，）？ 基于什么标准？ 你是说正交吗？
运行次数本身并不能回答问题。
您可以通过多种方式评估设计：
https://www.jmp.com/support/help/en/17.0/?os=mac&source=application#page/jmp/design.shtml#ww286656
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