用Design Expert建实验时,很多人前面把设计类型选出来了,后面一到因素和水平设置就开始发散,最常见的情况不是软件不会用,而是设计类型、因素类型和水平区间没有一起定清。Stat-Ease官方文档把这条流程拆得比较明确,新建设计通常从【File】到【New Design】进入,后续再按Factorial、Response Surface、Mixture等分支去选设计;而因素名称、单位、分类水平数和数值上下限,则是在因素列头对应的【Edit Info】里统一修改。这说明真正稳的做法,不是先往表里直接改数字,而是先把设计入口和因素信息表单用对。
一、Design Expert实验设计怎么建
先建设计时,不要一上来就挑一个看起来顺眼的模板,更稳的顺序是先按实验目的选设计分支。Stat-Ease官方教程里写得很清楚,两水平因子设计更适合做筛选,响应面设计更适合做优化,混料设计则更适合配方场景;如果是新手入门,官方还专门把教程起点分成One-Factor Categoric、Two-Level Factorial和Multifactor RSM三条线。
1、先从【File】到【New Design】进入新建设计
这是最基础的一步。官方教程在两水平因子设计部分直接写到,启动软件后先点【New Design】;如果后面你需要重建设计,官方FAQ也建议重新走【File】到【New Design】,并在弹窗里选择保留之前的因素名、水平和响应名,这样比在旧表里硬改更稳。
2、按实验目的选设计类型
如果当前任务是先从很多因素里找出关键少数,更适合先走Two-Level Factorial。若目标已经很明确,是要做工艺优化,官方则把Response Surface作为更合适的路线。若是离散处理方案、供应商、材料类别这类非连续选项,则更适合One-Factor Categoric或Multilevel Categoric。设计类型一开始选对,后面因素和水平设置才不会越做越别扭。
3、建完设计后优先在设计表结构层调整
官方FAQ明确提醒,若只是因素名和数值上下限需要调整,应当在Design Layout里通过列头信息去改,而不是直接覆盖数据区中的单个数值。因为直接改表格里的运行值,会把编码层级带乱,后面分析时就会出现coded levels异常。
二、Design Expert从因素到水平怎么设置
因素和水平设置的关键,不是把低值和高值填进去就结束,而是先分清这是数值因子还是分类因子,再决定是给上下限,还是给水平数。官方【Factor/Component Column Options】写得很直接,列头右键进入【Edit Info】后,可以统一编辑因素名、单位、分类因素的水平数、显示格式,以及实际因子设置。也就是说,因素设置的主入口本来就在列头信息里,而不是在运行表里一格一格改。
1、数值因子先定低水平和高水平
如果你的因素是时间、温度、浓度这类连续量,就先给出实际低值和高值。官方响应面教程给出的示例就很典型,三个因素分别设置了时间、温度和催化剂的低水平与高水平,软件再据此建立编码水平。做这一步时,更稳的是先用工艺允许区间,而不是只凭经验填一个大概范围。
2、分类因子先定水平个数
如果因素不是连续量,而是供应商、工艺方案、原料类别这类离散项,就不应再按数值上下限去理解。官方列头选项里明确写到,分类因子要在【Edit Info】里设置number of levels。这个入口很关键,因为分类因子后面走的是水平枚举逻辑,不是数值编码逻辑。
3、要加中心点时先确认至少有一个数值因子
如果你选的是两水平因子设计,又想判断是否存在曲率,官方说明可以加入center points,但前提是至少有一个numeric factor。中心点的作用是估计纯误差并检验曲率,所以它更适合数值因子场景,不适合纯分类因素设计。
4、响应面设计要先理解不同设计的水平数
如果你走的是响应面设计,就不能再按两水平设计的思路去理解所有因子。官方设计说明里,CCD通常是五水平,若选Face-Centered形式可变成三水平;Box-Behnken则本来就是三水平设计。因此从因素到水平设置时,要先看你选的是哪一类响应面设计,再决定水平数和区间跨度。
三、Design Expert设计参数怎么收口
真正把设计做稳,重点不是把因素表填完,而是让设计类型、因素类型和水平区间保持一致。很多人前面已经把设计建出来了,后面还是分析异常,常见原因不是软件出错,而是先选了某类设计,后面又用不匹配的方式去改因素水平。官方FAQ已经特别提醒,若创建方式本身要改,最省事的做法往往是重建设计,而不是在原表里强行修补。
1、设计类型变了就优先重建
如果你原本做的是两水平筛选,后面发现其实要做优化,那么与其在原设计里反复补点,不如直接回到【File】到【New Design】重建。官方FAQ就明确建议,涉及设计创建方式变化时,重建设计通常更容易,而且还能保留原有因素名和响应名。
2、只改因子范围时用列头信息统一修改
若只是低值、高值或单位需要调整,就直接在因素列头右键进入【Edit Info】统一修改。官方特别提醒,不要直接改数据区中的实际值,否则软件不会把新的高低水平正确映射回负一和正一编码,最终会把数据当成被弄乱的设计数据处理。
3、教程路径最好和当前任务对应
官方教程页已经把起步路径分好了,新手做分类实验可先看One-Factor Categoric,要做筛选看Two-Level Factorial,要做优化看Multifactor RSM。把教程入口和当前任务对应起来,通常比一开始就盲选模板更容易把参数收口。
总结
Design Expert实验设计怎么建,关键是先从【New Design】进入,再按筛选、优化或分类比较去选对设计分支。Design Expert从因素到水平怎么设置,关键则是先分清数值因子和分类因子,再在【Edit Info】里统一设置名称、单位、上下限或水平数,而不是直接去改运行表中的单个值。把这两步都走顺以后,再按设计类型去收口中心点、水平数和区间范围,后面的设计和分析通常就不会再停留在“能建出来”,而会更接近“这个设计为什么这样建”。