대리모델(metamodel) 또는 서러게이트(surrogate) 모델이라 불리는 근사 모델은 공학 시뮬레이션 과정이나 시험 중에 시스템의 응답을 수치적으로 근사하는 수학적 모델이다. 대리모델을 도입하면 설계 문제에서 정의된 응답을 설계 변수의 간단한 수학적 함수로 표현할 수 있게 된다. 대리모델은 반응표면법(response surface method, RSM), 크리깅(kriging), 신경망, 방사기저함수(radial basis function) 등으로 구축할 수 있다. 각 방법에는 장점과 단점이 있다. 각 대리모델의 강점을 극대화하기 위해 하이브리드 모델(hybrid model), 앙상블 모델(ensemble model), 또는 다중 서러게이트(multiple surrogates)로 불리는 결합 대리모델이 개발되었다. 본 연구의 하이브리드 모델은 RSM과 크리깅을 포함한다. 또한 설계 공간을 축소함으로써 하이브리드 대리모델을 정교화(refine)하는 전략을 구현하였다. 이 과정에서 제약이 없는 최적화 문제에서는 Hessian과 관련된 정보를 활용하고, 반대로 제약이 있는 최적화 문제에서는 실현 가능성(feasibility)을 고려한다. 본 연구는 정교화된 하이브리드 대리모델(refined hybrid metamodel)이라 불리는 새로운 하이브리드 대리모델 기반 최적화 전략을 제시한다. 두-막대 설계(two-bar design), 스프링 설계(spring design), 프로펠러 샤프트 설계(propeller shaft design) 문제를 포함한 5개의 수학적 시험 문제를 제안된 방법으로 해결하여 그 유용성을 검증하였다. 제안된 방법의 대부분의 최적 결과는 기존 방법에 비해 함수 평가 횟수가 더 적으면서도 정확한 해에 더 가깝다.

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