在目前最新版本“JMP 17”中，它是作為“預測設定檔”中的選項提供。 《設計空間簡介》已新增此功能。
此功能允許“對 Y（響應）和 X（因子）之間的關係進行建模時，找到落在響應規格限制內的因子的矩形區域”然而，這個功能最初的目的又是什麼？設計空間到底是什麼？我們將提供解釋，包括以下問題：
「設計空間」是藥物開發中使用的術語，該功能就是考慮到這一點而設計的。然而，我們相信即使那些不參與藥物開發的人也會發現它很有用。
什麼是設計空間？
在藥物研發中，提倡QbD（Quality by Design）的理念。為了確保藥品質量，其理念是在設計階段正確理解和應對風險。作為此概念起源的ICH-Q8指南（製劑開發）對設計空間的定義如下：寫如下。
設計空間:
輸入變數（例如原材料屬性）和製程參數的多維組合和交互作用已被證明可以確保品質。在此設計空間內操作不被視為變更。
本指南也提供如何呈現設計空間的範例，如下所示。
來源：ICH-Q8 製劑開髮指南
這是應用於製粒過程中影響藥片溶離速率的因素（添加劑用量、水含量）的響應曲面模型的影像，以及溶離速率預測值的等高線。洗脫率為80%以上的區域為曲線，在該區域內切出一個矩形區域作為設計空間。
使用案例
考慮以下具有兩個回應和兩個因素的範例。
響應（是）
溶解度(%) ：洗脫率，優選80%以上
含量均勻度(RSD%) ：含量均勻度（相對標準誤差%），優選4%以下
係數 (X)
PSD d90(μm)：粒徑分佈的90%點(10-30)
崩解劑(%)：崩解劑百分比(1-3)
我們根據實驗設計進行了實驗，為每個Y擬合了一個響應曲面模型，並且符合Y規格範圍的區域（白色部分）以輪廓輪廓顯示。
設計空間的設定將根據管理策略並考慮實際情況。有一個好處是，在空間內操作不被視為改變，所以你要設定盡可能寬的空間。
如果你要剪掉最後一刻的區域，下面的綠色區域看起來會很好。
但要注意的是，這裡得到的等高線是相對於估計模型所確定的預測值繪製的。預測存在預測誤差。因此，人們相信，超出限制是危險的，而我自己也多次被客戶問到這一點。
解決這個問題的一種方法是找到平均值（或預測）的置信區間，並根據其下限和上限建立一個區域，但在這裡我們引入「設計空間剖面」。
使用“設計空間設定檔”
在設計空間剖面中，首先指定反應的 LSL（規格下限）和 USL（規格上限）。然後，以圖形方式設定該係數的下限和上限或在輸入框中輸入，並考慮規格內的輸出百分比和體積百分比。
符合規格的百分比：在給定因子目前限制設定的情況下，響應落在規格限制內的機率。
體積百分比：當第一個因子（在本例中，“PSD d90”）的面積為 10-30、“崩解劑”時，由於當前因子限制設定（“PSD d90”）而產生的面積的相對百分比'為1-3) 為100%。如果將「崩解劑」縮小到13 到30 和2.65 到3，則面積將縮小到初始因子麵積的14.4% 左右）
此範例顯示 Y 在 90.9% 的時間內處於規格範圍內。
由於我們想增加一點機率，因此我們將 Disintegrant 的下限設為 2.8 並縮小範圍。左圖顯示了為每個因素設定規格限值時規格內的比例如何變化，因此最好在設定限值時查看這一點。
由於面積縮小，體積比下降到8%，但合格率卻增加到95%。如果將該區域繪製為等高線，它將如下所示：
雖然這不是我們處於攻擊邊緣的區域，但考慮到預測誤差，它似乎是一個安全區域，一個所謂的保守區域。這就是「設計空間設定檔」的使用方法保守的設計空間可以建造。
您如何找到它符合規格的機率？
合格率透過蒙特卡羅模擬確定。因此，即使使用神經網路等複雜模型進行建模也可以獲得。
模擬的主要步驟
- 產生大量均勻分佈在因子域內的隨機數（預設為 10,000）。其中，考慮設定係數規格限處的點（左下圖：點組）。
- 對於每個綠點，將值代入響應面方程，並加入模型誤差 (RMSE) 的標準差作為隨機誤差，以求出 Y 的預測值。
- 統計Y的預測值在規格限內的個數，併計算所有點的百分比。在右下影像中，綠點表示 Y 在規格限內，紅點表示不在規格限內。
JMP 在預測設定檔中有一個稱為「模擬器」的選項，但這會在預定因素範圍內產生隨機數，並計算不屬於規格限（不合格率）的 Y 百分比。另一方面，設計空間輪廓則相反。我們正在尋找合規的百分比。
如果有很多因素也沒關係
到目前為止，為了便於解釋，我們使用了一個雙因素範例，但當然有三個或三個以上因素的案件也可以處理。下圖顯示了擬合三因素響應面模型時的設計空間剖面，除了前兩個因素（“PSD D90”和“崩解劑”之外，還添加了比表面積（“比表面積”）作為因素” ）。具有三個或更多因素時，很難使用二維輪廓線來視覺化矩形區域，因此此功能很有用。
在3個因子的情況下，Y的預測值是透過在3維因子區域產生均勻隨機數得到的，如下左下圖所示。
作者：Naohiro Masukawa（JMP 日本）
如果您能介紹如何使用設計空間設定檔的範例，將會很有幫助。
