이상기능을 기반으로 한 효과적인 실험설계

Abstract

이상기능을 기반으로 한 효과적인 실험설계 Effective Experimental Design using Ideal Function 다구찌 강건설계의 동특성을 원류단계에서 활용하면 기술개발의 선 행성, 범용성 및 재현성을 확보 할 수 있어 효과가 크다. 그런데 이러한 효과가 있는 동특성 활용 시 다구찌박사는 ‘시스템의 입력이 에너지인 경우 연구 대상인 시스템이나 프로세스의 이상기능을 에너지전환 관계로 설정하여 실험하는 것이 가장 효율적’이라 하며 적 극 추천 한다. 그러나 다구찌박사 조차도 어떤 이상기능을 어떻게 설정해야 하는 지에 대해서는 어려운 부분이 있다고 한다. 그래서 본 연구에서는 첫 번째로 이상기능을 에너지전환 관계로 쉽 게 설정하기 위한 논리를 에너지 보존 법칙을 응용하여 제시하였다. 그리고 이러한 논리를 바탕으로 이상기능 설정 오류 사례연구를 통 하여 올바른 이상기능 설정 방법을 제시하였다. 두 번째, 모든 시스템이 전부 에너지전환 관계로 이상기능을 설정할 수 있는 경우만 있는 것은 아니다. 에너지전환 관계로 이상기능을 설 정하고 싶어도 그렇게 하지 못하는 경우도 있다. 그렇지 못한 경우에 는 어떠한 이상기능을 설정하는 것이 효과적인가에 대한 이상기능 설 정 방법을 제안하였다. 즉 기존 능동적, 수동적 동특성 구분에서 에너지 전환 이상기능 - iv - (EIF) 동특성과 전사성 이상기능(TIF) 동특성으로의 구분을 제안하였 다. 세 번째, 다구찌 강건 설계에서는 강건성 평가를 위해 노이즈인자의 선정 및 그 수준을 설정하는 것이 매우 중요하다. 현재까지는 일반적 으로 사용 환경 등 외부노이즈, 제품 내 제품 간 변동 노이즈, 열화 등 내적 노이즈의 3가지 관점에서 노이즈를 선정하는 가이드가 제시되어 있다. 그러나 제품 사용 환경과 시스템이 복잡하게 되면서 기존 3가지 관점에서 노이즈인자를 선정하는 방법은 노이즈인자의 누락을 유발 할 수 있다. 따라서 이에 대한 보완으로 8가지 관점의 세분화한 노이즈인 자 도출 방법을 제시하였다. 그리고 노이즈인자가 많은 경우 중요한 노이즈인자를 선정하는 방 법을 제시하고 또한 효율적으로 실험에 배치하는 방법을 제시하였다. 네 번째, 어떠한 문제를 해결하기 위하여 그 문제를 유발하는 공정 이나 시스템이 복잡한 경우, 제어인자나 노이즈인자 수가 증가하게 되 고 그에 따라 한 번에 실험하기 어려운 상황이 발생한다. 또한 실험을 한다 해도 최적 조건에 대한 결과가 재현이 되지 않는 경우가 있다. 이러한 경우 어떻게 실험을 분할하는 것이 효과적이고 결과의 재현성 이 확보 되는가에 대한 방법을 제시하였다. 요약하면 다구찌 강건설계 동특성에서 새로운 이상기능 설정 방법 과 노이즈인자 선정 방법을 제시하고 이를 활용한 효과적인 실험 방법 론을 제시하였다.