A válaszfelület-tervezés egy fejlett kísérleti tervezési technika, amelyet több bemeneti változó (tényező) és egy kimeneti változó (válasz) közötti kapcsolat feltárására és optimalizálására használnak. A fő cél annak megértése, hogy a válasz hogyan változik a tényezők szintjétől függően, és a kívánt válasz optimális feltételeinek meghatározása.
A válaszfelület-tervezés módszertanát gyakran alkalmazzák a szűrőtervek vagy faktoriális tervek befejezése után, amelyek segítenek azonosítani a választ leginkább befolyásoló tényezőket. Ha a tényezők és a válasz közötti kapcsolat görbületének vagy nemlinearitásának gyanúja merül fel, a válaszfelület-tervezés különösen hasznosnak bizonyul.
A válaszfelület-tervezés tipikus folyamata magában foglalja a faktorszintek kiválasztását, a kísérleti adatok gyűjtését ezeken a szinteken, a tényezők és a válasz közötti kapcsolatot reprezentáló matematikai modell felépítését, végül pedig e válasz optimalizálását az optimális feltételek azonosítása érdekében.
A válaszfelület-tervek különböző formákat ölthetnek, de általában szisztematikusan változó faktorszinteket tartalmaznak a faktortér különböző régióinak feltárása érdekében. Az ilyen tervek használata lehetővé teszi a tényezők és a válasz közötti kapcsolat pontosabb modellezését, figyelembe véve a kölcsönhatásokat és a nemlinearitásokat.
Ellistat különböző helyzetekhez igazított válaszfelületi terveket kínál. Ezek közé tartozik a Box-Behnken-terv, a központi összetett terv, a Doehlert-terv, a D-Optimal-terv, a Hoke-terv, a latin hiperkocka terv és a NOLH kitöltési terv. Mindegyik tervet úgy tervezték, hogy megfeleljen a kísérletezés és optimalizálás speciális igényeinek, maximális rugalmasságot és alkalmazkodóképességet biztosítva az Ellistat felhasználók számára.
Központosított kompozit síkok
A központosított összetett tervek a kísérlettervek (DOE-k) egy olyan osztálya, amelyet a bemeneti változók (tényezők) és a kimeneti változó (válasz) közötti kapcsolat modellezésére használnak kísérleti környezetben. Ezeket a terveket gyakran akkor használják, amikor egy összetett válaszfelület feltárására és megértésére van szükség, miközben minimalizálják a kísérleti kísérletek számát.
Egy tipikus központosított összetett terv a következő elemeket tartalmazza:
Központi pontok Ezek azok a pontok, ahol az összes tényező a központi szintre van állítva, amit gyakran a nulla számmal jeleznek. Ezeket a pontokat a tényezők lineáris hatásainak becslésére használják.
Tengelypontok Ezek a faktorok előre meghatározott szintjein helyezkednek el (A köbös síkszerkezetben az "alfa" értéket arra használják, hogy meghatározzák a tengelypontok távolságát a faktortér középpontjától. Pontosabban, a tengelypontok általában a főtengelyek mentén a központi pontoktól "alfa" távolságra helyezkednek el). Ezeket a pontokat a faktorok kvadratikus hatásainak becslésére használják.
Tengelyes kocka pontok Ezeket a tényezők közötti kölcsönhatások becslésére használják. Ezek a pontok az origótól ±1 távolságban, de a fő tengelyek (x, y, z) mentén helyezkednek el a háromtényezős térben.
A központosított összetett tervek különösen hasznosak olyan helyzetekben, amikor nem lineáris válasz vagy a tényezők közötti jelentős kölcsönhatás gyanúja merül fel. Lehetővé teszik a válaszfelület részletesebb jellemzését, miközben a kísérletek száma viszonylag alacsony marad a faktortér kimerítő feltárásához képest.
Ábra 1 Példa a központosított összetett síkra 3 változó esetén. A zöld pontok a központi pontokat, a kék pontok a kocka tengelypontjait, a narancssárga pontok pedig a tengelypontokat jelölik.