이 논문은 신경회로망을 기반으로 한 유도전동기의 고장 진단 기법을 제시한다. 제안된 기법은 고정자전류만을 측정하여 FFT 변환 후 진단 훈련을 위해 일반화한다. 정상, 베어링고장, 고정자 권선고장 그리고 회전자 엔드-링 고장을 갖는 모터로부터 학습데이터를 획득하고 여러 고장 유형을 진단한다. 더욱 효과적인 고장 진단을 위해, 전부하의 100%, 60%, 30%로 부하율을 변화시켜서 학습절차에 적용하였다. 실험 결과들은 제안된 방법이 오차 범위 0.56%∼0.04%와 같은 높은 진단 정밀도를 가지고 있어 실제 진단시스템에 적용 가능함을 보여주고 있다.
항공기 엔진의 고장예지 및 건전성 관리(PHM)는 고장 또는 수명한계 도달 전에 잔존 유효 수명을 예측하는 것이다. PHM 기술 중 예측모델을 확립하는 방법은 물리 기반과 데이터 기반 방법이 있다. 물리기반 방법은 적은 데이터로 정확한 예측이 가능하지만 확립된 손상 물리 모델이 적어서 적용에 한계가 있다. 본 연구는 따라서 데이터 기반 방법을 적용하였으며, 수명 예측을 위해서 신경회로망 알고리즘 중 Multi-layer Perceptron을 이용하였다. 이를 위해 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 C-MAPSS 코드로 생성된 가상 데이터 세트를 이용하여 신경회로망을 학습하였다. 학습된 신경회로망 모델은 테스트 세트에 적용한 후 잔존 유효 수명의 신뢰구간을 예측하고 실제 값을 통해 정확도를 검증하였다. 또한 본 연구에서 제시된 방법을 기존 문헌의 것과도 비교하였고 그 결과 비교적 양호한 정확도를 확인할 수 있었다.
본 논문은 암호화된 영상 데이터가 유비쿼터스 환경 하에서 무선 간섭에 의한 랜덤 오류를 가질 때 복호화 과정의 오류 산사태에 대한 해결책을 제시하였다. 영상 획득 장치는 영상 압축과 암호화 기능을 가지고서 데이터 트래픽 양을 줄이고 개인 정보를 보호하도록 구성한다. 블록 암호 알고리즘은 암호문의 단일 비트 오류가 여러 개의 픽셀 결함을 유발하는 산사태 효과를 겪을 수 있다. 새로운 고장 극복 방식은 오류의 산사태 효과를 다루는데 3 차원 데이터 셔플을 활용하여 에러 비트를 여러 프레임으로 분산시켜서 고립된 영상 결함으로 나타나도록 한다. 인접 화소 값에 대한 평균화 또는 다수결 회로는 에러정정을 위한 데이터 증가 없이 두드러져 보이는 화소 결함을 극복하도록 한다. 이 방식은 기존 Hamming code 방식보다 33% 적은 데이터 트래픽 부하를 가진다.
본 연구는 자율운항 선박의 연료 계통 펌프와 청정기를 대상으로 고장을 진단 사례를 제시하였다. 계측된 신호의 시간종속성을 반영한 심층학습(Deep learning) 알고리즘 적용 절차를 구성하고, 장비의 정상 운전상태와 고장 상태에서 계측한 진동 신호를 고장 패턴 학습에 사용하였다. 특히, 진동 신호에 내포된 열화의 시간 종속성을 반영할 수 있는 방법을 찾고자 하였으며, 슬라이딩 윈도우 연산 과정을 가진 Conv1D를 이용하여고장의 시간 종속성을 반영하였다. 또한 계측된 신호의 차수를 2차원에서 3차원으로 확장하여 시간 영역의 특징을 반영할 수 있는 데이터 전처리과정을 고안하였다. Conv1D 알고리즘의 적층과 변수를 결정하는 과정에서 그리드 탐색 기법을 사용하여 초매개변수의 최적 값을 결정하였다. 마지막으로 제안한 데이터 전처리 방법과 시계열 데이터의 시간 종속성을 반영한 Conv1D 모델이 이상 감지 및 고장 진단에 타당성이 있음을 확인하였다.
P45 본 논문에서는 SOC의 내장된 코어를 테스트하기 위한 새로운 DFT 방법인 순차적 테스트 데이터 압축 방법을 제안한다. 순차적 테스트 데이터 압축 방법은 테스트 데이터양을 줄이기 위하여 공유 비트 압축과 고장 무검출 패턴 압축 방법을 이용하였다. 그리고 순차적 테스트 데이터 압축 방법을 이용하는 회로는 스캔 DFT 방법을 기반으로 하고 있으며, test-per-clock 방법을 적용하여 매 클럭마다 테스트 할 수 있는 구조를 가지고 있다. 제안된 압축 방법의 실험을 위하여 벤치마크 회로인 ISCASS85와 ISCASS89 완전 스캔 버전을 이용하였으며, ATPG와 고장 시뮬레이션을 위하여 ATALANTA를 사용하였다. 실험 결과 순차적 테스트 데이터 압축 방법의 테스트 데이터의 양이 스캔 DFT를 적용한 회로에 비해 최대 98% 까지 줄어듦을 확인하였다.
클라우드 컴퓨팅 기술의 핵심은 데이터 센터이며 데이터 센터 내에서는 네트워킹 기술이 중요하다. 클라우드 데이터 센터에는 수만에서 수십만 개의 물리적 서버로 구성되어 있어서 높은 수준의 데이터 전송이 가능한 네트워킹 기술이 필요하다. 이러한 네트워킹 기술은 또한 확장성과 고장 감내성 등이 필요하며 민첩성이 필요하다. 이를 위해 다양한 다중 경로를 이용하는 기법이 제안되었다. 하지만 주로 부하 균형을 위한 기법이나 임의적으로 경로를 선택하는 데 사용되었다. 본 논문에서는 소프트웨어 정의 네트워킹 기술을 이용하여 다중 경로를 구성하고 다중 경로를 이용하여 트래픽을 병렬 전송함으로써 빠른 전송속도를 가져오며, 확장성 문제를 해결하고 고장 발생 시에 감내할 수 있는 기술을 제안한다.
자동차 부품의 결함은 시스템 전체의 성능 저하 및 인적 물적 손실이 발생할 수 있으므로 생산라인에서의 불량 검출은 매우 중요하다. 따라서 정확하고 균일한 결과의 불량 검출을 위해 딥러닝 기반의 고장 진단 시스템이 다양하게 연구되고 있다. 하지만 제조현장에서는 정상 샘플보다 비정상 샘플의 발생 빈도가 현저히 낮다. 이는 학습 데이터의 클래스 불균형 문제로 이어지게 되고, 이러한 불균형 문제는 고장을 판별하는 분류 모델의 성능에 영향을 끼치게 된다. 이에 본 연구에서는 모터의 동작음으로부터 불량 모터를 판별하는 불량 검출 시스템 설계를 위한 데이터 불균형 해결 방법을 제안한다. 자동차 사이드 미러 모터의 동작음을 학습 및 테스트를 위한 데이터 셋으로 사용하였으며 손실함수 계산 시 학습 데이터 셋의 클래스별 샘플 수 가 반영되는 label-distribution-aware margin(LDAM) loss 와 Inception, ResNet, DenseNet 신경망 모델의 비교 분석을 통해 불균형 데이터를 처리할 수 있는 가능성을 보여주었다.
체크포인터를 삽입한 실시간 시스템에서는 고장이 발생하면 고장 직전의 체크포인터로 회귀하여 태스크를 재실행함으로써 과도 고장을 효과적으로 극복할 수 있다. 이번 논문에서는 체크포인터에서 실행되는 데이터 저장과 고장 탐지 과정을 분리한 새로운 체크포인터 방식을 제안한다. 하나의 체크포인터 구간 내에 여러 개의 고장 탐지 과정을 추가하면 고장 발생에서 탐지까지의 지연 시간을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 태스크가 데드라인 이내에서 성공적으로 수행될 확률을 최대화하는 고장 탐지 과정의 삽입 방법을 제안한다. 고장 탐지 과정이 분리된 체크포인터 방식을 마코프 체인으로 모델링하고 실시간 태스크의 성공적 수행 확률을 계산하는 모의실험을 수행하여 최적의 해를 구하는 과정을 제시한다.
축산폐수는 축사가 대부분 상수원보다 상류지역에 산재하고 있어 이를 효과적으로 관리하기 어려우나, 연속 회분식 반응기(Sequencing Batch Reactor, SBR)는 장치가 간단하고 경제성이 우수하여 축산폐수처리에서 효율적으로 적용될 수 있다. 본 연구에서는 DO(Dissolved Oxygen)과 ORP(Oxidation-Reduction Potential)을 이용하여 지식기반 고장진단 시스템을 제안하였다. 실시간으로 얻어진 ORP, DO값들을 전처리하여, [ORP], [DO]외에 [ORP DO]합성data와 ORP, DO의 특징백터의 합에서 얻어진 fusion data의 총 4개의 data set을 이용하여 각각에 대한 진단과 분류성능을 검토하였다. 이 값을 이용하여 FCM (fuzzy C-mean) 클러스터링 한 후, K-PCA과 LDA로 차원축소시켜 특징백터를 추출하였다. 그리고 Hamming distance로 test data와 특징백터의 거리를 계산하여 각 class를 F1에서 F8까지 분류하였다. 그 결과 데이터를 그대로 이용하는 것 보다 차분데이터형태로 이용하는 것이 우수했으며 그 중 fusion 데이터의 결과가 다른 것들보다 향상된 결과를 보였다. 그리고 K-PCA와 LDA를 결합한 결과가 다른 방법에 비해 우수한 결과를 보였으며 fusion method를 이용한 최고인식율은 98.02%를 나타내었다.
기존의 전동차 주행 상태 및 고장 상태에 대한 정보는 전동차가 기지 입고시 검수요원이 직접 IC 카드를 가지고 차량으로 가서 다운받아 분석을 하는 방식이다. 이러한 방식은 많은 시간 소요로 인해 검수 인력이 비효율적으로 운영될 수 있으며 검수원의 체계적인 정보 분석이 어렵게 된다. 또한 한정된 메모리 용량으로 인한 정보유실이 발생할 수 있다. 전동차가 기지 입고시 수작업으로 했던 전동차 운행 데이터를 자동으로 무선을 통해 검수사무실로 보낼 수 있도록 함으로써 검수요원의 운행 정보 분석이 빠른 시간에 이루어지도록 하고자 하며, 대용량의 메모리로 이용하여 필요한 정보를 장기간 보관하여 기존 시스템의 단점을 보완하고자 한다. 본 논문에서는 무선 전송을 위한 열차의 주행상태 및 고장상태의 정보를 저장하는 VME System과 연결된 개발 보드와 무선 전송된 데이터를 수신하는 서버장치 그리고 데이터 전송 위한 프로그램으로 구성되어 있는 열차 종합정보 전달 시스템을 구현하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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