在响应面实验的过程中，如果因素范围与中心点的数量没有设置合理，之后经常会碰到模型不够显著、失拟项没办法判断，或者实验总次数偏多这一类麻烦，所以Design Expert的CCD设计要怎样建立，中心点数量又要怎么来决定，就得先弄清楚有几个因素、实际可以操作的范围怎样，以及打算分多少批次去做，之后再借助软件来产生对应的实验组合，所谓的CCD，其实就是由析因点、轴点和中心点这三部分构成的，它的主要用途是用来拟合二次模型。

　　一、Design Expert CCD设计怎么建

　　当我们要用Design Expert来建立CCD的时候，第一步就是要把各个因素的范围交代明白，像温度、时间、浓度、转速这一类的数值因素，除了考虑平时常用的工作区间之外，还要去确认现有的设备到底能不能跑出轴点所对应的那种比较极端的条件。

　　1、新建一个响应面设计

　　先把Design Expert软件打开，在左边找到那个新建的图标并点一下，接着在随后出来的选项里选择【Response Surface】，完了之后再选【Central Composite】，根据软件的教程说明，在响应面设计那个页面里面，Central Composite是默认的选项，很适合拿来做二次曲面的拟合以及工艺条件的优化。

　　2、把因素的数量和范围填写进去

　　在【Numeric Factors】这一项里，先填入数值因素一共是几个，然后再按顺序把每个因素的名称、单位、低水平和高水平分别录入进去，需要注意，低水平跟高水平在编码上分别对应着-1和+1，这些信息输完之后，软件就会按照CCD自身的规则，自动把轴点的位置计算出来。

　　3、检查一下Alpha这项设置

　　点开【Options】，去查看里面关于Alpha的选项，比较常见的设置模式有三种，分别是【Rotatable】、【Practical】和【Face Centered】，一般的CCD会牵涉到五个水平，具体就是负的Alpha、负1、0、正1，还有正的Alpha；而如果你选了【Face Centered】这个模式，Alpha就会被设置成1，这样一来每个因素也就只剩下三个水平了。

　　4、设置好区组和响应值

　　要是实验需要好几天才能做完，或者所用的原料不是同一批，那么在【Blocks】里面就要设置相应的区组数量，接下来点【Next】，把响应值的名称和单位都填写完整，最后点一下【Finish】，设计表就生成了，之所以要在跨天实验里划分区组，是为了能够把由于日期不同带来的那些波动单独识别并分离出来。

　　二、Design Expert CCD中心点数量怎么确定

　　中心点并不是单纯为了把实验次数凑出来才摆在那里的，它的主要作用在于用来估计纯误差，同时也能帮着去判断响应面中间那块区域是不是有曲率存在，如果中心点设得太少，对误差的估计就会显得比较薄弱；反过来，要是重复的次数加得太多，又会把整个实验的周期拖得很长。

　　1、常规情况下保留软件的默认值

　　在Stat-Ease的说明里提到过，CCD的中心点一般要重复上4到6次，这样才有利于得到比较可靠的纯误差估计，拿两个因素的CCD来说，软件默认生成的通常是5个中心点，只要没有碰上什么特殊的情况，就先让默认值留在那里，不建议随随便便就去删减它。

　　2、波动比较大的时候可以适当增加

　　当原料批次的变化、人工操作的差异、仪器状态的起伏，或者环境温度的波动这些因素容易给结果带来影响的时候，就可以去增加中心点的重复次数，在同一个条件下多做几次中心点的实验，能够反映出实际的波动大小，跟单纯去增加边界上的试验比起来，这样做的参考价值会更大。

　　3、在分区组的时候要注意中心点的分配

　　如果实验是拆成两天或者好几个批次的，那么每个区组里面都得保留中心点，Design Expert的官方教程里举过一个例子，一个三个因素的CCD被分成了两个区组，前面一个区组安排下了4个中心点，后面一个区组则分配了2个中心点，总的中心点数加起来一共是6个。

　　4、实验成本较高的时候不要盲目地去压缩

　　中心点的数量可以稍微少那么一点点，但绝不能删减到连纯误差都估计不出来的地步，预算本身比较紧张的时候，可以先回过头去看看因素的数量和范围是不是设置得太宽了，再去考虑要不要改用小型的CCD，而不是只盯着中心点去删，官方教程也提醒过，小型CCD只适合那些实在是不得不压缩运行次数的场合。

　　三、Design Expert CCD中心点什么时候需要调整

　　设计表生成出来之后，还不能算完事儿，得回头再检查一遍看这些实验条件实际上是不是能够执行得了，做CCD并不是把表格一跑出来就算结束了，那些轴点和中心点都还需要结合现场的实际情况去校准一下。

　　1、轴点超出设备承受能力时要调整Alpha

　　假如轴点上出现了像浓度变成负值、温度超过上限，或者转速根本达不到规定数值这一类的情况，就可以考虑把Alpha的设置改成【Practical】或是【Face Centered】，同样也可以在一个合理的范围里面靠人工去调整因素的水平，Stat-Ease的资料里面也提醒过，轴点离得太远的时候，应该要去检查一下实际的实验值才行。

　　2、预实验里波动很明显的时候可以补充中心点

　　在预实验阶段，要是发现同一个条件下的几组结果彼此差异比较大，那就说明纯误差是不能被忽略掉的，这个时候先去增加一些中心点，要比急着去扩展因素范围来得更加合适。

　　3、做分批实验的时候要保留重复测量

　　当实验要跨越多日、更换过设备，或者用到了不同批次的原料时，中心点就需要分布到不同的区组里去，只有这样，到了后面分析数据的时候，才有条件去把工艺本身的变化跟批次的波动给区分开来。

　　总结

　　所以在做CCD设计的时候，一般先要在【Response Surface】页面里面选上【Central Composite】，把各个因素的范围填进去，接着再去检查Alpha的设定、区组以及响应值，中心点的数量通常保留4到6次就行，遇上现场波动比较大，或者实验是分批进行的情况，就可以适当地再增加一点，等到整个设计出来以后，还需要再核对一下轴点到底可不可行、中心点的分配是不是合理，这样后面的模型分析才不那么容易碰到需要返工的麻烦。