DOE   Design of Experiment, Experimental Design   실험계획법, 실험 설계, 실험 계획

(2018-01-19)
1. 실험 계획법

  ㅇ 생산 제품이나 서비스 품질에 영향을 미치는 요인들을 찾아내어 그 영향을 파악하기 위해,
     실험을 계획하고 시행하며 실험결과를 분석하는 일련의 방법론
     - 최소의 실험 회수로 최대의 정보를 얻기 위함

  ※ 1925년 영국 피셔(R. A. Fisher,1890~1962)가, 밀의 품종개량을 위해 수확량 차이를
     통계적인 실험 방법을 통해 결과를 평가한 것이 시초


2. 실험 수행 이유 및 지향점

  ㅇ 주요 이유
     - 원인-결과의 인과관계를 객관적으로 파악하기 위한 수단
     - 이론 및 가설을 검증하기 위한 수단 등

  ㅇ 주요 지향점 2가지
     - 어떻게 효과적으로 실험을 할 것인가 ? 
        . 실험의 효율적 시행 및 실험 데이터의 효율적 수집에 대한 관리방법론
     - 오차가 포함되는 실험결과를 어떻게 분석하는 것이 좋은가 ? 
        . 결과 데이터의 분석방법론
           .. 주요 분석방법 : 분산분석(ANOVA), 상관분석, 회귀분석
3. 실험계획 주요 용어

  ㅇ 인자,요인(Factor) : 관측 대상
     - 실험에 영향을 줄 수 있는 가능한 변동 원인 (A,B,C, ...)

  ㅇ 인자 배치
     - 서로 독립적인 인자를 어떻게 배치하는가 (1원 배치,2원 배치 등)

  ㅇ 인자 수준(Level)
     - 인자가 취할 수 있는 값의 범위 (즉, 실험조건) (A1,A2, ... ,B1,B2, ... , C1,C2, ...)

  ㅇ 처리(Treatment)
     - 단일 인자 수준이나, 여러 인자 수준의 조합에 따라 실험하는 행위

  ㅇ 블록(Block)
     - 동질적인 실험 최소 단위의 묶음 (한 구획의 땅,같은 어미로부터 태어난 동물 등)

  ㅇ 교호(Interaction) 작용
     - 인자가 서로 영향을 주는 것

  ㅇ 교락(Confounding) 작용
     - 2 이상의 인자 효과가 뒤섞여서 각 인자 효과를 분리할 수 없은 것


4. 실험계획 주요 원리랜덤화(Randomization) 원리
     - 확률적 해석이 가능(즉, 무작위성)하게 함

  ㅇ 반복화(Replication) 원리
     - 오차 분산이 좋게 추정되게 함으로써 실험 결과의 신뢰성을 높임

  ㅇ 블록화(Blocking) 원리, 국소 관리(Local Control) 원리
     - 균질한 실험을 가능하게 함
        . 직교화(Orthogonality) 원리
           .. 요인들간에 직교성을 갖도록 함
        . 교락화(Confoundng) 원리
           .. 검출 필요가 없는 교호작용을 의도적으로 블록과 교락시켜 실험 효율성을 높임


5. 실험인자 분류실험 목적과의 직접성 여부 : 실험인자, 환경인자

  ㅇ 모수인자(Fixed Factor)
     - 기술적 의미를 지니고, 그 수준이 정해짐 (재현성이 요구됨)
        . 제어인자 : 수준을 자유로이 제어 가능
        . 표시인자 : 제어인자의 수준을 조절하기 위해 채택되는 인자
        . 신호인자 : 출력을 변화시키는 입력신호
     - 例) 미리 정해진 작업방법 등

  ㅇ 변량인자(Random Factor)
     - 기술적 의미 보다는 랜덤하게 수준이 정해지는 인자 (확률변수로 취급됨)
        . 블록인자 : 실험 환경을 균일하게 만들기 위한 인자
        . 보조인자 : 분석시에 만 이용되는 인자
        . 잡음인자 : 특성값에 영향을 미치는 우연정보 인자의 산포들
     - 例) 랜덤하게 샘플링시료, 랜덤하게 택해진 시험 날짜 등
     

6. 실험의 주요 종류

  ㅇ 요인실험
  ㅇ 일원배치
  ㅇ 이원배치
     - 인자수가 2개이고, 인자 수준의 각 조합을 모두 실험하는 경우
        . 인자 수준 a,b의 조합이 되는 총 실험조건 수 = a x b
        . 실험단위가 동질적이고, 실험의 랜덤화에 제약조건이 없음
  ㅇ 난괴법에 의한 반복실험
  ㅇ 다원배치
  ㅇ 난괴법
  ㅇ 분할법
  ㅇ 라틴 방격
  ㅇ 직교배열표


[통계적 분석] 1. 통계적 분석 2. 실험계획법 3. 분산분석 4. 수요예측 5. 주성분 분석
[상관분석] [회귀분석]

 
        최근수정     요약목록     참고문헌