Multifaktordesign av experimentprogramvara

Programvara som används för att designa faktoriella experiment spelar en viktig roll i vetenskapliga experiment och representerar en väg till implementering av design av experimentprocedurer som härrör från statistisk och kombinatorisk teori. I princip bör lättanvänd design av experiment (DOE) programvara vara tillgänglig för alla experimentörer för att främja användningen av DOE.

Bakgrund

Användning av programvara

Programvara för faktoriell experimentell design förenklar drastiskt tidigare mödosamma handberäkningar som behövs innan datorer används.

Under andra världskriget blev en mer sofistikerad form av DOE, kallad factorial design, ett stort vapen för att påskynda industriell utveckling för de allierade styrkorna. Dessa konstruktioner kan vara ganska kompakta och involvera så få som två nivåer av varje faktor och bara en bråkdel av alla kombinationer, och ändå är de ganska kraftfulla för screeningändamål. Efter kriget beskrev en statistiker vid Imperial Chemical, George Box , hur man genererar responsytor för processoptimering. Från denna tidpunkt och framåt tog DOE fäste i den kemiska processindustrin, där faktorer som tid, temperatur, tryck, koncentration, flödeshastighet och omrörning lätt kan manipuleras.

DOE-resultat, när de upptäcks korrekt med DOE-programvara, stärker förmågan att urskilja sanningar om provpopulationer som testas: se Sampling (statistik) . Statistiker beskriver starkare multifaktoriella DOE-metoder som mer " robusta ": se Experimentell design .

När DOE-programvaruframsteg gav upphov till att lösa komplexa faktoriella statistiska ekvationer, började statistiker på allvar designa experiment med mer än en faktor (multifaktor) som testades åt gången. Enkelt uttryckt började datoriserad multifaktor DOE ersätta experiment med en faktor i taget. Datormjukvara designad specifikt för designade experiment blev tillgänglig från olika ledande mjukvaruföretag på 1980-talet och inkluderade paket som JMP , Minitab , Cornerstone och Design–Expert .

Anmärkningsvärda fördelar med att använda DOE-programvara inkluderar att undvika mödosamma handberäkningar när:

Identifiera nyckelfaktorer för process- eller produktförbättringar.
Ställa in och analysera allmän faktoriell , tvånivås faktoriell, fraktionell faktoriell och Plackett-Burman-design .
Utföra numeriska optimeringar .
Screening för kritiska faktorer och deras interaktioner.
Analysera processfaktorer eller blandningskomponenter.
Kombinera blandnings- och processvariabler i design.
Roterande 3D-plots för att visualisera svarsytor .
Utforska 2D-konturer med en datormus, sätta flaggor längs vägen för att identifiera koordinater och förutsäga svar.
Att hitta exakt var alla specificerade krav möter med hjälp av numeriska optimeringsfunktioner inom DOE-mjukvaran.
Att hitta de mest önskvärda faktorinställningarna för flera svar samtidigt.

Idag är faktoriell DOE-mjukvara ett anmärkningsvärt verktyg som ingenjörer, vetenskapsmän, genetiker , biologer och praktiskt taget alla andra experimenterare och skapare, allt från jordbrukare till zoologer , förlitar sig på. DOE-programvaran är mest tillämpbar på kontrollerade multifaktorexperiment där experimentatorn är intresserad av effekten av någon process eller intervention på objekt som grödor, jetmotorer , demografi , marknadsföringstekniker, material, lim och så vidare. Design av experimentprogramvara är därför ett värdefullt verktyg med breda tillämpningar för alla natur-, ingenjörs- och samhällsvetenskaper.

Anteckningar

externa länkar