[싸토리우스] 실생활에서 알아보는 실험계획법 – ‘MODDE’를 활용한 맛있는 팝콘 만들기
이번 포스팅에서는 MODDE를 활용한 팝콘 만들기 실험계획법에 대해 알아보고자 합니다. 실험계획법은 적은 실험 횟수를 통해 최적의 공정 변수 범위를 도출하는 방법을 말합니다.
실생활에서는 어떻게 적용되는지 한 번 알아보겠습니다.
일반적으로 팝콘 제조사에서는 권장 조리법이라는 것을 적어서 판매합니다. 전자레인지에서 조리 하는 법, 프라이팬에서 조리 하는 법 등 여러 방법 중에서도 전자레인지를 예로 들어 설명해
보겠습니다. 만약 700W 기준 4분을 조리해야 하는 팝콘이라고 하면 제조사는 어떤 기준으로 이 값을 선정 했을지 한 번쯤 궁금하다고 생각하지 않으셨나요?
맛있는 팝콘을 위한 전자레인지의 세기와 가열 시간의 조합을 통해 팝콘이 옥수수 알갱이로부터 얼마나 생성되는지, 그리고 맛은 어떻게 다른지 2가지 평가 요인을 가지고 실험을 해보겠습니다.
실험 결과를 살펴보면 영역의 색으로 미뤄 보았을 때 우측은 맛에 대한 부분, 좌측은 팝콘의 개수에 대한 부분을 나타내고 있으므로 실험 조건이 좌측 하단일수록 보다 맛있고 많은 팝콘을 얻을 수 있다는 추측을 할 수 있습니다. 하지만 추측으로만 끝나면 우리가 진짜로 원하고자 하는 결과를 얻기는 어렵습니다. 그럼 우리가 설계한 실험이 잘 설계된 실험인지 한 번 확인해 보겠습니다.
위 그래프에서 우리는 파란색 점들의 분포를 통해 같은 조건에서는 동일한 결과가 나타난 것을 알 수 있었습니다. 즉 팝콘의 맛과 개수를 결정하는 요인으로는 시간과 열의 세기 두 가지면 충분 합니다. 그럼 다음 결과도 한 번 확인해 보겠습니다.
결과 그래프에서 좌측 하단의 조건으로 조합했을 시 더 맛있고 많은 팝콘을 얻을 수 있을 것이라고 말씀드렸던 것, 기억하시나요? 위 그래프에서는 시간(Ti)과 열의 세기(Po)가 낮을수록 (0보다 낮은 막대기의 크기) 더 좋은 결과를 얻을 수 있음을 각각 맛과 팝콘의 개수에 대한 그래프에서 확인해 볼 수 있었습니다. 그렇다면 이 두 조건의 교집합은 어떤 모습일까요?
이제 어느 정도 윤곽이 잡혔으니 우리는 보다 안정적인 결과물을 얻기 위해서 설계 공간을 만들어야 합니다. 이 때 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 리스크 예측을 MODDE를 통해서 쉽게 진행해 볼 수 있습니다.
조금 전 까지의 교집합 그래프와는 비슷하면서도 조금 다르게 보이는 것을 알 수 있습니다. MODDE의 강점은 사용자가 입력한 결과물의 기준치를 바탕으로 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 다양한 실험 조건을 조합 및 분석하여 보다 안정적인 결과물을 얻을 수 있는 설계 공간을 시각적으로 표현 가능하다는 것입니다. 위 그래프를 통해 우리는 맛있는 팝콘을 얻기 위한 열의 세기와 시간을 한 눈에 파악할 수 있었습니다. 비록 팝콘을 예시로 들었지만 여러분의 실험 또한 이와 같이 손쉽게 최적화하고 보다 나은 결과를 얻을 수 있으시기를 바라고 다음 포스팅에서 찾아뵙겠습니다.
지금까지 MODDE를 활용한 맛있는 팝콘만들기 실험계획법 알아보았습니다. 더 자세한 사항이 알고 싶으신 분들은 아래 링크를 통해 문의해 주시면 친절히 답변해드리도록 하겠습니다.
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