• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.21-30
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• 2016

최근 자동 생산 시스템은 PLC (Programmable Logic Controller) 제어 프로그램을 일반적으로 사용하고 있다. 생산제품의 수명 주기가 길지 않기 때문에 공법과 라인 및 설비 변경이 자주 일어난다. 대부분, 기존 공정을 바탕으로 이루어지고 설비의 위치 및 제어정보를 수정한다. PLC 제어 프로그램 또한 기존 공정을 바탕으로 수정이 이루어진다. 새로운 제어 프로그램을 검증하기 위해서는 실제 생산 시스템을 구축하기 전에 가상의 공간에서 실제 공정과 같이 구성하여 순차적으로 공정이 진행되는 지 확인할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구는 순차제어(sequential control)와 병목현상 처리에 유용한 Timed-FSA를 기반으로 하는 논리적인 모델링 방법을 사용한다. 기존에 연구되었던 I-O 모델링과 I-O 모델링에서 요구되었던 하나의 설비에 다양한 상태의 정의를 통해 사용자의 시간과 공수를 절감하기 위한 기존 모델링에 페트리네트의 토큰(Petri Nets Coloured Token) 개념을 추가한 확장된 I-O 모델링 방법을 제안한다. 예제 설비를 통하여 사용자의 모델링 시간을 절감하는 실험과 사용자 평가를 통해 제안하는 확장된 I-O 모델링의 편의성을 검증한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.22-30
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• 2015

지금까지의 분리막 공정 모델링에 대한 연구는 주로 2성분계 원료의 분리공정에 집중되어 왔다. 실제 운전에 있어서는 2성분계 혼합물은 매우 드물며 다성분계 혼합물이 대부분이므로 막분리 공정의 설계를 위해서는 다성분계 막분리 공정에 대한 모델개발이 필수적이다. 본 연구에서는 중공사막을 이용하는 분리막 공정에서 다성분 혼합물 원료에 대한 분리공정 모델링을 수행하였다. 다양한 형태의 다성분 공정모델을 구현하였으며 실험결과를 이용하여 모델의 정확도 및 신뢰도를 조사하였다. 개발된 모델들은 원료 흐름의 유입조건과 다양한 운전조건에 대하여 안정적이고 실험 데이터에 근접한 모사결과를 보여 주었다.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.401-408
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• 2018

하수처리 공정모델링 소프트웨어인 EQPS(Effluent Quality Prediction System, Dynamita, France)를 적용하여 A하수처리시설 생물반응조 설계의 적합성을 분석하였다. A하수처리장은 친수용수 수준의 목표수질을 준수하기 위하여 이차침전지 유출수 설계농도를 총질소와 총인, 각 10 mg/L, 1.8 mg/L로 설정하여 설계하였다. 4-Stage BNR 공정인 반응조의 체류시간은 총 9.6시간으로 전무산소조 0.5, 혐기조 1.0, 무산소조 2.9, 호기조 5.2시간이었다. 동절기 공정모델링 결과 친수용수 수준의 목표수질을 만족하기 위하여 혐기조의 체류시간을 0.2시간 늘렸고 당초 설계조건이던 외부탄소원 비상시 주입을 상시적으로 주입해야 하는 것으로 조사되었다. 모델링 결과의 왜곡을 배제하기 위하여 소프트웨어 제조사가 제시한 one step nitrification denitrification 모델의 Default 계수를 사용하였다. 공정모델링은 대체적으로 최적의 상태를 제시하기 때문에 생물반응조 여유율을 고려하면 4-Stage BNR의 체류시간은 9.8시간보다 증가시켜야 한다. 하수처리장 설계단계에서 공정 모델링의 정확한 사용은 하수처리장 건설 후 처리성능과 효율의 안정성을 담보할 수 있는 방법이므로 설계단계에서 철저한 평가가 필요하다.

• 산업공학
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• 제10권1호
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• pp.23-35
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• 1997

혼류생산을 위한 반도체 웨이퍼 제조라인 중 엣칭공정의 생산운영대안의 평가를 위한 시뮬레이션 기반의 분석시스템의 개발사례를 소개한다. 엣칭공정의 공정특성 및 작업흐름을 소개하고 생산운영을 위한 의사결정 문제를 설명한다. 생산운영대안의 평가 및 비교를 위해서는 시뮬레이션 모델을 활용한다. 웨이퍼의 회로계층의 수만큼 일련의 제조공정을 반복하는 반복방문 방식의 작업흐름 특성 때문에 생기는 타 공정성과 연관성을 반영하되 엣칭공정의 작업흐름에 초점을 맞추기 위해 엣칭공정 이외의 타공정을 단순화시키는 모델링기법을 사용하였다. 엣칭베이내의 복잡한 작업흐름 및 장비운영제약 조건등을 모델링하기 위해 활용한 객체지향방식의 모델링기법의 적용사례를 소개한다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2020년도 제61차 동계학술대회논문집 28권1호
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• pp.265-267
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• 2020

본 논문에서는 열간압연 공정에 있어 효율적인 제품 생산 스케줄링에 필수적인 제품단위 에너지 사용 모델링 기법을 제안한다. 제안된 모델은 시스템 자원을 효율적 혹은 최소화하여 사용하여 실시간 처리량을 최대화함으로써 생산 예정 리스트로부터의 예측 작업 수행시간을 최소화할 수 있도록 한다. 제안된 기법은 다변량 선형 모델 방식으로 구성됨으로써 인공 지능 혹은 신경망 학습 방식에 비교하여 그 처리 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 서두에서 대상 응용처인 철강 산업과 열간 압연 공정 및 에너지 스케줄링에 대하여 간략히 언급한 후 본문에서 모델링을 위한 사전 데이터 수집, 모델링 기법을 자세히 설명하고 결론에서 모델의 정확도 성능을 최신 신경망 기법과 비교하여 검증하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.322-331
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• 2017

본 연구는 한국건설기술연구원(KICT)에서 제시한 토목공사용 정보분류체계(Information Classification System)를 기반으로 지하철공사의 정보분류체계를 제시하였다. 그리고 이 기준을 근거로 NAS(Network Analysis System) 운영체계인 공사정보분류체계 - 공정도표 - 작업별 투입 자원을 연동하는 데이터 모델링을 구축하여 통합 모형을 제시하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 데이터 모델링의 통합모형은 다른 토목시설물공사에서도 동일한 절차와 방법으로 적용할 수 있어, NAS를 기반으로 한 공정관리 과학화를 유도할 수 있을 것으로 확신한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.169-173
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• 2002

반도체 공정은 복잡하고 다양한 물리, 화학작용을 수반하며, 폭넓은 데이터 발생 및 관리에도 불구하고 공정진행시 내부 특성의 복잡함 때문에 효율적인 모델링이 어려웠다. 또한 원하는 출력을 얻기 위한 제어입력의 선정도 용이하지 않으므로 현재의 최적공정운영은 전문가의 경험에 의존하여 많은 시행 착오를 거쳐 수행되고 있다. 본 논문에서는 반도체 공정의 최적운영을 위해 다음 세 단계로 나누어 연구를 수행하였다. 첫째, 반도체 공정을 설비를 기반으로 컬러드 페트리 넷을 이용하여 모델링하고 둘째, Run-to-Run control에 기반한 최적공정운영 관리모델을 실험하고 셋째, 지식기반 데이터베이스를 기반으로 하는 지능적인 적응형 공정관리모델(Adaptive Process Control model)의 프레임 웍을 제안한다.

• 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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• 한국시뮬레이션학회 1998년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.133-136
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• 1998

본 연구는 복잡하고 다양한 반도체 공저의 모델링을 통하여 반도체 공정 표준화 작업을 목적으로 하고 있다. 급변하는 세계 반도체 시장에서 국내 반도체 업체가 수위를 지킬 수 있는 방안은 공정의 표준화를 제시함으로써 생산업체에서의 신기술 개발에 따른 어려움을 해소하고 기술 개발과 더불어 생산관리 쪽으로의 이동에 대응할 수 있도록 하여 국제 경쟁력을 키워야 할 것이다. 본 연구의 기대효과로는 현장기술자와 장비운용자의 질적 향상을 위한 교육용 자료로의 활용이 가능하다는 것이다. Presentation Tool을 이용한 시청각 교육효과와 시뮬레이션을 이용한 Process Flow Wide View 증진은 현재 국내 반도체 업체들의 신입사원 교육 시 상당한 효과를 거둘 것이라 예상된다. 이는 생산업체에 국한되어지는 것만은 아니며 반도체 공정에 관련된 대학 학과목에서도 활용되어지리라 생각된다. 또한 Modeling & Simulation Tool을 사용하여 공정을 모델링함으로써 표준화를 만든 후 각 제조 업체들은 이러한 모델들은 이용하여 회사의 실정에 맞추어 자사에 대한 시뮬레이션을 손쉽게 수행함으로써 공정 최적화에 따른 경비 절감의 효과를 거둘 수 있을 것이다. 제품별 혹은 같은 제품이라도 Version이 다를 경우 FAB 공정가운데 약 10% 내외만이 바뀌는 점을 감안하면 본 연구를 통해 얻어지는 결과물인 Computer Model과 Simulator는 쉽게 생산현장에 적용할 수 있으리라 여겨진다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1807-1808
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• 2007

본 연구에서는 반도체 플라즈마 공정감시와 제어에 응용될 수 있는 모델을 제안한다. 본 모델은 광반사분광기(OES)정보와 신경망을 이용해서 개발하였으며, OES의 차수를 줄이기 위해 주인자 분석을 세 종류의 분산 (100, 99, 98%)에 대해서 적용하였다. 모델의 예측성능은 유전자 알고리즘을 이용하여 최적화하였다. 제안하는 모델링 방식은 MERIE를 이용한 Oxide 식각공정에 적용하였으며, 개발된 모델은 발표된 이전의 모델에 비해 증진된 예측성능을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.130.2-130.2
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• 2010

2020년까지 대형 CCS (Carbon Capture and Storage) Demo Plant 시장 (100MW 이상) 이 형성될 전망이다. 발전 부문에서 대규모 CCS 실증 프로젝트는 총 44개이며 연소전(41%), 연소후(28%), 순산소(3%) 프로젝트가 계획되어 있다. 순산소 연소 기술은 실증진입단계, 연소후(USC) 기술은 상용화 추진단계, 연소전 (IGCC) 기술은 실증완료 이후 상용화 진입 단계이다. IGCC 발전의 석탄가스화 기술은 타 산업분야에 서 상용화 되어있어 기술신뢰성이 높다. IGCC 단위설비 기술 개발을 통한 성능개선 및 비용절감에 대한 잠재력을 가지고 있기 때문에 미래의 석탄발전기술로 고려되고 있다. IGCC 기술은 가장 상용화에 앞서있지만 아직까지 IGCC+CCS 대형 설비가 운전된 사례가 전 세계적으로 없으며 미국 EPRI 등에서 Feasibility Study 단계이다. 현재 국책과제로 수행중인 300MW급 태안 IGCC 플랜트를 대상으로 향후 CCS 설비를 적용했을 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 IGCC+CCS 모델링을 수행하였다. 모델링은 스크러버 후단의 합성 가스를 대상으로 하였다. Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정 및 Selexol 공정을 구성하여 최종 단에서 수소 연료를 생산할 수 있도록 하였다. WGSR 공정은 Co/Mo 촉매반응기로 구성되었다. WGSR 모델링을 통하여 주입되는 스팀량 (1~2 mol-steam/mol-CO) 및 온도 변화 ($220-550^{\circ}C$)에 따른 CO가스의 전환율을 분석하여 경제적인 설계조건을 선정하였다. Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum으로 구성된다. Selexol 공정의 $CO_2$와 $H_2S$ 선택도를 분석 하였으며 단위 설비별 설계 조건을 예측하였다. 모델링 결과 59kg/s의 합성가스($137^{\circ}C$, 41bar, 가스 조성은 $CO_2$ 1.2%, CO 57.2%, $H_2$ 23.2%, $H_2S$ 0.02%)가 WGSR Process를 통해 98% CO가 $CO_2$ 로 전환되었다. Selexol 공정을 통해 $H_2S$ 제거율은 99.9%, $CO_2$제거율은 96.4%이었고 14.9kg/s의 $H_2$(86.9%) 연료를 얻었다. 모델링 결과는 신뢰성 검증을 통해 IGCC+CCS 전체 플랜트의 성능예측과 Feasibility Study를 위한 자료로 활용될 예정이다.