실험계획법 DOE

개념

시스템, 프로세스에 영향을 미치는 인자를 도출하고 데이터를 통계적으로 분석하기 위해, 실험방식, 데이터 수집 방법, 활용 통계 기법 등 실험의 모든 과정을 설계하는 방법론이다.
최소 실험 횟수로 최대의 정보를 얻는 것을 목적으로 한다.

목적

• 분산 분석 및 검정과 추정의 문제
  어떤 요인이 특성치 변화에 유의미한 변화를 주는지, 그 영향이 어느 정도인지를 파악한다.
• 최적 반응 조건의 결정 문제
  어떤 요인을 사용해야 가장 원하는 반응이 나오는지를 파악한다.
• 오차항 추정의 문제
  오차와 변동의 정도를 파악한다.

실험 계획의 원리

• 랜덤화의 원리 : 실험 순서는 무작위!
• 반복의 원리 : 인자의 동일 수준 내에서 최소 두번 이상 실험
• 블록화의 원리 : 실험 전체를 시간적, 공간적으로 분할하여 블록으로 만듦
• 직교화의 원리 : 요인간 직교성을 갖도록 설계
• 교락의 원리 : 고차항의 교호효과와 블록효과를 교락한다

  교호효과란?
  특정 인자 수준의 조합에서 일어나는 효과. 인자들이 혼합되어 반응에 미치는 영향

  교락이란?
  2개 이상의 효과를 구별할 수 없도록 계획적으로 조합하는것

종류

1. 요인배치법

모든 인자간의 수준 조합에서 실험이 이루어지도록 하여, 교호효과를 비롯한 모든 요인 효과를 추정한다.

2. 분할법

완전 랜덤화는 어려운 경우 몇단계로 분할하여 단계별로 완전 랜덤하게 순서를 결정한다.

3. 교락법

검출할 필요가 없는 교호작용을 다른 요인과 교락하도록 배치하여 동일 환경에서의 실험횟수를 줄인다.

4. 난괴법

실험 단위를 몇개의 반복으로 나누어 배치하여, 실험 오차를 줄이도록 한다.