歡迎參加我們精彩的分享會,屆時一對父女將使用客製化設計平台探索軟糖熊的世界。兩位主講人——JMP 的研發總監和他現年 10 歲的女兒——將結合他們先前使用 Easy DOE 的經驗,深入探討客製化設計的複雜性,探討各種因素如何影響軟糖熊的品質。
在本環節中,我們將探討如何使用自訂設計來設定實驗,並分享從僅熟悉簡易實驗設計 (Easy DOE) 的使用者過渡到自訂設計過程中遇到的挑戰和獲得的寶貴經驗。無論您是實驗設計新手還是希望拓展專業知識,本環節都將為您提供寶貴的策略和技巧,幫助您開展自己的專案。您將親身體驗兩位作者如何使用自訂設計來優化他們的軟糖實驗,並最終獲得甜蜜(且粘稠)的實驗結果。
歡迎收看我們今天的演講,主題是「趣味十足:從簡易實驗設計到客製化設計——以小熊軟糖為例」。我是JMP公司的總監Ryan Lekivetz。
我是羅裡·萊基維茨,北伍茲小學的學生。
好的,我們今天要研究什麼呢?我們很想知道不同的因素會如何影響軟糖熊。我們的實驗員羅瑞之前有簡易實驗設計(Easy DOE)的經驗。但她很想嘗試自訂設計(Custom Design),因為她聽說自訂設計難度更高。不過,我們實際看到的是,設計本身並不難,困難的是分析。此外,我們還能從中學到一些經驗教訓,例如客觀反應變數在家庭實驗中很難獲得。現在,我想請你告訴我們,你是如何決定進行這項實驗的?
去年在探索頻道,我帶回家一包軟糖,然後把它放進熱水里,想看看口感會有什麼變化。結果發現它真的變軟了許多。所以我就想以此為契機做個實驗。
啊。那我們不如告訴他們,我們在這次實驗中選擇了哪些因素?
所以我們選了兩個牌子,然後分別測試了冷凍、室溫和高溫三種溫度,以及兩分鐘和五分鐘的浸泡時間。我們考慮了浸泡時間、溫度、顏色,因為我覺得不同的色素可能會讓軟糖的軟硬程度有所不同。還有空氣接觸時間,因為過夜會讓軟糖變得更硬。但是,最終的成品就像剛從袋子裡拿出來一樣新鮮。
是的。或者如果我們把它放在外面。是的。我想你一開始就意識到溫度會影響結果,對吧?是的。哦,對了,我還要補充一點,我們把它放在一個檯燈下面加熱。我們用的是一盞很熱的檯燈。所以它足以產生一些熱量。我想是因為我們一開始嘗試用開水,結果只得到了一顆融化的軟糖熊。現在來說說我們的反應。那麼爸爸的第一個想法是什麼呢?我想,因為我們通常都是主觀反應,所以我想,「嗯,這太好了。我們來試試客觀反應吧。」這就是爸爸的想法。我們有一個9伏特的電池,還有一個小蜂鳴器。你可以看到圖片裡有一個蜂鳴器和一個按鈕。我們的想法是,看看在軟糖熊上放多少重量才會讓蜂鳴器響起。
我想,「我們嘗試做這件事的時候發現了什麼?」要想讓東西平衡地放在一顆軟糖熊上面,並能增加足夠的重量,真的很難。所以,雖然我們可能最終能成功,但我覺得會太花時間。不過至少我們為以後的實驗做了這個準備,我們可以用那個蜂鳴器。爸爸以為他的嘗試很聰明,但結果失敗了。那麼,我們最終觀察了大家的反應,結果如何呢?
所以我們最後採用了 1 到 10 的享受等級。其中,柔軟度(數值越大表示越硬)和耐嚼度(數值越大表示越耐嚼)也分別用 1 到 10 來衡量。
好的。我想我們有一個基準值,是7。對嗎?所以我覺得你剛才的意思是,如果是剛從袋子裡拿出來的東西,那可能就是7。我記得我之前問過你,你覺得柔軟度和咀嚼度之間會有關聯嗎?這麼說也挺有道理的。身為統計學家,我們當然會認為它們之間有相關性。現在我們來談談實驗設計(DOE)。我想你已經找到了自訂設計,那麼響應變數的參數呢?我想我不用多說了吧,你直接輸入就行了?那麼模型呢?因為模型只顯示了主效應,這符合你的預期嗎?
所以我加入了互動元素,因為我真的很想看看這些互動會對小熊軟糖產生什麼影響。
好的。是的,我的意思是,她在自訂設計裡找到了,如果你查看模型術語,可以看到「互動」選項排在第二位。所以她實際上是在沒有任何提示的情況下發現的。同樣地,那麼運行規模的選擇呢?你是如何決定運行次數的?
所以我決定跑幾趟,因為…
我認為那是預設值。
嗯,總共進行了45次測試。這意味著我們要測試45種軟糖。
你覺得自己能吃下45顆小熊軟糖嗎?
是的。
是的。事實上,我們為此買了兩隻5磅重的軟糖熊。我必須說,我們當時並沒有真正討論設計診斷,當然,爸爸之後進去看了。我也看了不同的設計診斷,確保萬無一失。好吧,這個設計看起來合理嗎?例如,這裡你可以看到相關性的顏色圖。我認為,對於主效果和雙因素交互作用來說,結果相當不錯。同樣,當我查看功效分析時,至少就信噪比為2而言(就像預設值一樣),只要我們有一些顯著的效應,我們就有足夠的功效來檢測出它們。好了,所以我們做了什麼?我想我們去了廚房。我想,我們花了幾個小時才把那些軟糖熊吃完。
但是,你知道,Rory 實際上已經能夠建立表格,建立 JMP 資料表,並直接將回覆輸入其中。如果你用過 Easy DOE,你就會知道它的優點是它會一步一步地引導你完成所有操作,所有步驟都在一個工作流程中完成。那麼問題出在哪裡呢? Custom Design 創建了這個資料表,你可以把回應填進去,但你不知道接下來該怎麼做。部分原因是她之前很少做分析,除了 Easy DOE 之外,她幾乎沒有做過任何分析。所以,表格腳本之類的概念對她來說都很陌生。但我認為我們確實開始了。那麼,我們在 Graph Builder 裡看了些什麼呢?你還記得嗎?
所以我們研究了不同的回應方式。
不同的反應與這些因素的數量有關。所以我認為她很快就理解瞭如何將資料塊拖入圖表建構器。但最終,我還是帶她體驗了加載設計和簡易實驗設計(Easy DOE)。在簡易實驗設計中,如果你在第一個畫面上沒看到,它有點隱蔽,但在因素表中,有一個載入設計的選項。為了方便Rory,我把設計加載回了簡易實驗設計,這樣她就可以在那裡進行分析了。最後,我們只關注了愉悅感。這又回到了先前的問題:我們發現了什麼關於柔軟度和咀嚼度的資訊?它們之間是否存在關聯?
是的。如果咀嚼感數值很高,那麼柔軟度數值也會很高。所以我覺得同時測試這兩項指標意義不大。
是的。所以我想這裡有一個圖表構建器文件。那麼我們最終發現了什麼呢?例如,就柔軟度或咀嚼感而言,關鍵是什麼?
關鍵在於溫度。溫度是唯一真正影響食物軟糯和耐嚼程度的因素。
是的。所以最後我們還是去了。 Rory 用的是 Easy DOE 的模型。我覺得左下角顯示的是 Easy DOE 評選出的最佳模型,也就是樂趣等級。但我覺得爸爸問你的是,所以我們發現了什麼?是時間。所以時間、溫度,還有一個很重要的互動因素。那個重要的互動因素是什麼?
品牌和溫度。
沒錯。所以這就是我們最終選擇這個品牌的原因。我得說,爸爸也問過你,因為我覺得這樣分析會更有意思。我自己在分析的時候,也研究過其他一些模型平台,當時我就想加入一些色彩。你還記得你是怎麼為你的模型添加色彩的嗎?
所以你只需點擊顏色選項,它就會添加到模型中。
是的。所以你可以看到,即使只加入一種顏色,其顯著性也微乎其微。事實上,我就是讓Rory這麼做的。你可以看到,在最終模型中,P值是0.08。但我認為,如果我們也考慮顏色因素,結果會更有意思。所以,最終,我們關注的重點是什麼?主要因素是溫度、時間以及品牌和溫度的交互作用。所以,我認為,顏色和顏色與空氣的接觸情況,是這樣嗎?我還問了Rory一個問題,我說:“如果你要向你的朋友解釋,品牌和溫度的交互作用到底是什麼意思?”
所以,品牌溫度交互作用意味著,如果是同一品牌,那麼不同品牌的溫度也會有所不同。例如,哈瑞寶軟糖的溫度變化不大。而阿爾巴尼斯軟糖的冷凍溫度則差異很大,冷凍溫度也好得多。
是的。你也能看到,這裡也顯示羅裡似乎對不同的顏色有特定的偏好。所以我覺得把這一點也加進去很有意思。最後,我想說的是,自訂DOE的過渡實際上要容易得多。最初我們計劃這個實驗的時候,我以為會有更多的關於從簡易DOE過渡到自訂設計的內容。所以,設計方面的問題不多,分析上的問題更多。但從我個人的角度來看,也許以後我們需要嘗試加入一些約束條件或其他類型的變量,這些都是簡易DOE無法實現的。分析確實是更難的部分,但至少現在我們可以選擇在簡易DOE中載入設計了。還有,做完這個實驗後發現了什麼?你是怎麼吃軟糖的?
[聽不清楚 00:11:24]
是的。自從做了這個實驗之後,她確實最喜歡冷凍軟糖。那麼,感謝您抽出時間。感謝您今天加入我們。請在評論區留言,告訴我們您希望接下來看到哪些實驗。我想您自己可能已經有一些想法了,但我很想知道大家的想法。