Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Hallo zusammen,
Ich versuche, ein Screening-DOE für mehrere kontinuierliche biologische Faktoren zu entwerfen, bei denen ich eine zweiphasige Beziehung zwischen den Faktoren und dem Ergebnis (= Lebensfähigkeit) vermute: Ich erwarte zunächst eine positive Korrelation bis zu einer bestimmten Konzentration, danach erwarte ich eine negative Korrelation bei höheren Konzentrationen zur Toxizität führen. Wie kann ich diesen zweiphasigen Zusammenhang beim Entwurf eines klassischen Screening-DOE berücksichtigen? Oder muss ich ein benutzerdefiniertes Design auswählen, um für jeden Faktor drei Stufen einschließen zu können: (1) Konzentration 0, (2) hohe Konzentration, (3) mittlere Konzentration?
Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe.
Mit freundlichen Grüße,
Sara
VersuchsplanungBetreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Hallo @SaraA ,
Ich freue mich, dass diese ersten Vorschläge für Sie funktionieren könnten.
Wenn Sie planen, ein endgültiges Screening-Design für 9 kontinuierliche Faktoren zu erstellen, beträgt die empfohlene „Standard“-Laufgröße 25, was im Vergleich zu Ihrem zulässigen experimentellen Budget sehr wirtschaftlich ist. Sie können jedoch immer noch weitere Läufe hinzufügen, um eine höhere Präzision bei der Koeffizientenschätzung zu ermöglichen und/oder eine einfachere Erkennung quadratischer Effekte zu ermöglichen, und die Vorteile des Hinzufügens weiterer Läufe in Ihrem Design mit der Plattform „Designs vergleichen“ vergleichen.
Der DSD ist nach Möglichkeit eine sehr interessante Option, da er eine präzise Schätzung der Haupteffekte ermöglicht (die Haupteffekte sind völlig unvoreingenommen, nicht mit 2-Faktor-Wechselwirkungen oder quadratischen Effekten korreliert) und auch Faktoren identifizieren kann, die einen nichtlinearen Effekt haben die Antwort (da für jeden Faktor 3 Ebenen verwendet werden). Es gibt viele weitere Vorteile im Vergleich zu klassischen Screening-Designs, die hier aufgeführt sind: Übersicht über endgültige Screening-Designs
Sie können die Blockierung auch mit DSD verwenden, wenn Sie beispielsweise die zufällige Variabilität verschiedener verwendeter Platten berücksichtigen möchten. Dies macht DSDs zu einer sehr effizienten Wahl für das Screening-Design.
Selbst wenn DSDs über sehr interessante Designeigenschaften verfügen, würde ich an dieser Stelle wahrscheinlich nicht aufhören, da es mehrere Möglichkeiten gibt, wie Sie weitere Informationen benötigen könnten (und Sie über ein zulässiges Experimentierbudget verfügen, das eine tiefergehende Untersuchung der Faktoren ermöglicht):
- Möglicherweise müssen Sie die Faktorbereiche verfeinern, um sich auf einen engeren experimentellen Interessenbereich zu konzentrieren?
- Bei DSDs handelt es sich immer noch um Screening-Designs. Sobald die Haupteffekte mit hoher Sicherheit identifiziert wurden, möchten Sie möglicherweise andere Effekte bestätigen, die möglicherweise während dieser ersten Screening-Phase erkannt wurden (2-Faktor-Wechselwirkungen, quadratische Effekte)?
- Schließlich könnte es im Fall eines Vorhersagemodells interessant sein, Validierungsläufe und/oder andere „Trainings“-Läufe hinzuzufügen (vielleicht auf raumfüllende Weise), damit Sie Ihr Modell bestätigen und/oder verfeinern können?
Es hängt alles von Ihren Zielen, Anforderungen und Ihrem experimentellen Budget/Einschränkungen ab und davon, welche Präzision Sie möglicherweise benötigen, um ein bestimmtes Verständnis des Systems zu erreichen.
Ich hoffe, diese ergänzende Antwort wird Ihnen helfen,
Betreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Hallo Victor,
Vielen Dank für Ihre Antwort, das ist sehr hilfreich.
Ich möchte insgesamt neun Faktoren überprüfen und möchte maximal 54 Läufe einbeziehen. Bezüglich bestimmter Kombinationen habe ich keine Einschränkungen – alle Kombinationen sind technisch möglich.
Zuvor habe ich für ähnliche Experimente, in denen die Wirkung verschiedener biologischer Verbindungen auf die Lebensfähigkeit von Zellen getestet wurde, zunächst ein Plackett-Burman-Design für das Screening verwendet, gefolgt von einem vollfaktoriellen Design zur Optimierung. Bei diesen Designs ist es jedoch nicht möglich, Mittelpunkte einzubeziehen. Das endgültige Screening-Design klingt nach einer attraktiven Alternative. Gibt es irgendwelche Nachteile bei der Verwendung eines definitiven Screening-Designs im Vergleich zu einem klassischen Plackett-Burman-Design? Das endgültige Screening-Design könnte auch kosteneffektiv sein, wenn nur ein DOE statt zwei durchgeführt wird. Oder empfiehlt es sich dennoch, im Nachhinein einen Optimierungsentwurf durchzuführen?
Danke schön!
Sara
Betreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Hallo @SaraA ,
Willkommen in der Community!
Die von Ihnen beschriebene Situation scheint eine gewisse Krümmung der Reaktion zu implizieren.
Abhängig von der Anzahl der unabhängigen Faktoren, die Sie haben (und Typ(en): nur numerisch kontinuierlich?), Einschränkungen, verfügbarem experimentellen Budget usw. würde ich empfehlen, Folgendes zu versuchen:
- Definitives Screening-Design , sehr leistungsstarkes Screening-Design für mehrere kontinuierliche numerische Faktoren (empfohlen für 5+ Faktoren, unter 5 Faktoren ist die Verwendung möglicherweise nicht sehr wirtschaftlich/effizient), das drei Ebenen für kontinuierliche Faktoren verwendet und möglicherweise in der Lage ist, Hauptfaktoren zu erkennen Effekte, Wechselwirkungen und quadratische Effekte. Sie müssen jedoch sicherstellen, dass in Ihrem Experimentierraum keine Einschränkungen bestehen, die bestimmte Kombinationen nicht zulassen (andernfalls verwenden Sie die nächste Designempfehlung).
- D-Optimales Design ( Custom Design ), flexible Designs, bei denen Sie volle Flexibilität hinsichtlich des angenommenen Modells und der darin enthaltenen Bedingungen haben. Wenn Sie beispielsweise mittlere Ebenen für jeden Faktor haben möchten, können Sie quadratische Terme als „Notwendig“ oder „Wenn möglich“ in das Modell einbeziehen (abhängig von Ihrem experimentellen Budget und Bedarf/Genauigkeit zur Schätzung quadratischer Terme). Benutzerdefinierte Designs ermöglichen auch die Berücksichtigung verschiedener Faktorentypen (einschließlich Mischung, Kategorie, Kovariate usw.) und sind sehr hilfreich, wenn unzulässige Kombinationen oder experimentelle Einschränkungen vorliegen.
Beide Designs können eine Blockierung nutzen, um den Lärm bei bekannten und kontrollierbaren Störfaktoren (Zeit, unterschiedliche Bediener usw.) zu reduzieren. Sie können mehrere Designs erstellen und diese mithilfe der Plattform „Designs vergleichen“ vergleichen, um die Vor- und Nachteile jedes Ansatzes/Designs besser beurteilen zu können.
Wenn Sie weitere Informationen zur Anzahl der Faktoren, Bereiche, Einschränkungen (falls vorhanden), Versuchsbudget usw. bereitstellen können, habe ich möglicherweise weitere Ratschläge oder Empfehlungen, und andere Community-Mitglieder können sich ebenfalls an der Diskussion beteiligen 
Ich hoffe, diese erste Antwort kann Ihnen helfen,
Betreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Mit den von Ihnen bereitgestellten Informationen können Sie in beide Richtungen gehen. Bei einem nur zweistufigen Entwurf müssten einige Mittelpunkte einbezogen werden, um festzustellen, ob die Krümmung in der Reaktion im System vorhanden ist. Es handelt sich also wirklich um ein 3-Ebenen-Design, egal was Sie tun. Der optimale Designansatz ist eher modellzentriert, sodass Sie zuerst das Modell definieren und dann JMP das optimale Design ermitteln lassen können. So oder so kann es funktionieren. Vielleicht führen Sie andere Überlegungen auf einen bestimmten Weg?
1. Einfluss von Rauschfaktoren auf die Reaktion im System?
2. Variation der Antwort im gesamten Inferenzraum? Meine bisherige Erfahrung besagt, dass Studien zur Lebensfähigkeit von Zellen sehr unterschiedlich sein können?
3. Unzulässige/unerwünschte Behandlungskombinationen?
4. Ressourcenbeschränkungen, sodass es möglicherweise eine Obergrenze für die Anzahl der Durchläufe im Entwurf gibt?
Betreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Hallo @Victor_G
Wenn ich versuche, mein Experiment mit dem DSD zu entwerfen, sehe ich nicht, wo ich Replikationsläufe hinzufügen kann? Ist dies bei einem DSD nicht angezeigt?
Danke
Sara
Betreff: Wie entwirft man ein Screening-DOE für kontinuierliche Faktoren, das drei Stufen umfasst (null, mittlere, hohe Konzentration)?Nachdem Sie die Faktoren hinzugefügt haben, erhalten Sie den folgenden Bildschirm. Sie können Blöcke hinzufügen. Es handelt sich um Replikate.
