지식기반 최적설계시스템에 의한 선박 초기설계

Preliminary Design of a Ship by the Knowledge-Based Optimum Design System

최적화기법을 포함한 종래의 전산 프로그램들은 수치적 계산과정과 그 결과에만 중점을 두고 개발되어 왔으며, 설계모델의 개발과 최적화기법의 선택 및 결과의 판단 등은 설계 전문가에 의하여 수행되어 왔다. 반면에 전문가의 경험적지식을 처리하는 지식기반시스템은 기호처리에 중점을 두고 있기 때문에 수치적 계산을 효과적으로 할 수 없다. 본 논문에서는 수치적인 계산결과만을 제공하는 최적화기법의 한계와 기호처리에 중점을 두고 있는 지식기반시스템의 한계를 극복하여, 보다 현실적인 최적설계안을 도출할 수 있는 지식기반 다목적함수 최적설계 시스템을, 최적화기법과 LISP 언어로 개발한 지식기반시스템을 통합하여 구현하고, 이를 LNG선의 최적설계 모델에 적용하여 개발된 시스템의 유용성을 보였다.

Although conventional computer programs use efficient and precise optimization algorithms, they can not emulate the problem solving capabilities of human experts. A design optimization process involves a number of tasks which require human expertise and experience. Traditional optimization systems have concentrated on numerical aspects of a design process and have not been successful in integrating the numerical parts with human expertise. On the other hand, most knowledge-based systems focus on symbolic reasoning and have been little concerned with the numerical processes. The objective of this paper is to develop a knowledge-based multiobjective optimum design system which has the capabilities of knowledge processing and numerical computation by integrating the multiobjective optimization method and the knowledge-based system. The knowledge-based system for symbolic processing is developed. Rules for knowledge representation and the inference mechanism of the system are written in LISP. The knowledge-based multiobjective optimum design system is finally developed by integrating the multiobjective optimization method and the knowledge-based system by applying shell programming technique. The system is applied to an optimum design model of a LNG carrier in the preliminary design stage. It is found that the system well simulate design variables and objective functions of the design model.