Blocco per livello categorialeCara comunità,
Sto cercando di realizzare un progetto personalizzato in cui confronto le prestazioni di diversi materiali in un processo già consolidato.
Ho incluso i 4 nuovi materiali come fattori categoriali e ho tre fattori continui che vorrei misurare: il tempo del processo, il tempo di una fase di pretrattamento e l'aggiunta di un reagente. I miei fattori non sono difficili da modificare e sto cercando di adattarli a un modello di superficie di risposta.
Mi aspetto che ogni livello del mio fattore categoriale si comporti più o meno allo stesso modo nelle diverse combinazioni del fattore continuo (che rappresenta minerali diversi). Quindi, ecco la mia domanda: ha senso suddividere i dati per fattore categoriale per confrontarli in seguito? O non è strettamente necessario? Temo che, se non suddivido i dati per fattore categoriale, le mie conclusioni successive possano essere distorte.
Se il blocco è ragionevole, come posso farlo nella mia versione per studenti di JMP Student Edition 19?
Grazie mille a tutti coloro che hanno letto.
Cordiali saluti,
Modellazione statistica avanzataAnalisi e modellazione di base dei datiProgettazione degli esperimentiModellazione predittiva e apprendimento automaticoOggetto: Blocco per livello categorialeMi dispiace, ma non credo ci siano informazioni sufficienti per darti consigli molto specifici, e potrei non aver compreso appieno il tuo obiettivo. Quindi, permettetemi di commentare in termini più generali.
La mia prima domanda sarebbe:Stai cercando di comprendere i meccanismi causali sottostanti, oppure il tuo obiettivo principale è quello di individuare il materiale vincente e le condizioni operative ottimali?Ciò può portare a strategie sperimentali piuttosto diverse.
A quanto ho capito dalla tua descrizione, hai un fattore categoriale, Materiale, con quattro livelli, più tre fattori continui: tempo di processo, tempo di pretrattamento e aggiunta di reagente. Non mi è del tutto chiaro cosa intendi per aggiunta di reagente. Si tratta della quantità o della concentrazione del reagente, il che lo renderebbe un fattore continuo, oppure semplicemente della presenza/assenza di reagente, che lo renderebbe categoriale?
Mi chiedo anche se sia opportuno iniziare con un disegno sperimentale basato sulla superficie di risposta (RSM). A mio parere, l'RSM è più utile dopo aver sviluppato una ragionevole comprensione dei meccanismi sottostanti, aver identificato le variabili importanti e aver acquisito una certa familiarità con il rumore rilevante. In altre parole, in genere preferisco avere una certa fiducia in un modello di primo ordine e sapere approssimativamente dove si trova lo spazio di progettazione interessante prima di dedicare tempo alla stima della curvatura. Altrimenti, si rischia di costruire un modello matematico molto elegante di una regione che non si comprende ancora a fondo.
Ora passiamo alla tua domanda sul blocco.
Non effettuerei un blocco in base al materiale se il materiale è uno dei fattori che si desidera confrontare.Il blocco è principalmente una strategia per gestire il rumore, ovvero le variabili che influenzano la risposta ma che non si è disposti o in grado di controllare come fattori sperimentali. Se si considera ogni materiale come un blocco, si confonde l'effetto del materiale con l'effetto del blocco. In questo modo si elimina deliberatamente la possibilità di stimare con precisione proprio l'effetto che si intendeva confrontare.
Considererei invece il materiale come un fattore di progettazione.
Se la tua ipotesi è che tutti e quattro i materiali rispondano in modo simile alle variazioni delle tre variabili continue, si tratta effettivamente di un'ipotesi verificabile sperimentalmente. Oltre all'effetto principale del Materiale, sarei interessato alle interazioni Materiale × fattore continuo. Ad esempio, l'aumento del tempo di pretrattamento ha approssimativamente lo stesso effetto su tutti e quattro i minerali? La quantità di reagente influenza tutti i materiali in modo simile? Se queste interazioni sono trascurabili, allora la tua ipotesi di un comportamento comune tra i materiali ha un certo supporto sperimentale. Se invece sono importanti, il semplice confronto delle medie complessive dei materiali potrebbe essere piuttosto fuorviante.
Questa distinzione è importante. Dire in anticipo che tuaspettarsiPrevedere che i materiali si comportino in modo simile è una previsione; l'esperimento offre l'opportunità di mettere in discussione tale previsione.
Questo non significa che non si debba ricorrere al blocco. Il blocco può essere un'ottima strategia, ma lo applicherei a una fonte di rumore legittima, ad esempio il giorno, il lotto di materia prima, l'operatore, la configurazione dell'apparecchiatura, il lotto di reagenti o qualche altra condizione in base alla quale devono essere eseguite le prove sperimentali. Apprezzo spesso il blocco perché permette anche di ampliare intenzionalmente lo spazio di inferenza dell'esperimento e di ottenere informazioni sulla robustezza delle conclusioni.
Ad esempio, se l'esperimento richiede diversi giorni, potrei distribuire deliberatamente tutti e quattro i materiali e le combinazioni del fattore continuo nell'arco di diversi giorni, anziché utilizzare il Materiale 1 il lunedì, il Materiale 2 il martedì e così via. Quest'ultimo metodo confonderebbe completamente il materiale con il giorno. La randomizzazione dei materiali e delle combinazioni di trattamento all'interno di blocchi appropriati vi proteggerebbe proprio dal tipo di distorsione che vi preoccupa.
Quindi, prima di preoccuparmi di come creare il blocco in JMP, vorrei prima chiedere:Quale fonte di rumore stai cercando di bloccare?Se la risposta è semplicemente "i quattro materiali", allora non li definirei blocchi. Si tratta di trattamenti sperimentali e come tali vanno inseriti nel modello.
Oggetto: Blocco per livello categorialeConcordo con quanto detto sopra, il blocco non è necessario. Il tuo effetto Materiale è un fattore categoriale fisso a 4 livelli e facile da modificare.
Oggetto: Blocco per livello categorialeLa ringrazio moltissimo per questa risposta chiara.
Al momento mi è chiaro che non c'è bisogno di bloccarlo. Ecco alcune informazioni aggiuntive che potrebbero essere utili per un nuovo feedback:
Con "processo ben consolidato" intendo un processo che funziona con uno specifico tipo di minerale. Ho condotto esperimenti con i nuovi minerali (fattore categoriale a 4 livelli) alle stesse condizioni di temperatura, tempo e quantità di reagenti del processo consolidato, ma nessuno di essi ha reagito in queste condizioni standard.
Vorrei capire se, dal punto di vista statistico, il tempo di pretrattamento influisce sulla reattività dei minerali durante il processo, influenzando di conseguenza la loro capacità di reazione. Tuttavia, devo variare anche il tempo di reazione e la quantità di reagente, perché, trattandosi di un nuovo tipo di materiale (dopo il pretrattamento), potrebbero essere necessarie nuove condizioni di tempo e quantità di reagente per osservare dei miglioramenti.
Ho optato per l'RSM perché eseguiamo alcuni test casuali per il pretrattamento e abbiamo riscontrato un certo miglioramento nella reattività, quindi non dispongo di uno screening quantitativo, ma di informazioni rilevanti precedenti. Al momento, e dopo il tuo feedback, opterei per uno screening DOE piuttosto che per un RSM. Da quanto ho letto, gli screening definitivi sono migliori, ma consentono solo fattori categorici a due livelli e richiedono un blocco per stimare possibili effetti quadratici.
Detto questo, ecco le mie opzioni attuali:
1. Un DOE personalizzato RSM con 24 prove e una varianza media di previsione di 0,738
2. Due schemi di screening definitivi (per tenere conto dei 4 materiali), ciascuno con 14 prove e una varianza media di previsione pari a 0,327.
3. Un DOE personalizzato con solo parametri di intercetta, effetti principali e interazione, che richiede un minimo di 19 esecuzioni con una varianza media di previsione di 0,622 e nessuna esecuzione centrale.
Mi sembra che il metodo Custom DOE rimanga l'opzione migliore, ma vorrei (se possibile) ricevere un vostro parere e un vostro riscontro sulla ragionevolezza di optare per un RSM con le informazioni che ho descritto in precedenza.
Grazie ancora immensamente per la risposta e l'aiuto. Un dilettante come me in questo campo lo apprezza moltissimo.
Oggetto: Blocco per livello categorialeCiao, per quanto riguarda il reagente: si tratta di un input categorico binario sì/no o vuoi verificare un effetto continuo come ad esempio la concentrazione del reagente? Dato che vuoi studiare l'impatto del tempo, ti suggerirei di analizzare la tua risposta come una funzione temporale Y = f(tempo). Quindi, per ogni impostazione DOE dei tuoi input x, misuri Y a intervalli di tempo specifici t; che tipo di funzione f(t) ti aspetti: lineare, esponenziale...? Se disponi di JMP Pro, utilizzando Functional Data Explorer e DOE funzionale è possibile analizzare gli effetti dell'input x sulla risposta funzionale Y(t). Se non disponi della versione Pro, esistono altri metodi come PLS, curve fitting, ecc.
La progettazione di esperimenti personalizzata (Custom DOE) è l'opzione migliore per impostare l'esperimento in questo caso. Quando il fattore reagente è chiaro, propongo di impostare un DOE I-ottimale con 3 fattori di input: Temperatura, Materiale, Reagente e, per ogni prova, risposte Y(t0), Y(t1), Y(t2)...Y(tn) a intervalli di tempo ti dati.
Oggetto: Blocco per livello categorialeCiao Frank,
Grazie per il feedback. Il reagente è un fattore continuo misurato in concentrazione.
Il suggerimento è davvero ingegnoso. Vorrei chiedere, in tal caso, se il tempo verrebbe modellato separatamente per il tempo di pretrattamento e per il tempo del processo vero e proprio, oppure se si tratterebbe di un tempo totale. Perché non mi è chiaro come separare l'effetto del tempo di pretrattamento dall'effetto del tempo necessario affinché il materiale venga sottoposto al processo stabilito.
Grazie e buona giornata
Oggetto: Blocco per livello categorialeIntendevo il tempo di reazione, cioè il tempo in cui il materiale viene sottoposto al processo. Il tempo di pretrattamento è chiaramente un fattore di input. Sembra che tu abbia un processo in due fasi: (1) Pretrattamento del materiale: 2 fattori: tempo e materiale e (2) Reazione: 2 fattori: concentrazione del reagente e temperatura --> quest'ultima è facile da modificare da una prova all'altra? In caso contrario, avremo bisogno di un DOE con grafico a strisce/split.
Oggetto: Blocco per livello categorialeCaro Frank,
Si tratta effettivamente di un processo in due fasi, ma il materiale dopo il pretrattamento viene sottoposto alla reazione. Non valuterò la temperatura di reazione (a causa di limitazioni strumentali), ma mi concentrerò piuttosto sul tempo di reazione e sulla concentrazione dei reagenti.
Grazie ancora per il tuo tempo.
