Im Anschluss an den vorherigen Artikel Später fanden Papa und Lele durch individuelles Design die Formel und Technik zum Aufbrühen von schwarzem Tee. Als nächstes werden die beiden experimentieren, wie man köstliche Perlen herstellt.
Lele: Zum Glück haben wir letzte Woche so schnell zusammengepackt, dass unsere Mutter nicht bemerkt hat, dass wir heimlich ihr Geburtstagsgeschenk vorbereitet haben.
Papa: Ja, lasst uns diese Woche die Zeit nutzen und versuchen, köstliche Perlen herzustellen. Ich habe mir die Informationen im Internet angesehen und festgestellt, dass es mehrere wichtige Faktoren gibt, die beeinflussen, ob die Perlen gut schmecken oder nicht, darunter die Marke der Perlen, die Wassermenge zum Kochen der Perlen/Perlen-Verhältnis, die Garzeit und die Art Zuckermenge und Zuckermenge. Einweichzeit.
Lele: Ich erinnere mich, dass es bei der Zubereitung von schwarzem Tee bestimmte Bedingungen zur Kontrolle der Wassertemperatur gibt. Müssen Sie das nicht berücksichtigen?
Papa: Ja, die Wassertemperatur ist der Schlüsselfaktor für die Zubereitung von schwarzem Tee, aber dieses Mal werden wir das Wasser kochen, das heißt, die Perlen zum Kochen bringen, wenn es 100 Grad hat, also ist die Temperatur immer 100 Grad, das stimmt Unter solchen Bedingungen gibt es keinen Unterschied, wir müssen ihn nicht kontrollieren und wir müssen ihn nicht als Faktor im Experiment verwenden. Darüber hinaus wird in vielen empfohlenen Rezepten zum Kochen von Perlen darauf hingewiesen, dass die Perlen nach dem Kochen schnell abgekühlt werden müssen, damit sie elastisch werden. Wir betrachten dies als Teil des Standardprozesses und müssen daher nicht als Kontrollfaktor herangezogen werden.
Lele: Ich verstehe, wann beginnen wir mit unserem Experiment? Sollten wir JMP diesmal bitten, uns bei der Gestaltung von Experimenten zu helfen?
Papa: Ja, weil die Perlenmarke und das Wasservolumen/Perlenverhältnis schwer zu ändernde Faktoren sind, deshalb haben wir JMP dieses Mal um Hilfe gebeten Richten Sie geeignete Experimente basierend auf der Schwierigkeit sich ändernder Faktoren ein.
Entwerfen Sie Experimente basierend auf der Schwierigkeit, Faktoren zu ändern
Lele: Das klingt großartig. JMP kann auch entsprechende Experimente anbieten, die auf dem Grad der Einfachheit der Änderung basieren.
Papa: Dann bereite ich zuerst die Materialien für die Perlenherstellung vor und du machst zuerst deine Hausaufgaben.
Papa bereitete zwei Marken Perlen, einen Becher zum Berechnen der Wassermenge und Perlen, Kristallzucker und braunen Zucker vor und öffnete JMP. Nachdem Lele ihre Hausaufgaben erledigt hatte, kehrte sie zu ihrem Vater zurück und sagte: Verwenden wir dieses Mal auch maßgeschneiderte experimentelle Designexperimente?
Papa: Ja, wir behandeln auch unseren Zielwert, also die Köstlichkeit der Perlen, als Antwortergebnis. Das Ziel ist: Je köstlicher, desto besser, das heißt, je größer, desto besser, und dann platzieren wir die Schlüsselfaktoren der Perle Marke, Wassermenge/Perlenverhältnis, Kochzeit, Zuckerart und Einweichzeit des Zuckers (Tabelle 1).
Schlüsselfaktoren
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Datentyp
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Wert (Bereich/Art)
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Perlenmarke
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Kategorie
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Marke A
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Marke B
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Verhältnis Wasservolumen/Perlen
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kontinuierlich
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6~8
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Kochzeit
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kontinuierlich
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20~50
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Zuckertyp
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Kategorie
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Kristallzucker
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brauner Zucker
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Einweichzeit des Zuckers
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kontinuierlich
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10~30
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Tabelle 1: Tabelle der Schlüsselfaktoren im Perlenexperiment
Papa trägt nacheinander die entsprechenden Faktoren und Bereiche auf der benutzerdefinierten Designplattform ein (Abbildung 1).
Abbildung 1: Antwortergebnisse und Faktoreinstellungen
Das Split-Plot-Experiment verstehen
Papa fuhr fort: Da wir hoffen, einmal zu kochen und die Perlen dann zu unterschiedlichen Siedezeiten zu sammeln, kann dies beim Experimentieren etwas Zeit sparen. Deshalb haben wir die beiden Parameter Wasservolumen/Perlenverhältnis und Perlensorte auf sehr hohe Werte eingestellt. Es ist schwer zu ändern, und dann stellen wir die Kochzeit als Parameter ein, der schwer zu ändern ist, und die verbleibenden beiden Parameter bleiben in ihrem ursprünglichen, leicht zu ändernden Zustand. Also Legen Sie Faktoren auf verschiedenen Ebenen fest, um ein hierarchisches Versuchsdesign durchzuführen, das wir als „Split-Plot-Experiment“ bezeichnen. (Figur 2).
Abbildung 2: Schwierigkeiten bei der Änderung von Anpassungsfaktoren
Papa drückte die Weiter-Taste und fuhr fort: Wir passen den Effektterm des Modells an und fügen den quadratischen Term der kontinuierlichen Variablen hinzu (Abbildung 3). Dadurch kann bestätigt werden, ob es im Parameterbereich einen Maximal- oder Minimalwert gibt, also ob er extrem ist Werte liegen eher in der Mitte des Bereichs als an den Enden.
Abbildung 3: Hinzufügen von Modelleffektelementen
Während er sprach, scrollte Papa im Bericht nach unten und fuhr fort: Da wir die Faktoren außerdem auf zwei Ebenen festgelegt haben: „sehr schwer zu ändern“ und „schwer zu ändern“, können wir unter Design Generation „sehr schwer zu ändern“ auswählen " und " Ist es schwierig zu ändern? Gibt es eine unabhängige Beziehung zwischen den beiden? Das heißt, die beiden Schichten sind eine verschachtelte Struktur oder eine Kreuzstruktur. Wenn Tick Schwer veränderbare Faktoren können unabhängig von sehr schwer veränderbaren Faktoren variieren , was bedeutet, dass die beiden Schichten eine „Kreuzstruktur“ sind , wenn nicht aktiviert, bedeutet es „Neststruktur“ . ( Wie in Abbildung 4 gezeigt)
Abbildung 4: Passen Sie an, ob es sich um eine Trogstruktur handelt, die Anzahl der gesamten Diagramme und Unterdiagramme sowie die Gesamtzahl der Experimente
Lele fragte: Was ist eine verschachtelte Struktur?
Papa zeichnete dann eine Figur auf das Papier und antwortete: Die verschachtelte Struktur, auch verschachtelte Struktur genannt, ist eigentlich die nächste Schicht, die in die vorherige Schicht eingebettet ist, sodass dieselbe Kombination der Reihe nach vervollständigt wird, bevor die nächste Kombination erstellt wird. Auf dem Bild, das ich gezeichnet habe, habe ich beispielsweise mit Gruppe A begonnen, bei der es sehr schwierig ist, die Faktoren zu ändern. Nachdem ich die AC-Kombination beendet hatte, machte ich die AD-Kombination und wechselte dann zu Gruppe B.
Abbildung 5, Erläuterung der Kreuzstruktur und Neststruktur, Zahlen geben den Versuchsablauf an
Was die Kreuzstruktur betrifft, wird er die schwer zu ändernden Faktoren nicht der Reihe nach vervollständigen. Seine Reihenfolge beginnt immer noch bei Gruppe A, bei der es sehr schwierig ist, die Faktoren zu ändern, aber dann wird er AC, AD, AC, AD erstellen, BC, BD, BC, BD in dieser Reihenfolge können Sie feststellen, dass schwer zu ändernde Faktoren gekreuzt werden müssen, um das Experiment abzuschließen (Abbildung 5).
Lele nahm das von ihrem Vater gezeichnete Bild und betrachtete es eine Weile, dann wandte sie sich dem Computer ihres Vaters zu. Papa scrollte im Bericht nach unten und fuhr fort: Wir können auch die Anzahl der gesamten Parzellen (Gesamtfläche) und Subplots (Unterfläche) angeben. Ich habe hier 6 Mal und 12 Mal eingestellt. Sie können auch die Anzahl der Experimente auswählen. Dieses Mal haben wir Er behält die Voreinstellungen 36 Mal bei (Abbildung 4).
Abbildung 4: Passen Sie an, ob es sich um eine Trogstruktur handelt, die Anzahl der gesamten Diagramme und Unterdiagramme sowie die Gesamtzahl der Experimente
Lele: Ist 36 mal zu viel?
Papa: Dieser Teil hängt vom tatsächlichen Experiment ab und davon, ob der Experimentator es sich leisten kann. Aber ich denke, du kannst diese Perle heute mit mir essen. Wir werden sie gemeinsam bewerten und diese Durchschnittsbewertung als Ergebnis der Geschmacksbewertung verwenden. Auf diese Weise Es ist auch genauer.
Papa und Lele folgten den experimentellen Kombinationen, die von der maßgeschneiderten experimentellen Plattform von JMP entworfen wurden, und führten 36 Geschmacksbewertungen durch (Abbildung 6).
Abbildung 6: Sammlung experimenteller Ergebnisse
Lele: Papa, ich bin so satt.
Papa: Ich auch, aber zum Glück hast du mir geholfen, einen Teil der Last zu teilen. Wir haben die Datenerfassung endlich abgeschlossen und können jetzt JMP-Tools verwenden, um sie zu analysieren.
verwenden JMP Führen Sie eine Regressionsanalyse durch
Während er sprach, drückte Papa „Modell“ in der oberen linken Ecke der DOE-Tabelle, um die Regressionsanalyse zu starten. Nach ein paar Aktionen schloss Papa die Erstellung des Regressionsanalyseberichts ab. Lele nahm den von Papa ausgefüllten JMP-Bericht und schaute ihn sich eine Weile an. Fragen Sie Papa: Warum haben Sie den Effektterm, dessen P-Wert 0,05 überstieg, für die Perlenmarke nicht gelöscht?
Papa: Stimmt. Haben Sie daran gedacht, die Effektelemente zu löschen, deren P-Wert 0,05 überschreitet? Die Spezifikation des P-Werts ist jedoch auf 0,05 als Referenzwert festgelegt, da der P-Wert der Perlenmarke 0,05367 beträgt. Obwohl er 0,05 überschreitet , es überschreitet nicht viel. , und das Modell berücksichtigt nicht zu viele Effektterme, also werde ich es behalten.
Lele nickte, um sein Verständnis zum Ausdruck zu bringen. Papa fuhr fort: Wenn Sie sich den Wirkungszusammenfassungsbericht ansehen, können Sie feststellen, dass die Zuckerart und die Zeit, in der der Zucker eingeweicht wird, die beiden wichtigsten sind. Diese Faktoren beeinflussen die Süße des Zuckers Perlen, insbesondere die Zuckersorte. viele. Darüber hinaus ist auch die Garzeit eine sehr wichtige Bedingung (Abbildung 7).
Abbildung 7: Regressionsanalysebericht – Wirkungszusammenfassung
Lele sagte: Ja, wenn man es zu lange kocht, wird es krümelig und nicht lecker. Wenn man es zu schnell aufnimmt, wird es hart.
Papa: Richtig, so geht es dir auch mit dem Experimentierprozess, so viele Unternehmen haben viele leitende Lehrer oder erfahrene alte Mitarbeiter. Sie sind gut informiert, wissen also, welche Parameter wichtig sind, mögen sie aber nicht. Nutzen Die Werkzeuge des experimentellen Designs. Wenn wir in diesem Beispiel jedoch keine Experimente durchführen, wissen wir es immer noch nicht Zuckerarten Und Einweich Zeit Der Geschmack von Perlen ist so wichtig Das experimentelle Design soll diese erfahrenen Mitarbeiter nicht herausfordern, sondern eine Möglichkeit bieten, ihnen bei der Prüfung zu helfen, ob es eine Verbesserung im aktuellen Prozess oder in der Formel gibt. . Für dieses Beispiel ist unser Ziel Finden Sie bessere Perlenaromen .
Lele nickte zustimmend. Dad wechselte vom Bericht zum unten stehenden Bericht „REML Variance Component Estimates“ (Abbildung 8). Er fuhr fort: „Es gibt einen weiteren wichtigen Test, der bestätigt werden muss.“ Hier können Sie sehen, dass ein Wald-Test für ganze Diagramme und Unterdiagramme durchgeführt wurde, um zu überprüfen, ob es Unterschiede zwischen verschiedenen Gesamtdiagrammen und Unterdiagrammen gibt. Die Ergebnisse sind offensichtlich alle größer als 0,05, daher sind wir zuversichtlicher, dass ganze Diagramme und Unterdiagramme gute Auswirkungen haben zum Perlengeschmack. Es gibt keinen großen Unterschied in den Bewertungen, und wir können die Analyseergebnisse des Split-Plot-Experiments sicher verwenden, um ein Modell des Perlengeschmacks und der Parameter zu erstellen.
Abbildung 8: Regressionsanalysebericht – Schätzungen der Reml-Varianzkomponenten
Lele hat das Thema gewechselt: Aber Sie sagten, dass die Zuckersorte sehr wichtig ist. Wie können wir feststellen, welche Zuckersorte köstlich ist?
Papa öffnete den Prediction Profiler und fuhr fort: Lele, sieh dir das Bild der Zuckerarten an. Es ist offensichtlich, dass der Wert von braunem Zucker höher ist als der von Kristallzucker. Mit anderen Worten, du hast gesagt, dass der Karamellgeschmack mit braunem Zucker gekocht wird (Abbildung 9).
Abbildung 9, Vorhersageprofiler
Dann nutzte Papa die Funktion „Wünschbarkeit maximieren“ des Scorers, um die beste Parameterkombinationsbedingung für die Perlenmarke A zu erhalten. Das Wasserverbrauchs-/Perlenverhältnis zum Kochen beträgt etwa 6,9. Die Kochzeit beträgt etwa 30 Minuten. Nach dem Kochen Nach dem Einweichen in Braun Wenn Sie etwa 26 Minuten lang Zucker hinzufügen, erhalten Sie köstliche Perlen mit einer erwarteten Punktzahl von 9,7 (Bild 10).
Abbildung 10, die beste vom Prediction Profiler geschätzte Kombination
Lele: Super, wir haben die leckerste Art gefunden, Perlen zuzubereiten. Ich hoffe, Mama wird es mögen.
Papa: Er wird es auf jeden Fall mögen. Als nächstes hat er Geburtstag. Wir werden den besten schwarzen Tee, den wir letzte Woche gemacht haben, mit den besten Perlen, die wir heute gemacht haben, Milch und ein paar Eiswürfel kombinieren und vielleicht etwas passendes Fruktose hinzufügen, dann bekommst du Mamas Lieblingstee Bubble-Milchtee.
Plötzlich fiel Lele eine Frage ein: Wie ist das Verhältnis zwischen diesen?
Papa lächelte und sagte: Dann brauchen wir die Hilfe des Geburtstagskindes und von JMP, um das am besten geeignete Verhältnis zu finden!
Lele: Ich freue mich darauf!
Der nächste Artikel erklärt: Wie man das Mischungsdesign im experimentellen Design nutzt, um perfekten Bubble Milk Tea zuzubereiten.
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