Design-Expert_响应面分析软件使用教程资料.pdf

Design-Expert是一款强大的实验设计软件，专用于响应面分析（Response Surface Methodology，RSM）。在科研和工程领域，RSM被广泛应用于优化复杂系统的参数，通过最少的实验次数找到最佳操作条件。本教程主要介绍如何使用Design-Expert进行Box-Behnken设计（BBD），这是一种常见的实验设计方法。 启动Design-Expert并点击“New Design”选项卡，然后选择“Response Surface”以进入响应面分析模式。接着，选择Box-Behnken设计，该设计适用于有三个或更多因素的情况，且每个因素都在两个水平下运行，通常包括中心点，可以有效地评估因素间的交互效应。 在设计过程中，你需要设定因素的数量、名称和单位，以及它们的高低值。Design-Expert的默认值可以作为起点，但根据具体实验需求，可能需要自定义这些参数。完成设置后，点击“Continue”进入下一步。 接下来，设定响应值（因变量）的数量、名称和单位。响应值是实验结果的度量，通过优化这些值来达到实验目标。同样点击“Continue”，系统将自动将因素值转化为编码制，这是进行统计分析的常用方式。 实验按照设计的方案进行，记录每组因素组合下的响应值。当所有数据收集完毕后，返回Design-Expert，点击“Analysis”下的“Yield (Analysed)”开始分析过程。 在分析阶段，首先查看“Transform”选项卡，确认默认设置是否适用。接着，在“Fit Summary”选项卡中，可以看到模型的整体拟合情况，如R²值、均方误差（MSE）等，这些都是评估模型好坏的重要指标。然后是“Model”选项卡，这里可以检查模型的系数和方程显著性，确保模型的有效性。 “ANOVA”（方差分析）是评估模型中每个因素和交互效应显著性的关键步骤。在这里，你可以查看F统计量和p值，以判断每个因素对响应值的影响是否显著。接下来，“Diagnostics”选项卡中的图表，如参差的正态概率分布图、残差与预测值的关系图以及预测值与实际值的对比图，都是检查模型假设和残差分布的重要工具。 进入“Influence”选项卡的“Report”选项卡，这里会提供因素影响力和敏感性分析，帮助理解哪些因素对响应值影响最大，从而指导实验优化。 通过以上步骤，你可以全面了解和应用Design-Expert进行Box-Behnken设计的全过程。尽管教程以BBD为例，但Central Composite Design (CCD) 和 Plackett–Burman (PB) 设计的使用方法也大同小异，基本流程相同，只是参数和设计特点有所差异。Design-Expert以其易用性和全面的功能，成为实验设计者首选的工具之一。