优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。我对实验设计 (DOE) 还不太熟悉,我有一个经典的混合问题。我想要一个最多包含 3 种成分的混合方案,并针对特定响应进行优化,但我有 5 种成分可能符合要求。所以我的约束条件是,在一个混合方案中最多只能使用 5 种成分中的 3 种。哪种设计效果最好?所有设计都可以从 0 进位到 1。如果我的特殊约束条件存在,是否需要 D 最优设计?
谢谢你帮助我!实验设计回复:优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。你好@LambdaCanary630 ,
欢迎加入社区!
我想到(至少)两种方案来实现你想要的混合设计,并且限制了成分的数量。以下是这些方案(从最易到最难):
- 任何设计中样本点的重新分配都会受到您在“模型”面板中假设的模型的影响。如果您假设的模型仅包含最高至3级的效应,则混合设计中的运行将最多包含3个组分。
这里的示例采用自定义 D 最优设计,运行 45 次,假设采用 Scheffe Cubic 模型:

-
如果您假设一个更复杂的模型和/或使用空间填充设计方法,一种选择是使用候选集方法:通过定制设计、模拟器或任何其他(DoE)平台生成大量不同的实验列表,然后删除/过滤涉及 4 个以上组件的运行。
要进行这种过滤,您可以为每个混合因子添加“二进制”指标公式列(如果 X1>0,则 Indicator1=1,否则为 0):
If(:X1 > 0, 1, 0)
并在总和中使用这些指标列,您可以在其中使用本地数据过滤器:Sum(Indicator1 + Indicator2 + ... + Indicator5)≤3:
Current Data Table() << Data Filter(
Location( {388, 388} ),
Add Filter(
columns( :"Indicator1+Indicator2+Indicator3+Indicator4+Indicator5"n ),
Where( :"Indicator1+Indicator2+Indicator3+Indicator4+Indicator5"n <= 3 )
)
); 过滤后的剩余行将遵守您的组件数量限制。
然后,您可以使用候选运行表中的自定义设计平台并单击选项“选择协变量因子”,然后选择相应的因子,仅使用候选运行表中的可能运行来构建设计:

可能还有其他方法,但对我来说这两个选项最直接。
希望这对你有帮助,
回复:优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。谢谢你,维克多!
我不确定将模型限制为 3 阶是否会导致 3 个以上的组合。从逻辑的角度来看,这完全有意义。
当我想添加一个工艺参数,比如在熔体或溶液中制备混合物时,我需要一个组合设计,对吗?但其余部分保持不变?所以,三阶模型和d最优设计,现在要结合起来吗?我还知道,至少纯组分部分只能在熔体或溶液中处理,所以这可能是另一个限制。回复:优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。你好@LambdaCanary630 ,
从技术上讲,任何涉及 3 个以上组件的运行都有助于确定三阶效应。但最具信息量的运行将是涉及 3 个组件的运行,因此平台会生成最优设计。
如果您想添加过程参数,我建议在设计中直接使用混合因子引入该因子:

如果混合比例和工艺参数之间存在一些不可能的组合,可以使用“不允许的组合过滤器”。例如,这里我指定了当工艺为“溶液”时,混合组分的比例不能在 0.6 到 1 之间:

关于因子约束以及如何使用/应用它们的解释,我强烈推荐@Jed_Campbell的文章《揭秘因子约束》 。如果之前的约束定义不可行,或者约束过于复杂,无法用之前的选项定义,那么候选集方法也可以作为一种解决方案。
希望这个答案能对你有所帮助,
回复:优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。感谢您的澄清。
我尝试设置不允许的组合过滤器,但实际上却导致了错误,因为因子约束不适用于混合因子。这是因为我的学术许可证还是一般许可证的问题?回复:优化最多 3 种成分的混合物,并评估 5 种成分。一般来说,阻止因素也会阻止使用不允许的组合。
如果混合因子的组合不允许,那么使用候选集方法可能会更容易。