• 제목/요약/키워드: Statistical design of experiments

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운동화 바닥창 무늬형태와 마찰계수의 상관관계 연구 (Study on Correlation of Outsole Pattern of Sports Shoes and Frictional Coefficient)

  • 이종년
    • 한국운동역학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.1-10
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    • 2008
  • 운동화의 바닥에서 발생하는 마찰력은 착용자의 기동 능력에 많은 영향을 미친다. 이러한 마찰력은 아웃솔의 경도와 마모율, 소재, 바닥재, 바닥제의 상태, 그리고 무늬의 모양에 영향을 받는다. 본 연구는 운동화 아웃솔의 무늬와 바닥에서 발생하는 마찰력과의 상관 상관관계를 연구하고자 한다. 현장에서 생산 판매되고 있는 운동화를 조사하여 바닥창의 무늬를 분류하고 상호 비교를 위한 설계인자를 도출하였다. 기본적인 바닥창의 무늬 중에 일자형 무늬, W자형 무늬, 물결형 무늬와 O형을 검토의 대상으로 선정하였으며, 아울러 무늬의 깊이, 피치, 기울기를 설계인자로 선정하였다. 각각의 무늬와 설계 인자에 대하여 시편을 제작하고, 실험을 수행하여 마찰계수를 구하고 통계적 방법을 이용하여 설계인자에 대한 영향을 분석하였다.

Wet Air Oxidation Pretreatment of Mixed Lignocellulosic Biomass to Enhance Enzymatic Convertibility

  • Sharma, A.;Ghosh, A.;Pandey, R.A.;Mudliar, S.N.
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권2호
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    • pp.216-223
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    • 2015
  • The present work explores the potential of wet air oxidation (WAO) for pretreatment of mixed lignocellulosic biomass to enhance enzymatic convertibility. Rice husk and wheat straw mixture (1:1 mass ratio) was used as a model mixed lignocellulosic biomass. Post-WAO treatment, cellulose recovery in the solid fraction was in the range of 86% to 99%, accompanied by a significant increase in enzymatic hydrolysis of cellulose present in the solid fraction. The highest enzymatic conversion efficiency, 63% (by weight), was achieved for the mixed biomass pretreated at $195^{\circ}C$, 5 bar, 10 minutes compared to only 19% in the untreated biomass. The pretreatment under the aforesaid condition also facilitated 52% lignin removal and 67% hemicellulose solubilization. A statistical design of experiments on WAO process conditions was conducted to understand the effect of process parameters on pretreatment, and the predicted responses were found to be in close agreement with the experimental data. Enzymatic hydrolysis experiments with WAO liquid fraction as diluent showed favorable results with sugar enhancement up to $10.4gL^{-1}$.

모사된 근육 수축력을 바탕으로 한 트럭 승하차 동작의 불편도 평가 (Discomfort Assessment of Truck Ingress and Egress Motions Based on Simulated Muscle Contraction Forces)

  • 최남철;심지성;이상형;이기광;이상헌
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.62-70
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    • 2012
  • This paper proposes a novel discomfort assessment method for truck ingress and egress motions based on the maximum-voluntary-contraction (MVC) ratios of muscles obtained by biomechanical analysis of human musculoskeletal models. In this study, a human motion to enter and exit a truck cabin with different types and heights of footsteps is first measured using an optical motion capture system and load sensors. Next, in a biomechanical analysis system, a human musculoskeletal model with contacting conditions on footsteps and handles is modeled, and then joint torques and muscles forces are calculated by inverse dynamics of the musculoskeletal model with the motion data. Finally, the MVC ratios for the muscles are calculated and their statistical values are used as the measure of discomfort. To ensure the feasibility of our method, subjective discomfort levels have been investigated through the participants' experiments and questionnaires and compared to the results of our method. Comparing to the existing methods based on joint angles or torques, our approach provide a more essential criterion for discomfort because it is based on the muscle contraction by which an active human motion is basically generated.

선형 회귀 분석과 회색 관계 분석을 이용한 디젤엔진의 다단연료분사 제어전략 최적화 연구 (A Study on the Optimization of Multiple Injection Strategy for a Diesel Engine using Grey Relational Analysis and Linear Regression Analysis)

  • 김수겸;우승철;김웅일;박상기;이기형
    • 한국분무공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.247-253
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    • 2015
  • Recently, the engine calibration technique has been much more complicated than that of the past engine case in order to satisfy the strict emission regulations. The current calibration method for the diesel engine which has an increasing market is both costly and time-consuming. New engine calibration method is required to develop for high-quality diesel engines with low cost and release it at the appropriate time. This study provides the optimal calibrating technique for complex engine systems using statistical modeling and numerical optimization. Firstly, it design a test plan based on Design of Experiments, a V-optimality methodology which is suitable looking for set-points, and determine the shape of test engine response. Secondly, it uses functions to make linear regression model for data analysis and optimization to fit the models of engines behavior. Finally, it generates the optimal calibrations obtained directly from empirical engine models using Grey Relational Analysis and compares the calibrations with data. This method can develop a process for systematically identifying the optimal balance of engine emissions.

확장된 구형설계를 이용한 반응표면설계 (3-Level Response Surface Design by Using Expanded Spherical Experimental Region)

  • 김하얀;이우선
    • 응용통계연구
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    • 제25권1호
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    • pp.215-223
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    • 2012
  • 반응표면 방법론은 어떤 공정을 개선하거나 최적화하는데 이용되는 아주 유용한 통계적방법이다. 이러한 최적조건을 추정하기 위하여 최적조건이 있으리라 예상되는 실험구역을 탐색하여 실험을 실시한다. 그런데 이 실험구역은 실험의 환경의 제약 그리고 연구자의 선택 등으로 그 모습이 다양하게 달라질 수 있다. 반응표면 설계는 실험구역의 모양에 따라 보통 둥그런 모양의 "구형설계"와 육면체 모양의 "입방형설계"로 구분한다. 구형설계는 회전성을 만족하거나 회전성에 상당히 근접하는 "유사회전성"을 갖는 특징이 있다. 반응표면 설계에서 가장 많이 사용되는 중심합성설계는 실험구역이 구형인 5수준 실험설계이다. 이 때, 축점의 ${\alpha}$값을 ${\alpha}=\sqrt{k}$ 대신 ${\alpha}=1$로 조정하면 5-수준이 아닌 3-수준 입방형 중심합성설계를 얻을 수 있다. 그러나 입방형 중심합성설계는 실험구역이 구형이 아니므로 회전성을 만족하지 못하는 문제가 있다. 이러한 이유로, 변수들의 수준 수를 3으로 제한하면서 실험구역은 구형인 실험설계가 필요할 때가 많다. 이에 대한 대표적 실험설계가 바로 박스-벤켄 실험설계이다. 이 실험설계는 구형의 실험구역으로 회전성을 만족하나 실험구역의 크기가 변수의 개수가 증가해도 제자리 수준으로 좁은 특징이 있다. 현실적으로 실험구역의 가상 자리 부분에 대한 예측에 관심이 있을 경우 변수의 개수가 많아지면 이에 비례하여 실험구역이 커지는 실험설계가 바람직하다. 본 논문은 3-수준 입방형설계에 비하여 실험구역이 유달리 좁은 박스-벤켄 실험설계를 보완하여 구형설계를 만족하면서도 다른 한편으로는 변수 수에 따라 실험반경이 커지는 3-수준 구형 반응표면 설계를 소개하고자 한다. 이 방법을 기존의 실험설계들과 비교한 결과 변수수가 비교적 작을 경우 실험횟수 등을 고려하여 응용가치가 있음을 확인하였다.

선형 캘리브레이션에서 베이지안 실험계획과 기존의 최적실험계획과의 효과비교 (Performance of a Bayesian Design Compared to Some Optimal Designs for Linear Calibration)

  • 김성철
    • 응용통계연구
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    • 제10권1호
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    • pp.69-84
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    • 1997
  • 선형 캘리브레이션 실험계획 문제에 대하여, 베이지안 의사결정론을 이용하여 평균제곱오차손실을 최소화한 Kim(1988, 1993)의 실험계획과 관련 문헌의 결과인 몇 가지 최적계획을 비교한다. 비교대상 실험계획으로서 고전적 추정량의 점근분산을 최소화하는 Buonaccorsi(1986)의 최적계획, 회귀분석 모형에서 $ M(x) = \sum x_i x_i '$의 함수를 최대화 또는 최소화하는 D-optimal 또는 A-optimal 계획, Hunter and Lamboy(1981)가 베이지안 추정량의 특성을 설명하기 위하여 그 논문에서 예로 들었던 실험계획을 고려한다. 서로 다른 기준에 의한 최적계획을 비교하기 위해서 우선 기대사후분산을 계산하여 비교하고 몇가지 사전분포에 대하여 몬테칼로 시뮬레이션을 통한 평균분산과 HPD 구간의 크기를 비교한다.

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Box-Behnken법을 이용한 Geobacter lovleyi의 TCE 탈염소화 공정 최적화 연구 (The Statistical Optimization of TCE Dechlorination by Geobacter lovleyi Using Box-Behnken Design)

  • 차재훈;안상우;천석영;박재우;장순웅
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권11호
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    • pp.37-42
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    • 2012
  • 본 연구는 TBOS를 기질로 적용한 Geobacter lovleyi의 TCE 탈염소화 공정에 관하여 조사하였다. Geobacter lovleiy를 이용한 TCE 탈염소화 반응은 TCE 초기농도와 Geobacter lovleyi 주입량, 초기 TBOS 농도의 독립변수를 수학적으로 표시하였고, 반응표면법(RSM)을 활용하여 모델화하였다. 이 실험들은 Box-Behnken Design(BBD)을 통해 계획된 15개의 실험을 통해 이루어졌다. RSM을 통하여 TCE 제거효율과 독립변수들의 모델식이 도출되었다 : $Y_1$= -11.50(initial concentration of TCE) + 4.25(단백질 양, 주입된 Geobacter lovleyi의 양) - 4.75(initial concentration of TBOS) - ${6.58X_1}^2$ - ${8.583X_3}^2$ + 93.67, $Y_2=-10.92X_1+5.06X_2-4.89X_3-{4.93X_3}^2-2.19X_1X_2+2.54X_1X_3-2.19X_2X_3+16.71$. 도출된 반응모델은 수정결정계수는 각 0.975, 0.934로 1에 가깝게 나타났으며, 모델의 기여율이 높은 것으로 나타났다. 또한, 통계적 분석결과 TCE 탈염소화 효율에 미치는 영향은 TCE 초기농도 > TBOS 초기농도 > 단백질 양의 순으로 나타났으며, 상호항의 영향은 나타나지 않았다.

실험계획법의 전산화에 관한 연구(II) (Studies on the Computerization of Design of Experiments(II))

  • 정수일
    • 품질경영학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.163-169
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    • 1991
  • This paper studies computer programming for Two-Way Layout with Multiple Observations - Fixed Model using the subroutines of the former paper. The following items are considered in the PC computer programming: * significant digits in the computation of Sum of Squares * containing the necessary F-distribution values in the program * including the necessary estimation after the Analysis of Variance * following the rules of KS A 0021 in rounding off digits etc. The running results of Analysis of Variation Table and Estimations of a fictitious example is added with the parts of PC program. It should be mentioned that the main purpose of this paper is in the arousing of the discussion about significant digits concept in the PC computer programming for various kinds of Statistical Methods.

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OPTIMIZATION OF WELDING PARAMETERS FOR RESISTANCE SPOT WELDING OF TRIP STEEL USING RESPONSE SURFACE METHODOLOGY

  • Park, Hyunsung;Kim, Taehyung;Sehun Rhee
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.366-371
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    • 2002
  • Because of the environmental problems, automotive companies are trying to reduce the weight of car body. Therefore, TRIP(TRansformation Induced Plasticity) steels, which have high strength and ductility have been developed. Welding process is a complex process; therefore deciding the optimal welding conditions on the basis of experimental data is an effective method. However, trial-and-error method to decide the optimal conditions requires too many experiments. To overcome these problems, response surface methodology was used. Response surface methodology is a collection of mathematical and statistical techniques that are used in the modeling and analysis of problems in which a response of interest is influenced by several variables and the objective is to optimize this response. This method was applied to the resistance spot welding process of the TRIP steel to optimize the welding parameters.

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Modified Phonetic Decision Tree For Continuous Speech Recognition

  • Kim, Sung-Ill;Kitazoe, Tetsuro;Chung, Hyun-Yeol
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제17권4E호
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    • pp.11-16
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    • 1998
  • For large vocabulary speech recognition using HMMs, context-dependent subword units have been often employed. However, when context-dependent phone models are used, they result in a system which has too may parameters to train. The problem of too many parameters and too little training data is absolutely crucial in the design of a statistical speech recognizer. Furthermore, when building large vocabulary speech recognition systems, unseen triphone problem is unavoidable. In this paper, we propose the modified phonetic decision tree algorithm for the automatic prediction of unseen triphones which has advantages solving these problems through following two experiments in Japanese contexts. The baseline experimental results show that the modified tree based clustering algorithm is effective for clustering and reducing the number of states without any degradation in performance. The task experimental results show that our proposed algorithm also has the advantage of providing a automatic prediction of unseen triphones.

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