Ergebnis der Forschung bei Umesoft:

An dieser Stelle stellen wir Ihnen unsere neue Software, die DoE-DiVa vor.

Die DoE-DiVa ist eine anwenderfreundliche Software, die wir im Rahmen eines seit 2016 vom BMWK geförderten Entwicklungsprojekts namens Green Salpeter: Verbesserte Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit in der Salpetersäureproduktion entwickelt haben. Die Verbesserung und Industrialisierung der DoE-DiVa wird im Rahmen des Projektes SuNiPro: Sustainable Nitrates Production; Teilvorhaben: Versuchsplanung, Modellierung, Optimierung, Prozessüberwachung  bis Ende 2027 weiter gefördert.

Die DoE-DiVa stellt eine Erweiterung des herkömmlichen Design of Experiments (DoE) dar, in dem für die Versuchsplanung zwischen User Factors (u-factors) und eXplaining Factors (x-factors) unterschieden wird. u-factors sind die klassischen, im Experiment einzustellenden Faktoren, die Sie von Ihrer Arbeit mit MODDE kennen, x-factors sind dagegen die ursächlichen oder kausalen Treiber der Veränderungen in Ihrem Experiment. Man sollte sich kein u für ein x vormachen lassen: Man sollte Experimente für x-factors planen und für u-factors durchführen. x-factors sind im Idealfall dimensionslose Variablen -- daher der Name der Software: Design of Experiments für Dimensionslose Variablen. Zuweilen ermöglichen sie, aber grundsätzlich erleichtern sie den Scale-Up.

Der Grund für die Empfehlung x-factors in einem Design zu verwenden und für die gewagte Aussage über den Scale-Up liegt in dem Ähnlichkeitsprinzip der Dimensionsanalyse (RAYLEIGH: The Principle of Similitude. Nature 95, 66–68 (1915), https://doi.org/10.1038/095066c0), wonach "two manifestations of a system behave the same, if they have the same settings of the dimensionless factors" und in deren "Invertierung" resp. "Kontrapositive" (Orth: DoE for Scale-Up ... using MODDE and DoE-DiVa, Scale-Up-Minis Session 2, 25.01.2023, am 31.03.2023 auf dieser Site veröffentlicht), wonach konsequenterweise "Influencing factors that induce the most change in a system must be dimensionless." 

Die DoE-DiVa harmonisiert auf ideale Weise mit MODDE-Pro ab Version 13.1, es stellt Versuchspläne (Designs) und Kandidatensätze (Candidate Sets) für x-factors in Form von json-Files, die direkt mit MODDE geöffnet werden können, und die zusätzlich die Formeln für die Rücktransformation zu den u-factors enthalten zur Verfügung. So können sowohl die Designs durchgeführt, als auch gefundene x-optima zu u-optima zurückgerechnet werden! Auf diese Weise kann die volle MODDE-Funktionalität für Optimierung und das Quality by Design im Kontext von Scale-Up verwendet werden.

Um die Funktionsweise der DoE-DiVa zu demonstrieren, stellen wir hier einige Screen-Shots zur Verfügung. Desweiteren haben wir einige Präsentationen in Form von pdf-Dokumenten mit zugehörigen mp4-Dateien zur Verefügung gestellt, die Sie unter Seminare/Scale-Up Minis finden.