2-수준 분할구 설계 만들기

분할구 설계는 시간이나 비용의 제약으로 인해 완전하게 랜덤화하기 어려운, 변경하기 어려운 요인을 하나 이상 포함하는 설계된 실험입니다. 분할구 실험에서 변경하기 어려운 요인의 수준은 주구에서 집합적으로 처리되는 여러 실험 런 동안 일정하게 유지됩니다. 변경하기 쉬운 요인은 각 런이 주구의 하위구로 간주되는 해당 런에서 달라집니다. 주구 내에서 주구와 하위 주구를 모두 실행하는 순서를 랜덤화해야 합니다.

분할구 설계의 예

한 대형 제과점에서 새로운 브라우니 요리법을 만든다고 가정합니다. 이들은 현재 두 가지 굽기 온도에서 두 가지 수준의 초콜릿과 설탕을 사용하여 실험을 수행하고 있습니다. 그러나 시간을 절약하기 위해 브라우니를 한 트레이씩 굽는 대신 둘 이상의 트레이 굽기로 결정합니다. 브라우니 예제에는 두 번씩 반복되는 2개의 주구(총 4개의 주구)가 포함됩니다. 각 주구에는 4개의 하위구가 포함됩니다. 주구는 같은 온도에서 구워지는 모든 브라우니 트레이입니다. 하위구는 각 브라우니 트레이입니다.

표 1. 전체 플롯 1 : 온도 1에서 굽습니다. 주구는 첫 번째 온도에서 구워지는 모든 브라우니 트레이입니다. 하위구는 각 브라우니 트레이입니다.
트레이 1(초콜릿 1, 설탕 1) 트레이 2 (초콜릿 1, 설탕 2) 트레이 3 (초콜릿 2, 설탕 1) 트레이 4 (초콜릿 2, 설탕 2)
표 2. 전체 플롯 2 : 온도 1에서 굽습니다. 첫 번째 주구의 반복실험입니다.
트레이 1(초콜릿 1, 설탕 1) 트레이 2 (초콜릿 1, 설탕 2) 트레이 3 (초콜릿 2, 설탕 1) 트레이 4 (초콜릿 2, 설탕 2)
표 3. 전체 플롯 3 : 온도 2에서 굽습니다. 주구는 두 번째 온도에서 구워지는 모든 브라우니 트레이입니다. 하위구는 각 브라우니 트레이입니다.
트레이 1(초콜릿 1, 설탕 1) 트레이 2 (초콜릿 1, 설탕 2) 트레이 3 (초콜릿 2, 설탕 1) 트레이 4 (초콜릿 2, 설탕 2)
표 4. 전체 플롯 4 : 온도 2에서 굽습니다. 세 번째 주구의 반복실험입니다.
트레이 1(초콜릿 1, 설탕 1) 트레이 2 (초콜릿 1, 설탕 2) 트레이 3 (초콜릿 2, 설탕 1) 트레이 4 (초콜릿 2, 설탕 2)

분할구 설계는 원래 주구가 넓은 대지 면적을 나타내고 하위구는 각 주구의 더 작은 면적을 가리키는 농업 부문에서 사용되었습니다.

분석 수행

다음 단계를 완료하여 설계를 지정합니다.
반응 변수의 이름 입력
워크시트에는 실험의 데이터를 입력하는 이 이름의 열이 포함되어 있습니다.
요인 표
요인이 2개 이상인 설계의 경우 각 요인이 변경하기 어려운지 또는 변경하기 쉬운지 여부를 지정하십시오.
아래에서 이름각 요인에 대한 설명이 포함된 이름을 입력합니다.
계량형 요인에 대해 숫자를 입력합니다. 열에 스터디 낮음 의 낮은 숫자를 입력합니다. 예를 들어, 온도 30과 40을 조사하려면 열에 30 낮음 을 입력하고 열에 40 높음 을 입력합니다.
범주형 요인의 경우 수준에 대한 레이블을 입력합니다. 레이블은 숫자 또는 텍스트일 수 있습니다. 텍스트 요소가 있고 수준에 자연스러운 순서가 없는 경우 임의의 순서로 수준을 지정할 수 있습니다.
반복실험
변경하기 어려운 요인의 반복실험 횟수
기준 설계를 반복할 횟수를 선택합니다. 반복실험은 동일한 요인 설정(수준)을 가진 복수 실험 런입니다. 변경하기 어려운 요인의 통계적 유의성을 계산할 수 있도록 값은 2 이상입니다. 일반적으로 반복실험 횟수를 선택할 때는 사용 가능한 리소스와 설계의 목적을 고려합니다. 를 사용하여 통계분석 > 실험계획법 > 설계 수정워크시트에 설계를 저장한 후 변경하기 어려운 요인의 반복실험을 추가할 수 있습니다.
변경하기 쉬운 요인의 반복실험 횟수
각 주구 내의 변경하기 쉬운 요인에 대한 같은 설정을 사용하여 런을 반복할 횟수를 선택합니다. 예를 들어, 기준 설계에 주구당 2개의 런이 있고 2개의 분할구 반복실험을 선택하는 경우 각 주구에는 4개의 런이 포함됩니다. 일반적으로 반복실험 횟수를 선택할 때는 사용 가능한 리소스와 설계의 목적을 고려합니다.

예제

한 플라스틱 제조업체의 연구자들이 플라스틱의 강도를 높이려고 합니다. 연구자들은 첨가제 비율, 혼합 비율 및 처리 시간을 강도에 영향을 미치는 가능한 요인으로 식별합니다. 플라스틱을 굽는 온도 역시 강도에 영향을 미칩니다. 완전하게 랜덤화된 4-요인 설계를 실행하려면 배치 내 요인 수준의 각 조합을 두 가지 온도 설정에서 개별적으로 구워야 합니다. 공정에 너무 오랜 시간이 걸리기 때문에 연구자들은 분할구 설계를 사용하기로 결정합니다. 연구자들은 한 온도에서 첨가제 비율, 혼합 속도 및 처리 시간의 8개 조합을 모두 구운 다음 두 번째 온도에서 8개 조합을 모두 구우기로 계획합니다. 이들은 각 온도 설정을 두 번 사용할 수 있도록 이 공정을 반복합니다.

  1. 통계분석 > 실험계획법 > 빠른 설계선택합니다.
  2. 4-요인 설계 선택을 선택합니다.
  3. 두 개 이상의 연속형 요인이 있는 실험 만들기을 선택합니다. 확인을 선택합니다.
  4. 일부 요인을 변경하기 어려운 경우 주효과와 교호작용 효과를 추정합니다을 선택합니다. 확인을 선택합니다.
  5. 새 대화 상자의 에서 반응 변수의 이름 입력 를 입력합니다.
  6. 다음 설정으로 테이블을 완성합니다.
    변경 사항 이름 유형 낮음 높음
    변경하기 어렵다 온도 계량형 350 550
    변경하기 쉬움 가법 백분율 계량형 2 5
    변경하기 쉬움 혼합 비율 계량형 100 200
    변경하기 쉬움 처리 시간 계량형 10 40
  7. 에서 2을 선택합니다변경하기 어려운 요인의 반복실험 횟수.
  8. 변경하기 쉬운 요인의 반복실험 횟수에서 없음를 선택합니다. 확인을 선택합니다.

설계 요약 표는 설계에 주구당 8개의 런을 포함하는 32개의 기본 런이 있다는 것을 보여줍니다. 워크시트에는 32개의 실행이 실행 순서로 포함되어 있습니다. 반복 실험 내의 온도에 대한 런은 함께 사용되므로 온도가 변하기 전에 변경하기 쉬운 무작위 요인의 모든 조합이 완료됩니다.