化學合成實驗設計策略建議週日快樂，JMP 的精彩社區！
我可能必須設計並運行一組或連續的實驗，以最大限度地提高化學合成的產量。
我們小組中的某個人過去曾進行過這種化學反應。然而，我的經理希望我重複這個反應，以便更好地理解反應條件和產量之間的關係。根據歷史數據，可以得到三點結論。
1.總鈣濃度非常重要。
2.反應中氨鉀比對產率有影響，但影響較小。
3.總氨濃度可能對反應有一定影響，但很難根據歷史數據估計影響程度（或大小）。
因此，我設定了我想要研究的三個因素：1）鈣濃度，2）氨與鉀的比例，以及3）氨濃度。
這裡我包括了 7 種不同水平的鈣濃度，因為它改變了廣泛的鈣濃度範圍內的產率。我們也想要氨和鉀的三個離散比例。然後我還想研究氨濃度是否會影響產率。
以下是 JMP 的建議，我很滿意：1）它建議在資源限制內運行 14 次。 2）它有效地填滿了設計空間。
然而，如前所述，純粹根據歷史數據很難判斷氨濃度是否對產率有任何影響。我很想進行一項小型試驗研究，看看氨濃度是否有任何影響。例如，我運行了三種反應條件，其中鈣濃度和氨與鉀濃度的比率是固定的，而氨濃度是變化的（30~50 mM）。
如果氨最終不會對產量產生重大影響，我將能夠僅用兩個因素（鈣濃度和氨與鉀的比率）建立更徹底的 RSM。然而，同時，我將錯過一個機會來研究氨在不同濃度的鈣和氨與鉀的比例下對產量的潛在影響（它更像是一次一個因素+ DOE）。
我想從更有經驗的 JMP 用戶那裡獲取有關如何解決此類問題的意見。
基礎資料分析與建模實驗設計品質和工藝工程回覆：化學合成實驗設計策略建議嗨@BJK_JerseyBoy ，
很高興您已經擁有歷史數據，因為它可以為您將創建的新實驗提供良好的基準和比較。
關於您的因素，我不明白為什麼您將氨/鉀比率因素設定為離散數字？您可以將此因子設為數值連續，並在模型面板中新增二次項，以便產生的設計將包含中間水平。鈣濃度因子確實涵蓋了廣泛的範圍，但同樣，您不必被迫使用離散數字因子來涵蓋廣泛的水平：指定具有更高階項的更複雜的模型（設定為「必要」或「如果可能」不增加所需的運行規模），和/或使用該因子的對數標度，因為它涵蓋了濃度的非常不同的數量級（因此而不是1/10/50/100/500/1000/ 2000 年，您將得到0/2,3/3,9/4,6/6,2/6,9/7,6 的對數刻度，與原始數據相比，這將能夠更均勻地覆蓋不同的濃度大小用數值連續因子進行縮放）。
關於您關於氨濃度的問題，為什麼不擴大與其他因素相比似乎很小的因素範圍？氨以前可能沒有被檢測為一個重要因素，因為該因素變化的範圍不大，並且可能無法檢測高水平和低水平之間的顯著差異。擴大其範圍可以為您提供有關其對系統影響的更多資訊（如果技術上可行）。
一種選擇可能是使用這組初始歷史數據，並使用增強設計平台來創建一個可以在此數據集上構建的 DoE，並且仍然評估/確認這些最初的觀察結果是否可信。增強設計時，您仍可以根據需要更改因子範圍，以探索更廣泛（或更窄）的實驗空間。如果您認為此選項可能值得考慮，請確保選中「將新運行分組到單獨的區塊中」選項，以便您可以估計由於歷史資料/新資料之間的可變性變化而可能產生的固定或隨機效應增強能源部。
另一種選擇可能是像您一樣設定一個「新」DoE，以便建立對系統的模型理解並將其與生產/歷史資料的運行進行比較，看看該模型是否使您能夠理解/預測結果生產空間狹窄。
正如@Florian_Vogt所提到的，重要的是要記住DoE 支援順序實驗方法，因此您可以從一個大的實驗空間和一個非常簡單的模型開始，然後調整範圍並添加更多的複雜性（如果需要！ ）來完善您的模型理解和/或建立預測模型。
我希望這個答案可以幫助你並給你「深思」:)
回覆：化學合成實驗設計策略建議嗨@BJK_JerseyBoy ，
可能會有很多具有相關經驗的人以及一些想法和建議來幫助您。
在那之前，也許這篇文章會給您一些有用的信息： DoE 的順序性質
祝你一週愉快，
佛洛里安
回覆：化學合成實驗設計策略建議同意維克多的觀點。我會避免離散數字，除非有一個“刻度盤”使其無法連續。
回覆：化學合成實驗設計策略建議以下是我的一些想法和問題。維克多給出了一些很好的反饋，所以我將其添加到菜單中（值得深思）！你學習的最終目標是什麼？是選擇一個贏家還是真正了解工作機制？您想回答什麼問題？您想解釋歷史資料集中的變化或開發有用的預測模型嗎？
"然而，我的經理希望我重複這個反應，以更好地了解反應條件和產量之間的關係。”
在我看來，反應條件除了列出的 3 個變數（鈣、氨和鉀）之外，還包括一些其他變數。溫度、溫度變化率、時間、容器的幾何形狀、攪拌等）以及污染物、化學品的純度、化學品的測量誤差、添加順序等。如何測量產量？你研究過測量系統嗎？從歷史資料來看，有什麼方法可以估計一致性（你知道時間序列嗎？）？
關於因素：您想要深入了解的假設模型是什麼？
1.鈣。為什麼這是離散數字（相對於連續數字）？為什麼要進行 7 個等級的測試？這將使實驗中的效果偏向鈣。您真的需要估計六階效應嗎？ （你會得到一些極其複雜的互動）。您似乎已經知道這很重要，那麼問題是與您研究中的其他因素相比，它有多重要？它與其他因素相互作用嗎？
2.氨與鉀的比例。同意因素類型的問題（Victor）。既然你正在試驗氨，看來這真的只是鉀的量？ （可以根據比率來設定等級）。這實際上是氨和鉀的混合物（也許是混合物設計）？此比率取決於氨濃度嗎？
看看你的實驗上的點。它們在整個設計空間中看起來是否平衡？這對我來說似乎有偏見。
回覆：化學合成實驗設計策略建議感謝@Victor_G和@statman分享富有洞察力的想法並提供建議。
我從你們這裡以及零星的 LinkedIn 貼文中學到了很多。
@Victor_G _我肯定會將離散數字轉換為連續因子。對於鈣濃度，我喜歡將數字更改為對數刻度的想法。但是，我不明白您的意思“您不必被迫使用離散數字因子來覆蓋廣泛的級別：指定具有更高階項的更複雜的模型（設置為“必要”或“如果可能”不增加所需的運行規模）”
我在最初的設計中選擇了 7 種不同水平的鈣濃度，因為我知道鈣濃度會在很大範圍內影響產量。如果我將鈣濃度從離散數值更改為連續因子，客戶設計可能會在設計空間中選擇低、中和高點。我知道我可以進行順序設計（增強設計）來找到最佳的化學反應。然而，根據歷史數據，如果我只有三個水平的鈣濃度，可能很難知道該往哪個方向走。有沒有一種方法可以包含一個或兩個以上的鈣濃度水平，而不必進行離散數字。
氨濃度經實驗確定為 30 -50 mM。我們知道它會產生超出這些範圍的不同副產品。正如您所指出的，由於氨的濃度範圍很窄，我不確定它是否會對產量產生任何影響。
@statman是的！化學反應中有三個以上的變數。但是，它們不被視為已更改。換句話說，它們必須按原樣使用，並且反應在環境溫度和壓力下發生。不幸的是，我無法衡量這種反應的一致性，因為歷史數據中沒有重複。
氨與鉀的比例是固定的，因此，如果改變氨濃度，鉀濃度也會隨之改變。
再次感謝您分享富有洞察力的想法。根據你們的建議，我正在考慮將比率從離散數字更改為連續因子。是否有辦法將鈣濃度作為連續因子，但設定 4-5 個水平而不必使用離散數字？
回覆：化學合成實驗設計策略建議嗨@BJK_JerseyBoy ，
是的，為了讓自訂設計為任何數值連續因子提供 2 個以上水平，您必須在模型中包含更高階項，例如二次效應（3 個水平）、三次效應（4 個水平）...
為此，您可以選擇因子並單擊模型面板中的“冪”，然後選擇與您想要的級別數相關的順序（此處的範例為模型中具有三次冪項的 4 個級別）：
請注意，您可以將此/這些術語的可估計性更改為“如果可能”以保存一些運行（單擊術語的可估計性，您將顯示該選項）：
在模型中新增此項目將在設計中針對該因素創建更多層級（4 個層級：-1 / -0,5 / 0,5 / 1）
我希望這個答案能幫助您設定您的設計。
