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기생봉사육용(寄生蜂飼育用) 솔잎혹파리 유충채집(幼蟲採集)에 관(關)한 연구(硏究) (Development of Collection Method of Arboreal Parasite Larvae for the Biological Control against Pine Needle Gall Midge, Thecodiplosis japonensis Uchida et Inouye)

  • 정상배;김철수
    • 한국산림과학회지
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    • 제86권3호
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    • pp.334-341
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    • 1997
  • 솔잎혹파리 유충(幼蟲)은 대부분(大部分) 강우시(降雨時)에 낙하(落下)하는 생태적(生態的) 특성(特性)을 이용(利用), 추기(秋期)의 자연낙하기(自然落下期) 동안 피해임지내(被害林地內)의 수관상부(樹冠上部)에 분수장치(噴水裝置)를 설치(設置)하고 강수량별(降水量別), 강수시기별(降水時期別) 및 강수시각별(降水時刻別)로 인공강수(人工降水)를 실시(實施)하여 인공강수(人工降水)가 솔잎혹파리 유충낙하(幼蟲落下)에 미치는 영향(影響)을 분석검토(分析檢討), 인공강수(人工降水)에 의(依)한 새로운 천적사육용(天敵飼育用) 솔잎혹파리 유충채집법(幼蟲採集法)을 개발(開發)코자 하였으며 얻어진 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 인공강수(人工降水)에 의(依)한 솔잎혹파리 천적사육용(天敵飼育用) 유충채집법(幼蟲採集法)은 매우 효과적(效果的)이었으며 유충채집(幼蟲採集)에 필요(必要)한 적정강수량(適正降水量)은 5.3-9.4mm, 이때에 소요(所要)된 살수량(撒水量) 및 살수시간(撒水時間)은 각각(各各) $8,000-16,000{\ell}$와 180-360분(分) 이었다. 2. 인공강수(人工降水)에 의(依)한 효과적(效果的)인 유충채집시기(幼蟲採集時期)는 중부지방(中部地方) 소나무림(林)의 경우 11월(月) 초순(初旬)부터 중순(中旬)까지 약(約) 20일간(日間)이며 이 기간(期間)에 낙하(落下)한 유충수(幼蟲數)는 전체(全體) 낙하수(落下數)의 93.4%였다. 3. 하루중에 있어서의 인공강수(人工降水)에 의(依)한 유충낙하(幼蟲落下)는 강수시각(降水時刻)에 영향(影響)을 받지 않았다. 4. 인공강수(人工降水)에 의(依)한 유충(幼蟲)의 채집시기별(採集時期別) 천적기생율(天敵寄生率)은 11월(月)의 것이 비교적(比較的) 높았으며 12월(月) 채집분(採集分)은 다소 떨어지는 경향(傾向)을 보였다. 5. 인공강수(人工降水)에 의(依) 유충채집적지(幼蟲採集跡地)의 1년후(年後)의 밀도변동(密度變動)은 채집전(採集前)과 비교(比較)하여 약(約) 34%의 밀도감소효과(密度減少效果)가 있었다. 6. 인공강수(人工降水)에 의(依)한 유충채집방법(幼蟲採集方法)은 현행방법(現行方法)인 충영채집법(蟲癭採集法)에 비(比)하여 약(約) 14-50%의 채집비용(採集費用)(경제적(經濟的)) 절감효과(節減效果)가 있었다.

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소 동일성 검사에 적용 가능한 14 Microsatellite marker와 60 Single Nucleotide Polymorphism marker 간의 판별 효율성 비교 (A Comparison of Discriminating Powers Between 14 Microsatellite markers and 60 SNP Markers Applicable to the Cattle Identification Test)

  • 임현태;서보영;정은지;유채경;윤두학;전진태
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제51권5호
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    • pp.353-360
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    • 2009
  • 14개의 microsatellite (MS) marker를 사용 할 경우 무작위 교배 집단(PI) 가정 하에 $3.43{\times}10^{-27}$의 판별율을 보여 60 개의 single nucleotide polymorphism (SNP) marker에 비해 약 1,000배의 높은 판별 효과를 나타내는 것으로 파악되었다. 그러나, 60개의 SNP marker의 경우 반형매 교배 집단($PI_{half-sibs}$)으로 가정할 경우 $4.69{\times}10^{-20}$과 전형매 교배 집단($PI_{sibs}$)으로 가정 할 경우 $8.02{\times}10^{-12}$으로 14개의 MS marker에 비해 약 10배와 10,000배의 높은 판별 효과를 나타내는 것으로 추정되었다. 이러한 결과는 무작위 교배집단에서는 사용된 marker의 전체 대립유전자수(MS : SNP = 146 : 120)에 의하여 판별효율이 결정되는 반면, 혈연관계가 높은 반형매와 전형매 집단에서는 비슷한 총 대립유전자수일 경우 marker의 수(MS : SNP = 14 : 60)가 많은 경우가 더 높은 판별율을 보이는 것으로 나타났다. 한육우의 경우 소수의 보증 종모우를 이용해 인공수정을 통해 형성 된 거대한 반형매 집단으로 가정하였을 경우 MS와 SNP marker의 판별율은 10배 정도의 차이로 큰 차이를 보이지 않을 것으로 예견되나, likelihood rato를 이용 하는 inclusion 방법에 의하여 부모를 동시에 찾을 확률은 MS marker가 1,000 배 정도 더 효율적인 것으로 나타났다. SNP marker의 장점인 변이의 안정성, 유전자형 분석의 자동화 및 대용량화 등을 한육우의 동일성 검사에 활용하기 위해서는 분석비용 절감 방안과 분석방법 및 장비의 국산화 등 실용 및 상용화적 측면에서의 연구개발이 필요하다고 사료된다.

정보기술과 기업활동의 변화:미국의 서비스산업을 사례로 (Information technology and changes in firm activities:A case of the service industry in the United States)

  • ;이정록
    • 대한지리학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.402-419
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    • 1994
  • 최근 컴퓨터산업과 정보통신기술의 급속한 발달은 우리의 사회를 고도의 정보사회로 전환시키고 있다. 정보기술의 발달과 수용은 생산 및 경 영방식, 소비 및 시장구조를 포함한 다양한 경제활동의 변화에 영향을 미치고 있으며, 특히 기업의 입지와 조직구조의 변화에 중요한 역할을 제공하는 기술 및 조직적 혁신으로 간주되 고 있다. 본 연구는 미국의 서비스 산업을 사례로 정보기술의 발달 및 확산이 기업활동의 변화에 미친 영향을 고찰하였다. 미국의 서비스 산업은 지난 10년동안 가장 급속한 성장을 보여, 오늘날 미국경제에서 가장 중요한 역할을 차지하고 있다. 그리고 서비스 산업에 종사 하고 있는 기업들은 다른 분야의 기업과는 달리 정보기술을 비교적 빨리 수용하여, 정보기 술이 기업의 성장에 미친 긍정적인 파급효과를 경험하고 있다. 도소매업의 경우, 정보기술은 사무활동의 효율화, EPOS시스템을 통한 구매 및 유통방법의 혁신, 체인상점간 기업네크워 크를 통한 경영활동의 극대화, 그리고 기업네트워크를 이용한 상점입지의 다변화 등 기업활 동의 변화에 커다란 영향을 미쳤다. 전체적으로 볼 때, 미국의 서비스 산업에 대한 정보기술 의 영향은 입지 및 조직구조의 변화, 경영 하부구조로서의 역할, 텔레마틱 같은 기업네크워 크의 확대, 정보경제의 등장으로 비용의 절감효과, 새로운 상품개발 가능성의 제고, 서비스 질의 향상 등으로 요약된다. 정보기술이 서비스 산업에 미친 영향 중에서 중요한 공간적 특 징은 기업활동의 입지변화를 들 수 있다. 정보기술의 발달은 기업입지를 포함한 경제활동의 입지를 분산시키느냐 아니면 오히려 특정지역(대도시)으로의 집중을 심화시키느냐 하는 문 제에 대해서는 학자들 간에 논란이 계속되고 있고, 또한 정보기술이 가지고 있는 양면적인 특성으로 간주되고 있는 문제이다. 정보기술은 미국의 서비스 활동의 입지변화에 영향을 미 쳤는데, 많은 학자들은 집중화와 분산화의 패턴이 동시에 나타나고 있다고 주장하고 있다. 도시내에서 서비스활동의 입지는 분산화 경향이 지배적으로 나타나고 있지만, 특정 분야는 CBD를 포함한 도시내부로 집중하는 경향도 나타났다. 그리고 국가적 수준에서는 대도시지 역에 입지하려는 경향과 함께 중소도시 및 농촌지역으로의 분산화가 동시에 나타났다. 미국 에서 서비스 활동의 입지변화에 대한 전체적인 특징은 기존의 입지에서 도시의 주변지역 또 는 중소도시로 분산화하는 경향이 우세하게 나타나고 있고, 이러한 경향은 정보기술의 발달 에 따라 더욱 확대될 것으로 예상된다. 미국의 서비스 활동의 입지변화를 고려하여 장차 우 리나라에서 발생할 서비스 활동 등의 입지변화를 예측해 보면, 서비스의 입지는 서울을 비 롯한 수도권으로의 집중이 심화되어, 공간적인 분산화는 거의 나타나지 않을 것으로 예상된 다. 특히 수도권과 비수도권 간의 정보통신시설 및 이용, 정보하부구조의 차이는 서비스활동 입지의 공간적 집중을 초래하여 지역간 불균형 발전을 더욱 심화시킬 것으로 예상된다. 따 라서 공간적 측면에서 균형적인 지역 정보화 전략의 수립을 위한 심층적인 연구가 요구된다.

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용융탄산염 연료전지용 in-situ 소결된 Ni-Al 합금 연료극 개발 (Development of in-situ Sintered Ni-Al Alloy Anode for Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 천현아;윤성필;한종희;남석우;임태훈
    • 전기화학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.124-131
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    • 2006
  • 기존의 용융탄산염 연료전지용 연료극인 Ni-Cr전극은 제조과정이 복잡하며, 운전조건에서 전극의 소결과 creep현상으로 인하여 전극의 기공률과 두께가 감소하는 문제점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 Ni-Cr계 전극보다 creep저항성이 우수하다고 알려져 있는 Ni-Al계 합금을 사용하였다. 또한 공정의 단순화로 비용을 절감시키기 위해, 소성과정을 제외하고 tape casting과 건조과정을 거친 green sheet를 단위전지에 장착하여 전처리 과정 중에 소결시키는 in-situ 소결법에 대해 연구하였다. 그러나 기존의 전처리 방법을 이용한 단위전지 평가에서 Ni-Al 합금의 상분리 현상으로 인해 기대하였던 creep저항성 향상을 확인하지 못했고, 운전중 Ni-Al합금 연료극에 단위전지의 구성요소인 matrix 기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$)이 다량 생성되어 전해질 재분배를 일으켜 성능이 하락하는 문제점이 나타났다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 전처리 조건을 변화시키며 실험을 수행하였다. 그 결과, 비활성 기체인 질소를 일정한 구간에 사용함으로써 기존 전처리에서 발생하였던 Ni-Al 합금의 상분리 현상을 억제할 수 있었으며 이로 인해 creep저항성 또한 향상시킬 수 있었다. 그러나 운전 중 생성되는 matrix기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$) 형성비율은 억제할 수 없었다. 위의 전처리 조건을 가지고 단위전지 운전실험을 하였고, 전해질 함침비율을 조절함에 따라 성능을 향상시킬 수 있었으며 2000시간 동안 일정하게 유지함을 확인하였다. 이로부터 기존의 소성전극과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 in-situ 소결법의 가능성을 확인할 수 있었다.

물류시스템 구성요인에 관한 실태분석과 개선방안에 관한 연구 (A Study on Improving Scheme and An Investigation into the Actual Condition about Components of Physical Distribution System)

  • 김경조
    • 유통과학연구
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    • 제7권4호
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    • pp.47-56
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    • 2009
  • 전자부품생산 중·소 제조업체의 물적유통시스템의 효율성과 합리성을 향상시키기 위한 개선방안과 성력화, 정보화 내지 국제화 등의 기업환경변화에 대응해 물적유통을 전략적 측면의 「제3의 이윤원」으로 활용하도록 하는데 필요한 자료를 제공하기 위해서 2009년 6월부터 2009년 8월까지 약 3개월간의 기간을 거쳐 문헌조사방법과 설문지 조사방법을 병행하여 자료를 수집하였다. 연구조사 대상기업으로는 전자부품생산 제조업체 가운데 중·소기업을 중심으로 서울지역에서 27개사, 광주지역에서 10개사, 부산지역에서 12개사, 기타지역에서 10개사, 총 59개사를 선정하여 실태분석을 한 결과 물적유통시스템 구성요인의 효율성과 합리성을 향상시키기 위한 방안으로는 제품부문에서 고객과의 관계지향성을, 시장부문에서는 유통경로구조의 변경과 컨소시엄을 통한 자체 브랜드 개발 및 국내·외 시장에서의 판매계획을, 보관·창고부문의 경우에는 대기업과 연계할 수 있는 방안과 제3자 물류운영체계로의 전환 그리고 정부의 지원을, 수송부문에서는 철도수송의 활용과 「일괄수송협동체계」 내지 전국적인 「네트워크」망 구축 및 단위화물의 적정화를, 포장부문에서는 「유닛 로드 시스템」을 통한 포장규격화와 표준화 및 포장에 대한 전문업체의 교육프로그램 내지 포장기기에 대한 기술혁신이 선행되어야 하며, 재고부문의 경우에는 최고경영자 내지 담당자의 재고에 대한 새로운 접근인식을, 정보 및 컴퓨터 부문에서는 전산화의 정도가 유통 부분간에 상당한 차이가 있지만 궁극적으로 유통분야를 하나로 통합할 수 있는 「통합물류정보서비스(OSS:One-Stop-Service)」망의 구축을, 물류비구성부문에서는 「물류비 산정통일기준」의 제정 및 보급과 확립을, 마지막으로 물적유통시스템부문에서는 전문인력과 투자재원의 확보 및 아웃소싱의 활용을 들 수 있겠다. 결국 물적유통시스템의 합리적인 관리방안은 그 구성요인들의 체계화에 달려있다고 할 수 있으며 그 범위가 워낙 광대함으로 개별 경제적 입장에서 다루기보다는 사회경제적 관점하에서 전체적인 물적유통시스템을 체계화하는 방안으로 접근해야 할 것이다. 그리고 연구의 분석 틀을 가지고 전자부품 생산업체의 물적유통시스템을 개개의 요인으로 나누어 실태분석을 한 결과, 시사점으로는 ① 물적유통시스템의 구성요인이 통합물적유통 시스템으로 흐르지 않는 한 그 구성요인의 운영이 효율적으로 이루어지지 않을 것이다. ② 물적유통분야가 단순한 원가비용절감 분야가 아니라 기업의 중요한 전략적 의사결정분야로 그 중요성이 점차 증대될 것이다. ③ 물적유통 분야를 기업의 주요 경쟁전략 도구로 이용할 수 있다는 점을 들 수 있다. 그리고 연구의 한계점으로는 ① 실태조사를 통한 이론적 고찰에 그쳐 실증적 분석까지 이르지 못했다는 점, ② 임의표본추출에 의한 표본의 설정으로 그 결과에 대한 대표성에 상당한 문제가 있고 또한 결과에 대한 일반화에 제약이 있다는 점을 들 수 있을 것이다. 따라서 향후 이러한 한계점을 극복하기 위한 보다 체계적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

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주문생산 기업을 위한 기계학습 기반 총생산시간 예측 기법 (A Machine Learning-based Total Production Time Prediction Method for Customized-Manufacturing Companies)

  • 박도명;최형림;박병권
    • 지능정보연구
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    • 제27권1호
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    • pp.177-190
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    • 2021
  • 4차 산업혁명 기술의 발전으로 사람이 처리하지 못하는 부분을 기계학습 등 인공지능 기법을 활용하여 개선해 보려는 노력이 확대되고 있다. 주문형 생산 기업에서도 주문에 대한 총생산시간을 예측하여 납기 지연 등의 기업 리스크를 줄이고자 하나 주문마다 총생산시간이 모두 달라 이를 예측하는데, 어려움을 겪고 있다. 주문 처리량 증대, 주문 총비용 절감을 위해 효율성이 가장 낮은 영역을 찾아 그 영역을 강화하는 TOC(Theory of constraints) 이론이 개발되었으나 총생산시간 예측은 제시하지 못하였다. 주문생산은 고객의 다양한 요구로 인해 주문마다 그 특성이 모두 다르므로 개별적인 주문의 총생산시간을 사후에 측정할 수는 있으나 사전 예측을 하기는 어렵다. 기존 주문의 이미 측정된 총생산시간도 모두 달라 표준 시간으로 활용할 수 없는 한계성이 있다. 이에 따라 경험이 많은 관리자는 시스템의 이용보다는 감에 의존하고 있고, 경험이 부족한 관리자는 간단한 관리지표(예, 원재료가 파이프이면 총생산시간 60일, 철판이면 총생산시간 90일 등)를 사용하고 있다. 불완전한 감이나 지표를 기초로 하여 작업 지시를 너무 빨리하면 정체가 발생하여 생산성이 저하되고, 너무 늦게 하면 긴급 처리로 인해 생산비용이 증가하거나 납기를 지키지 못하는 경우가 발생한다. 납기를 지키지 못하면 지체상금을 배상해야 하거나 영업, 수금 등의 부문에 악영향을 미친다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 주문생산시스템을 운영하는 기업의 신규 주문 총생산시간을 추정하는 기계학습 모델을 찾고자 한다. 기계학습에 활용된 자료는 수주, 생산, 공정 실적을 사용한다. 그리고 총생산시간의 추정에 가장 적합한 알고리즘으로 OLS, GLM Gamma, Extra Trees, Random Forest 알고리즘 등을 비교 분석하고 그 결과를 제시하고자 한다.

OSC 활용 의사결정 지원을 위한 경제성 분석 지표 개발 및 사례 시나리오 분석 - 공동주택 PC공법을 중심으로 - (Development of Economic Analysis Indicators and Case Scenario Analysis for Decision-making support for Off-Site Construction Utilization of Apartment Houses)

  • 윤원건;배병윤;신은영;강태경
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.24-35
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    • 2023
  • 최근 국토교통부 '제6차 건설기술진흥기본계획' 및 '스마트 건설 활성화 방안(2022.7.20.)' 등에서 국내 건설 산업 혁신 방안의 하나로 제시되고 있는 PC (Precast Concrete), 모듈러(Modular) 등 탈 현장 건설 생산방식인 OSC (Off-Site Construction)는 공기 단축, 원가 절감, 품질 향상, 건설 폐기물 감소, 안전사고 감소 등 각종 장점이 있는 것으로 알려져 있으나, 현장타설 기반의 전통적 RC공법에 비해 비싼 공사비로 인하여 활용 확산에 제약이 되어왔다. 본 연구에서는 이러한 OSC 활용성을 개선할 수 있도록 공동주택을 대상으로 계획·설계단계에서의 의사결정을 지원할 수 있는 경제성 분석 지표 및 방법론을 제안하였다. 국내·외 연구, 기술자료 조사 등을 통해 전통적인 경제성 분석의 틀에서 공사비 외에도 정량화 가능한 다양한 공동주택 OSC(PC공법 기반) 방식의 경제성 연관 요인들의 특성을 검토하였으며, 최종 편익 부문 지표로는 OSC의 기술적 장점을 반영한 '공사기간', '재해발생', '폐기물발생', '온실가스배출' 을 도출하였다. 또한, 이렇게 제시된 경제성 분석 지표 및 편익 산출기준을 실제 공동주택 사례 데이터를 기반으로 시나리오 분석을 실시하여, 기존 RC공법과의 공사비 차이를 상쇄시키는 편익 수준을 검토하였다. 향후 세부 지표별 측정 기준 적용성에 대해 추가적인 사례 연구 수행과 편익 지표 보완이 필요할 것으로 판단되며, 이를 통해 보다 개선된 효과 검증도 가능할 것으로 판단된다.

웹기반 지능형 기술가치평가 시스템에 관한 연구 (A Study on Web-based Technology Valuation System)

  • 성태응;전승표;김상국;박현우
    • 지능정보연구
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    • 제23권1호
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    • pp.23-46
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    • 2017
  • 2000년대 이전부터 북미 유럽의 선진국을 중심으로 특정 기업이나 사업(프로젝트)에 관한 가치를 평가하는 사례는 있어 왔으나, 개별 기술(특허)의 경제적 가치를 산정하는 체계나 방법론은 국내를 중심으로 최근 들어 활성화되어 왔다. 이러한 기술가치평가 분야는 기술이전(거래), 현물출자, 사업타당성 분석, 투자유치, 세무/소송 등의 다양한 용도로 활용되고 있다. 물론 기술보증기금의 KTRS, 발명진흥회의 SMART 3.1과 같이, 평가대상기술에 대한 기술력(등급) 평가 혹은 특허등급평가를 정성적으로 수행하는 온라인 시스템은 존재해 왔으나, 대상기술의 정량적인 가치금액까지 산출해 주는 웹기반 지능형 기술가치평가 시스템은 한국과학기술정보연구원(KISTI)에 의해 유일하게 개발 및 공식 오픈되어 확산 활용되고 있다. 본 고에서는 KISTI에서 개발 운영중인 웹기반 'STAR-Value' 시스템을 중심으로, 탑재된 방법론 및 평가모델의 유형, 이를 지원하는 참조정보 및 데이터베이스(D/B)가 어떻게 연계 활용되는지를 소개한다. 특히 미래에 발생할 경제적 수익을 추정하여 현재가치화하는 소득접근법 기반의 대표 모델인 현금흐름할인(DCF) 모델과 특정 로열티율을 기반으로 로열티수입료의 현재가치를 기술료 대가로 산정하는 로열티절감모델을 포함한 6개 모델, 그리고 관련 지원정보(기술수명, 기업(업종)재무정보, 할인율, 산업기술요소 등)의 데이터 기반 연계 방식에 대해 살펴본다. STAR-Value 시스템은 평가대상기술에 대한 국제특허분류(IPC) 혹은 한국표준산업분류(KSIC) 등의 분류 정보로부터 기술순환주기(TCT) 지수, 유사업종(혹은 유사기업)의 매출액 성장률 및 수익성 데이터, 업종별 가중평균자본비용(WACC) 및 산업기술요소 지수 등 메타데이터값을 자동적으로 불러오고 여기에 조정요인을 반영하여 기술가치의 산출결과가 높은 신뢰성 및 객관성을 가지도록 한다. 나아가 대상기술의 잠재적 시장규모와 해당 사업화주체의 시장점유율에 대한 정보까지 보유 재무데이터 기반으로 참조값을 제시하거나 기존에 완료된 평가사례 축적 기반으로 업종별 유사 기술의 가치범위값을 제시해 준다면, 본 시스템이 보다 지능형으로 지원 모듈을 연계 활용하고 실시간으로 손쉽게 고(高)정확도의 기술가치범위를 제시해 줄 수 있을 것으로 기대된다. 본 고에서는 웹기반 STAR-Value 시스템이 참조데이터 기반으로 지능형 연계를 수행하도록 해주는 모형선택 가이드라인 지원기능, 기술가치범위 추론 지원기능, 유사기업 선정 기반의 시장점유율 산정 지원기능의 내부 로직 구성을 설명한다. 상기 지원기능을 통해 비전문가(또는 초보자) 수준에서 최적의 평가모형 선택, 기술가치 범위 추론, 유사기업 선택 및 시장점유율 산정에 대한 정보지원이 데이터 사이언스 및 기계학습 기반으로 수행될 수 있다. 본 연구는 기술가치평가 분야의 이론적 타당성을 평가실무에서 활용할 수 있는 평가모델 및 지원정보를 실제 탑재한 웹기반 시스템의 소개에 의미가 있으며, 추가적으로 보다 객관적이고 손쉬운 지능형 지원시스템의 활용성을 높임으로써, 앞으로 기술사업화의 제 분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

지하수내 갈색 부유/침전 물질의 생성 반응에 관한 평형 및 반응속도론적 연구: 적정 양수 기법 및 탁도 제거 방안에 대한 제안 (Geochemical Equilibria and Kinetics of the Formation of Brown-Colored Suspended/Precipitated Matter in Groundwater: Suggestion to Proper Pumping and Turbidity Treatment Methods)

  • 채기탁;윤성택;염승준;김남진;민중혁
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.103-115
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    • 2000
  • 갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

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