试验设计DOE设置中心点的目的与作用是什么?

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在许多试验设计里,都可以看到中心点的身影,那么设置中心点的目的和作用在哪里呢?


首先,试验设计有三个基本原则:重复试验、随机化与区组化,相信不少的小伙伴都清楚这三个基本原则,所有的试验设计都必须遵守三个基本原则。

设置中心点的目的是什么?

在进行试验设计时,设置中心点的目的恰恰是为了遵循、满足三个基本原则中的重复试验。

有人不禁要说,不设置中心点也可以啊,把所有的试验条件都重复做2次或者以上不就行了,小编不禁感叹,这是土豪的公司呀!不禁金钱是土豪,时间也是土豪。

这样把试验条件完全重复当然是可以的,而且试验误差估计的也会更充分,但缺点是显而易见的,这样却大大增加了试验次数与成本。

因此,聪明的人类想出了中心点这个试验条件,只在中心点进行重复试验,完全可以达到与全部重复一样的效果,因此我们通常会看到在中心点重复做3次或4次试验。

什么是中心点?

比如,下面两个响应变量X:温度与压力,各有两个水平:高与低

高水平 低水平 
 温度100℃  60℃
 压力 20N 10N

增加中心点之后,如下图:

高水平 低水平 中心点 
 温度 100 60 80
 压力 20 10 15

连续型数据的中心点即是取高水平与低水平的均值,按照这个中心点的试验条件进行重复试验。

设置中心点的作用是什么呢?

第一,主要是为了满足进行相同条件下的重复试验,因而可以估计出试验误差,即随机误差。

第二,原来的因子只有高低两个水平,增加了中心点,相当于增加了一个水平的试验,因此,这样的做法增加了对于响应变量x可能存在的弯曲趋势估计的能力。

可谓是“一箭双雕”的作用。

DOE学习中,请大家指教/点评,谢谢!

Published on 2022-10-29 21:16

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