-Design-Expert软件在响应面优化法中的应用(图片)
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响应面分析软件designexpert使用教程
点击此处即开始进行数据分析
拟合公式的处理方法，一 般取默认即可
例如本试验 中，拟合的 方程显著性 不好，显示 为不显著
残差的正态概率分布， 越靠近直线越好
残差与方程预测值 的对应关系图，分 布越分散越无规律 越好
预测值与试验实际值 的对应关系图，其中 点越靠近同一条直线 越好
按照黄色框操作进入数 据报告界面
响应面分析软件designexpert使 用教程
WO DE
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.
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
BLOCK的含义
例如：本实验需要分两天完成，则两天中因为 其他不可控制因素的变化可能会对试验造成影响， 则就可以设置2个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱLOCK，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，则就可以设置2个BLOCK，原因同上。
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，则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
Design-Expert_响应面分析软件使用教程
Design-Expert 使用教程qibk@2008-07-19z Design-Expert是全球顶尖级的实验设计软件。
z Design-Expert 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（RSM）优化试验的论文中，Design-Expert是最广泛使用的软件。
z Plackett–Burman(PB)、Central Composite Design (CCD)、Box-Behnken Design(BBD)是最常用的实验设计方法。
z本教程以BBD为例说明Design-Expert的使用，CCD，PB与此类似。
点击new design选项卡点击Respose Surface 选项卡选中 Box-Behnken项选择要考察的因素数默认值 0要考察的因素名称因素的单位因素的低值因素的高值默认值默认值设置完后，点击Continue选择响应值即因变量的数量因变量的单位因变量的名称设置完成后，点击Continue各因素均为实际值的的试验设计各因素的实际值转变为编码制的操作过程各因素转变为编码制按照试验设计进行试验，记录每组因素组合的试验结果，填在Response 列。
点击 Analysis下的 Yield （Analysed）1，Transform 选项卡，取默认值2，点击 Fit summary选项卡了解一下Fit summary各项，再点击下一个Model选项卡Model选项卡取默认值，再点击ANOVA选项卡再点击Diagnostics选项卡方差分析（ANOVA），方程的显著性检验、系数显著性检验、及回归方程。
参差的正态概率分布图，应在一条直线上Residuals vs Predicted 图，应分布无规律Predicted vs Actual 图应尽可能在一条直线上1. 点击 Influence 选项卡再点击 Report 选项卡再点击 Model graphs实际实验值方程预测值等高线图点击View下的3D surface 看三维响应曲面图三维响应曲面图点击此处选择其它因素间的等高线图选中文字点击右键，修改坐标名称把响应曲面图及 等高线图 导入WORD中的步骤 File下的Export Graph to file选择投稿最常用的TIFF文件格式把上面保存的TIF格式图片复制到word中，用图片工具栏中的裁剪功能对 图片进行裁剪裁剪后的效果图由RSM预测最优值选择 Optimization 下的Numerical 选项卡确定各因素的 取值范围确定响应值（因变量）的目标（最大值、最小值、范围值、目标值） 此实例中，是优化四个因素使响应值最大，选择Maximize低值取默认值高值项中输入一个尽可能大的无法达到的值点击Solutions 选项卡第一个方案即为各因素取最优值后的响应所能取到的最大值。
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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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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。
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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
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；
点击此处可查看3D图
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 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
响应面试验最优 值预测方法
首先根据实际情况确定 每个因素可以取值的范 围，例如在酶催化条件 优化试验，温度范围一 般不会超过80℃，否则 酶会变性，那么我们就 可设置该因素取值范围 为0-80，也可根据实际 实验或者生产条件设置 该值。
例如本试验 中，拟合的 方程显著性 不好，显示 为不显著
残差的正态概率分布， 越靠近直线越好
残差与方程预测值 的对应关系图，分 布越分散越无规律 越好
预测值与试验实际值 的对应关系图，其中 点越靠近同一条直线 越好
按照黄色框操作进入数 据报告界面
点击此处进入 响应面图形显 示界面
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
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
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；
点击此处可查看3D图
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 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
响应面试验最优 值预测方法
首先根据实际情况确定 每个因素可以取值的范 围，例如在酶催化条件 优化试验，温度范围一 般不会超过80℃，否则 酶会变性，那么我们就 可设置该因素取值范围 为0-80，也可根据实际 实验或者生产条件设置 该值。
例如本试验 中，拟合的 方程显著性 不好，显示 为不显著
残差的正态概率分布， 越靠近直线越好
残差与方程预测值 的对应关系图，分 布越分散越无规律 越好
预测值与试验实际值 的对应关系图，其中 点越靠近同一条直线 越好
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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
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响应面分析软件简介
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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.
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因素数量 本实验中的绝对因素
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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
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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
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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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因素数量 本实验中的绝对因素
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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
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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
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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
DesignExpert响应面分析实验设计案例分析
图20B及D对ACE抑制率影响的响应面
图21C与D对ACE抑制率影响的等高线
图22C及D对ACE抑制率影响的响应面
2.8优化最佳因素
图23
图24
图25
图26
图27
2.9最佳因数和最大响应面值
图28
利用响应面设计实验，运用根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，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)，做四因素三水平的响应面分析试验。最终得到最佳工艺：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、ACE抑制率87.36%。
Y(%)＝－146.18542＋2.23483X1＋0.095966X2＋6.40533X3＋14.56083X4－0.016775X12+5.68182x10-6X1X2－0.023300X1X3＋0.00025X1X4－2.49225x10-4X22－4.59229x10-7X2X3－
0.000625X2X4－0.052150X32－0.0005X3X4－3.21125X42
3. Design-Expert处理结果与文献比较
Design-Expert在响应曲面、等高线图以及回归方程处理的结果与文献中SAS软件处理的结果进行比较：
表二Design-Expert与文献SAS处理结果比较
优化条件软件
超声波处理时间
超声波功率
超声波水浴温度
酶解时间
ACE 抑制率
文献（SAS）
28.40min
关键字：Design-Expert响应面分析
1.比较分析
表一响应面试验设计
图21C与D对ACE抑制率影响的等高线
图22C及D对ACE抑制率影响的响应面
2.8优化最佳因素
图23
图24
图25
图26
图27
2.9最佳因数和最大响应面值
图28
利用响应面设计实验，运用根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理，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)，做四因素三水平的响应面分析试验。最终得到最佳工艺：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、ACE抑制率87.36%。
Y(%)＝－146.18542＋2.23483X1＋0.095966X2＋6.40533X3＋14.56083X4－0.016775X12+5.68182x10-6X1X2－0.023300X1X3＋0.00025X1X4－2.49225x10-4X22－4.59229x10-7X2X3－
0.000625X2X4－0.052150X32－0.0005X3X4－3.21125X42
3. Design-Expert处理结果与文献比较
Design-Expert在响应曲面、等高线图以及回归方程处理的结果与文献中SAS软件处理的结果进行比较：
表二Design-Expert与文献SAS处理结果比较
优化条件软件
超声波处理时间
超声波功率
超声波水浴温度
酶解时间
ACE 抑制率
文献（SAS）
28.40min
关键字：Design-Expert响应面分析
1.比较分析
表一响应面试验设计
响应面分析软件design-expert使用教程.ppt概要
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。
此处为最优条 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，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。
点击此处进入 响应面图形显 示界面
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
点击此处可查看3D图
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 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
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。
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
响应面分析软件design-expert使用教程PPT课件
响应面分析软件简介
2021
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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
较好范围
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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
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
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响应面试验最优 值预测方法
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首先根据实际情况确定 每个因素可以取值的范 围，例如在酶催化条件 优化试验，温度范围一 般不会超过80℃，否则 酶会变性，那么我们就 可设置该因素取值范围 为0-80，也可根据实际 实验或者生产条件设置 该值。
2021
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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。
中点试验每个BLOCK重复次数
方法有兴趣的同学可
2021
1
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.
2021
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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
较好范围
2021
19
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2021
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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
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
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响应面试验最优 值预测方法
2021
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首先根据实际情况确定 每个因素可以取值的范 围，例如在酶催化条件 优化试验，温度范围一 般不会超过80℃，否则 酶会变性，那么我们就 可设置该因素取值范围 为0-80，也可根据实际 实验或者生产条件设置 该值。
2021
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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。
中点试验每个BLOCK重复次数
方法有兴趣的同学可