Scientific Publications with referee

Analyzing designed experiments with multiple responses.

Denne artikkelen presenterer et helhetlig konsept for statistisk analyse av designede eksperimenter. Flere av elementene er beskrevet i tidligere Matforsk-artikler. Velkjente statistiske analysemetoder har der blitt videreutviklet - hovedsakelig for å håndtere multivariable målinger.

Artikkelen starter med å diskutere analyse av én responsvariabel. Ubalanserte design håndteres ved hjelp av type II kvadratsummer. Denne filosofien benyttes for både kategoriske og kontinuerlige designvariabler. Dermed sikrer man at vanlige fallgruver unngås.

Samlet analyse av flere responsvariabler baseres på 50-50 MANOVA som er en modifisert variant av klassisk multivariabel variansanalyse. Resultattabellen inneholder også forklarte varianser som sier noe om designvariablenes totale påvirkning på den multivariable responsprofilen.

Vanlige enkeltrespons p-verdier kan beregnes, men for å holde feilraten under kontroll bør disse justeres. Ved bruk av rotasjonstesting kan p-verdiene justeres slik at den eksperimentvise feilraten kontrolleres. P-verdiene kan også justeres i henhold til et false-discovery-rates-kriterium. Dette er svært anvendbart innenfor genomics og proteomics der man leter etter påvirkede gener eller proteiner.

Det beskrives også hvordan multivariable effekter kan illustreres som (justerte) gjennomsnittskurver eller som punkter i et PCA plot.

Metodikken illustreres ved å analysere data fra forsøk med fiskepudding og ost.

De multivariable responsene er hentet fra sensorikk og FT-IR-spektere.

Denne artikkelen vil fungere som en nøkkelreferanse for dataprogrammene som finnes på www.matforsk.no/ola/program.htm.

Facts

Year 2007
Abstract This paper is an overview of a unified framework for analyzing designed experiments with univariate or multivariate responses. Both categorical and continuous design variables are considered. To handle unbalanced data, we introduce the so-called Type II* sums of squares. This means that the results are independent of the scale chosen for continuous design variables. Furthermore, it does not matter whether two-level variables are coded as categorical or continuous. Overall testing of all responses is done by 50-50 MANOVA, which handles several highly correlated responses. Univariate p-values for each response are adjusted by using rotation testing. To illustrate multivariate effects, mean values and mean predictions are illustrated in a principal component score plot or directly as curves. For the unbalanced cases, we introduce a new variant of adjusted means, which are independent to the coding of two-level variables. The methodology is exemplified by case studies from cheese and fish pudding production.
Reference Langsrud, Ø., Jørgensen, K., Ofstad, R., Næs, T. 2007. Analyzing designed experiments with multiple responses. Journal of Applied Statistics, Vol 34, NO 10,, pp 1275-1296.
Publisher Journal of Applied Statistics,

Related persons

  • Ragni Ofstad

    Research Director, Raw materials and Process Optimisation

    Phone: +47 64970293

    Cellphone: +47 90 59 29 81

  • Tormod Næs

    Senior Research Scientist

    Phone: +47 64970165

    Cellphone: +47 913 52 032