实验设计指南 > 定制设计示例 > 响应曲面实验 > 包含约束和分类因子的响应曲面设计
发布日期: 11/15/2021

包含约束和分类因子的响应曲面设计

在本例中,您需要创建一个设计来优化化学反应的产量。实验因子包括一个有三个水平的分类因子,其中的约束涉及其中两个水平。在本例中,您需要使用“不被允许的组合过滤器”输入约束。

响应为产量。您有三个因子:

时间:关注的范围介于 500 到 560 秒之间。

温度:关注的范围介于 350 到 750 开氏温度之间。

催化剂:必须测试 A、B、C 这三种催化剂。

设计必须考虑催化剂的两个水平的约束条件:

使用催化剂 B 时,温度必须高于 400。

使用催化剂 C 时,温度必须低于 650。

定义响应和因子

1. 选择实验设计 > 定制设计

2. 在“响应”分级显示项中,双击 Y 并将其改为产量

由于您的目标是将产量最大化,所以保持目标设置为“最大化”。

3. 在“因子”分级显示项中的添加因子数旁边键入 2。

4. 点击添加因子 > 连续

5. 点击添加因子 > 分类 > 3 水平

6. 重命名因子时间温度催化剂

7. 时间改为 500 和 560。

8. 温度改为 350 和 750。

9. 催化剂改为 A、B、C。

图 5.46 因子设置 

Image shown here

10. 点击继续

定义约束

1. 在“定义因子约束”分级显示项中选择使用不被允许的组合过滤器

2. 添加过滤器因子列表中选择温度催化剂

3. 点击添加

4. 在“温度”滑块上方显示的等式中点击 750 并将其改为 400。按 Enter 键(或点击其他位置)。

这会禁止使用温度值低于 400 的因子设置。

5. 点击催化剂下的 B 区组。

连同温度约束,这会禁止使用催化剂为 B 且温度值低于 400 的因子设置。

6. 点击

这将允许您定义第二个约束。

7. 添加过滤器因子列表中选择温度催化剂。(您之前的选择可能已经保留。)

8. 点击添加

9. 在“或”一词下方显示的面板中,在“温度”滑块上方显示的等式中点击 350 并将其改为 650。按 Enter 键(或点击其他位置)。

这会禁止使用温度值高于 650 的因子设置。

10. 点击催化剂下的 C 区组。

连同温度约束,这会禁止使用催化剂为 C 且温度值高于 650 的因子设置。

图 5.47 定义的约束 

Image shown here

注意:催化剂之后的 (3) 指示催化剂水平数。

添加响应曲面项并制作设计

1. 在“模型”分级显示项中,选择 RSM

会有 JMP 警示提醒您只有连续因子的二次项才会添加到模型中。

2. 点击确定取消显示该提醒。

JMP 只会将适当的响应曲面项添加到模型中。

注意:第 3 步中设置“随机种子”,在第 4 步中设置“开始数”,这将会重现本例中显示的确切结果。自行构造设计时,这些步骤不是必需的。

3. (可选)点击“定制设计”红色小三角,选择设置随机种子,键入 654321,然后点击确定

4. (可选)点击“定制设计”红色小三角,选择开始数并将其设置为 1000。点击确定

5. 点击制作设计

图 5.48 满足约束的设计 

Image shown here

由于您向“模型”分级显示项添加了 RSM 项,所以这是一个 I 最优设计。它满足您的约束:

使用催化剂 B 时,温度必须高于 400。

使用催化剂 C 时,温度必须低于 650。

查看设计

回想一下设计区域包含介于 500 和 560 之间的时间设置和介于 350 到 750 之间的温度设置。生成一个图形以获取该设计区域内设计点的几何视图:

1. 点击制表

2. 选择图形 > 图形生成器

3. 选择时间温度,然后将其拖至模板中央。

4. 取消选择平滑线图标。这是模板上方左侧的第二个图标。

5. 选择催化剂并将其拖至模板顶部的 X 分组区域。

图 5.49 针对催化器三个水平的设计点 

Image shown here

6. 双击温度轴。

7. 在“参考线”下方,添加两条参考线:

旁边,输入 350。

点击添加

旁边,输入 750。

点击添加

8. 点击确定

图 5.50 三水平催化剂设计中的温度边界 

Image shown here

9. 双击时间轴。

10. 在“参考线”下方,添加两条参考线:

旁边,输入 500。

点击添加

旁边,输入 560。

点击添加

11. 点击确定

12. 点击完成

注意:图 5.51 中的图已在垂直方向调整大小。

图 5.51 针对催化器三个水平的设计区域 

Image shown here

催化剂 A 的六个设置落在设计区域的边缘。催化剂 B 的温度设置位于 400 度约束的上方,催化剂 C 的所有温度设置均位于 650 度约束下方。

需要更多信息?有问题?从 JMP 用户社区得到解答 (community.jmp.com).