Nella prima parte di questa serie di blog, condurremo un esperimento di screening che considera quattro fattori riguardanti la luminosità delle lanterne per bottiglie in PET: tipo di liquido, volume, concentrazione (convertito in logaritmo comune) e forma della bottiglia in PET (pieghe, cola ). è stato effettuato.
Gli esperimenti hanno confermato che il volume, la concentrazione e la forma della bottiglia di plastica influiscono sulla luminosità. Pertanto, nella Parte 2, sulla base dei risultati dell’esperimento di screening, prenderemo in considerazione la praticità in tempi di disastro. Applicando un modello di superficie di risposta, studieremo la capacità e la concentrazione ottimali quando si utilizza una bevanda sportiva in una bottiglia in PET piegata come lanterna.
Riferimento: blog precedente
Utilizzo del Design of Experiments (DOE) per scoprire le condizioni che rendono una lanterna con bottiglia di plastica la più luminosa ~ Parte 1. Esperimento di screening ~
Esperimento di ottimizzazione
Creiamo un piano per adattare un modello di superficie di risposta utilizzando "Design personalizzato". Imposta la risposta e i fattori come di seguito e nel "modello" [RSM] (per il modello della superficie di risposta) per specificare un modello della superficie di risposta (un modello che include effetti principali, interazioni quadratiche e termini al quadrato). Il valore predefinito per il numero di esperimenti è 12 e il progetto verrà creato facendo clic sul pulsante [Crea progetto].
■Inserimento di dati sperimentali, visualizzazione di dati sperimentali
Ho condotto un esperimento sul piano creato e ho inserito la luminosità (lux) letta dall'illuminometro.
Allo stesso tempo, abbiamo creato un grafico che mostra la relazione tra i punti sperimentali e la luminosità nell'area sperimentale utilizzando il Costruttore di grafici. In questo esperimento
I punti sperimentali sono l'apice dell'area sperimentale, il punto dell'asse (il livello tra il limite inferiore e il limite superiore di ciascun fattore) e il punto centrale. Un piano del genere pianta del complesso centrale Questo è un piano tipico per l'installazione di una superficie di risposta.
Nell'area sperimentale, l'angolo in alto a destra (sia la capacità che la concentrazione sono maggiori) sembra essere più luminoso.
■Rapporto di analisi
Questo è un rapporto di analisi durante l'adattamento di un modello di superficie di risposta.
- Osservando il "Rapporto sui valori previsti e sui valori effettivi", R al quadrato è 0,93, Si può vedere che non ci sono punti sperimentali che si discostano significativamente dalla linea rossa (l'area in cui corrispondono valori misurati e valori predetti). Per un modello che utilizza due fattori, il modello ha un buon adattamento.
- Osservando il rapporto "Stima dei parametri", il termine quadrato di log10 (concentrazione) è significativo, ovvero esiste un effetto di superficie.
■Profilo di previsione
Nel profilo di previsione sono presenti le condizioni per il fattore che fornisce il valore di luminosità previsto più grande [Massimizzare la soddisfazione] Ho provato a utilizzare le opzioni.
Quando si mette una bevanda sportiva in una bottiglia Hida Hida, la luminosità è massima quando il volume è di 500 ml e la concentrazione è del 100%, e la luminosità in quel momento è 25,9 (lux).
Da ciò abbiamo imparato che se si desidera utilizzare una bevanda sportiva come lanterna per una bottiglia di plastica, è possibile utilizzare semplicemente la bottiglia non aperta senza regolare il volume o la concentrazione.
■Profilo del contorno
Visualizziamo il modello della superficie di risposta adattata utilizzando le curve di livello. Il "profilo di contorno" riportato di seguito è una linea di contorno quando l'asse orizzontale è la capacità e l'asse verticale è log10 (concentrazione). Inoltre, le aree in cui il valore di luminosità previsto è pari o superiore a 20 vengono visualizzate in bianco.
Se è sufficiente che la luminosità sia pari o superiore a 20 (lux), sarebbe opportuno considerare di impostare il fattore all'interno dell'area bianca.
Anche se si beve circa la metà di una bevanda sportiva (la capacità è di 250 ml), si prevede che la luminosità sia superiore a 20 (lux), quindi si ritiene che si otterrà una luminosità sufficiente.
Esperimento di conferma
Infine, abbiamo eseguito nuovamente l'esperimento in condizioni in cui vorremmo impostare i fattori in futuro, come condizioni ottimali, e abbiamo confermato che i valori misurati e i valori previsti ottenuti dal modello erano vicini tra loro.
In questo esempio, la luminosità ha raggiunto il suo massimo quando il volume era di 500 ml e la concentrazione era del 100%, quindi abbiamo misurato nuovamente la luminosità in queste condizioni, separatamente dagli esperimenti precedenti, e abbiamo scoperto che Il valore misurato è 25,5 (lux) sono diventati.
Nelle condizioni ottimali determinate dal profilo di previsione Il valore previsto è 25,9 (lux) Pertanto, il valore misurato e il valore previsto sono vicini, confermando la riproducibilità della luminosità in condizioni ottimali.
sto sperimentando da dilettante...
Ho presentato l'esperimento della lanterna con la bottiglia di plastica in due parti, ma l'esperimento è stato sorprendentemente difficile. Ho dovuto regolare la concentrazione e il volume, quindi l'ho fatto nella mia cucina di casa. Stavo regolando le concentrazioni e inserendo i dati sperimentali in condizioni di scarsa illuminazione utilizzando misurini e, prima che me ne rendessi conto, era mezzanotte. . .
Nonostante ciò, siamo riusciti a ottenere risultati sperimentali sufficienti per spiegarli a tutti. Tuttavia, poiché ho condotto un esperimento a livello di ricerca scientifica indipendente, ho dei dubbi sul fatto che i risultati siano realmente accurati e che siano riproducibili o generalizzabili. Se sei interessato, prova a sperimentare.
Le lanterne con bottiglie di plastica sono un modo per fornire un'adeguata luminosità in caso di emergenza. Per favore, tienilo a mente.
di Naohiro Masukawa (JMP Giappone)
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