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Design Expert等高线图怎么生成 Design Expert等高线图趋势异常怎么解释
发布时间:2026/06/30 11:13:53

  在这个软件里面,等高线图被制造出来,主要就是为了观察两个不同的因素同时发生改变的时候,那个结果数值在平面上会怎么变化,这个图并不是直接把做实验得到的原始点连起来,它是用前面算出来的那个回归方程模型预测出来的,所以大家在画等高线图之前,最好是要先看看那个模型分析是不是没有太大的毛病,在进行响应面分析的时候,大家经常用到的图就是这个等高线图,还有那个三维的响应面图,其实等高线图本身也就是一种二维的图片,用来展示两个数值因素或者混合成分组合在一起和结果数值的关系。

 

  一、Design Expert等高线图怎么生成

 

  这个等高线图,一般是在把模型分析做完之后才能弄出来的,要是大家连模型都还没挑好,或者说那些方差分析、残差诊断之类的东西都还没看,那就直接跑去看图,这样很容易把趋势给看错,在软件自带的教程里面,也是让大家先搞定残差诊断,然后才去点Model Graphs这个地方来生成响应面图的。

  1、首先要把结果数值的模型分析给做完

 

  科研人员在进到目标结果数值的Analysis页面里面之后,需要先去盯着Fit Summary和ANOVA这两个地方看,确认一下现在的模型是不是还可以继续用来画图,要是这个模型选得不好,误差项太大,或者预测的能力特别差,虽然软件还是能把等高线图给显示出来,但是图上的那些变化趋势就只能留着随便看看,不能直接拿来当成靠谱的优化结果。

 

  2、接着要进到模型图的页面里面

 

  等把模型选好之后,操作人员就要把页面换到Model Graphs这里,在做响应面设计的时候,系统常常会自动把二维的等高线图或者三维的响应面图给显示出来,要是现在屏幕上出现的是3D图,大家可以把它切换成Contour Plot;要是现在显示的就是等高线图,大家也可以根据自己的需要,去把坐标轴上的因素给换一换。

 

  3、然后要挑好横轴和纵轴的因素

 

  一般情况下,大家要把自己最想研究的两个数值因素放在X轴和Y轴上面,比如把温度和时间、浓度和转速、或者pH和反应时间放上去,至于其他的因素,它们并不会直接死掉,而是会被固定在某一个具体的水平上,比如固定在中心点、实际定好的数值或者优化好的条件上,这个地方非常关键,因为等高线图只能看到两个因素在变,其他因素被固定在哪个位置,会直接影响到这个图形长成什么样。

 

  二、Design Expert等高线图怎么看

 

  大家在看这个等高线图的时候,不能光去盯着那个颜色的深浅看,还要去观察那些线条的形状、密不密集、走的方向,还有最好的那个区域在什么位置,等高线图的好处就是看起来比较直观,但它到底还是靠模型猜出来的,不能直接拿来代替方差分析,也不能代替最后用来验证的实验。

  1、要是等高线长得快平行了,就说明主要效应更强一些

 

  如果那些等高线看起来差不多是平行的,而且基本上是冲着一个方向在变,那就说明其中有一个因素对结果数值的影响力要更大一些,比如那些线条如果差不多是竖着的,往往就代表横轴的因素变动时,结果数值的变化会更厉害;要是线条差不多是水平的,那就说明纵轴的因素影响更大,当然这只是看图猜的,大家还是得回到ANOVA表里去看看具体的因素是不是真的重要。

 

  2、要是等高线长得像椭圆或者闭合了,那就可能有最好的区域在这里

 

  如果图上面画出了椭圆形、圆形或者关起来的曲线,这通常就代表响应面是有弧度的,里面可能会有最高点、最低点或者目标范围,在做响应面优化的时候,这一类的图形其实挺多见的,特别是当那个平方项很重要的时候就更容易看到,这个时候大家可以把三维图拿过来一起看,判断这块地方到底是最大值的区域、最小值的区域,还是接近目标值的稳当区域。

 

  3、要是等高线歪得挺厉害,那就可能存在互相影响的交互作用

 

  如果等高线长得不是横平竖直的,而是明显歪歪斜斜地在那里走,那就说明这两个因素可能不是各变各的,而是互相有连带关系,比方说温度被提上去之后,时间带来的影响方向也跟着发生变化了,这种时候就不能再用单因素的脑筋去解释了,大家得回到ANOVA里面,去看看AB、AC、BC这些互相影响的项是不是有意义。

 

  三、Design Expert等高线图趋势异常怎么解释

 

  要是发现等高线图的趋势看起来怪怪的,大家别一上来就觉得是软件坏了,在很多时候,问题都是出在模型本身、数据弄错、因素的范围没选好、固定因素定得不对,或者就是自己对这个图的意思没理解对。

  1、画出来的图形趋势和做实验的经验是反着的

 

  如果在经验里,温度变高应该会让结果数值也变高,但是等高线图却显示温度越高结果数值越低,这个时候大家先别急着去改自己的结论,应该先去查查数据有没有抄错、单位有没有搞混、做实验的顺序有没有和表格对上,然后再去看看模型里的线性项、交互项和平方项,要是那些互相影响的项特别明显,那以前单因素的经验可能本来就没办法套用到现在这种组合条件里。

 

  2、最好的那个点老是贴在最边边上

 

  如果图上面的最高值或者最低值一直死死地贴在边界附近,这可能说明真正最好的点已经跑到这次做实验的范围外面去了,也可能说明模型在边界那个地方预测得不太稳当,碰到这种古怪的情况,不建议大家直接把边界上的点写成最后最完美的条件,最好是能在边界附近再补做几个验证实验,或者干脆重新把因素的范围放大一点、缩小一点。

 

  3、图形里面出现了奇怪的弯曲或者突变

 

  等高线突然折了一下、有些地方特别尖、或者颜色变起来很不自然,经常是因为有坏点在影响、模型弄得太复杂了、数据转换得不对,再或者是实验的点做得太少了,这时候大家得回到Diagnostics页面,去看看残差正态图、实际值和预测值对比图,还有残差和运行顺序图,要是发现某一个点的影响特别大,还要去翻翻实验记录,可千万不能光为了让图好看就随便把数据给删了。

 

  总结

 

  要想知道Design Expert等高线图怎么生成,还有Design Expert等高线图趋势异常怎么解释,这里面的关键就是得先保证模型是靠谱的,然后才能去看图形的变化趋势,在把等高线图弄出来的时候,大家要在Model Graphs里面选好结果数值和坐标轴因素,还要把其他因素的固定水平给检查一遍,在解释图形的时候,大家得盯着等高线的方向、密不密集、关起来的区域、边界上最好的点还有互相影响的趋势,要是发现图形的趋势不对劲,大家要先去检查数据有没有录错、模型误差大不大、有没有坏点、因素范围对不对以及固定因素是怎么设的,千万不能只盯着一张图就直接定下来工艺最好的条件。

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