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[국내논문] 인공신경망과 유전알고리즘 기반의 쌍대반응표면분석에 관한 연구
A Study on Dual Response Approach Combining Neural Network and Genetic Algorithm 원문보기

대한산업공학회지 = Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, v.39 no.5, 2013년, pp.361 - 366  

(부경대학교 시스템경영공학과) ,  김영진 (부경대학교 시스템경영공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Prediction of process parameters is very important in parameter design. If predictions are fairly accurate, the quality improvement process will be useful to save time and reduce cost. The concept of dual response approach based on response surface methodology has widely been investigated. Dual resp...

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문제 정의

  • (2004)에서도 제약공정의 설계 문제를 분석하면서 2차 다항방정식 반응함수의 예측성능이 저하된다는 점을 지적하였다. 이에 본 연구에서는 인공신경망, 유전알고리즘과 같은 기계학습기법을 적용한 파라미터설계 방법론을 제안함으로써 특정한 통계모형이나 가정을 상정하지 않고 파라미터설계의 목적을 달성할 수 있는 방법을 모색하고자 한다. 보다 구체적으로 설계변수와 품질특성 사이의 관계를 파악하기 위하여 반응함수를 추정하는 대신 인공신경망을 구축하며, 유전알고리즘을 적용하여 최적의 공정조건을 도출하는 절차에 대해 제안한다.
  • 전술한 바와 같이 본 연구의 목적은 다양한 기계학습 기법 중에서도 인공신경망과 유전자 알고리즘을 적용한 파라미터설계 방법론을 개발하는 것이다. 다양한 공학설계 문제에 이러한 기법을 적용한 연구는 아주 많지만, 파라미터설계에 관한 연구로 한정할 경우에는 다음의 연구가 대표적이라 할 수 있다.
  • (2004)은 Cytarabine Liposome 제조공정의 설계를 위하여 반응표면분석법과 인공신경망을 이용한 결과를 비교, 검토하였다. 공정의 설계변수는 세 개(X1, X2, X3)이며, PDE(Percentage Drug Entrapment) 값이 최대가 되는 설계변수 값을 결정하는 것이 목적이다. 예제에 대한 보다 자세한 사항은 해당 연구를 참고한다.
  • 본 연구에서는 특정한 통계모형이나 관련 가정을 전제로 하는 기존의 파라미터설계 방법론의 대안으로서 대표적인 기계학습 기법인 인공신경망과 유전알고리즘을 적용하여 쌍대반응 표면분석 기반의 파라미터설계 방법론을 제안하였다. 기존의 방법론에서는 설계변수와 품질특성 사이의 관계를 파악하기 위하여 반응표면분석법과 같은 통계적 기법을 바탕으로 반응함수를 추정하는 반면 인공신경망을 구축하여 설계변수와 품질특성 사이의 관계를 도출한다.
  • 인공신경망을 이용하게 되면 반응함수를 명시적으로 표현할 수 없으므로, 기존의 방법론과 같이 최적화모형을 수립하는 것이 불가능하다. 이에 최적 공정조건을 도출하기 위하여 유전알고리즘을 적용 할 것을 제안하였다. 제약공정의 파라미터설계에 관한 수치 예제를 통해 제안한 방법론의 절차와 그 유용성을 검토하였다.

가설 설정

  • Koksoy and Yalcinoz (2005)는 평균과 산포를 동시에 고려하는 쌍대반응표면문제에 Hopfield 신경망을 적용하였다. 여기서 설계변수와 반응함수 사이의 함수관계는 알려진 것으로 가정하였으며, Hopfield 신경망은 망소특성에 대한 쌍대반응표면문제에 대한 최적해를 도출하기 위하여 적용되었다. 전술한 바와 같이 최근 Arungpadnag and Kim(2012)은 Shi et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
파라미터설계의 적용을 위해서는 무엇이 필요한가? 파라미터설계의 기본 원리가 새로운 것은 아니나 통계적 분석방법에 대한 이해 부족으로 현장에서의 적용은 미흡하였으나, 1980년 대 이후 다구치방법이 널리 확산되면서 파라미터설계의 유용성이 널리 인식되는 계기가 되었다. 파라미터설계의 적용을 위해서는 입력변수와 품질특성의 관계를 파악하고, 이를 바탕으로 공정산포를 줄이는 최적의 공정조건을 도출하는 것이 필요 하다. 다구치는 직교배열(Orthogonal Array)을 바탕으로 한 실험계획법과 최적조건 도출을 위한 SN비의 활용을 제안하였다.
직교배열과 SN비 등 적용된 도구의 이론적인 근거가 미약하다는 예는 무엇인가? 파라미터설계의 원리와 그 효과성에 대해서는 대체적으 로 동의하는 한편, 학계에서는 직교배열과 SN비 등 적용된 도구의 이론적인 근거가 미약하다는 점이 지적되었다. 예를 들어 Leon et al.(1987)에서는 다구치방법의 성능측도로 사용되는 SN비가 품질손실함수를 최소화하는데 항상 적합한 것은 아님을 지적하며 그 대안으로서 PerMIA를 제안하였다. 이와 같이 다구 치방법이 가지고 있는 여러 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로 파라미터설계의 원리와 이론적으로 입증된 전통적인 통계기법을 접목하려는 연구가 진행되었다.
파라미터설계는 무엇인가? 파라미터설계는 품질특성의 평균은 목표값과 일치시키는 한편 잡음인자로 인한 품질특성의 산포를 줄임으로써 획기적인 품질개선을 달성할 수 있는 비용 효과적인 방법론으로 널리 인식 되어 왔으며 다양한 산업분야에 폭넓게 적용되어 왔다. 파라미터설계의 기본 원리가 새로운 것은 아니나 통계적 분석방법에 대한 이해 부족으로 현장에서의 적용은 미흡하였으나, 1980년 대 이후 다구치방법이 널리 확산되면서 파라미터설계의 유용성이 널리 인식되는 계기가 되었다.
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참고문헌 (23)

  1. Arungpadang, T. R. and Kim, Y. J. (2012), Robust Parameter Design Based on Back Propagation Neural Network, Management Science (The Korean OR/MS Society), 29(3), 81-89. 

  2. Chang, H. H. (2005), Applications of Neural Networks and Genetic Algorithms to Taguchi's Robust Design, International Journal of Electronic Business Management, 3(2), 90-96. 

  3. Chang, H. H. (2008), A Data Mining Approach to Dynamic Multiple Responses in Taguchi Experimental Design, Expert Systems with Applications, 35(3), 1095-1103. 

  4. Chang, H. H. and Chen, Y. K. (2011), Neuro-Genetic Approach to Optimize Parameter Design of Dynamic Multiresponse Expreiments, Applied Soft Computing, 11, 436-442. 

  5. Cook, D. F., Ragsdale, C. T., and Major, R. L. (2000), Combining a Neural Network with a Genetic Algorithm for Process Parameter Optimization. Engineering Application of Artificial Intelligence, 13(4), 391-396. 

  6. Das, P. (2010), Hybridization of Artificial Neural Network using Desirability Functions for Process Optimization, International Journal for Quality Research, 4(1), 37-50. 

  7. Deng, Z. H., Zhang, X. H., Liu, W., and Cao, H. (2009), A Hybrid Model Using Genetic Algorithm and Neural Network for Process Parameters Optimization in NC Camshaft Grinding, International Journal of Advnaced Manufacturing Technology, 45, 859-866. 

  8. Kim, H.Y. (2005) Development of Dual Response Approaches with Mean Adjustment, Master's Thesis, KAIST. 

  9. Koksoy, O. and Yalcinoz, T. (2005), A Hopfield Neural Network Approach to the Dual Response Problem, Quality and Reliability Engineering International, 21, 595-603. 

  10. Leon, R. V., Shoemaker, A. C., and Kacker, R. N. (1987), Performance Measures Independent of Adjustment : An Explanation and Extension of Taguchi's Signal-to-Noise Ratios (with discussions), Technometrics, 29, 253-285. 

  11. Ma, H. Y. and Su, C. T. (2010), Applying Hierarchical Genetic Algorithm Based Neural Network and Multiple Objective Evolutionary Algorithm to Optimize Parameter Design with Dynamic Characteristics, Journal of Quality, 17(4), 311-325. 

  12. Ozcelik, B. and Erzurumlu, T. (2006), Comparison of the Warpage Optimization in the Plastic Injection Molding Using ANOVA, Neural Network Model and Genetic Algorithm, Journal of Materials Processing Technology, 171, 437-445. 

  13. Passino, K. M. (2005), Biomimicry for Optimization, Control, and Automation, Springer-Verlag, London, UK. 

  14. Robinson, T. J., Borror, C. M., and Myers, R. H. (2004), Robust Parameter Design : A Review, Quality and Reliability Engineering International, 20(1), 81-101. 

  15. Rowlands, H., Packianather, M. S., and Oztemel, E. (1996), Using Artificial Neural Networks for Experimental Design in Off-line Quality, Journal of Systems Engineering, 6(1), 46-59. 

  16. Sathiya, P., Abdul Jaleel, M. Y., Katherasan, D., and Shanmugarajan, B. (2011), Optimization of Laser Butt Welding Parameters with Multiple Performance Characteristics, Optics and Laser Technology, 43, 660-673. 

  17. Sathiya, P., Panneerselvam, K., and Soundararajan, R. (2012), Optimal Design for Laser Beam Butt Welding Process Parameter Using Artificial Neural Networks and Genetic Algorithm for Super Austenitic Stainless Steel, Optics and Laser Technology, 44, 1905-1914. 

  18. Shi, X., Schillings, P., and Boyd, D. (2004), Applying Artificial Neural Networks and Virtual Experimental Design to Quality Improvement of Two Industrial Processes, International Journal of Production Research, 42(1), 101-118. 

  19. So, W. J. and Yum, B. J. (2012), A Comparison of Parameter Design Methods for Multiple Performance Characteristics, Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, 38(3), 198-207. 

  20. Su, C. T. and Hsieh, K. L. (1998), Applying Neural Network Approach to Achieve Robust Design for Dynamic Quality Characteristics, International Journal of Quality and Reliability Management, 15(5), 509-519. 

  21. Subramanian, N., Yajnik, A., and Murthy, R. S. (2004), Artificial Neural Network as an Alternative to Multiple Regression Analysis in Optimizing Formulation Parameters of Cytarabine Liposomes, AAPS PharmSci Tech, 5(1), E4. 

  22. Vining, G. G. and Myers R. H. (1990), Combining Taguchi and Response Surface Philosophies : A Dual Response Approach, Journal of Quality Technology, 22(1), 38-45. 

  23. Zhou, X. Z., Ma, Y. J., Tu, Y. L., and Feng, Y. (2013), Ensemble of Surrogates for Dual Response Surface Modeling in Robust Parameter Design, Quality and Reliability Engineering International, 29(2), 173-197. 

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