公開日: 11/25/2021

実験方法と研究目標の設定

ある中規模のコーヒー豆焙煎所が、別々の方法でドリップした12杯のコーヒーについて、それらの濃度の違いを調べようとしています。この実験の目標は、コーヒーの濃度に影響している因子を探し出し、それらの因子の最適な設定を探し出すことです。

応答

応答は、コーヒーの「濃度」です。この濃度は、屈折計を用いて測定された総溶解固形分(TDS; Total Dissolved Solids)です。コーヒーは、カップ用フィルターでドリップし、ドリップから5分後に測定を行います。

既存の研究から、濃度が1.3のコーヒーが最適であることがわかっていますが、1.2 ~ 1.4なら許容範囲です。

因子

既存の研究において、「挽き」「温度」「時間」「豆の量」という4つの因子が特定されています。コーヒーは、3カ所の作業場所でドリップします。場所のばらつきを考慮に入れるため、「場所」をブロック因子として調査に加えました。以下は、因子についての説明です。

「挽き」は挽きの粗さで、水準は「Medium」(中)と「Coarse」(粗い)の2つです。

「温度」はコーヒー粉に注ぐ直前のお湯の温度(華氏)で、華氏195度と205度に設定します。

「時間」はドリップの時間(分)で、設定値は3分または4分です。

「豆の量」は円錐型のフィルターに入れるコーヒー粉の量で、水1オンスあたりの量(グラム)です。設定値は1.6と2.4です。

「場所」は、コーヒーをドリップする場所で、1、2、3とラベリングされています。

表3.1は、因子とその設定をまとめたものです。これらの因子と水準は、「Design Experiment」フォルダ内の「Coffee Factors.jmp」サンプルデータに保存されています。

表3.1 コーヒーの実験の因子と設定の範囲

因子

役割

設定の範囲

挽き

カテゴリカル

Medium(中)、Coarse(粗い)

温度

連続変数

195 - 205

時間

連続変数

3 - 4

豆の量

連続変数

1.6 - 2.4

場所

ブロック

1, 2, 3

次の点を確認してください。

「挽き」は、2水準のカテゴリカル因子です。

「温度」「時間」「豆の量」は連続尺度の因子です。

「場所」は、3水準のブロック因子です。

実験を1回行うごとに、すべての因子の設定はリセットされます。この実験には、変更が困難な因子はありません。

実験で使用する器具を図3.3に示します。これは、ある場所での実験器具です。他の2つの場所でも同様の器具を使います。

図3.3 コーヒーの実験器具 

Coffee Experiment Apparatus

実験の回数

使用可能なリソースと時間を考慮し、全部で12回の実験を行うことにしました。ドリップする場所は3カ所なので、各場所で4回ずつ実験を行うことになります。

より詳細な情報が必要な場合や、質問があるときは、JMPユーザーコミュニティで答えを見つけましょう (community.jmp.com).