Ronald Snee和Roger Hoerl寫了一本書配方開發策略 。它的目的是幫助科學家和工程師成功創造配方快速有效。
以下提示來自這本新書,其重點是提供成功進行化學,生物技術和製藥行業配方研究所需的基本信息:
雖然大多數期刊文章提供的混合物實驗和模型僅涉及配方組分,但大多數實際應用還涉及過程變量,如溫度,壓力,流速等。在這種情況下,我們應該如何修改我們的實驗和建模策略?關鍵考慮因素是配方組分和過程變量是否相互作用。如果沒有相互作用,則可以使用添加劑模型,獨立擬合混合物和過程效果:
c(x,z)= f(x)+ g(z),其中1
f(x)是混合模型,g(z)是過程變量模型。也可以使用獨立設計。但是,根據我們的經驗,混合物和過程變量之間通常存在相互作用。在這種情況下我們該怎麼做?這種相互作用通常通過用乘法模型替換等式1中的加法模型來建模:
c(x,z)= f(x)* g(z)2
請注意,此乘法模型在參數中實際上是非線性的。因此,包括Cornell(2002)在內的大多數作者建議將等式2中的f(x)和g(z)中的各個項相乘,從而創建線性混合模型。然而,這往往是一個大型模型,因為線性化版本c(x,z)中的項數將是f(x)乘以g(z)中的數字。在Cornell(2002)著名的魚肉餅實驗中,有三個混合變量(7個術語)和三個過程變量(8個術語),但線性化的c(x,z)有7 * 8 = 56個術語,需要56個運行混合設計。
Snee等人最近的研究。(2016)已經表明,通過考慮參數中非線性的混合模型,可以顯著減少所需的術語數量,並因此減少所需設計的尺寸,通常在50%的量級。例如,如果我們將方程2直接擬合為非線性模型,那麼要估計的項數是f(x)中的數加上g(z)中的數;在魚餡餅盒中7 + 8 = 15。Snee等人。(2016)使用真實數據表明,這種方法通常可以提供合理的模型,允許使用更小的分數混合設計。因此,我們建議採用整體順序策略,包括初始使用分數設計和非線性模型,但可以選擇在必要時轉移到線性化模型。
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你可以看一個免費章節從書中了解作者羅納德D. Snee 和 Roger W. Hoerl 。此外,這種方法的細節可以在Snee和Hoerl的書(2016)的第9章中找到。
參考
- 康奈爾大學,JA (2002年),混合物實驗:混合數據的設計,模型和分析,第3版 ,John Wiley&Sons,紐約霍博肯。
- Snee,RD,Hoerl,RW和Bucci,G。(2016),“混合實驗與過程變量的統計工程方法” 質量工程 ,28:3,263-279。
- RW,RD和Hoerl,RW (2016),配方開發策略:使用JMP的分步指南 ,SAS Institute,Cary,NC。