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성분은 혼합물을 구성하는 요소입니다.
실험계획법을 실행함으로써 혼합물(반응)을 최적화하는 각 성분의 상대적 비율을 확인할 수 있습니다. 혼합물 실험은 보통 식품 처리, 정제 또는 화학 제품 제조 부문에서 실행합니다.
예를 들어, 밀가루, 베이킹 파우더, 우유, 달걀 및 기름 성분으로 만들어진 팬케이크 믹스 또는 네 가지 화학 성분이 혼합된 살충제를 개발할 수도 있습니다. 또는 네 가지 화학 성분이 혼합된 살충제를 개발할 수도 있습니다.
공정 변수는 혼합물의 부분이 아니지만 반응에 영향을 미칠 수 있는 실험 요인입니다.
성분과 공정 변수의 상대적인 비율에 따라서만 반응이 달라지는 것으로 간주합니다. 여기서 공정 변수는 혼합물의 부분은 아니지만, 반응에 영향을 미칠 수 있는 실험 요인입니다. 예를 들어, 케이크의 맛은 케이크 믹스 성분의 비율 및 케이크를 굽는 시간과 온도에 의존합니다.
설계점은 반응이 측정되는 실험 조건입니다.
설계점이 7개인 3-성분 설계가 있다고 가정합니다. 이 설계를 사용하여 실험을 수행하는 경우 7개의 혼합물 혼합을 생성하고 각 혼합에 대한 반응을 측정합니다.
설계 차수는 설계 공간 내 설계점을 놓을 위치를 결정합니다. 이 개념을 나타내는 그림은 혼합물 설계 선택에서 확인하십시오.
혼합물 총량은 실험에 사용되는 혼합물의 양을 나타냅니다. 즉, 성분 합계는 혼합물 총량과 같아야 합니다.
각 차원의 경계 수는 설계 공간의 복잡성을 나타냅니다. 즉, 설계 공간을 제한하는 꼭지점, 가장자리, 평면 등의 수를 나타냅니다. 설계점은 종종 경계의 중간(가장자리 또는 평면) 또는 "모서리"(꼭지점)에 배치됩니다.
혼합물 설계를 생성한 후 설계 공간과 설계점을 그래픽으로 표시하려면 심플렉스 설계도을 생성하십시오.
Minitab에는 각 점 유형에 대해 설계점 수가 표시됩니다. 설계가 제약되어 있는지 여부에 따라 점 유형 값의 해석이 달라집니다. 제약이 없는 설계의 경우 모든 성분의 비율이 0에서 1까지입니다. 비율의 범위가 한계로 제한되면 제약이 있는 설계입니다.
퐁듀 실험의 경우 제약이 있는 설계에는 꼭지점 8개, 가장자리 점 0개, 중앙점 2개, 축 점 8개 등 18개의 설계점이 있습니다. 각 점 유형의 반복실험 횟수가 1, 즉 각 설계점이 한 번만 포함되므로 전체 설계점 수는 고유한 점 수와 동일합니다.
| 점 유형 | 1 | 2 | 3 | 0 | -1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 구별되는 점 | 8 | 0 | 0 | 2 | 8 |
| 반복실험 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 전체 수 | 8 | 0 | 0 | 2 | 8 |
Minitab에서는 한계를 양, 비율, 유사 성분 등 세 가지 단위로 표시합니다. 이 값들이 서로 다른지 여부는 혼합물 총량 값 및 설계에 제약이 있는지 여부에 따라 달라집니다.
| 양 | 비율 | 유사 성분 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 성분 | 하한 | 상한 | 하한 | 상한 | 하한 | 상한 |
| A | 0.20000 | 0.60000 | 0.20000 | 0.60000 | 0.00000 | 1.00000 |
| B | 0.00000 | 0.30000 | 0.00000 | 0.30000 | 0.00000 | 0.75000 |
| C | 0.40000 | 0.60000 | 0.40000 | 0.60000 | 0.00000 | 0.50000 |
꼭지점 설계의 경우 성분에 대한 개별 한계 외에 성분 집합에 대해 선형 제약 조건을 최대 10개까지 지정할 수 있습니다. 자세한 내용은 혼합물 설계에서 선형 제약 조건과 성분 한계가 다른 점에서 확인하십시오.
예를 들어, 케이크 믹스의 재료 중에서 달걀, 우유, 기름과 같은 액체 성분의 비율 합계를 전체 혼합물의 40% 이상, 60% 이하로 제한해야 한다고 가정합니다. 이 세 가지 성분의 양을 동일하게 사용해도 되는 경우에는 선형 제약 조건에 대해 하한 값을 0.4, 상한 값을 0.6, 성분 계수를 모두 1로 설정할 수 있습니다.
이 선형 제약 조건이 설정된 상태에서는 그뤼에르 양이 에멘탈 양을 초과할 수 없습니다.
| 제약 조건 | 하한 | A | B | C | 상한 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.00000 | 1.00000 | -1.00000 | 0.00000 |
설계 표에는 각 설계점에서 각 설계 변수의 설정 또는 실험 조건이 표시됩니다. 설계 표는 워크시트보다 공간을 덜 차지하기 때문에 공간이 제한된 보고서에 유용할 수 있습니다.
혼합물 설계를 생성한 후 설계 공간과 설계점을 그래픽으로 표시하려면 심플렉스 설계도을 생성하십시오.
Minitab에서는 런 번호와 점 유형을 표시합니다. 점 유형에 대한 정보는 이 항목의 "설계점 수" 관련 섹션에서 확인하십시오.
총량이 2개 이상이면 양 열에 각 런에 대한 혼합물 총량이 표시됩니다.
실험을 실행할 때 표시된 순서를 사용하여 각 런에서의 조건을 결정합니다.
| 실행 | 유형 | A | B | C | X1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0.20000 | 0.20000 | 0.60000 | -1 |
| 2 | 1 | 0.20000 | 0.20000 | 0.60000 | 1 |
| 3 | 0 | 0.37500 | 0.12500 | 0.50000 | 1 |
| 4 | 1 | 0.30000 | 0.30000 | 0.40000 | 1 |
| 5 | 1 | 0.40000 | 0.00000 | 0.60000 | -1 |
| 6 | -1 | 0.33750 | 0.21250 | 0.45000 | -1 |
| 7 | -1 | 0.28750 | 0.16250 | 0.55000 | 1 |
| 8 | -1 | 0.38750 | 0.06250 | 0.55000 | 1 |
| 9 | -1 | 0.48750 | 0.06250 | 0.45000 | 1 |
| 10 | 1 | 0.30000 | 0.30000 | 0.40000 | -1 |
| 11 | -1 | 0.33750 | 0.21250 | 0.45000 | 1 |
| 12 | -1 | 0.28750 | 0.16250 | 0.55000 | -1 |
| 13 | -1 | 0.48750 | 0.06250 | 0.45000 | -1 |
| 14 | 1 | 0.40000 | 0.00000 | 0.60000 | 1 |
| 15 | 0 | 0.37500 | 0.12500 | 0.50000 | -1 |
| 16 | 1 | 0.60000 | 0.00000 | 0.40000 | 1 |
| 17 | -1 | 0.38750 | 0.06250 | 0.55000 | -1 |
| 18 | 1 | 0.60000 | 0.00000 | 0.40000 | -1 |
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