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响应面试验设计与分析报告35页PPT
谢谢！
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
响应面试验设计与分析报告
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
(完整版)响应面分析方面_.ppt
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11
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
12
3.5 统计分析 输入指标并分析响应
❖ 提取时间/min：8，10，12；
❖ 微波处理功率/ W ：280，420，560；
❖ 料液比(mL/g)：30,40，50。
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❖
Box-Behnken设计方案及平菇多糖得率结果
❖
Run
得率/%
Factor x1 Factor x2 Factor x3
❖
❖
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0.00 1.00 0.00 1.00 0.00
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个额外的定性因素。）
existing design
;.;
3
1.Scope of software(4part)
1.1 Response Surface Methods (RSM)
❖ Central Composite 中心组合设计
❖ Box-Behnken 设计
《响应面分析方面》课件
响应面优化
1
流程
定义优化目标，通过寻找最优的处理条件来优化响应。
2
实践方法
使用模拟、数学优化算法和试验来寻找最佳响应条件。
3
响应面分析实例
实例分析
使用响应面分析方法分析某产品生产流程中的关键因素对产品品质的影响。
应用场景
适用于各种行业，如制药、化工、冶金和环境工程。
总结
1 优势与不足
响应面分析提供了对因素和响应关系的深入理解，但也受到实验设计和模型选择的限制。
2 未来的发展趋势
随着数据科学和机器学习的发展，响应面分析将变得更加精确和自动化。
注
本PPT为响应面分析方面课件，仅供学习使用。
《响应面分析方面》PPT 课件
# 响应面分析方面
响应面分析是一种用于优化和优化设计的方法。它结合数学建模和统计分析， 帮助研究人员理解和预测因素对响应的影响。
简介
概念和意义
探索响应与因素之间的关系，以提高产品质 量和生产效率。和药品 开发。
响应面设计
1
基本原理
设计和选择实验的方法，以获取对响应变量的最佳预测。
2
常用方法
Central Composite Design，Box-Behnken Design，Doehlert Design等。
3
响应面建模
方法
使用多元回归分析、偏最小二 乘法等来建立统计模型。
指标
通过评估预测和模型拟合度来 选择最佳响应面模型。
响应面试验设计与分析教材(PPT31页)
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响应面分析实用举例PPT
模型缩减，逐步去掉不显著的回归系数，结果见表3。得 到的模型为：
y ij
b0
b1 N i
b2 Pj
b4
N
2 i
b5 Pj2
ij
四、响应面分析实例
使用该模型分析的结果为表3，从表3中可以看出，b1， b4，b5达到极显著水平，b2接近达到显著性，只有b3达
不到显著水平。
二、如何做响应面分析
要构造响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域， 首先必须通过试验获取大量的测量数据，并建立一个合适 的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图。
建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法。 对于非线性体系可作适当处理化为线性形式。
二、如何做响应面分析
设有ｍ个因素影响指标取值，通过试验测量，得到ｎ组试 验数据。假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示， 则可将各系数写成矩阵式。
DF
SS
MS
F
5
332061.25 66412.25 352.08** F = 0.05(5,43) 2.44;F0.01(5,43)=3.49
1
219217.93 219217.93 1162.16** F = 0.05(1,43) 4.07;F0.01(1,43)=7.27
1
754.29 754.29
9.2
7.27
= A: 发酵时间 /h
8.8
= B: 发酵温度 /℃
tual Factor
8.4
接种量 /% = 3.0
8
7.6
42.0
30.0
41.5
27.0
41.0
24.0
发酵温度 /℃
40.5
y ij
b0
b1 N i
b2 Pj
b4
N
2 i
b5 Pj2
ij
四、响应面分析实例
使用该模型分析的结果为表3，从表3中可以看出，b1， b4，b5达到极显著水平，b2接近达到显著性，只有b3达
不到显著水平。
二、如何做响应面分析
要构造响应面并进行分析以确定最优条件或寻找最优区域， 首先必须通过试验获取大量的测量数据，并建立一个合适 的数学模型（建模），然后再用此数学模型作图。
建模最常用和最有效的方法之一就是多元线性回归方法。 对于非线性体系可作适当处理化为线性形式。
二、如何做响应面分析
设有ｍ个因素影响指标取值，通过试验测量，得到ｎ组试 验数据。假设指标与因素之间的关系可用线性模型表示， 则可将各系数写成矩阵式。
DF
SS
MS
F
5
332061.25 66412.25 352.08** F = 0.05(5,43) 2.44;F0.01(5,43)=3.49
1
219217.93 219217.93 1162.16** F = 0.05(1,43) 4.07;F0.01(1,43)=7.27
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754.29 754.29
9.2
7.27
= A: 发酵时间 /h
8.8
= B: 发酵温度 /℃
tual Factor
8.4
接种量 /% = 3.0
8
7.6
42.0
30.0
41.5
27.0
41.0
24.0
发酵温度 /℃
40.5
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existing design
;.;
3
1.Scope of software(4part)
1.1 Response Surface Methods (RSM)
❖ Central Composite 中心组合设计
❖ Box-Behnken 设计
❖ One Factor 单因子设计
❖ Miscellaneous 混杂设计
❖ 提取时间/min：8，10，12；
❖ 微波处理功率/ W ：280，420，560；
❖ 料液比(mL/g)：30,40，50。
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❖
Box-Behnken设计方案及平菇多糖得率结果
❖
Run
得率/%
Factor x1 Factor x2 Factor x3
❖
❖
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2
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5
0.00 1.00 0.00 1.00 0.00
获 得统 计诊 断报 告
得到 等高 线和 响应 面图
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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。
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个额外的定性因素。）
0.00
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多糖
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
;.;
11
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
12
3.5 统计分析 输入指标并分析响应
Design-Expert
;.;
1
❖ 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。
;.;
2
❖How to start the software ❖ File → New Design, ❖ File → Open Design: open an
;.;
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
❖ Optimal 最优设计
❖ User –Defined 用户自定义
❖ Historical Data 历史数据
;.;
4
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
0.00 0.00 0.00 -1.00 -1.00
0.00 1.00 0.00 0.00 1.00
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❖ 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)、BoxBehnken Design(BBD);是.; 最常用的实验设计方法7 。
;.;
13
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
;.;
8
3.Box-Behnken （BBD）
❖ 3.1 进入界面 ：File → New Design(or Open Design)
;.;
9
3.2 选择 Response Surface → Box-Behnken,并选择因素个数
;.;
10
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
❖
Screening 筛选设计
❖
Optimal 最优设计
Байду номын сангаас
❖
User –Defined 用户自定义
❖
Historical Data 历史数据
bined designs
❖ Optimal 最优设计 ❖ User –Defined 用户自定义
;.;
6
2. Response Surface Design
❖
Optimal 最优设计
❖
plackett-burman 设计
❖
Min-Run Res Ⅴ
❖
Min-Run Res Ⅳ
❖ Taguchi OA 田口自动设计法
;.;
5
1.3.Mixture design
❖
Simplex Lattice 单纯形格子设计
❖
Simplex Centroid 单纯形重心设计
;.;
3
1.Scope of software(4part)
1.1 Response Surface Methods (RSM)
❖ Central Composite 中心组合设计
❖ Box-Behnken 设计
❖ One Factor 单因子设计
❖ Miscellaneous 混杂设计
❖ 提取时间/min：8，10，12；
❖ 微波处理功率/ W ：280，420，560；
❖ 料液比(mL/g)：30,40，50。
;.;
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❖
Box-Behnken设计方案及平菇多糖得率结果
❖
Run
得率/%
Factor x1 Factor x2 Factor x3
❖
❖
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2
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0.00 1.00 0.00 1.00 0.00
获 得统 计诊 断报 告
得到 等高 线和 响应 面图
14
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。
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个额外的定性因素。）
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多糖
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;.;
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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
12
3.5 统计分析 输入指标并分析响应
Design-Expert
;.;
1
❖ 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。
;.;
2
❖How to start the software ❖ File → New Design, ❖ File → Open Design: open an
;.;
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
❖ Optimal 最优设计
❖ User –Defined 用户自定义
❖ Historical Data 历史数据
;.;
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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
0.00 0.00 0.00 -1.00 -1.00
0.00 1.00 0.00 0.00 1.00
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❖ 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)、BoxBehnken Design(BBD);是.; 最常用的实验设计方法7 。
;.;
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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
;.;
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3.Box-Behnken （BBD）
❖ 3.1 进入界面 ：File → New Design(or Open Design)
;.;
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3.2 选择 Response Surface → Box-Behnken,并选择因素个数
;.;
10
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
❖
Screening 筛选设计
❖
Optimal 最优设计
Байду номын сангаас
❖
User –Defined 用户自定义
❖
Historical Data 历史数据
bined designs
❖ Optimal 最优设计 ❖ User –Defined 用户自定义
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2. Response Surface Design
❖
Optimal 最优设计
❖
plackett-burman 设计
❖
Min-Run Res Ⅴ
❖
Min-Run Res Ⅳ
❖ Taguchi OA 田口自动设计法
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5
1.3.Mixture design
❖
Simplex Lattice 单纯形格子设计
❖
Simplex Centroid 单纯形重心设计