강건한 파라미터 설계(Robust parameter design, RPD)는 노이즈 요인으로 인해 발생하는 품질 성과의 변동을 최소화하면서 품질에 영향을 미치는 최적의 조절 가능 인자를 결정하는 것이다. 이중 반응표면(dual response surface) 접근법은 RPD에서 가장 흔히 적용되는 방법 중 하나로, 공정 편의(process bias, 즉 공정 평균이 목표로부터 벗어나는 정도)뿐만 아니라 공정 변동성(process variability, 즉 분산 또는 표준편차)도 동시에 최소화하고자 한다. 공정 편의와 변동성 간의 이러한 트레이드오프 문제를 해결하기 위해, 문헌에서는 공정 편의와 변동성에 상대적 가중치 또는 우선순위를 부여하는 방식으로 다수의 RPD 방법이 보고되어 있다. 그러나 부여되는 상대적 가중치나 우선순위는 종종 두 요소(공정 편의와 변동성)의 상대적 중요도를 판단할 데 충분한 사전 지식이 없는 경우도 있는 의사결정자(DM)가 주관적으로 결정한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문은 최적 요인 설정을 도출하기 위해 RPD 모형에 교섭 게임(bargaining game) 이론을 통합하는 대안적 접근법을 제안한다. 공정 편의와 변동성은 입력 변수 값이 어떻게 할당되어야 하는지에 대해 협상하는 두 개의 합리적 플레이어로 간주된다. 그리고 이 게임의 최적이고 공정하며 유일한 해(즉, 균형 합의 지점)를 구하기 위해 Nash 교섭 게임 해(Nash bargaining game solution) 기법을 적용한다. 이 기법은 최종 결정을 내리기 전에 DM이 고려할 만한 유용한 권고를 제공할 수 있다. 제안된 방법은 공정 편의와 변동성 간의 상호작용을 고려함으로써 DM의 선호 정보가 필요하지 않을 수 있다. 도출된 해의 효율성을 검증하기 위해, 흔히 이목적 최적화(bi-objective optimization) 문제에 사용되는 사전식(lexicographic) 가중 Tchebycheff 방법을 활용한다. 마지막으로 두 가지 수치 예제에서 제안된 방법은 특정 볼록(convex) 파레토 전선(pareto frontier) 경우에 대해 지배되지 않는(tradeoff) 해를 제공한다. 또한 불일치 및 합의 지점과 관련된 검증을 위해 민감도 분석도 수행한다.

두꺼운 강판의 용접은 압력용기 제조에서 중요한 공정이며, 잠호 아크 용접(submerged arc welding, SAW)이 주로 사용되는 용접 방법이다. 본 연구에서는 SAW의 용접 조건에 따른 충격강도를 수치해석을 통해 확인하였다. 수치해석은 ANSYS Mechanical을 사용하여 수행하였다. 열해석은 각 용접 조건에 대한 열입력을 적용하여 수행하였고, 충격시험의 수치해석에 잔류응력을 적용함으로써 충격강도를 확인하였다. 수치해석 결과, 용접된 강의 충격강도를 분석하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.