欢迎参加我们精彩的分享会,届时一对父女将使用定制设计平台探索软糖熊的世界。两位主讲人——JMP 的研发总监和他现年 10 岁的女儿——将结合他们之前使用 Easy DOE 的经验,深入探讨定制设计的复杂性,探究各种因素如何影响软糖熊的品质。
在本环节中,我们将探讨如何使用自定义设计来设置实验,并分享从仅熟悉简易实验设计 (Easy DOE) 的用户过渡到自定义设计过程中遇到的挑战和获得的宝贵经验。无论您是实验设计新手还是希望拓展专业知识,本环节都将为您提供宝贵的策略和技巧,助您开展自己的项目。您将亲身体验两位作者如何使用自定义设计来优化他们的软糖实验,并最终获得甜蜜(且粘稠)的实验结果。
欢迎收看我们今天的演讲,主题是“趣味熊:从简易实验设计到定制设计——以小熊软糖为例”。我是JMP公司的总监Ryan Lekivetz。
我是罗里·莱基维茨,北伍兹小学的一名学生。
好的,我们今天要研究什么呢?我们很想知道不同的因素会如何影响软糖熊。我们的实验员罗瑞之前有过简易实验设计(Easy DOE)的经验。但她很想尝试自定义设计(Custom Design),因为她听说自定义设计难度更高。不过,我们实际看到的是,设计本身并不难,难的是分析。此外,我们还能从中吸取一些经验教训,比如客观响应变量在家庭实验中很难获得。现在,我想请你告诉我们,你是如何决定进行这项实验的?
去年在探索频道,我带回家一包软糖,然后把它放进热水里,想看看口感会有什么变化。结果发现它真的变软了很多。所以我就想以此为契机做个实验。
啊。那我们不如告诉他们,我们在这次实验中选择了哪些因素?
所以我们选了两个牌子,然后分别测试了冷冻、室温和高温三种温度,以及两分钟和五分钟的浸泡时间。我们考虑了浸泡时间、温度、颜色,因为我觉得不同的色素可能会让软糖的软硬程度有所不同。还有空气接触时间,因为过夜会让软糖变得更硬。但是,最终的成品就像刚从袋子里拿出来一样新鲜。
是的。或者如果我们把它放在外面。是的。我想你一开始就意识到温度会影响结果,对吧?是的。哦,对了,我还要补充一点,我们把它放在一个台灯下面加热。我们用的是一盏很热的台灯。所以它足以产生一些热量。我想是因为我们一开始尝试用开水,结果只得到了一颗融化的软糖熊。现在来说说我们的反应。那么爸爸的第一个想法是什么呢?我想,因为我们通常都是主观反应,所以我想,“嗯,这太好了。我们来试试客观反应吧。”这就是爸爸的想法。我们有一个9伏的电池,还有一个小蜂鸣器。你可以看到图片里有一个蜂鸣器和一个按钮。我们的想法是,看看在软糖熊上放多少重量才会让蜂鸣器响起。
我想,“我们尝试做这件事的时候发现了什么?” 要想让东西平衡地放在一颗软糖熊上面,并能增加足够的重量,真的很难。所以,虽然我们可能最终能成功,但我觉得会太费时间。不过至少我们为以后的实验做了这个准备,我们可以用那个蜂鸣器。爸爸以为他的尝试很聪明,但结果失败了。那么,我们最终观察了大家的反应,结果如何呢?
所以我们最终采用了 1 到 10 的享受等级。其中,柔软度(数值越大表示越硬)和耐嚼度(数值越大表示越耐嚼)也分别用 1 到 10 来衡量。
好的。我想我们有一个基准值,是7。对吗?所以我觉得你刚才的意思是,如果是刚从袋子里拿出来的东西,那可能就是7。我记得我之前问过你,你觉得柔软度和咀嚼度之间会有关联吗?这么说也挺有道理的。作为统计学家,我们当然会认为它们之间存在相关性。现在我们来谈谈实验设计(DOE)。我想你已经找到了自定义设计,那么响应变量的参数呢?我想我不用多说了吧,你直接输入就行了?那么模型呢?因为模型只显示了主效应,这符合你的预期吗?
所以我添加了互动元素,因为我真的很想看看这些互动会对小熊软糖产生什么影响。
好的。是的,我的意思是,她在自定义设计里找到了,如果你查看模型术语,可以看到“交互”选项排在第二位。所以她实际上是在没有任何提示的情况下发现的。同样地,那么运行规模的选择呢?你是如何决定运行次数的?
所以我决定跑几趟,因为……
我认为那是默认设置。
嗯,一共进行了45次测试。这意味着我们要测试45种软糖。
你觉得自己能吃下45颗小熊软糖吗?
是的。
是的。事实上,我们为此买了两个5磅重的软糖熊。我得说,我们当时并没有真正讨论设计诊断,当然,爸爸之后进去看了。我也看了不同的设计诊断,以确保万无一失。好吧,这个设计看起来合理吗?例如,这里你可以看到相关性的颜色图。我认为,对于主效应和双因素交互作用来说,结果相当不错。同样,当我查看功效分析时,至少就信噪比为2而言(就像默认设置一样),只要我们有一些显著的效应,我们就有足够的功效来检测出它们。好了,所以我们做了什么?我想我们去了厨房。我想,我们花了几个小时才把那些软糖熊吃完。
但是,你知道,Rory 实际上已经能够创建表格,创建 JMP 数据表,并直接将回复输入其中。如果你用过 Easy DOE,就会知道它的优点在于它会一步一步地引导你完成所有操作,所有步骤都在一个工作流程中完成。那么问题出在哪里呢?Custom Design 创建了这个数据表,你可以把回复填进去,但你却不知道接下来该怎么做。部分原因是她之前很少做分析,除了 Easy DOE 之外,她几乎没有做过任何分析。所以,表格脚本之类的概念对她来说都很陌生。但我认为我们确实开始了。那么,我们在 Graph Builder 里看了些什么呢?你还记得吗?
所以我们研究了不同的回应方式。
不同的反应与这些因素的数量有关。所以我认为她很快就理解了如何将数据块拖入图表构建器。但最终,我还是带她体验了加载设计和简易实验设计(Easy DOE)。在简易实验设计中,如果你在第一个屏幕上没看到,它有点隐蔽,但在因素表中,有一个加载设计的选项。为了方便Rory,我把设计加载回了简易实验设计,这样她就可以在那里进行分析了。最后,我们只关注了愉悦感。这又回到了之前的问题:我们发现了什么关于柔软度和咀嚼度的信息?它们之间是否存在关联?
是的。如果咀嚼感数值很高,那么柔软度数值也会很高。所以我觉得同时测试这两项指标意义不大。
是的。所以我想这里有一个图表构建器文件。那么我们最终发现了什么呢?比如,就柔软度或咀嚼感而言,关键是什么?
关键在于温度。温度是唯一真正影响食物软糯和耐嚼程度的因素。
是的。所以最后我们还是去了。Rory 用的是 Easy DOE 的模型。我觉得左下角显示的是 Easy DOE 评选出的最佳模型,也就是乐趣等级。但我觉得爸爸问你的是,所以我们发现了什么?是时间。所以时间、温度,还有一个非常重要的互动因素。那个重要的互动因素是什么?
品牌和温度。
没错。所以这就是我们最终选择这个品牌的原因。我得说,爸爸也问过你,因为我觉得这样分析会更有意思。我自己在分析的时候,也研究过其他一些模型平台,当时我就想加入一些色彩。你还记得你是怎么给你的模型添加色彩的吗?
所以你只需点击颜色选项,它就会添加到模型中。
是的。所以你可以看到,即使只加入一种颜色,其显著性也微乎其微。事实上,我就是让Rory这么做的。你可以看到,在最终模型中,P值是0.08。但我认为,如果我们也考虑颜色因素,结果会更有意思。所以,最终,我们关注的重点是什么?主要因素是温度、时间以及品牌和温度的交互作用。所以,我认为,颜色和颜色与空气的接触情况,是这样吗?我还问了Rory一个问题,我说:“如果你要向你的朋友解释,品牌和温度的交互作用到底是什么意思?”
所以,品牌温度交互作用意味着,如果是同一品牌,那么不同品牌的温度也会有所不同。例如,哈瑞宝软糖的温度变化不大。而阿尔巴尼斯软糖的冷冻温度则差异很大,冷冻温度要好得多。
是的。你也能看到,这里也显示罗里似乎对不同的颜色有特定的偏好。所以我觉得把这一点也加进去很有意思。最后,我想说的是,自定义DOE的过渡实际上要容易得多。最初我们计划这个实验的时候,我以为会有更多的关于从简易DOE过渡到自定义设计的内容。所以,设计方面的问题不多,分析方面的问题更多。但从我个人的角度来看,也许以后我们需要尝试加入一些约束条件或其他类型的变量,这些是简易DOE无法实现的。所以,分析确实是更难的部分,但至少现在我们可以选择在简易DOE中加载设计了。还有,你做完这个实验后发现了什么?你是怎么吃软糖的?
[听不清 00:11:24]
是的。自从做了这个实验之后,她确实最喜欢冷冻软糖。那么,感谢您抽出时间。感谢您今天加入我们。请在评论区留言,告诉我们您希望接下来看到哪些实验。我想您自己可能已经有一些想法了,但我很想知道大家的想法。