• 제목/요약/키워드: central composite design (CCD)

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On Slope Rotatability of Central Composite Designs of the Second Type

  • Kim, Hyuk-Joo;Ko, Yun-Mi
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제11권1호
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    • pp.121-137
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    • 2004
  • Kim(2002) proposed a second type of central composite design (CCD2), in which the positions of the axial points are indicated by two numbers. In this paper, we study properties of CCD2 when we are interested in estimating the slope of a response surface. Conditions are obtained for CCD2 to be slope-rotatable over axial directions, and some CCD2's are presented that have slope rotatability over axial directions. Also values of a measure of slope rotatability over axial directions are tabulated for various CCD2's. Finally, it is shown that CCD2 is always slope-rotatable over all directions.

자동차용 휠의 응력을 고려한 근사 최적 설계 (Approximate Optimization Design Considering Automotive Wheel Stress)

  • 이현석;이종수
    • 한국생산제조학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.302-307
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    • 2015
  • The automobile is an important means of transportation. For this reason, the automotive wheel is also an important component in the automotive industry because it acts as a load support and is closely related to safety. Thus, the wheel design is a very important safety aspect. In this paper, an optimal design for minimizing automotive wheel stress and increasing wheel safety is described. To study the optimal design, a central composite design (CCD) and D-optimal design theory are applied, and the approximate function using the response surface method (RSM) is generated. The optimal solutions using the non-dominant sorting genetic algorithm (NSGA-II) are then derived. Comparing CCD and D-optimal solution accuracy and verified the CCD can deduce more accuracy optimal solutions.

중심합성계획 시뮬레이션 실험에서 공통난수의 활용 (Application of Common Random Numbers in Simulation Experiments Using Central Composite Design)

  • 권치명
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.11-17
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    • 2014
  • 중심합성계획(CCD)은 2차 선형 모형을 추정하기 위해서 자주 활용된다. 본 연구는 CCD를 활용하는 시뮬레이션 실험에서 공통난수(CRN) 상관유도전략을 사용하여 모형의 파라미터를 효율적으로 추정하고자 한다. CCD의 축점을 적절히 선택하면 모든 표본점에 공통난수를 할당하는 전략으로 얻은 파라미터의 가중최소자승(WLS) 추정량은 정규최소자승(OLS) 추정량과 일치한다. 본 연구는 선형모형의 파라미터를 추정하는 공통난수 상관유도전략이 파라미터 추정 효율성 측면에서 독립 난수 할당전략보다 우수함을 계량적으로 분석하였다. 2차 선형모형에서 상수항을 제외한 나머지 파라미터를 추정하는데 있어서 공통난수 상관유도전략이 우수하며 시뮬레이션 결과도 이러한 분석을 지지하고 있다. 제안된 난수 할당전략이 CCD 시뮬레이션 실험에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

제2종의 중심합성계획의 통계적 성질 (Statistical Properties of Second Type Central Composite Designs)

  • 김혁주;박성현
    • 응용통계연구
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    • 제19권2호
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    • pp.257-270
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    • 2006
  • Kim(2002)은 축점의 위치가 두 개의 수에 의하여 정해지는 제2종의 중심합성계획을 제시하고 이를 CCD2라 불렀다. 본 논문에서는 CCD2를 더욱 연구하여 몇 가지의 새로운 사실을 밝혔다. 직교성과 회전성, 직교성과 기울기회전성, 회전성과 균등정밀성을 동시에 갖는 CCD2들을 구하였으며, Park과 Kim(1992)이 제시한 기울기회전성의 측도를 이러한 CCD2들에 적용하여 그 결과를 관찰하였다.

Optimizing the Novel Formulation of Liposome-Polycation-DNA Complexes (LPD) by Central Composite Design

  • Sun, Xun;Zhang, Zhirong
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제27권7호
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    • pp.797-805
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    • 2004
  • LPD vectors are non-viral vehicles for gene delivery comprised of polycation-condensed plasmid DNA and liposomes. Here, we described a novel anionic LPD formulation containing protamine-DNA complexes and pH sensitive liposomes composed of DOPE and cholesteryl hemisuccinate (Chems). Central composite design (CCD) was employed to optimize stable LPD formulation with small particle size. A three factor, five-level CCD design was used for the optimization procedure, with the weight ratio of protamine/DNA ($X_1$), the weight ratio of Chems/DNA ($X_2$) and the molar ratio of Chems/DOPE in the anionic liposomes ($X_3$) as the independent variables. LPD size ($Y_1$) and LPD protection efficiency against nuclease ($Y_2$) were response variables. Zeta potential determination was utilized to define the experimental design region. Based on experimental design, responses for the 15 formulations were obtained. Mathematical equations and response surface plots were used to relate the dependent and independent variables. The mathematical model predicted optimized $X_1-X_3$ levels that achieve the desired particle size and the protection efficiency against nuclease. According to these levels, an optimized LPD formulation was prepared, resulting in a particle size of 185.3 nm and protection efficiency of 80.22%.

전기화학적 산화를 이용한 염료 처리에 중심합성설계와 반응표면분석법의 적용 (Application of the Central Composite Design and Response Surface Methodology to the Treatment of Dye Using Electrochemical Oxidation)

  • 김동석;박영식
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권11호
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    • pp.1225-1234
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    • 2009
  • The aim of this research was to apply experimental design methodology in the optimization condition of electrochemical oxidation of Rhodamine B(RhB). The reactions of electrochemical oxidation were mathematically described as a function of parameters amounts of current, NaCl dosage, pH and time being modeled by the use of the central composite design, which was used for fitting quadratic response surface model. The application of response surface methodology using central composite design(CCD) technique yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the removal efficiency of RhB and test variable in actual variables: RhB removal (%) = 3.977 + 23.279$\cdot$Current + 49.124$\cdot$NaCI - 5.539$\cdot$pH - 8.863$\cdot$time - 22.710$\cdot$Current$\cdot$NaCl + 5.409$\cdot$Current$\cdot$time + 2.390$\cdot$NaCl$\cdot$time + 1.061$\cdot$pH$\cdot$time - $0.570{\cdot}time^2$. The model predicted also agree with the experimentally observed result($R^2$ = 91.9%).

시뮬레이션 실험에서 중심합성계획의 응용 (Application of Central Composite Design in Simulation Experiment)

  • 권치명
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.41-47
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    • 2004
  • 중심합성계획(central composite design: ccd)은 반응 표면이 곡면적인 특성을 나타낼때 반응 공간을 추정하기 위해 사용되는 실험계획이다. 반응공간이 2차 회귀모형으로 나타나는 경우에 반응곡면의 변화량을 알기 위해서는 변수의 수준이 3이상이 되어야하는데 ccd는 적은 횟수의 실험으로 곡면을 효과적으로 추정하기 위해 2$^{k}$ 요인실험에 추가적으로 중심점(central point)과 축점(axial point)을 표본점에 포함시키는 계획이다. 본 연구에서는 시뮬레이션 실험에서 반응변수가 2차 회귀모형으로 근사되는 경우에 cod를 이용하여 관심 성과치의 반응표면을 추정하고자 한다. 일반적인 실험에서와는 달리 시뮬레이션 실험에서는 두개의 표본점(인자 수준의 조합)에서 분석자가 공통 난수계열(common random number series)을 부여하여 시뮬레이션 시스템 요소의 변화과정을 유사하게 통제할 수 있다. 일반적으로 공통난수법(common random number method)에 의해 얻어지는 두 표본점에서의 반응변수는 서로 양의 상관관계를 가지며 대조 난수(antithetic random number)에 의한 두 반응변수는 음의 상관성을 가지는 것으로 알려졌다. 본 연구는 ccd의 표본점에 공통난수와 대조난수 법을 이용하여 회귀모형의 파라미터를 효과적으로 추정하는 방법을 조사하고 이를 (s, S) 재고관리 모형에 적용하여 그 효율성을 평가하고자 한다.

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중심합성계획법에 의한 남부 조생벼 재배요인의 최적조건 구명 (Optimization of Cultivational Conditions of Rice(Oryza sativa L.) by a Central Composite Design Applied to an Early Cultivar in Southern Region)

  • 손길만;김정교;최진용;이유식;박중양
    • 한국작물학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.60-73
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    • 1989
  • 수도재배에 있어서 수량은 여러 가지 요인이 복합적으로 작용하여 나타난 반응의 산물이다. 수도의 적정재배조건을 구명하기 위하여 지금까지는 제한된 요인 및 수준에서 시험연구가 수행되어 왔는데, 처리요인수 및 각 요인당 처리수준이 증가될 경우 전체 처리수의 급증으로 시험수행이 어렵게 된다. 본 연구는 이를 극복하고자 조생량 벼 품종 '운봉벼'의 재식주수, 주당본수, 질소시비량, 이앙일, 육묘일수 등 5가지 계량적 재배요인의 최적조건을 구명하기 위한 시험을 수행하고 수량을 Box와 Wilson의 중심합성계획법에 따라 분석하였으며(시험 1), 같은 품종을 공시하여 실험 1과 같은 요인을 Finney의 부분실시법(FFD)과 비교함으로써(시험 2) CCD의 농사시험연구에의 활용가능성을 제시하고자 하였다. 1. 재배조건에 따른 수량반응 수량은 5요인중 4요인의 수준을 중심수준에서 통제하였을 때 각 요인별 최대수량은 중심수준(재식주수, 90수/3.3$m^2$ ; 주당본수, 5본 ; N시비량, 11kg/10a ; 이앙일, 6월 25일 ; 육묘일수, 35일) 부근이었고 각 요인이 양극단수준으로 갈수록 감수하였으며 5요인중 3요인을 중심수준에서 통제하고 난 뒤에 2요인들 간의 상호작용에 의한 수량은 가 수준의 중심부에서 최고치를 보였다. 전체 5개 요인의 상호작용에 의해 나타난 수량의 정상점은 안부점이었다. 2. 두 계획법의 비교 가. CCD에서 수량에 대한 각각의 정상점에서의 재배조건은, 재식주수 107주/3.3$m^2$, 주당본수 4본, 질소시비량 10kg/10a, 이앙일 6월 26일, 육묘일수 33일이었고, 정상점에서의 수량은 439kg/10a으로서 FFD에서의 그것들과 비슷하였다. 나. CCD에 의하면 요인수와 수준수가 많아도 처리조합수를 획기적으로 줄일 수 있었고, 실험재료의 절적, 작업시간의 단축 및 작업의 간편화를 가져왔다. 다. CCD(각 요인별 5수준)는 FFD(각 3수준)에 비하여 수준수가 많았지만 결과를 도해화하기에 편리하였다. 라. 양 계획법에 있어서 수량의 정상점이 안부점인 것으로 보아 요인의 설정시 각 요인 상호간의 이질성을 고려해야 하며, 처리요인의 지나친 증가도 억제되어야 할 것이다. 마. CCD는 극한수준($\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2, $\pm$2)의 처리가 없기 때문에 각 요인의 극한수준의 실험영역에 대해서는 적은 정보를 얻었으나. FFD보다는 많은 유익한 정보를 획득할 수 있었다. 따라서, CCD는 획기적으로 처리수를 줄였어도 유익한 정보를 제공하는 것으로 보아, 농사시험연구에 효율적으로 활용할 수 있는 계획적으로 확인되었다.적으로 확인되었다.

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반응표면법을 이용한 소형 수직축 풍력터빈 블레이드의 구조 최적화 (Structural Optimization for Small Scale Vertical-Axis Wind Turbine Blade using Response Surface Method)

  • 최찬웅;진지원;강기원
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.22-27
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    • 2013
  • The purpose of this paper is to perform the structural design of the small scale vertical-axis wind turbine (VAWT) blade using a response surface method(RSM). First, the four design factors that have a strong influence on the structural response of blade were selected. Analysis conditions were calculated by using the central composite design(CCD), which is a typical design of experiment for the response surface method(RSM). Also, the significance of the central composite design(CCD) was verified using analysis of variance(ANOVA). The finite element analysis was performed for the selected analytical conditions for the application of response surface method(RSM). Finally, a optimization problem was solved with a objective function of blade weight and a constraint of allowable stress to achieve a optimal structural design of blade.