Design-Expert实验设计软件操作指南

"Design-Expert是一款专业的实验设计软件，广泛应用于响应曲面优化试验，如Plackett-Burman(PB)、Central Composite Design (CCD)和Box-Behnken Design (BBD)等实验设计方法。软件界面友好，操作简单，能够帮助用户筛选重要因素，优化配方和组合设计。在BBD实验设计中，用户需设置因素名称、数量、默认值、高值和低值，以及因变量的信息。实验完成后，通过Analysis选项进行数据分析，如Transform选项卡中的默认设置，以及FitSummary选项卡进行模型比较，例如线性、双因素、二次方程和三次方程模型的方差分析，以选择最佳数学模型。" Design-Expert是实验设计和数据分析的专业工具，尤其在响应曲面方法（RSM）中占据重要地位。RSM是一种统计技术，用于优化多变量过程，通过最小化或最大化目标响应（因变量）。在使用Design-Expert时，首先选择适合的实验设计类型，如PB用于初步筛选重要因素，CCD和BBD则用于更深入的优化。 在创建新设计时，用户应明确实验的目标，比如在BBD设计中，需要设定要考察的因素及其数值范围。因素可以是连续变量，如温度、压力等，而因变量通常是对过程性能的影响度量，如产率、纯度等。设置完成后，软件会自动生成编码制的操作工程，便于执行实验。 实验完成后，收集的数据将被输入到软件中，通过Analysis功能进行处理。Transform选项卡允许用户对数据进行转换，以适应不同的分析需求。FitSummary选项卡则是进行模型拟合的关键，它显示了不同模型的方差分析，如线性、双因素、二次和三次方程模型。通过比较F值和概率，可以判断哪个模型对数据的拟合度最好，从而选择最优的数学模型来描述实验结果与因素之间的关系。 例如，如果二次方程模型的F值显著高于线性模型和双因素模型，且概率>F值较小，表明二次方程模型更适合描述数据趋势，应被采纳。而三次方程模型虽然可能提供更复杂的拟合，但如果其F值并不显著优于二次方程，或者剩余方差较大，可能意味着增加复杂度并未带来显著改进，因此可能不被推荐。 Design-Expert提供了强大的工具，帮助科研人员和工程师有效地设计和分析实验，以优化过程参数并提升产品质量。通过合理利用其各项功能，用户可以更高效地探索和理解变量之间的相互作用，并实现最佳设计目标。