1、Design-Expert,Design-Expert是全球顶尖级的实验设计软件。 Design-Expert 是最容易使用、功能最完整、界面最具亲和力的软件。在已经发表的有关响应曲面(RSM)优化试验的论文中, Design-Expert软件使用最广泛。,How to start the softwareFile New Design, File Open Design: open an existing design,1.1 Response Surface Methods (RSM) Central Composite 中心组合设计 Box-Behnken 设计 One Factor 单
2、因子设计 Miscellaneous 混杂设计 Optimal 最优设计 User Defined 用户自定义 Historical Data 历史数据,1.Scope of software(4part),1.2.Factorial Designs 2-Level Factorial 2水平因子设计irregular fraction不规则因子设计General factorial 普通因子设计Optimal 最优设计plackett-burman 设计Min-Run Res Min-Run Res Taguchi OA 田口自动设计法,1.3.Mixture designSimplex L
3、attice 单纯形格子设计Simplex Centroid 单纯形重心设计Screening 筛选设计Optimal 最优设计User Defined 用户自定义Historical Data 历史数据1.4.Combined designs Optimal 最优设计User Defined 用户自定义,2. Response Surface Design,响应曲面法( response surface methodology) 是20 世纪90 年代初西方所兴起的一种试验统计方法。响应曲面分析法是通过对响应面等值线的分析寻求最优工艺参数,采用多元二次回归方程来拟合因素与响应值之间函数关系的
4、一种统计方法。它囊括了试验设计、建模、检验模型的合适性、寻求最佳组合条件等众多试验和统计技术。通过对过程的回归拟合和响应曲面、等值线的绘制, 可方便地求出相应于各因素水平的响应值。Central Composite Design (CCD)、Box-Behnken Design(BBD)是最常用的实验设计方法。,How to start response surface,创建响应面设计的第一步是从文件菜单中选择New Design 然后选择响应面选项卡,将出现若干RSM designs 方法列表 在列表中选择设计方法类型,并在屏幕填写因素数量。 (很多设计可处理多达30因素,加上最多10个额外
5、的定性因素。),3.Box-Behnken (BBD),3.1 进入界面 :File New Design(or Open Design),3.2 选择 Response Surface Box-Behnken,并选择因素个数,3.3 上图界面完成后,点Continue 进入下面界面,确定响应(指标)数量,3.4 上图界面完成后,点Continue 打开随机方案界面,通过软件菜单Display Option Process Factors Actual or Coded 可在实际值方案和编码值方案间转换。,Std: 按标准方式整理的顺序,Run: 试验运行的随机顺序,3.5 统计分析 输入指标
6、并分析响应,3.6点击Analysis下的响应R1(Analyzed),得到整体分析界面,然后逐个打开标签查看分析结果。,数据转换选项卡。取默认值,拟合摘要选项卡。 选定方程类型,选模型次数和所需项目。 一般取默认值,方差分析选项卡:得到方程显著性检验系数显著性检验及回归方程,获得统计诊断报告,得到等高线和响应面图,例:响应面Box-Behnken试验设计,为优化平菇多糖的微波辅助提取工艺,选择提取时间、微波处理功率以及液料比(蒸馏水:平菇粉末)为自变量,多糖得率为响应值,采用响应曲面法的Box-Behnken设计试验,分析研究各自变量及其交互作用对多糖得率的影响。 提取时间/min:8,10
7、,12; 微波处理功率/ W :280,420,560; 料液比(mL/g):30,40,50。,Box-Behnken设计方案及平菇多糖得率结果Run Factor x1 Factor x2 Factor x3 多糖得率/%1 0.00 0.00 0.00 9.1 2 1.00 0.00 1.00 8.95 3 0.00 0.00 0.00 9.13 4 1.00 -1.00 0.00 8.3 5 0.00 -1.00 1.00 8.37 6 0.00 1.00 1.00 8.53 7 1.00 1.00 0.00 8.45 8 0.00 0.00 0.00 9.06 9 -1.00 -1.
8、00 0.00 8.13 10 -1.00 1.00 0.00 8.56 11 0.00 0.00 0.00 9.16 12 0.00 1.00 -1.00 8.41 13 0.00 0.00 0.00 9.06 14 -1.00 0.00 1.00 8.8 15 1.00 0.00 -1.00 8.86 16 0.00 -1.00 -1.00 8.24 17 -1.00 0.00 -1.00 8.63,9.1 8.95 9.13 8.3 8.37 8.53 8.45 9.06 8.13 8.56 9.16 8.41 9.06 8.8 8.86 8.24 8.63,例题 统计分析步骤:,1.进
9、入软件界面,调出相同因素的随机方案表,修改随机方案表编码与原随机表编码相同,然后输入指标值。,2.点击Analysis下的响应R1(Analyzed),得到整体分析界面,然后逐个打开上方标签查看分析结果,2.1点击 Fit Summary 分析标签得如下分析结果:,2.2点击ANOVA分析标签得如下方差分析结果,2.3点击Diagnostics分析标签,得诊断统计报告结果如下,诊断统计报告 在Diagnostics图形分析没问题后, 点击Influence report 可得Diagnostics Case Statistics报告,2.4点击Model Graphs分析标签得如下等高线、响应
10、面图结果,2.4.1等高线图,2.4.2 Model Graphs分析标签下, 点击View 3D surface 得到各因素响应面图,在响应图上右键单击,或右击字母、数字,弹出Graph preferences 命令,点击Graph preferences 命令,弹出Graph preferences对话框,打开对话框标签添加变量轴内容,2.4.3把响应面图和等高线图导入word的步骤,1. 在响应面图和等高线图时, 选File Export Graph to file,2. 在弹出的另存为对话框中,将保存类型选为投稿常用的TIFF文件格式,并保存 3. 把保存的tif 格式图片复制到word中,并裁剪后复制,2.4.4 由RSM预测最优值,1.选择Optimization 下的Numerical 选项卡, 2. 确定各因素的取值范围,3.确定响应值 (因变量)的目标(最大值、最小值、范围值、目标值),此例中,是最优化三个因素使响应值最大,选择maximize,4.点击Solutions选项卡,第一个方案R1值即为各因素取最优值后响应所能达到的最优值,End,