化学合成实验设计策略建议周日快乐，JMP 的精彩社区！
我可能必须设计并运行一组或连续的实验，以最大限度地提高化学合成的产量。
我们小组中的某个人过去曾进行过这种化学反应。然而，我的经理希望我重复这个反应，以更好地理解反应条件和产量之间的关系。根据历史数据，可以得出三点结论。
1.总钙浓度非常重要。
2.反应中氨钾比对收率有影响，但影响较小。
3.总氨浓度可能对反应有一定影响，但根据历史数据很难估计影响程度（或大小）。
因此，我设置了我想要研究的三个因素：1）钙浓度，2）氨与钾的比例，以及3）氨浓度。
这里我包括了 7 种不同水平的钙浓度，因为它改变了广泛的钙浓度范围内的产率。我们还想要氨和钾的三个离散比例。然后我还想研究氨浓度是否影响收率。
下面是 JMP 的建议，我很满意：1）它建议在资源限制内运行 14 次。 2）它有效地填充了设计空间。
然而，如前所述，纯粹根据历史数据很难判断氨浓度是否对收率有任何影响。我很想进行一项小型试点研究，看看氨浓度是否有任何影响。例如，我运行了三种反应条件，其中钙浓度和氨与钾浓度的比率是固定的，而氨浓度是变化的（30~50 mM）。
如果氨最终不会对产量产生重大影响，我将能够仅用两个因素（钙浓度和氨与钾的比率）建立更彻底的 RSM。然而，与此同时，我将错过一个机会来研究氨在不同浓度的钙和氨与钾的比例下对产量的潜在影响（它更像是一次一个因素+ DOE）。
我想从更有经验的 JMP 用户那里获取有关如何解决此类问题的意见。
基础数据分析和建模实验设计质量和工艺工程回复：化学合成实验设计策略建议嗨@BJK_JerseyBoy ，
很高兴您已经拥有历史数据，因为它可以为您将创建的新实验提供良好的基线和比较。
关于您的因素，我不明白为什么您将氨/钾比率因素设置为离散数字？您可以将此因子设置为数值连续，并在模型面板中添加二次项，以便生成的设计将包含中间水平。钙浓度因子确实涵盖了广泛的范围，但同样，您不必被迫使用离散数字因子来涵盖广泛的水平：指定具有更高阶项的更复杂的模型（设置为“必要”或“如果可能”不增加所需的运行规模），和/或使用该因子的对数标度，因为它涵盖了浓度的非常不同的数量级（因此而不是 1/10/50/100/500/1000/ 2000 年，您将拥有对数刻度的 0/2,3/3,9/4,6/6,2/6,9/7,6，这将能够比原始值更均匀地覆盖不同的浓度大小用数值连续因子进行缩放）。
关于您关于氨浓度的问题，为什么不扩大与其他因素相比似乎很小的因素范围？氨以前可能没有被检测为重要因素，因为该因素变化的范围不大，并且可能无法检测高水平和低水平之间的显着差异。扩大其范围可以为您提供有关其对系统影响的更多信息（如果技术上可行）。
一种选择可能是使用这组初始历史数据，并使用增强设计平台来创建一个可以在此组基础上构建的 DoE，并且仍然评估/确认这些最初的观察结果是否可信。增强设计时，您仍然可以根据需要更改因子范围，以探索更广泛（或更窄）的实验空间。如果您认为此选项可能值得考虑，请确保选中“将新运行分组到单独的块中”选项，以便您可以估计由于历史数据/新数据之间的可变性变化而可能产生的固定或随机效应增强能源部。
另一种选择可能是像您一样设置一个“新”DoE，以便构建对系统的模型理解并将其与生产/历史数据的运行进行比较，看看该模型是否使您能够理解/预测结果生产空间狭窄。
正如@Florian_Vogt提到的，重要的是要记住 DoE 支持顺序实验方法，因此您可以从一个大的实验空间和一个非常简单的模型开始，然后调整范围并添加更多的复杂性（如果需要！）来完善您的模型理解和/或建立预测模型。
我希望这个答案可以帮助你并给你“深思”:)
回复：化学合成实验设计策略建议嗨@BJK_JerseyBoy ，
可能会有很多具有相关经验的人以及一些想法和建议来帮助您。
在那之前，也许这篇文章会给您一些有用的信息： DoE 的顺序性质
祝你一周愉快，
弗洛里安
回复：化学合成实验设计策略建议同意维克多的观点。我会避免离散数字，除非有一个“刻度盘”使其无法连续。
回复：化学合成实验设计策略建议以下是我的一些想法和问题。维克多给出了一些很好的反馈，所以我将其添加到菜单中（值得深思）！你学习的最终目标是什么？是选择一个赢家还是真正了解工作机制？您想回答什么问题？您想解释历史数据集中的变化或开发有用的预测模型吗？
"然而，我的经理希望我重复这个反应，以更好地了解反应条件和产量之间的关系。”
在我看来，反应条件除了列出的 3 个变量（钙、氨和钾）之外，还包括一些其他变量。温度、温度变化率、时间、容器的几何形状、搅拌等）以及污染物、化学品的纯度、化学品的测量误差、添加顺序等。如何测量产量？你研究过测量系统吗？从历史数据来看，有什么方法可以估计一致性（你知道时间序列吗？）？
关于因素：您想要深入了解的假设模型是什么？
1.钙。为什么这是离散数字（相对于连续数字）？为什么要进行 7 个级别的测试？这将使实验中的效果偏向于钙。您真的需要估计六阶效应吗？ （你会得到一些极其复杂的交互）。您似乎已经知道这很重要，那么问题是与您研究中的其他因素相比，它有多重要？它与其他因素相互作用吗？
2.氨与钾的比例。同意因素类型的问题（Victor）。既然你正在试验氨，看来这真的只是钾的量？ （可以根据比率来设置级别）。这实际上是氨和钾的混合物（也许是混合物设计）？该比率取决于氨浓度吗？
看看你的实验上的点。它们在整个设计空间中看起来是否平衡？这对我来说似乎有偏见。
回复：化学合成实验设计策略建议感谢@Victor_G和@statman分享富有洞察力的想法并提供建议。
我从你们这里以及零星的 LinkedIn 帖子中学到了很多东西。
@Victor_G _我肯定会将离散数字转换为连续因子。对于钙浓度，我喜欢将数字更改为对数刻度的想法。但是，我不明白您的意思“您不必被迫使用离散数字因子来覆盖广泛的级别：指定具有更高阶项的更复杂的模型（设置为“必要”或“如果可能”不增加所需的运行规模）”
我在最初的设计中选择了 7 种不同水平的钙浓度，因为我知道钙浓度会在很大范围内影响产量。如果我将钙浓度从离散数值更改为连续因子，客户设计可能会在设计空间中选择低、中和高点。我知道我可以进行顺序设计（增强设计）来找到最佳的化学反应。然而，根据历史数据，如果我只有三个水平的钙浓度，可能很难知道该往哪个方向走。有没有一种方法可以包含一个或两个以上的钙浓度水平，而不必进行离散数字。
氨浓度经实验确定为 30 -50 mM。我们知道它会产生超出这些范围的不同副产品。正如您所指出的，由于氨的浓度范围很窄，我不确定它是否会对产量产生任何影响。
@statman是的！化学反应中有三个以上的变量。但是，它们不被视为已更改。换句话说，它们必须按原样使用，并且反应在环境温度和压力下发生。不幸的是，我无法衡量这种反应的一致性，因为历史数据中没有重复。
氨与钾的比例是固定的，因此，如果改变氨浓度，钾浓度也会相应改变。
再次感谢您分享富有洞察力的想法。根据你们的建议，我正在考虑将比率从离散数字更改为连续因子。是否有办法将钙浓度作为连续因子，但设置 4-5 个水平而不必使用离散数字？
回复：化学合成实验设计策略建议嗨@BJK_JerseyBoy ，
是的，为了让自定义设计为任何数值连续因子提供 2 个以上水平，您必须在模型中包含更高阶项，例如二次效应（3 个水平）、三次效应（4 个水平）...
为此，您可以选择因子并单击模型面板中的“幂”，然后选择与您想要的级别数相关的顺序（此处的示例为模型中具有三次幂项的 4 个级别）：
请注意，您可以将此/这些术语的可估计性更改为“如果可能”以保存一些运行（单击术语的可估计性，您将显示该选项）：
在模型中添加此项将在设计中针对此因素创建更多级别（4 个级别：-1 / -0,5 / 0,5 / 1）
我希望这个答案能帮助您设置您的设计。
