• 제목/요약/키워드: mixture experimental design

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2차 혼합물 반응표면 모형에서의 강건한 실험 설계 (Robust Designs of the Second Order Response Surface Model in a Mixture)

  • 임용빈
    • 응용통계연구
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    • 제20권2호
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    • pp.267-280
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    • 2007
  • 혼합물 성분들의 비율의 상한과 하한에 대한제한조건이 부과된 제한된 혼합물 실험 공간 R에서의 혼합물 실험을 위한 최적 설계를 찾는 데에 D-, G-, V- 최적기준 등과 같은 다양한 최적 설계 기준이 사용된다. 각각의 실험 설계는 선택된 최적 기준에 대해서는 최적이지만, 제한된 혼합물 실험 공간에서의 예측력에 대해서는 만족스럽지 못하다는 것은 잘 알려진 사실이다. (Vining 등, 1993; Khuri 등, 1999). 우리의 관심사는 2차 혼합물 반응표면모형을 가정한 경우에 제한된 혼합물 공간에서의 효율적인 실험 설계를 찾는 것이다. 이 논문에서는 꼭지점, 선중심점, 면중심점, 중앙점과 내부점으로 구성된 확장된 후보 실험점 그룹을 구성한 다음에, D-최적기준, G-최적기준, V-최적기준과 실험점들 간의 거리에 근거한 U-최적기준에 강건한 실험 설계를 제안한다. Khuri 등(1999)에서 분석된 비료 혼합물 실험과Vining과 Cornell(1993)이 분석한 조명탄 혼합물 실험의 사례에서 강건한 실험설계들과 두 논문에서 추천된 실험 설계들에 대한 예측치의 표준화된 분산의 분위수의 그림(SVPQP)을 비교한 결과 강건한 설계가 상대적으로 우월함이 판명되었다.

D-optimal mixture design 이용 복분자-오디 환 제조 배합비 최적화 (Optimization of the formulation for manufacturing of Bokbunja (Rubus coreanus Miquel)-black mulberry (Morus alba) herbal pill by D-optimal mixture design approach)

  • 문진영;황수정;은종방
    • 한국식품과학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.174-180
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    • 2021
  • 본 연구는 국내산 복분자와 오디의 활용도를 높이고 고품질의 환을 개발하기 위해 복분자 가루, 오디 가루, 비타민 C 세 가지 재료가 복분자-오디 환의 항산화 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 혼합물 설계법 중 D-optimal mixture design을 이용하였다. 독립변수인 복분자 가루, 오디 가루 및 비타민 C 함량에 따라 복분자-오디 환의 총 페놀 및 플라보노이드 함량, FRAP이 linear 모델, DPPH 라디컬 소거활성은 quadratic 모델로 결정되었으며 회귀식은 p-value의 값이 각각 0.0481, <0.0001, <0.0001 및 0.0387로 유의성이 인정되었다. 총 페놀 함량은 비타민 C 첨가량에 영향을 크게 받았지만 복분자 가루 및 오디 가루 첨가량이 부정적인 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 복분자 가루의 함량이 증가할수록 크게 높아지는 것으로 나타났다. DPPH 라디컬 소거활성은 비타민 C 첨가량이 높을수록 증가하였으며, 복분자 가루의 첨가량이 너무 낮아지면 감소하는 것으로 나타났다. FRAP 활성은 비타민 C와 오디가루 첨가량이 긍정적인 영향을 주는 것으로 드러났다. 이러한 결과와 desirability를 바탕으로 두 개의 복분자-오디 환 배합비가 가능할 것으로 도출되었지만 이 둘 중에서 Formulation 1 (복분자 가루 35%, 오디가루 10%, 비타민 C 10%)이 desirability가 0.8 이상으로 제품 품질이 적합하고 우수하여 최적 배합 비율로 설정하였다.

직교배열표 실험계획법에 의한 심해 연약지반용 무한궤도차량의 견인성능에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study about Tractive Performance of Tracked Vehicle on Deep-sea Soft Sediment Based on Design of Experiment Using Orthogonal Array)

  • 최종수;홍섭;김형우;이태희
    • Ocean and Polar Research
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    • 제26권2호
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    • pp.333-339
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    • 2004
  • This paper is concerned with an experimental investigation about tractive performance of a tracked vehicle on extremely soft soil. A tracked vehicle model with principal dimensions of $0.9\;m(L)\;{\times}\;0.75\;m(B)\;{\times}\;0.4\;m(H)$ and the weight of 167 kg was constructed with a pair of driving chain links driven by two AC-servo motors. The tracks are configured with detachable grousers with variable span. Deep seabed was simulated by means of bentonite-water mixture in a soil bin of $6.0\;m(L)\;{\times}\;3.7\;m(B)\;{\times}\;0.7\;m(H)$. Slip of vehicle and driving torque of motor were measured with respect to experimental variables; grouser span, grouser chevron angle, driving speed, drawbar-pull weight, position of center-of-gravity and weight. $L_8$ orthogonal array is adopted for DOE (Design Of Experiment). The effects of experiment variables on traction performance are evaluated.

사출성형품의 공정 조건에 따른 내환경응력균열 특성에 관한 연구 (Influence of Molding Conditions on Environmental Stress Cracking Resistance of Injection Molded Part)

  • 최두순;김홍석
    • 소성∙가공
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    • 제20권2호
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    • pp.173-178
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    • 2011
  • Environmental Stress Cracking(ESC) is one of the most common causes of unexpected brittle failure of thermoplastic polymers. The exposure of polymers to liquid chemicals tends to accelerate the crazing process, initiating crazes at stresses that are much lower than the stress causing crazing in air. In this study, ESC of acrylonitirile butadiene styrene(ABS) was investigated as a function of the molding conditions such as injection velocity, packing pressure, and melt temperature. A constant strain was applied to the injection molded specimens through a 1.26% strain jig and a mixture of toluene and isopropyl alcohol was used as the liquid chemical. In order to examine the effects of the molding conditions on ESC, an experimental design method was adopted and it was found that the injection velocity was the dominant factor. In addition, predictions from numerical analyses were compared with the experimental results. It was found that the residual stress in the injection molded part was associated with the environmental stress cracking resistance (ESCR).

서로 다른 길이의 PVA 섬유 혼합에 따른 시멘트 복합체의 균열제어 특성 (Control of Shrinkage Cracking of Cement Composites with Different Length Mixture of PVA Fibers)

  • 원종필;김명균;박찬기;김완영;박경훈;장창일
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집(II)
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    • pp.405-408
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    • 2006
  • The purpose of this study was to determine the optimum length distribution of hybrid PVA(Poly vinyl alcohol) fiber. To produce blended PVA fiber length, first the length distribution of PVA fiber in the cement composites were identified in an experimental study based on simplex lattice design. Among the different length distributions investigated, fiber length was found to have statistically significant effect on plastic shrinkage cracking of cement composites. Subsequently, Complex analysis techniques were used to devise an experimental program that helped determine the optimum combinations of the selected fiber length distribution based on plastic shrinkage crack. The optimum blended PVA length ratio was 0.0146% 4mm fiber, 0.0060% 6-mm fiber, 0.0285% 8-mm fiber, and 0.0209% 12-mm fiber.

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다양한 고구마를 이용하여 제조한 막걸리의 최적화 (Optimization of Makgeolli Manufacture Using Several Sweet Potatoes)

  • 천지은;백무열;최성원;김창남;김병용
    • 한국식품영양학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.29-34
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    • 2013
  • 국내산 고구마를 이용하여 고품질의 고구마 막걸리를 개발하기 위해 다양한 방법의 고구마 막걸리 제조 방법 선정과 믹스쳐 디자인을 이용한 고구마 막걸리의 최적 배합비를 산출하였다. 엿기름 첨가 유무에 따른 혼합당화, 분리당화발효법을 이용하여 고구마 막걸리를 제조한 결과, 동시당화발효를 이용하여 고구마 막걸리를 제조하는 것이 적합함을 확인하였다. 최적의 고구마 막걸리 배합비를 구하기 위하여 쌀, 고구마, 물 세 가지 재료 요인으로 mixture design을 이용하여 다양한 배합비를 결정한 후, 고구마 막걸리를 제조하였다. 또한 제조된 고구마 막걸리의 선호도, 총 폴리페놀 함량, DPPH 라디칼 소거능을 측정하여 통계적 모델링과 분석을 하였고, trace plot 및 contour plot을 이용하여 각 재료의 함량이 반응값에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 프로그램에 의해 예측된 고구마 막걸리의 최적 배합비는 15.11(쌀) : 44.89(고구마) : 40(물)이었으며, 이 배합비에 따른 반응값의 예상치는 선호도 6.17, 총 폴리페놀 함량이 414.95 mg GAE/${\ell}$, DPPH 라디칼 소거능은 38.02%로 예측되었다. 최적배합비를 바탕으로 일반고구마, 호박고구마, 자색고구마를 이용하여 고구마 막걸리를 제조한 결과, 호박고구마 막걸리의 알코올 함량이 5.83%로 가장 높게 나타났으며, 총 폴리페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 자색고구마 막걸리>호박고구마 막걸리>일반고구마 막걸리의 순서로 높게 나타났다.

상번초 및 잔디형 혼파초지의 건물수량과 사료가치 비교 연구 (A Comparative Study of Dry Matter Yield and Nutritive Value of Tall type and Turf type Mixtures)

  • 이형석;이인덕
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.221-226
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    • 2006
  • 본 시험은 2003년 9월부터 2005년 12월까지 충남대학교 생명과학대학내 부속 초지시험포장에서 수행하였다. 공시된 혼파초지는 상번초형(tall type) 혼파초지(orchardgrass, Potomac 50+tall fescue, Fawn 20+ Kentucky bluegrass, Kenblue 10+red clover, Kenland 20%)와 잔디형(turf type) 혼파초지(Kentucky bluegrass, Newport 60+Tall fescue, Reboil II 20+ perennial ryegrass, Palmer II 20%}의 두 처리를 두어 시험하였다. 얻어진 시험결과는 다음과 같다. 2년 평균 건물수량은 상번초형 혼파초지가 12,721 kg/ha으로 잔디형 혼파초지의 11,275 kg/ha 보다 높은 결과를 보였다(p<0.05). 잔디형 혼파초지는 상번초형 혼파초지에 비하여 CP 함량과 건물소화율(DMD)이 높은 반면에 NDF와 ADF, cellulose 및 lignin 함량은 낮은 결과를 보였다(p<0.05). 2년 평균 조단백질수량(CPDM)과 가 소화건물수량(DDM)은 상번초형 혼파초지가 잔디형 혼파초지에 비하여 높은 결과를 보였다 (p<0.05). 이상의 결과로 보아, 잔디형 혼파초지는 상번초형 혼파초지에 비하여 목초의 사료가치는 높았으나, 건물수량이 낮아서 조단백질수량과 가소화건물수량이 낮은 결과를 가져왔다. 그러나 잔디형목초는 상번초형 혼파초지에 비하여 사료가치가 높고, 연간 13회 예취 시 수량과 밀도를 고르게 유지할 수 있었던 것으로 보아 추후 말이나 유산양과 같은 가축의 방목이용 가능성을 타진할 필요가 있다고 판단된다.

어린보릿가루 첨가 거품형 찜케이크의 재료 혼합비율의 최적화 (Optimization of Ingredient Mixing Ratio for Preparation of Steamed Foam Cake with Barley (Hordeum vulgare L.) Sproutling Powder)

  • 서민자;정수지;장명숙
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제22권6호통권96호
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    • pp.815-824
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    • 2006
  • This study was performed to determine the optimum ratio of each ingredient in the steamed foam cake with barley (Hordeum vulgare L.) sproutling powder. The experiment was designed according to the D-optimal design of mixture design, which showed 14 experimental points including 4 replicates for three independent variables (sugar 112${\sim}$139%, barley sproutling powder 1${\sim}$8%, and oil 5${\sim}$25%). The compositional and functional properties of test were measured, and these values were applied to the mathematical models. A canonical form and trace plot showed the influence of each ingredient on the mixture final product. The results of F-test, volume, color values (L, a, b), textural properties (hardness, gumminess, chewiness) and sensory characteristics (softness) decided a linear model, while the sensory characteristics (color, smell, taste, overall acceptance) decided a quadratic model. The volume of steamed foam cake was increased by sugar addition, and a negative effect was exerted by barley sproutling powder and oil. L and a of color values increased but the b value decreased with increasing sugar and oil content, whereas barley sproutling powder tended to decrease all color values. The addition of barley sproutling powder also had a positive effect on the textural properties (hardness, gumminess, chewiness). Sensory characteristics (color, smell, softness, taste, overall acceptance) could suffer counter results with the excessive addition of sugar, barley sproutling powder, and oil. The optimum formulations by numerical and graphical methods were similar: sugar, barley sproutling powder, and oil were 130.4%, 4.0%, and 10.7% by numerical method, compared to 130.4%, 4.0%, and 10.7% by graphical method, respectively.

혼합물실험계획법과 가진을 이용한 알루미나 파우더의 충진율 분석 (Analysis of Powder Packing for Alumina Using Design of Experiment with Mixture and Vibration)

  • 전상준;김영신;양대종
    • Composites Research
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    • 제34권5호
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    • pp.330-336
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    • 2021
  • 알루미나 파우더는 산업용으로 널리 사용되는 소재 중 하나이지만 파우더 패킹 상태에 따라 제품의 강도가 변하는 문제점이 있다. 위 문제해결을 위하여 입자 패킹효율을 높이려는 많은 선행연구들이 수행되었지만, 기존 연구는 밀리미터 스케일의 입자의 충진 특성을 분석한 것이 대부분이므로 마이크로미터 스케일과 물리적 특성이 달라, 그 선행연구 결과를 토대로 마이크로미터 스케일에 적용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 마이크로미터 스케일의 알루미나 파우더를 이용하여 충진률을 높이기 위하여 통계적방법을 이용하여 3단계 실험을 수행하였다. 먼저, 혼합물시험계획법을 이용하여 충진율이 높은 크기 조합 및 혼합 비율을 선정하였으며, 진동 실험장치에서 가진 주파수 변경에 따른 충진 높이 변화를 분석하여 적정 가진 주파수를 선정하였다. 마지막으로 앞서 언급한 실험 결과값을 토대로 알루미나 파우더 충진율 시험을 수행하였다. 그 결과, 최대 높이 변화량은 충진 크기조합 선정을 위해 수행한 최초의 실험 결과 최댓값보다 42% 향상된 것을 확인하였다.

플라이애쉬를 혼입한 콘크리트포장의 배합특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Mix Properties of Concrete Pavement Incorporating Fly-Ash)

  • 이주형;최성용;윤경구;정영화
    • 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.

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