Design-Expert软件在实验设计中的应用——编码制转换指南

本文主要介绍了如何使用Design-Expert软件进行实验设计，特别是将各因素转变为编码制的过程，并涉及了常见的实验设计方法，如Plackett–Burman(PB)、Central Composite Design (CCD)和Box-Behnken Design (BBD)。通过一个BBD的实例，详细阐述了Design-Expert的使用步骤，包括创建设计、设定因素范围、执行实验、记录结果以及数据分析。 Design-Expert是一款全球知名的实验设计软件，因其易用性、全面性和友好的用户界面而受到广泛认可。在响应曲面优化(RSM)的领域中，Design-Expert是最常用的选择。实验设计通常包括几种类型，例如Plackett–Burman用于筛选重要因素，Central Composite Design用于全面探索因素空间，而Box-Behnken Design则适用于较少的实验次数来估计二次模型。 在使用Design-Expert进行BBD实验设计时，首先需要在“New Design”选项卡中选择“Response Surface”，接着设定要考察的因素名称、数量、高低值，然后点击“Continue”。在设置完成之后，可以进行实际值到编码制的转换，这是实验设计中的重要步骤，因为编码制能更方便地处理因素之间的相互作用。 进行实验后，记录下每组因素组合的实验结果，并将其填入“Response”列。在数据分析阶段，可以点击“Analysis”下的“COD”来进行进一步处理。在“Transform”选项卡中，通常采用默认设置。接下来，在“Fit Summary”选项卡中，软件会进行数据拟合、建模和比较，以确定最佳的数学模型。例如，通过比较不同模型的方差分析，如线性模型、双因素模型、二次方程和三次方程，可以选择最适合描述实验数据的模型。 在这个例子中，经过方差分析，三次方程模型相较于二次方程模型具有更好的拟合度，但其F值和概率表明可能并不显著。剩余方差的分析有助于理解模型未解释的变异程度。通过这些步骤，Design-Expert帮助用户系统地进行实验设计，从而优化过程并识别关键因素。