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5.
Process Improvement
5.3. Choosing an experimental design 5.3.3. How do you select an experimental design?
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| Plackett
Burman designs are very efficient screening designs when only main effects
are of interest
These designs have run numbers that are a multiple of
4
Saturated Main Effect designs |
In 1946, R.L. Plackett and
J.P. Burman published their now famous paper ‘The Design of Optimal Multifactorial
Experiments’ in Biometrika (vol. 33). This paper described the construction
of very economical designs with run number a multiple of four (rather than
a power of 2).
Plackett-Burman (PB) designs are used for screening experiments because,
in a PB design, main effects are, in general, heavily confounded with two-factor
interactions. The PB design in 12 runs, for example, may be used to run
an experiment containing up to 11 factors
TABLE 3.18 Plackett-Burman Design in 12 Runs for up to 11 Factors
PB designs also exist for 20-run, 24-run, and 28-run (and higher) designs.
With a 20-run design, you can do a screening experiment for up to 19 factors,
up to 23 factors in a 24-run design, and up to 27 factors in a 28-run design.
These Resolution III designs are known as Saturated Main Effect designs
because all degrees of freedom are utilized to estimate main effects. The
designs for 20 and 24 runs are shown below.
TABLE 3.19 A 20 Run Plackett-Burman Design
These designs do not have a defining relation, since interactions are not identically equal to main effects. With the 2IIIk-p designs, a main effect column Xi is either orthogonal to XiXj or identical to plus or minus XiXj. For Plackett-Burman designs, the two factor interaction column XiXj is correlated with every Xk (for k not equal to i or j). However, these designs are are very useful for economically spotting
large main effects, assuming all interactions are negligible when compared
with the few important main effects.
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