在实验还没有全部跑完的时候碰上仪器出故障、样品被污染或者记录时不慎漏填,都难免会让个别的数据点空在那里。很多人就会问,Design Expert缺失了试验点还能不能接着往下分析,补上缺失数据之后模型又该怎么去更新,其实这里面首先要看缺失的到底是普通的试验点、中心点,还是对模型影响比较大的边界点,如果只是暂时有一两处数据空着,完全可以保留空白继续查看模型,但千万记得不能用0去代替空值,除非你的实验测量结果确确实实就是0。

　　一、Design Expert缺失试验点还能继续分析吗

　　当缺少某一个试验点的数据时,软件通常还是会继续给出计算结果的,不过模型的质量很可能会掉下来,所以不能光看分析页面还能不能打得开,更要把自由度、失拟检验以及模型混杂这些情况都仔细检查一遍。

　　1.把缺失值的位置就空在那里

　　回到设计表那个页面里,在对应的响应值格子中直接把内容清空,让它继续保持空白状态,不要往里填0、画横线或是写上文字备注,因为Design Expert的响应列只认数值,只有真正空着才会被软件当成缺失数据处理。

　　2.把无法完成的试验和数据异常的试验区分开来

　　如果是因为某个实验条件实在没有办法做到,那就可以把它当作缺失数据保留下来,但要是试验其实已经做出来了,只是结果明显受到操作失误的干扰,那就可以把鼠标移到那一行的行号上点右键,调整该行的状态,必要时干脆设为忽略状态,软件本身也是支持通过行号右键菜单来删除试验点或者修改状态的。

　　3.检查模型还能不能正常估计出来

　　进到Design菜单下面,找到Evaluation这一项,然后根据当前已经填好的响应值去检查自由度、别名矩阵以及杠杆值的情况,缺失的数据会把原来的设计削弱掉,一些二次项或者交互项就有可能无法稳定估计,官方教程里也提示过,有缺失时完全可以针对每一个具体的响应去逐项评估设计,而不是只盯着完整的设计矩阵看。

　　4.中心点缺失了一定要谨慎处理

　　中心点主要是用来观察重复试验之间波动的,同时也会影响到纯误差的估计,如果中心点少了,那后面判断失拟的能力就会变弱,在Fit Summary那部分的说明里也提到了,当没有任何重复点的时候,系统很可能就不会把失拟的统计结果显示出来了。

　　二、Design Expert缺失数据补录后模型怎么更新

　　那些原先缺失的试验后续终于补做完成之后,直接把结果填回到原来的设计表里就好,这个时候可不要图省事重新复制一套新表格出来,那样反而容易把运行的顺序、已经划分好的区组还有之前存下的分析记录都弄得乱七八糟。

　　1.先保存一个旧的版本来留底

　　在补录数据之前,先点一下File菜单下面的Save As,把还保留着缺失数据状态的那个文件单独存起来,这样之后就可以方便地对比补录前后模型到底发生了哪些变化,也能很直观地看出哪个试验点对结果的影响比较大。

　　2.把数据填回到原来对应的那一行里

　　打开设计表,在原来空着的那个试验点位置找到对应的响应列,把补做得到的结果填进去,这个时候要对一遍单位、小数位数还有样品的编号,确保没有错填到相邻的行里去,假如实验涉及好几个响应值,每一列的数据都要分别确认一遍才行。

　　3.重新启动一遍分析流程

　　在左侧的分析分支栏里点一下对应响应值的名称,再次进到分析页面里去,然后点击Start Analysis这个按钮,软件就会重新生成一张拟合摘要表,接着再依次进到Model和ANOVA页面里去查看模型项是不是变了、显著性怎么样,还有失拟的结果如何,Design Expert教程里讲到的分析流程,也是从响应节点进去,再通过Start Analysis生成拟合结果,这个套路是一样的。

　　4.把生成的图形也重新检查一遍

　　数据补齐以后,还要把残差图、预测值与实测值的对比图、等高线图以及三维曲面图都翻出来重看一遍,尽管数据现在是齐了,但新加进来的那组结果也有可能暴露出一些原先隐藏的问题,比如出现了异常点、方差不齐,或者模型的阶数选得不够合适。

　　三、Design Expert缺失试验点怎样补救

　　万一缺失的那个数据点真的再也无法重新做实验了,千万不要硬着头皮塞一个好像差不多的近似值进去,相对稳当的思路,是根据缺失的位置来判断到底要不要去追加一些新的试验。

　　1.普通点只是少量缺失的话可以留下来

　　如果缺失的点数量不算多,模型还保留着足够的自由度,诊断图里也看不到什么明显的异常,那就可以先把当前这些数据留着继续往下分析,但在写报告的时候,一定要清清楚楚地说明哪个点是被省略掉的,原因又是什么。

　　2.模型出现混杂现象的时候可以考虑增加试验

　　如果拟合摘要里提示说模型混杂了,或者是二次模型没办法稳定地估计出来,就可以试试Design Tools下面的Augment Design功能,再点Augment按钮,去选择优化追加一些试验,让软件帮着你补充新的模型点、失拟点以及重复点。

　　3.安排补做顺序的时候要先看影响

　　当中心点、轴点、边界点还有高杠杆点这些地方的数据缺失了,通常要放在前面优先补做,因为这一类试验点对于曲率的判断、误差的估计还有模型的稳定性,影响会远比普通点大,不能光按着表格从上到下的顺序机械地去补数据。

　　总结

　　实验做到半路出现空白数据这种事本身并不稀奇,真正麻烦的做法是拿一个压根不对头的数字强行把空子补上,Design Expert允许直接把缺失值空在那里往下分析,但同时需要去核对自由度、失拟、混杂以及杠杆值这些关键指标,后面补录的时候,把新的结果填回到原来那个位置,再重新启动分析,接着把模型跟诊断图都复核一遍,实在没办法恢复的缺失点,可以通过追加设计的方式来补齐必要的信息,千万不要靠感觉随便编一个数值填进去。