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1、Design-Expert 软件介绍及其应用实例采油工程研究所郑承纲 Design-Expert是全球顶尖级的实验设计软件。 Design-Expert软件是最容易使用、功能最完整、界 面最具亲和力的软件。在已经发表的有关响应曲面（ Response surface methodology，RSM）优化试验的 论文中，Design-Expert是最为广泛使用的软件。 PlackettBurman(PB)、Central Composite Design (CCD)、Box-Behnken Design(BBD)是RSM中最常用 的实验设计方法。 以BBD为例说明Design-Expert的使用
2、，CCD，PB与 此类似。 Plackett-Burman实验设计就是筛选试验设计， 主要针对因素数较多，且未确定众因素相对于响 应变量的显著影响，采用的试验设计方法。 Box-Behnken实验设计是一个独立的多阶模型设 计,因为它不包含嵌入式因子或部分因子设计。这 个组合是在进程空间的边缘的中间点和中心。这 些设计组合空间上是可旋转的,每个因素需要3个 水平。 Central-Composite-Design实验设计是构建一个 多阶模型的响应变量,而不需要使用一个完整的三 水平的实验设计。RSM三维效果图RSM等高线图点击new design选项卡RSM,找到理想过程，达到最 佳性能，点击
3、Response Surface选项卡因子设计，屏蔽无关因素，指 出重要因素配方设计,找到最佳配方组合设计，结合过程变量， 混合各组成和分类的因素。点击Box-Behnken选项卡要考察的因素名称 要考察的因素数默认值0因素单位设置完成，点击Continue默认值默认值因素高值因素低值设置完成，点击Continue选择相应值即因变 量的数量因变量的名称因变量的单位各因素均为实际值的试验设计各因素均的实际值转变为编码 制的操作工程各因素转变为编码制按照实验设计进行试验，记录 每组因素组合的实验结果，填 在对应的Response列。点击Analysis下的COD%1.Tronsform选项卡，取
4、默认值2.点击Fit Summary选项卡Fit Summary选项卡，是将 数据模拟、建模、比对，最 终选择试验最佳数学模型。多种模型方差分析 Sequential model sum of squares方差来源平方和自由度均方F值概率F 平均模型vs 总计51795.84151795.84建议采用 线性模型vs 平均模型2042.273680.762.23530.1236 双因素 vs 线性模型249.23383.080.23360.8714 二次方程vs 双因素2490.453830.153.89160.0443建议采用 三次方程vs 二次方程1852.625370.526.60290
5、.0294较差 剩余方差280.58556.12 总计58710.98202935.55二次方程模型置信度分析 Quadratic model analysis of confidence degree因素参数估计自由度标准偏差95%置信 区间95%置信 区间显著因素取值58.20013.10750.85465.546 A-停留时 间2.61312.456-3.1958.4201.000B-pH值-4.05012.456-9.8571.7571.000 C-Fe/C比9.81312.4564.00515.6201.000 AB4.67513.473-3.53812.8881.000 AC-1.
6、15013.473-9.3637.0631.000 BC-6.27513.473-14.4881.9381.000 A214.17513.3856.17022.1801.006 B211.70013.3853.69519.7051.006 C22.77513.385-5.23010.7801.006Model选项卡取默认值，再 点击方差分析（ANOVA）方差分析（ANOVA），方 程显著性检验、系数显著性 检验及回归方程。编码自变量A、B、C的二次 多项回归方程 真实自变量停留时间 HRT 、pH 值、Fe/C 比的二次多 项回归方程残差的正态概率分布图，应 在一条直线上再点击Report选项卡点击Influence选项卡实际实验值方程预测值点击Model Graphs 选项卡等高线图点击View的3D Surface看 响应面图三维响应 面曲线点击Term选择不 同因素间的等高 线图或响应面曲 线移动红线调 整不同的因 素大小调整后的响 应面图右键编辑横 纵坐标保存并剪切图片RSM预测最佳条件和 最优处理效果RSM预测最佳条件和 最优处理效果点击Solution选项卡获得最佳优化条件和 预测处理效果谢 谢 大 家
