分割実験計画とは、変更が難しい因子を少なくとも1つ含む計画実験です。変更が難しい因子とは、時間や費用の制約があるために完全にランダム化するのが困難な因子です。分割実験では、変更が難しい因子の水準が数回の実行の間一定に保たれ、集合的にプロット全体として扱われます。変更が簡単な因子はそれら数回の実行において変動し、因子の各組み合わせはプロット全体内のサブプロットとみなされます。プロット全体とプロット全体のサブプロットの両方を実行する順序をランダム化する必要があります。
大規模な製パン所で新しいブラウニーのレシピを作成するとします。2種類のオーブン温度設定で2つの等級のチョコレートと砂糖を使用して実験します。ただし、時間を節約するために、ブラウニーのトレイを一つずつ焼いていくのではなく同時に複数のトレイを焼くことにします。このブラウニーの例には、2回反復される2つのプロット全体(合計で4つのプロット全体)があります。各プロット全体には4つのサブプロットが含まれます。プロット全体はその温度で焼かれたブラウニーの全トレイです。サブプロットはブラウニーの各個別トレイです。
トレイ1(チョコレート1、砂糖1) | トレイ2(チョコレート1、砂糖2) | トレイ3(チョコレート2、砂糖1) | トレイ4(チョコレート2、砂糖2) |
トレイ1(チョコレート1、砂糖1) | トレイ2(チョコレート1、砂糖2) | トレイ3(チョコレート2、砂糖1) | トレイ4(チョコレート2、砂糖2) |
トレイ1(チョコレート1、砂糖1) | トレイ2(チョコレート1、砂糖2) | トレイ3(チョコレート2、砂糖1) | トレイ4(チョコレート2、砂糖2) |
トレイ1(チョコレート1、砂糖1) | トレイ2(チョコレート1、砂糖2) | トレイ3(チョコレート2、砂糖1) | トレイ4(チョコレート2、砂糖2) |
分割実験計画は、元々農業で使用されていました。農業では、プロット全体は農地全体を指し、サブプロットは各プロット全体内の小区画を指していました。
プラスチック製品メーカーの研究者は、プラスチックの強度を高めたいと考えています。科学者は添加物の割合、撹拌速度、および処理時間を強度に影響する可能性のある因子として特定します。熱処理温度もまた、強度に影響を与えます。完全にランダムな4因子計画を実行するには、バッチ内の因子水準の各組み合わせを、2つのうち1つの温度設定で個別に熱処理する必要があります。この処理には時間が掛かりすぎるので、研究者は分割実験計画を使用することにします。科学者は、添加物の割合、撹拌速度、処理時間の8つの組み合わせをすべて1つの温度設定で処理し、その後8つの組み合わせを2つ目の温度設定で処理する計画を立てます。各温度設定値を2回使用するよう、科学者はこの処理を反復しました。
変更 | 名前 | タイプ | 下限側 | 上限側 |
---|---|---|---|---|
変更が難しい | 温度 | 連続 | 350 | 550 |
交換が簡単 | 加算率 | 連続 | 2 | 5 |
交換が簡単 | 攪拌速度 | 連続 | 100 | 200 |
交換が簡単 | 処理時間 | 連続 | 10 | 40 |
計画のサマリー表には、計画に32の基本実行があり、プロット全体ごとに8つの実行が含まれていることが示されています。ワークシートには、32の実行が実行順序で含まれています。レプリケート内の温度の実行は、温度が変化する前にランダム化され、変更が容易な係数のすべての組み合わせが完了するようにまとめられます。