• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제14권3호
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• pp.483-495
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• 2007

In a general fractional factorial design, the n-levels of a factor are coded by the $n^{th}$ roots of the unity. Pistone and Rogantin (2007) gave a full generalization to mixed-level designs of the theory of the polynomial indicator function using this device. This article discusses the optimal blocking scheme for nonregular designs. According to hierarchical principle, the minimum aberration (MA) has been used as an important criterion for selecting blocked regular fractional factorial designs. MA criterion is mainly based on the defining contrast groups, which only exist for regular designs but not for nonregular designs. Recently, Cheng et al. (2004) adapted the generalized (G)-MA criterion discussed by Tang and Deng (1999) in studying $2^p$ optimal blocking scheme for nonregular factorial designs. The approach is based on the method of replacement by assigning $2^p$ blocks the distinct level combinations in the column with different blocks. However, when blocking level is not a power of two, we have no clue yet in any sense. As an example, suppose we experiment during 3 days for 12-run Plackett-Burman design. How can we arrange the 12-runs into the three blocks? To solve the problem, we apply G-MA criterion to nonregular mixed-level blocked scheme via the mixed-level indicator function and give an answer for the question.

• 산업식품공학
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• 제15권2호
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• pp.97-115
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• 2011

이 총설에서는 반응표면분석법을 이용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 방법에 대하여 검토하였다. 반응표면분석을 수행하기 위한 절차와 반응표면분석의 필수적인 기본이론을 설명하였고, 반응표면분석법 중에서도 대부분 사용되는 2차 실험계획법(3인자 완전요인, 중심합성, Box-Behnken, 및 Doehlert 계획법)들에 대한 장단점 및 효율성을 비교하였다. 식품제조프로세스를 최적화하는데 반응표면분석법을 적용하기 위해서는 우선 실험계획을 선택하고, 적절한 모델함수를 적합화한 다음, 적합화된 모델의 질 및 실험데이터와의 예측의 정확성을 평가할 필요가 있다. 식품제조프로세스를 최적화할 때 일부요인계획, 완전요인계획 및 Plackett-Burman 계획 등과 같은 실험계획법을 사용하여 중요한 실험인자를 일차적으로 스크린한 다음, 2차 실험계획법을 선택하는 것이 바람직하다. 실제적으로 최적실험조건을 찾기 위해서는 F-test, 수정 $R^2$ 등과 같은 분산분석을 사용하여 모델을 적합화하는 것이 바람직하다. Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획은 중심합성계획법보다 좀 더 효율적이며, 최근에는 이 계획들을 적용한 문헌의 수가 증가하고 있는 추세이다. 더욱이 이 계획들은 3수준 완전요인계획법보다는 비교할 필요도 없이 훨씬 더 효율적이다. Box-Behnken설계는 식품분야에서와 같이 극한조건(즉, 인자들이 동시에 가장 높거나 혹은 가장 낮은 수준의 실험 조건)하에서 실험을 하는 것을 피하고자 할 때 유용하다. Doehlert 계획에서는 각 인자들의 수준(level)이 다르기 때문에, 몇몇 인자들이 가격적인 면에서 그리고(혹은) 장비사용에 제약을 받는 제한이 있다든지 혹은 인자의 중요도에 따라 수준의 수를 조절해야 할 필요가 있을 때에는 Doehlert 계획이 아주 유용하다. 종래에는 반응표면분석법의 2차 회귀모델 실험계획법 중에서 다른 계획법(Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획)에 비해 중심합성계획법을 압도적으로 많이 적용해 왔다. 그러나 Box-Behnken 계획 및 Doehlert 계획은 중심합성계획법보다 장점이 많기 때문에, 향후에는 Doehlert 계획과 Box-Behnken 계획을 사용하여 식품제조프로세스를 최적화하는 쪽으로 초점이 맞추어 지리라고 전망한다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제24권E2호
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• pp.83-91
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• 2008

This work investigated the methodology to simultaneously optimize the ozone and relative humidity composition for the $NO_x$ degradation using soil biofilter. Experiments were made as a function of inlet ozone concentration ($0{\sim}1,770\;ppb$) and relative humidity ($38{\sim}81%$). Factorial design ($2^2+3$) and response surface methodology by central composite designs were used to examine the role of two factors and optimal response condition on $NO_x$ degradation. It was found that a second-order response surface model can properly interpret the experimental data with an $R^2$-value of 0.9730 and F-value of 71.83, based on which the maximum $NO_x$ degradation was predicted up to 92.8% within our experimental conditions.

• International Journal of Korean Welding Society
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• 제1권1호
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• pp.44-50
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• 2001

A genetic algorithm was applied to the arc welding process as to determine the near-optimal settings of welding process parameters that produce the good weld quality. This method searches for optimal settings of welding parameters through the systematic experiments without the need for a model between the input and output variables. It has an advantage of being capable to find the optimal conditions with a fewer number of experiments rather than conventional full factorial designs. A genetic algorithm was applied to the optimization of the weld bead geometry. In the optimization problem, the input variables were wire feed rate, welding voltage, and welding speed. The output variables were the bead height bead width, and penetration. The number of levels for each input variable is 16, 16, and 8, respectively. Therefore, according to the conventional full factorial design, in order to find the optimal welding conditions,2048 experiments must be performed. The genetic algorithm, however, found the near optimal welding conditions in less than 40 experiments.

• 전기화학회지
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• 제17권3호
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• pp.193-200
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• 2014

고분자 분리막 연료전지의 성능향상을 위해 분리판 유로설계연구는 필요하다. PEMFC의 성능향상에 대한, 강제대류를 이용한 interdigitated 유로가 최근에 많이 연구되고 있다. 이 논문에서는 interdigitated 유로를 배플들이 있는 평행류 채널에 비슷하게 적용하였다. 상용 multiphysics program인 COMSOL을 이용하여 완전차단배플인 FBB가 있는 평행류 채널에 관해 전산해석을 수행하였고 3가지 변인들(배플 위치, 유체 방향, 유체 속도)이 사용 되었다. 각각 변인들의 출력은 최대출력의 80%를 고려한 0.5V에서의 결과이다. 최종적으로, 실험설계법 중 완전요인실험법을 바탕으로 여러 수준을 갖는 각 실험인자로부터 결론을 도출하였다. 실험인자들의 주효과와 상호작용 분석은 출력을 향상시키는데 가장 영향을 주는 인자를 찾는데 유용하였다.

• 한국국방경영분석학회지
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• 제33권1호
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• pp.59-74
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• 2007

컴퓨터 시뮬레이션 모델은 일반적으로 복잡할 뿐더러 운용 시 많은 시간이 소요된다. 따라서 분석의 편의를 위해 좀 더 간단한 메타모델을 수립할 필요가 있다. 본 논문에서는 워게임 모델 JANUS를 사용하여 전차 전투 상황을 묘사하고 이에 대한 메타모델을 수립하였다. 메타모델을 수립하기 위해, 데이터 수집방법으로는 8가지의 실험계획법을, 모델링 방법으로는 2차 반응표면분석과 인공신경망을 고려하였다. 수립된 메타모델의 상대적 성능은 예측치의 평균제곱오차를 기준으로 비교하였다. 본 논문에서 고려한 전투상황에 대해서는 대체적으로 2차 반응표면 모형이 인공신경망 모형보다 더 높은 정확도를 보였으며, 실험계획법으로는 직교배열이나 최대최소거리 기준을 적용한 라틴 하이퍼큐브 계획법이 우수한 성능을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1183-1188
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• 2013

발전소에서 발생하는 고장은 인명 및 재정적 손실에 대한 파급효과는 매우 크므로 발전소에 사용되는 유압기기의 신뢰성은 특히 중요하다. 본 연구에서는 발전소용 유압밸브의 스풀과 슬리브 재질을 사용하여 시편을 제작, 열처리한 후 인산에스테르계열 유압작동유 침전상태에서 다양한 조건에서 실험한다. 시편의 마모량에 영향을 주는 인자들의 유의성을 평가하기 위해 $2^3$ 완전 요인 실험계획법을 적용하였으며, 고려된 인자들은 하중, 속도, 온도이다. 실험결과로부터 마모량에 대한 주효과 및 2 인자 교호작용에 대한 유의성 평가를 실시한 후 마모량과 인자들간의 수학적 모형을 도출하고자 한다.

• 산업기술연구
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• 제17권
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• pp.313-322
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• 1997

As the weight of trucks increases, the need for concrete pavement also increases. Therefore, the addition of fly-ash may improve the properties of pavement concrete as well as recycle fly-ash. A full factorial experiment was performed using the primary variables, such as water-cement ratio, fly-ash substitution ratio, and maximum size of coarse aggregate, as a preliminary study for optimum mixture design for pavement concrete. The results of preliminary study indicates that the addition of fly-ash is the most important factor determining concrete strength, followed by the maximum size of coarse aggregate and water-cement ratio. It, also, shows the relative importance of fly-ash substitution ratio, compared to the water-cement ratio, and the interaction effects between the primary variables. Optimum mixture designs for pavement concrete incorporating fly-ash, that satisfied the target responses, were proposed in terms of fly-ash substitution ratio, water cement ratio and maximum size of coarse aggregate.

• Industrial Engineering and Management Systems
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• 제6권2호
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• pp.119-124
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• 2007

The most difficult and time-intensive issue in the successful implementation of genetic algorithms is to find good parameter setting, one of the most popular subjects of current research in genetic algorithms. In this study, we present a new efficient experimental design method for parameter optimization in a genetic algorithm for general job shop scheduling problem using the Taguchi method. Four genetic parameters including the population size, the crossover rate, the mutation rate, and the stopping condition are treated as design factors. For the performance characteristic, makespan is adopted. The number of jobs, the number of operations required to be processed in each job, and the number of machines are considered as noise factors in generating various job shop environments. A robust design experiment with inner and outer orthogonal arrays is conducted by computer simulation, and the optimal parameter setting is presented which consists of a combination of the level of each design factor. The validity of the optimal parameter setting is investigated by comparing its SN ratios with those obtained by an experiment with full factorial designs.

• 한국품질경영학회:학술대회논문집
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• 한국품질경영학회 2004년도 품질경영모델을 통한 가치 창출
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• pp.513-516
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• 2004

Evolutionary operation is useful to improve on-line full-scale manufacturing processes by systematically changing the levels of the process variables while meeting production schedule. Evolutionary operation was developed using two or three process variables for process operators who are not good at statistics. Recently, when a product is developed, it is very important for the engineers to make the production line stable as soon as possible. And there are many causes which have influences to the product performance. This paper presents an evolutionary operation procedure with many process variables using saturated two level fractional factorial designs including Plackett-Burman design.