0

طراحی آزمایش در علوم زیستی

دسته بندی ها : آمار زیستی ۲۱ اردیبهشت ۱۳۹۸ فرانک انصاری 336 بازدید

مقدمه ای بر طراحی آزمایش در علوم زیستی

 

اگر در راستای فعالیت شغلی یا تحصیلی شما، تولید محصول یا بررسی فرآیندی بوده باشد، بدون شک نام طراحی آزمایش را شنیده‌اید.

آیا شما هم مثل من پیش خودتان فکر کرده‌اید که طراحی آزمایش به چه دردی می‌خورد و ضرورت آن چیست؟ چرا وقت و هزینه خود را برای یادگیری و انجام آن صرف کنم؟ آیا قدیمی‌ترین پیشینه شنیداری شما از طراحی آزمایش به دوران ابتدایی و بخش «آزمایشی طراحی کنید» برمی‌گردد؟

با نگاهی به تاریخچه‌ی علم می‌توان فهمید که بسیاری از کشفیات مهم با استفاده از طراحی آزمایش ممکن شده است.

مندل را در نظر بگیرید، اگر برای هر نخودفرنگی تعدادی صفت مختلف را در نظر نمی‌گرفت و حالت‌های مختلف آن را بررسی نمی‌کرد آیا امروزه او را به‌عنوان پدر علم ژنتیک می‌شناختیم؟

در طراحی آزمایش معمولاً چند متغیر و چند پاسخ داریم؛ این متغیرها مستقل هستند.

فکر کنید شما یک شیرینی پز ماهر هستید و شخصی در مقابل پخت یک محصول با بهترین کیفیت مبلغ بالایی را به شما پیشنهاد داده است.به نظر شما این محصول از آرد –شکر – تخم‌مرغ –شیر حاصل می‌شود که درواقع متغیرهای ما هستند؛ و سطوح آن می‌تواند کمی یا کیفی باشد.

 

سطوح کیفی (گسسته):

 

آرد

تخم‌مرغ

شیر

شکر

سبوس‌دار

معمولی

کم‌چرب

سفید

سفید

دو زرده

پرچرب

قهوه‌ای

نانوایی

رسمی

بدون چربی

قرمز

 

 

یا سطوح کمی:

 

آرد

تخم‌مرغ

شیر

شکر

۱۰۰ گرم

۱ عدد

۱ لیوان

۵۰ گرم

۲۰۰ گرم

۲ عدد

۲ لیوان

۱۰۰ گرم

۳۰۰ گرم

۳ عدد

۳ لیوان

۱۵۰ گرم

 

پس ما در اینجا ۴ متغیر داریم با قابلیت تغییر در ۳ سطح که پاسخ آن می‌شود طعم بو رنگ و میزان تردی. برای رسیدن به بهترین نتیجه باید این محصول یا روش آماده‌سازی پخت را بهینه کنیم.

در روش اول می‌توانید سطوح یک متغیر را تغییر دهید و بقیه متغیرها را ثابت نگه‌دارید که اصطلاحاً به آن یک فاکتور در یک زمان میگویند.

در این حالت شما بهترین سطح آرد (چون فکر می‌کنید بیشترین تغییر را در پاسخ به شما می‌دهد) را پیدا می‌کنید سپس همین کار را برای تخم‌مرغ با ثابت نگه‌داشتن سطح بهینه‌ی آرد و سطوح شکر و شیر انجام می‌دهید. حال غلظت بهینه‌ی تخم‌مرغ و آرد را دارید این روند را برای دو متغیر بعدی نیز انجام می‌دهید.

اگر کمی تأمل کنیم درخواهیم یافت که در این روش ما همه‌ی سطوح همه‌ی متغیرها را در نظر نگرفتیم مثلاً اگر آرد بهینه‌ی ما آرد سفید به دست آمد دیگر در تغییر سطوح متغیرهای بعدی آرد سبوس‌دار و آرد نانوایی را در نظر نخواهیم گرفت و اثر متقابل مثلاً آرد سبوس‌دار با شکر قرمز را نخواهیم فهمید.

به همین علت پاسخ به‌دست‌آمده‌ی ما قابل‌اطمینان نخواهد بود

معایب و مزایای روش یک فاکتور در یک زمان- طراحی آزمایش

 

در روش بعدی می‌توانیم تمامی سطوح آردها را با تمامی شکرها و تخم‌مرغ‌ها و شیرها تغییر دهیم و به عبارتی ۴۳ که در این صورت ترجیح می‌دهید که از انجام آزمایش منصرف شوید چون هزینه‌های تولید اصلاً به‌صرفه نیست.

این روش به فاکتوریل کامل معروف است.

معایب و مزایای روش فاکتوریل- طراحی آزمایش

 

در روش بعدی شما می‌توانید با استفاده از فن‌های آماری و آنالیز ریاضی که توسط نرم‌افزار و به‌صورت گراف به شما ارائه خواهد شد، نقطه‌ی بهینه این فرآیند را به دست آورید.

نرم‌افزارهای قابل‌استفاده در طراحی آزمایش دیزاین اکسپرت (DESIGN EXPERT) و مینی تب (MINITAB) هستند.

دیزاین اکسپرت نرم‌افزاری تخصصی برای طراحی آزمایش است و دقت و کارایی بالاتری دارد.

روش‌های دیگر طراحی آزمایش:

در مطلب آموزشی بعدی به تفاوت‌های موجود در این دو روش می‌پردازیم.

قبل از انجام هرگونه طراحی آزمایش باید  غربالگری متغیرها را انجام دهیم. یعنی متغیرهایی که در انجام آزمایش تأثیر خاصی را ایجاد نمی‌کنند را حذف کنیم. مثلاً در مثال بالا وجود چند دانه کنجد روی شیرینی را می‌توان از آن چشم‌پوشی کرد به‌عنوان یک فاکتور مستقل در نظر نگرفت.

مشکل بسیاری از دانشجویان عزیز این است که پیش از انجام پروژه خود با مفهوم طراحی آزمایش آشنایی ندارند و پس از صرف هزینه‌ها و زمان خود به این نتیجه می‌رسند که پاسخ مطلوب پیدا نکرده‌اند یا به کارشان ایراد وارد می‌شود.

در این صورت باید تمامی هزینه‌ها و وقت گذاشته‌شده بر روی آزمایش‌ها را دور بریزند و مجدداً با انجام طراحی آزمایش دوباره آزمایش‌ها را انجام دهند.

امیدوارم این آموزش از ایجاد چنین خساراتی جلوگیری نماید.

موفق باشید.

 

برای دانلود فیلم آموزشی طراحی آزمایش با دیزاین اکسپرت اینجا کلیک کنید.

 

فرانک انصاری مدیر بخش آمار و مدل‌سازی شرکت سلنتک

 

فرانک انصاری
فرانک انصاری

راه آسان‌تری برای ارتباط با کاربران‌مان پیدا کرده‌ایم :) عضویت در کانال

مطالب زیر را حتما بخوانید:

  چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه اشخاص مدیر، نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد. چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد. چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد. چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد. چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.  

نظرات کاربران

  1. م. ابراهیمی گفته :
    ۱۸:۳۸ ۱۳۹۸/۰۲/۲۱

    بسیار مطلب خوب و کاربردی را انتخاب کردید، ما منتظر فایل آموزشی شما هستیم. با سپاس

    • متشکرم، به زودی آموزش مربوطه بر روی سایت قرار میگیرد. منتظر پیشنهادات شما در رابطه با این محصول هستیم.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لینک کوتاه :

عضویت در خبرنامه ویژه مشتریان بیوتیچر

با عضویت در خبرنامه ویژه بیوتیچر از آخرین جشنواره های سایت باخبر شوید!