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响应面设计总能“响应”吗?

已有 14635 次阅读 2009-10-6 18:15 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述

        现在许多研究者都青睐于响应面设计,对于工艺优化的研究者来讲,对其更是情有独钟。有部分导师总鼓励自己的学生用该设计来优化工艺参数,更有甚者,要求学生必须采用响应面设计。为什么会有如此的要求呢?那是因为,这些学者认为响应面是一种“时尚”,是一种“科学”,用了响应面就相当于穿着西装站在台上,很高雅,很体面。如果不采用响应面设计,只进行单因素实验和正交实验,那就相当于穿着背心站在台上,很低俗,很寒碜。其实,这样的想法甚是荒唐。 任何实验设计都不是万能的,都有一定的适用范围和条件。响应面设计也是如此。

       响应面设计是建立在拟合理论基础上的,是采用有限的实验点来拟合整个实验范围,其最终目的是得到一个合理的方程,并用它来描绘整个实验范围内数据的变化情况。这样一来,便可以通过求函数的极值,得到工艺的最优参数。该设计和建立在极差理论基础上的正交设计相比,的确是进步了很多。但是,有一点要清楚,事物的发展规律并不总能用函数关系来表示,有相当多的实验是无法用简单的函数关系来表示的。简单的说,对于某实验,根据数据点计算出了响应方程,但通过拟合度检验之后却发现,用这样的方程模拟实验拟合度是不够的。也就是说,用响应面设计是具有一定的风险性,并不是所有的实验都能用响应面设计得到满意结果。在什么都没有考虑的情况下,直接就用响应面对实验参数进行优化,是盲目的、是侥幸的、是非科学的。而且,如果真的这样做了,那失败的概率会相当高。

        对于微生物研究来讲,我认为用响应面是没有必要的。响应面设计是一种精细的实验设计,对数据的精密度要求比较高。众所周知,微生物的不确定性很大,必须用统计学来说话。举个例子,如果对培养基中活菌数进行统计,进行了平行实验,涂布或倾注了两个平板,那么其中一个菌落数完全可能是另一个的2倍或者更多。由此可见,用响应面对微生物实验进行优化,就相当于用分析天平量体重。



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