响应面法和实验设计软件Minitab及Design-Expert简介共65页
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响应面分析软件design-expert使用教程
转变为编码值之后的 页面
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完成每组试验， 将试验结果填入 对应的响应值框 内。
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点击此处即开始进行数据分析
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拟合公式的处理方法，一 般取默认即可
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例如本试验 中，拟合的 方程显著性 不好，显示 为不显著
响应面分析软件简介
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WO DE
打开design expert软件，进入主界面，然后点击filenew创建一个新的试验设计工程文件，然后点击左侧 的Response surface选项卡，进入响应面试验设计.
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因素数量 本实验中的绝对因素
该处为响应面设计的
几种方法，最常用的 就是BOX-BEHNKEN设 计法，其他几种设计
中点试验每个BLOCK重复次数
方法有兴趣的同学可
以找对应的资料来看 本次试验分几个区块进行 一下
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BLOCK的含义
例如：本实验需要分两天完成，那么两天中因 为其他不可控制因素的变化可能会对试验造成影 响，那么就可以设置2个BLOCK，软件会在两个 BLOCK中设置对应的几个中点试验重复，检查中点 试验的重复性是否良好，以观察这些不可控制因 素对试验造成多大影响，从而最大限度的降低试 验中不可控制因素对试验的干扰。再例如，本实 验其中一部分在甲实验室完成，另一部分要在乙 实验室完成，那么就可以设置2个BLOCK，原因同 上。
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因变量个数，即本试验中改 变自变量会有几个因变量发 生变化，一般试验指标都是 一个，因此常常为1，例如， 检测温度，pH，时间对某处 理工艺对样品中含糖量的变 化，那么含糖量即为唯一的 指标，即因变量数量为1， 该处选1。如果检测温度， pH，时间对某处理工艺同时 对样品中含糖量和蛋白质含 量的影响，即因变量数量为 2，该处选2，并在下方因变 量设置中设置好对应的名称 和单位。
最新响应面分析软件design-expert使用教程精品课件
第五页，共32页。
第六页，共32页。
两种排序(pái xù)方式 ，可任选
试验中设置的因 素(yīn sù)的水平
把每个试验(shìyàn) 对应的试验(shìyàn) 结果填入本栏内， 准备做数据分析
各因素的实际值变为编 码值，比如，因素1的 高点设置(shèzhì)为0.5， 编码值即为+1，低点设 置(shèzhì)为0，编码值 即为-1，中点为0.25， 编码值即为0
响应(xiǎngyìng)面分析软件简介
第一页，共32页。
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打开design expert软件，进入主界面(jièmiàn)，然后点击filenew创建一个新的试验设计工程文件，然后点击左侧的 Response surface选项卡，进入响应面试验设计.
第二页，共32页。
因素(yīn sù)数量
• 第二题： • 某产品(chǎnpǐn)的得率与反应温度x1(70~100℃),反应
时间x2（1~4h）及某反应物含量x3(30~60%)有关，不考 虑因素间的交互作用，选用正交表L8（27）进行一次回 归正交试验，并多安排3次零水平试验，试验结果依次为 （%）：12.6，9.8，11.1，8.9，11.1，9.2，10.3，7.6， 10.0，10.5，10.3。 • （1）用一次回归正交试验设计求出回归方程； • （2）对回归方程和回归系数进行显著性检验； • （3）确定因素主次和优方案。我的
第十九页，共32页。
点击(diǎn jī)此处可查看3D图
第二十页，共32页。
三维响应曲面图 可更直观的看出(kàn chū)两因素对因变量 的影响情况，可以很 直观的找出最优范围 ，刚才所看的二维等 高线图即为三维响应 面图在底面的投影图
第六页，共32页。
两种排序(pái xù)方式 ，可任选
试验中设置的因 素(yīn sù)的水平
把每个试验(shìyàn) 对应的试验(shìyàn) 结果填入本栏内， 准备做数据分析
各因素的实际值变为编 码值，比如，因素1的 高点设置(shèzhì)为0.5， 编码值即为+1，低点设 置(shèzhì)为0，编码值 即为-1，中点为0.25， 编码值即为0
响应(xiǎngyìng)面分析软件简介
第一页，共32页。
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打开design expert软件，进入主界面(jièmiàn)，然后点击filenew创建一个新的试验设计工程文件，然后点击左侧的 Response surface选项卡，进入响应面试验设计.
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因素(yīn sù)数量
• 第二题： • 某产品(chǎnpǐn)的得率与反应温度x1(70~100℃),反应
时间x2（1~4h）及某反应物含量x3(30~60%)有关，不考 虑因素间的交互作用，选用正交表L8（27）进行一次回 归正交试验，并多安排3次零水平试验，试验结果依次为 （%）：12.6，9.8，11.1，8.9，11.1，9.2，10.3，7.6， 10.0，10.5，10.3。 • （1）用一次回归正交试验设计求出回归方程； • （2）对回归方程和回归系数进行显著性检验； • （3）确定因素主次和优方案。我的
第十九页，共32页。
点击(diǎn jī)此处可查看3D图
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三维响应曲面图 可更直观的看出(kàn chū)两因素对因变量 的影响情况，可以很 直观的找出最优范围 ，刚才所看的二维等 高线图即为三维响应 面图在底面的投影图
响应面分析软件design-expert使用教程.
精品课件
• 第一题： 结合课程内容和自身专业特点，书
写500字以上《科学研究与论文写作》的课 程体会和建议。
精品课件
• 第二题：
•
某产品的得率与反应温度x1(70~100℃),反应
时间x2（1~4h）及某反应物含量x3(30~60%)有关，
不考虑因素间的交互作用，选用正交表L8（27）进
行一次回归正交试验，并多安排3次零水平试验，
精品课件
因素数量 本实验中的绝对因素
该处为响应面设计的 几种方法，最常用的 就是BOX-BEHNKEN设 计法，其他几种设计 方法有兴趣的同学可 以找对应的资料来看 一下
中点试验每个BLOCK重复次数
本次试验分几个区块进行
精品课件
BLOCK的含义
例如：本实验需要分两天完成，那么两天中因 为其他不可控制因素的变化可能会对试验造成影 响，那么就可以设置2个BLOCK，软件会在两个 BLOCK中设置对应的几个中点试验重复，检查中点 试验的重复性是否良好，以观察这些不可控制因 素对试验造成多大影响，从而最大限度的降低试 验中不可控制因素对试验的干扰。再例如，本实 验其中一部分在甲实验室完成，另一部分要在乙 实验室完成，那么就可以设置2个BLOCK，原因同 上。
/soft/appid/16287.html
响应面分析软件简介
精品课件
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打开design expert软件，进入主界面，然后点击 file-new创建一个新的试验设计工程文件，然后点击 左侧的Response surface选项卡，进入响应面试验设 计.
例如，本实验中我们想得到一个 结果最大，那么我们选择 MAXIMIZE，然后在下面两个框中， 左侧低值可不管，右侧高值项中 填入一个尽可能大的无法达到的 值，例如，某物质提取试验，提 取率最高不会超过100%，那么我 们在右侧填入100%即可达到我们 的目的，当然，填入200%亦可。
• 第一题： 结合课程内容和自身专业特点，书
写500字以上《科学研究与论文写作》的课 程体会和建议。
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• 第二题：
•
某产品的得率与反应温度x1(70~100℃),反应
时间x2（1~4h）及某反应物含量x3(30~60%)有关，
不考虑因素间的交互作用，选用正交表L8（27）进
行一次回归正交试验，并多安排3次零水平试验，
精品课件
因素数量 本实验中的绝对因素
该处为响应面设计的 几种方法，最常用的 就是BOX-BEHNKEN设 计法，其他几种设计 方法有兴趣的同学可 以找对应的资料来看 一下
中点试验每个BLOCK重复次数
本次试验分几个区块进行
精品课件
BLOCK的含义
例如：本实验需要分两天完成，那么两天中因 为其他不可控制因素的变化可能会对试验造成影 响，那么就可以设置2个BLOCK，软件会在两个 BLOCK中设置对应的几个中点试验重复，检查中点 试验的重复性是否良好，以观察这些不可控制因 素对试验造成多大影响，从而最大限度的降低试 验中不可控制因素对试验的干扰。再例如，本实 验其中一部分在甲实验室完成，另一部分要在乙 实验室完成，那么就可以设置2个BLOCK，原因同 上。
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响应面分析软件简介
精品课件
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打开design expert软件，进入主界面，然后点击 file-new创建一个新的试验设计工程文件，然后点击 左侧的Response surface选项卡，进入响应面试验设 计.
例如，本实验中我们想得到一个 结果最大，那么我们选择 MAXIMIZE，然后在下面两个框中， 左侧低值可不管，右侧高值项中 填入一个尽可能大的无法达到的 值，例如，某物质提取试验，提 取率最高不会超过100%，那么我 们在右侧填入100%即可达到我们 的目的，当然，填入200%亦可。
Minitab软件介绍与应用
点击
Minitab
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2、基本图形>图形分析应用
从图上分析表明：样本的扭矩平均值为 21.26，略高于目标值 18。但是，分布呈正向偏斜 ，并且有多个瓶盖拧得过紧。许多 瓶盖需要大于 24 的扭矩才能打开。
Minitab
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2、基本图形>图形分析应用
图形 > 箱线图
箱线图（也称为方框须线图）可用来评估和比较样本分 布。下图显示了默认箱线图的组成。 箱线图包含有箱子、胡须线 、飞点 胡须：上下胡须是从四分位线延伸到上下限范围
Minitab
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2、基本图形>图形分析应用
图形 >直方图
1 打开 罩.MTW. 2 选择 图形 >直方图. 3 选择 包含拟合, 然后 确定. 选择包含拟合 选择直方图 分析
4 在 图形变量, 输入 “扭矩”.
5 单击 尺度，然后选择 参考线. 6 在 在数据处显示参考线,输入“18” . 单击各对话框 确定.
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点击
Minitab
2、基本图形>图形分析应用
Minitab
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2、基本图形>图形分析应用
从图中表明： 地毯 4 的耐用性中位数最高 (19.75)。但是，该产品同时也 呈现出最大的变异性。此外，该分布呈负向偏斜，其中至少一个耐用性测量值 为 10 左右。 地毯 1 和 3 具有相近的耐用性中位数（分别为 13.52 和 12.895）。地毯 3 还呈现出最小的变异性。 地毯 2 的耐用性中位数仅为 8.625。该分布与地毯 1 的分布呈正向偏斜。
Minitab 分析的 图形有： --散点图 --柱形图 --箱线图 --时间序列图 --等值线图 等等..
基于Minitab的响应曲面实验设计
响应曲面法优化黑木耳多糖的硫酸化工艺研究基于minitab的响应曲面实验设计实验介绍响应曲面法中的boxbehnken设计是一种寻找多因素系统中最佳条件的数学统计方法采用该法可建立连续变量曲面模型对影响因子及其交互作用进行评价确定最佳水平范围由于试验组数相对较少所以广泛应用于各种生物优化过程中
基于Minitab的响应曲面实验设计
响应曲面法优化黑木耳多糖的硫酸化工艺研究
组员： xxxx
实验介绍
响应曲面法中的 Box— Behnken 设计是一种寻找多因 素系统中最佳条件的数学统计方法，采用该法可建立连续 变量曲面模型，对影响因子及其交互作用进行评价，确定 最佳水平范围，由于试验组数相对较少，所以广泛应用于 各种生物优化过程中。
-3.834
-3.029 -5.794 -28.676 -5.217 -33.608 7.025 -10.705 2.498
0.006
0.019 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.041
R-Sq=99.70% R-Sq（预测）=96.26% R-Sq（调整）=99.32%
-0.0208650
-0.134415 0.0288250 -0.0439250 0.0102500
回归方程
Y 0.537380 0.0111250 A 0.00878750 B 0.0168125 C 0.114690 A 2 0.0208650 B 0.134415 C2 0.0288250 AB 0.0439250 AC 0.0102500 BC
取代度的估计回归系数
项 常量 反应时间/h 反应温度/℃ 浓硫酸;正丁醇配比 反应时间/h*反应时间/h 系数 0.537380 -0.0111250 -0.00878750 -0.0168125 -0.114690
基于Minitab的响应曲面实验设计
响应曲面法优化黑木耳多糖的硫酸化工艺研究
组员： xxxx
实验介绍
响应曲面法中的 Box— Behnken 设计是一种寻找多因 素系统中最佳条件的数学统计方法，采用该法可建立连续 变量曲面模型，对影响因子及其交互作用进行评价，确定 最佳水平范围，由于试验组数相对较少，所以广泛应用于 各种生物优化过程中。
-3.834
-3.029 -5.794 -28.676 -5.217 -33.608 7.025 -10.705 2.498
0.006
0.019 0.001 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.041
R-Sq=99.70% R-Sq（预测）=96.26% R-Sq（调整）=99.32%
-0.0208650
-0.134415 0.0288250 -0.0439250 0.0102500
回归方程
Y 0.537380 0.0111250 A 0.00878750 B 0.0168125 C 0.114690 A 2 0.0208650 B 0.134415 C2 0.0288250 AB 0.0439250 AC 0.0102500 BC
取代度的估计回归系数
项 常量 反应时间/h 反应温度/℃ 浓硫酸;正丁醇配比 反应时间/h*反应时间/h 系数 0.537380 -0.0111250 -0.00878750 -0.0168125 -0.114690
响应面分析软件designexpert使用教程
响应面分析软件简介
响应面分析软件designexpert使用教程
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打开design expert软件，进入主界面，然后点击创建 一个新的试验设计工程文件，然后点击左侧的 Response surface选项卡，进入响应面试验设计.
响应面分析软件designexpert使用教程
因素数量 本实验中的绝对因素
响应面分析软件designexpert使用教程
此处为最优条件
响应面分析பைடு நூலகம்件designexpert使用教程
上一步完成后在此 处点击solutions选 项卡，即可看到经 过分析得到的最优 值，其中第一个方 案就是各因素取最 优值后的结果可取 得最大化的解决方 案，为预测值
期末考察作业题 要求：
• 严禁抄袭。 • A4或B5纸打印或书写（需存档）。 • 第十八周周一（12月28日）交作业到院楼
响应面分析软件designexpert使用教程
例如，本实验中我们想得到一个 结果最大，那么我们选择 MAXIMIZE，然后在下面两个框 中，左侧低值可不管，右侧高值 项中填入一个尽可能大的无法达 到的值，例如，某物质提取试验， 提取率最高不会超过100%，那 么我们在右侧填入100%即可达 到我们的目的，当然，填入 200%亦可。
等高线图考察每
两个因素对因变
量造成的影响，
并由拟合的方程
形成等高线，为
二维平面图形，
可经由该图找出
较好范围
响应面分析软件designexpert使用教程
点击此处可查看3D图
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三维响应曲面图
可更直观的看出两
因素对因变量的影
响情况，可以很直
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WO DE
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因素数量 本实验中的绝对因素
响应面分析软件designexpert使用教程
此处为最优条件
响应面分析பைடு நூலகம்件designexpert使用教程
上一步完成后在此 处点击solutions选 项卡，即可看到经 过分析得到的最优 值，其中第一个方 案就是各因素取最 优值后的结果可取 得最大化的解决方 案，为预测值
期末考察作业题 要求：
• 严禁抄袭。 • A4或B5纸打印或书写（需存档）。 • 第十八周周一（12月28日）交作业到院楼
响应面分析软件designexpert使用教程
例如，本实验中我们想得到一个 结果最大，那么我们选择 MAXIMIZE，然后在下面两个框 中，左侧低值可不管，右侧高值 项中填入一个尽可能大的无法达 到的值，例如，某物质提取试验， 提取率最高不会超过100%，那 么我们在右侧填入100%即可达 到我们的目的，当然，填入 200%亦可。
等高线图考察每
两个因素对因变
量造成的影响，
并由拟合的方程
形成等高线，为
二维平面图形，
可经由该图找出
较好范围
响应面分析软件designexpert使用教程
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三维响应曲面图
可更直观的看出两
因素对因变量的影
响情况，可以很直
响应面试验设计及design-expert实现
响应面试验设计与分析及Design-Expert软件实现
第一部分
响应面试验设计与分析
在响应分析中，观察值y可以表述为：
y f(x1，x2，，xl )
其中 f(x1，x2，，xl )是自变量x1，x2，，xl的函数，是误差项。
在响应面分析中，首先要得到回归方程，然后通过对自变 量 x1，x2，，xl 的合理取值，求得使 yˆ f(x1，x2，，xl )最优 的值，这就是响应面设计试验的目的。
响应面试验设计与分析
立方体
立方点，也称立方体点、角点，即2水平对 应的“-1”和“+1”点。各点坐标皆为+1或-1 。在k个因素的情况下，共有2k个立方点
响应面试验设计与分析及Design-Expert软件实现
第一部分
响应面试验设计与分析
轴向点(axial point)
轴向点，又称始点、星号点，分布在轴向
第一部分
响应面试验设计与分析
响应面方法分类方 法分类
➢中心复合试验设计
(Central Composite Design，CCD)；
➢Box-Behnken试验设计。
响应面试验设计与分析及Design-Expert软件实现
第一部分
响应面试验设计与分析
一般步骤
1. 确定因素及水平，注意水平数为2，因素数一般 不超过4个，因素均为计量值数据；
响应面试验设计与分析及Design-Expert软件实现
第一部分
响应面试验设计与分析
适用范围
➢确信或怀疑因素对指标存在非线性影响； ➢因素个数2-7个，一般不超过4个； ➢所有因素均为计量值数据； ➢试验区域已接近最优区域； ➢基于2水平的全因子正交试验。
DesignExpert响应面法实验设计与案例分析
DesignExpert响应⾯法实验设计与案例分析⾷品科学研究中实验设计的案例分析—响应⾯法优化超声波辅助酶法制备燕麦ACE抑制肽的⼯艺研究摘要：选择对ACE 抑制率有显著影响的四个因素：超声波处理时间(X1)、超声波功率(X2)、超声波⽔浴温度(X3)和酶解时间(X4)，进⾏四因素三⽔平的响应⾯分析试验，经过Design-Expert优化得到最优条件为超声波处理时间28.42min、超声波功率190.04W、超声波⽔浴温度55.05℃、酶解时间2.24h，在此条件下燕麦ACE 抑制肽的抑制率87.36%。
与参考⽂献SAS软件处理的结果中⽐较差异很⼩。
关键字： Design-Expert 响应⾯分析1.⽐较分析表⼀响应⾯试验设计⽔平因素-1 0 1 超声波处理时间X1(min) 20 30 40超声波功率X2(W) 132 176 220超声波⽔浴温度X3(℃) 50 55 60 酶解时间X4(h) 1 2 3 2.Design-Expert响应⾯分析分析试验设计包括：⽅差分析、拟合⼆次回归⽅程、残差图等数据点分布图、⼆次项的等⾼线和响应⾯图。
优化四个因素（超声波处理时间、超声波功率、超声波⽔浴温度、酶解时间）使响应值最⼤，最终得到最⼤响应值和相应四个因素的值。
利⽤Design-Expert软件可以与⽂献SAS软件⽐较，结果可以得到最优，通过上述步骤分析可以判断分析结果的可靠性。
2.1 数据的输⼊图 1 2.2 Box-Behnken响应⾯试验设计与结果图 2 2.3 选择模型图 32.4 ⽅差分析图 4在本例中，模型显著性检验p<0.05，表明该模型具有统计学意义。
由图4知其⾃变量⼀次项A，B，D，⼆次项AC,A2,B2,C2,D2显著(p<0.05)。
失拟项⽤来表⽰所⽤模型与实验拟合的程度，即⼆者差异的程度。
本例P值为0.0861>0.05，对模型是有利的，⽆失拟因素存在，因此可⽤该回归⽅程代替试验真实点对实验结果进⾏分析。