• 제목/요약/키워드: rotatability

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2차 반응표면분석 모델 적합을 위한 부분합성계획에 관한 연구 (A Study on Small Composite Designs for Fitting Second Order Response Surface Models)

  • 박성현;서혁;박준오
    • 한국품질경영학회:학술대회논문집
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    • 한국품질경영학회 1998년도 The 12th Asia Quality Management Symposium* Total Quality Management for Restoring Competitiveness
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    • pp.580-593
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    • 1998
  • 2차 반응표면분석을 위한 부분합성계획은 실험 비용이 많이 들거나, 실험 자체가 어려워서 시간의 소비가 많은 경우, 실험오차의 독립추정이 가능할 때 효과적이다. 반응표면분석에서는 회전성과 기울기 회전성을 만족하는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 회전성과 기울기 회전성의 관점에서 부분합성계획을 살펴보고 또한 인자의 수와 중심점의 수가 변함에 따라서 어떤 a(중심에서 축점까지의 거리)의 값이 최적의 실험계획이 되도록 하는지를 연구하였다.

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Robust second-order rotatable designs invariably applicable for some lifetime distributions

  • Kim, Jinseog;Das, Rabindra Nath;Singh, Poonam;Lee, Youngjo
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제28권6호
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    • pp.595-610
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    • 2021
  • Recently a few articles have derived robust first-order rotatable and D-optimal designs for the lifetime response having distributions gamma, lognormal, Weibull, exponential assuming errors that are correlated with different correlation structures such as autocorrelated, intra-class, inter-class, tri-diagonal, compound symmetry. Practically, a first-order model is an adequate approximation to the true surface in a small region of the explanatory variables. A second-order model is always appropriate for an unknown region, or if there is any curvature in the system. The current article aims to extend the ideas of these articles for second-order models. Invariant (free of the above four distributions) robust (free of correlation parameter values) second-order rotatable designs have been derived for the intra-class and inter-class correlated error structures. Second-order rotatability conditions have been derived herein assuming the response follows non-normal distribution (any one of the above four distributions) and errors have a general correlated error structure. These conditions are further simplified under intra-class and inter-class correlated error structures, and second-order rotatable designs are developed under these two structures for the response having anyone of the above four distributions. It is derived herein that robust second-order rotatable designs depend on the respective error variance covariance structure but they are independent of the correlation parameter values, as well as the considered four response lifetime distributions.

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.

모든 방향에 걸친 기울기 회전성의 측도 (A measure of slope rotatability over all directions)

  • 김혁주
    • 응용통계연구
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    • 제6권1호
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    • pp.105-123
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    • 1993
  • 반응표면의 기울기를 추정하기 위한 실험계획법이 가질 수 있는 바람직한 성질로, Hader와 Park(1978)이 제시한 "축 방향에 걸친 기울기 회전성"과, Park(1987)이 제시한 "모든 방향에 걸친 기울기 회전성"이 있다. 또한 주어진 임의의 실험계획에 대하여 축 방향에 걸친 기울기 회전성의 정도를 수치로 나타낼 수 있는 측도(measure)가 Park과 Kim(1992)에 의해 제시된 바 있다. 본 논문에서는 반응표면 실험계획법이 가지고 있는 모든 방향에 걸친 기울기 회전성의 정도를 알 수 있게 해 주는 측도를 개발하였다. 또한 이 측도를 여러 종류의 계획들에 적용하여 결과를 관찰하였다. 이 측도의 장점 중의 하나는 어떠한 계획에도 적용이 가능하다는 점이다. 계획에도 적용이 가능하다는 점이다.

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Designs for Estimating the Derivatives on Response Surfaces

  • Park, Sung H.
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제8권1호
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    • pp.37-64
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    • 1979
  • Criteria and designs are developed for estimating derivatives of P-variable second order polynomial response surfaces. The basic criterion used is mean square error of the estimated derivative, averaged over all directions and then averaged over a region of interest. A new design concept called slope-rotatability is introduced. A simplex optimization program is used to find minimum mena square error designs for the two variable case for $6 \leq N \leq 12$.

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Extended Central Composite Designs with the Axial Points Indicated by Two Numbers

  • Kim, Hyuk-Joo
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제9권3호
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    • pp.595-605
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    • 2002
  • The central composite design is widely used for estimating second order response surfaces. This type of design is composed of $2^k$ factorial points, axial points and center points. In this paper, we suggest a version of central composite design where the positions of the axial points are indicated by two numbers, and study properties of this design. We obtain the variances and covariances of the estimators of the regression coefficients. Conditions are obtained for this design to be orthogonal and rotatable. This design is compared with other designs on the basis of efficiency.

A Study on a Basis for the Selection of a Design for Quadratic Model Fits Fearing a Cubic Bias in Multilple Response Case

  • Bae, Wha-Soo
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제24권1호
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    • pp.31-44
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    • 1995
  • In fitting a model, there always exists a discrepancy between the fitted model and the true functional relationship. In measuring this discrepancy, Box and Drapper (1959) used the criterion dividing the discrepancy into two parts which are the bias error part and the variance error one in single response case. In this paper, an optimum design which makes these two types of errors as small as possible is found by extending the Box and Drapper criterion to multiple response situation. Especially, a design is found to meat rotatability conditions when we fit a quadratic model to each response fearing cubic bias. Using the central composite design, an application of general results to a specific case is shown to help understanding the material.

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Slope-rotatable Designs for Estimating the Slope of Response Surfaces in Experiments with Mixtures

  • Park, Sung H.;Kim, Jung I.
    • Journal of the Korean Statistical Society
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    • 제17권2호
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    • pp.121-133
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    • 1988
  • In this paper a class of mixture designs for estimating the slope of second order Scheffe polynomial response surfaces for mixture experiments with q components is presented. The variance of the estimated directional slope at a point is a function of the direction of the slope and the design. If the variance is averaged over all possible directions in the (q-1)-dimensional simplex, the averaged variance is only a function of the point and the design. By choice of design, it is possible to make this variance constant for all points equidistant from the centroid point. This property is called "slope-rotatability over al directions in the simplex", and the necessary and sufficient conditions for mixture design to have this property are given and proved. The class of designs with this property is compared with other mixture designs and discussed.discussed.

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