상용 구조해석 프로그램을 이용한 구조물의 최적설계에서는 최적화 프로그램과 구조해석 프로그램의 연결 및 두 프로그램 사이의 데이터 교환이 용이하지 못하다. 최근 많은 구조물 설계자들은 근사 최적화 기법을 이용하여 이와 같은 문제들을 해결하고 있다. 일반적으로 최적실계 문제의 설계변수에 대한 설계영역은 아주 작은 값에서 아주 큰 값으로 범위가 정해진다. 이렇게 넓은 설계영역에서 생성된 시스템 응답 근사식의 정확도는 떨어지게 되며, 이는 근사 최적해에 지배적인 영향을 미친다. 따라서, 본 연구의 목적은 넓은 설계영역에서 정확도가 높은 근사식 생성을 위한 순차 설계영역법 개발에 있다. 순차 설계영역에서의 근사식은 반응표면법을 이용하여 구성하고, 반응표면법에 필요한 실험방법으로는 직교 배열표를 사용한다. 본 연구에서는 순차 설계영역법의 신뢰도 검증을 위하여 3부재 및 10부재 트러스 구조물을 수치예제로 선정한다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제16권3호
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pp.449-461
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2009
최근의 생산 공정은 공정의 자동화, 고객 요구의 다양화 등으로 많은 품질 특성치들을 갖는 다변량 공정의 형태가 일반적이며, 벡터 공정능력지수는 이러한 다변량 공정의 능력을 평가하기 위한 대표적인 측도라 할 수 있다. 한편 공정의 분포에 대한 정보를 정확히 파악하기 어려운 실제 현장의 상황에서 보다 정확한 공정능력을 평가할 수 있는 통계적 추정 문제는 현실적으로 중요한 문제라고 할 수 있다. 본 논문에서는 특정한 이변량 지수 공정 하에서 이변량 벡터 공정능력지수 $C_{pkl}$에 대한 신뢰영역의 추정 문제에 관하여 연구하였다. 먼저 지수분포의 특성을 고려하여 실제 현장에서 널리 사용되고 있는 가장 기본적인 일변량 공정능력지수들 중에서 규격 하한만을 고려한 형태인 $C_{pkl}$에 관하여 이변량 벡터 공정능력지수 $C_{pkl}=(C_{pklx},\;C_{pkly})$로 확장 정의하고, 이 지수의 플러그-인 추정량 및 관련 극한 확률분포를 유도하였다. 또한 이 지수에 대해 Marshall과 Olkin (1967)의 이변량 지수분포 모형을 기초로 근사 신뢰영역을 제시하였으며, 모의실험을 통하여 이변량 벡터 공정능력지수 $C_{pkl}$에 대한 95% 정규 근사(Asymptotic Normality: AN) 신뢰영역에 대한 이용가능성 및 효율성을 비교 분석하였다.
For effective construction of second-order response surface models, an efficient quad ratic approximation method is proposed in the context of trust region model management strategy. In the proposed method, although only the linear and quadratic terms are uniquely determined using 2n+1 design points, the two-factor interaction terms are mathematically updated by normalized quasi-Newton formula. In order to show the numerical performance of the proposed approximation method, a sequential approximate optimizer is developed and solves a typical unconstrained optimization problem having 2, 6, 10, 15, 30 and 50 design variables, a gear reducer system design problem and two dynamic response optimization problems with multiple objectives, five objectives for one and two objectives for the other. Finally, their optimization results are compared with those of the CCD or the 50% over-determined D-optimal design combined with the same trust region sequential approximate optimizer. These comparisons show that the proposed method gives more efficient than others.
In this paper, a new method for constrained optimization of noisy functions is proposed. In approximate optimization using response surface methods, if constraints have severe noise, the approximate feasible region defined by approximate constraints is apt to include some of the infeasible region defined by actual constraints. This can cause the approximate optimum to converge into the infeasible region. In the proposed method, the approximate optimization is performed with the approximate constraints shifted by their deviations, which are calculated using a diagonal quadratic response surface method. This can prevent the approximate optimum from converging into the infeasible region. To fit the objective and constraints into diagonal quadratic models, we select the center and 4 additional points along each axis of design variables as experimental points. The deviation of each function is calculated using the differences between the real and approximate function values at the experimental points. A sequential approximate optimization technique based on the trust region algorithm is adopted to manage approximate models. The proposed approach is validated by solving some design problems. The results of the problems show the effectiveness of the proposed method.
Nowadays, it is performed actively to optimize by using an approximate model. This is called the approximate optimization. In addition, the sequential approximate optimization (SAO) is the repetitive method to find an optimum by considering the convergence of an approximate optimum. In some recent studies, it is proposed to increase the fidelity of approximate models by applying the sequential sampling. However, because the accuracy and efficiency of an approximate model is directly connected with the design area and the termination criteria are not clear, sequential sampling method has the disadvantages that could support an unreasonable approximate optimum. In this study, the SAO is executed by using trust region, Kriging model and Optimal Latin Hypercube design (OLHD). Trust region is used to guarantee the convergence and Kriging model and OLHD are suitable for computer experiment. finally, this SAO method is applied to various optimization problems of highly nonlinear mathematical functions. As a result, each approximate optimum is acquired and the accuracy and efficiency of this method is verified by comparing with the result by established method.
일반 구조물의 신뢰성 해석에서는 한계상태 방정식이 implicit한 이유로 추출법이나 확률 유한요소법이 주로 이용되나, 이들 방법은 여러번의 구조해석 결과가 필요하므로 시간과 노력이 크게 소요된다. 반면 응답면 기법은 적은 횟수의 구조해석 결과를 이용하여 implicit한 응답면을 관심있는 영역에서 근사하는 방법으로 일반 구조물의 신뢰성 해석에 효율적으로 이용할 수 있다. 본 논문에서는 응답면 기법으로서 중심합성 계획법, Bucher-Bourgund법, 그리고 인공신경망에 의한 근사법을 이용하여 일반 구조물의 신뢰성 해석에 적용하고, 각 방법의 장단점을 비교하였다.
항공기나 헬기에서 투하되어 수면으로 입수하는 경어뢰에 작용하는 충격력은 경어뢰 구성부의 손상을 유발시킬 수 있으므로 투하 속도 및 투하 고도를 제한하는 조건이 된다. 따라서, 투하 조건에 따라 입수 충격을 신뢰성 있게 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 선수부 형상에 대한 함수로 입수 충격을 근사적으로 추정할 수 있는 방법을 제시하고, 그 결과를 수치 해석 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제시된 근사화 방법으로 추정한 입수 충격의 크기나 작용시간은 포텐셜 유동이나 점성 유동 해석에 의한 결과들과 비교적 잘 일치하므로 본 연구 결과는 초기 설계 단계에서 안전 발사 영역을 선정하기 위한 기법으로 유용하게 사용될 수 있다.
사다리꼴 주름평판은 복잡한 주름 모델링으로 인해 흔히 직교이방성평판으로 단순화하여 해석한다. 그러나 고주파수 대역에서는 주름의 국부 진동으로 인해 직교이방성평판 모델이 유효하지 못하다. 본 연구에서는 파수영역수치해석기법을 이용하여 사다리꼴 주름평판의 고주파수 대역 진동 및 소음 특성을 규명하고, 이를 토대로 주름평판의 주파수 대역별 진동 및 소음 특성을 반영한 근사계산 방법을 제안한다. 근사계산에서는 전역 및 국부 진동을 반영할 수 있도록 주름평판을 네 개의 평판모델로 구성하였으며, 근사계산을 통해 구한 방사효율을 수치해석 결과와 비교함으로써 방법의 신뢰성을 검증하였다.
본 연구에서는 2단으로 구성된 달착륙선 충격 흡수 장치에 대한 최적화를 수행하였다. 충격 흡수 장치의 복잡한 충격거동을 모사하기 위해 1차원 구성방정식 모델을 제안하였으며, 이와 함께 상용해석 소프트웨어인 ABAQUS를 활용하여 최적화를 위한 2차 다항회귀 메타모델을 구성하였다. 구성된 메타모델을 순차적 근사 최적설계 기법에 적용하여 2단 충격 흡수 장치의 최적화를 수행하였으며, 이를 통해 허니컴 구조를 이용한 충격 흡수장치의 셀크기와 포일 두께를 변화시킴에 따라 달착륙선의 월면 착륙 시 충격하중을 크게 저감시킬 수 있음을 확인하였다.
In this paper we study two vector-valued process capability indices $C_{p}$=($C_{px}$, $C_{py}$ ) and $C_{pk}$=( $C_{pkx}$, $C_{pky}$) considering process capability indices $C_{p}$ and $C_{pk}$. First, we derive two asymptotic distributions of plug-in estimators (equation omitted) and (equation omitted) under. some proper. conditions. Second, we examine the performance of asymptotic confidence regions of our process capability indices $C_{p}$=( $C_{px}$ , $C_{py}$ ) and $C_{pk}$=( $C_{pkx}$, $C_{pky}$) under BN($\mu$$_{x}$, $\mu$$_{y}$, $\sigma$$^2$$_{x}$, $\sigma$$^2$$_{y}$,$\rho$)$\rho$)EX>)EX>)EX>)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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