• 대한산업공학회지
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• 제24권4호
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• pp.551-558
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• 1998

In this paper, a job shop scheduling system is developed which can cope with the changes of shop floor status with flexibility. This system suggests near optimal sequence of operations by using Genetic Algorithm which considers alternative process plans. The Genetic Algorithm proposed in this paper has some characteristics. The mutation rate is differentiated in order to enhance the chance to escape a local optimum and to assure the global optimum. And it employs the double gene structure to easily make the modeling of the shop floor. Finally, the quality of its solution and the computational time are examined in comparison with the method of a Simulated Annealing.

• 대한산업공학회지
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• 제24권4호
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• pp.559-569
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• 1998

Cellular manufacturing system (CMS) has been recognized as an alternative to improve manufacturing productivity in conventional batch-type manufacturing systems through reducing set-up times, work-in-process inventories and throughput times by means of group technology. Most of the studies on the design of CMS assumed that each part has a unique process plan, and that its demand is known as a deterministic value despite of the probabilistic nature of the real world problems. This study suggests an approach for designing CMS, considering both alternative process plans and uncertain demand. A mathematical model is presented to show how to minimize the expected amortized and operating costs satisfying these two relaxations. Four heuristic algorithms are developed based on tabu search which is well suited for getting an optimal or near-optimal solution. Example problems are carried out to illustrate the heuristic algorithms and each of them is compared with the deterministic counterpart.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1565-1574
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• 2011

다이캐스팅 스케줄링은 각 쉬프트마다 생산되는 주조제품의 개수를 결정하여 주어진 성능지수를 최적화하는 작업이다. 본 논문은 다이캐스팅 스케줄을 실제 주조공정에 적용할 때 불량주물 등의 이유로 발생하는 결품을 방지하는 새로운 기법을 제안한다. 선형계획법으로 모델링된 기존의 다이캐스팅 스케줄링은 용탕에 대한 용융로의 평균효율을 최대로 하지만 주조공정에서 불량품이 발생하는 문제에는 대처하지 못한다. 제안된 기법에서는 이전 쉬프트에서 불량주물이 발생하는 경우, 이를 대체할 수 있도록 현재 쉬프트에서 주조공정이 끝나고 남은 용탕의 잔여량을 이용하여 추가로 생산한다. 이 방법은 이미 최적화된 투입 용탕의 양이나 스케줄링 결과를 변경하지 않고도 불량이 발생한 주조제품의 생산량을 최대한 보상할 수 있는 장점을 지닌다. 사례 연구를 통하여 새로 제안된 기법의 우수성과 응용 가능성을 검증한다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제21권3호
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• pp.392-400
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• 2011

본 연구는 선선편이 농산물 및 가공환경 중에 발생하는 미생물학적 위해 요소를 분석하여 공정 중 오염을 유발하는 지점을 재분석하고, 현재 사용되는 HACCP 계획서의 CCP 검증을 통하여 새로운 HACCP 가이드라인을 제시하였다. 본 연구의 대상인 A업체의 공장 내의 환경 오염도를 나타내는 공중 낙하균의 구획 분리 등의 관리로 인하여 $10^1$ log CFU/plate/15 min 이하의 대체적으로 낮은 오염도를 보였다. 기구 및 설비에 대한 표면 오염도를 검사 한 결과, E. coli는 검출되지 않았으며, 기구 및 설비의 총균수와 대장균군 오염도는 1~2 log CFU/100 $cm^2$ 수준을 보였다. 그러나 재료가 직접적으로 닿는 기구 중 원재료를 다듬는 도마($4.20{\pm}2.12$ log CFU/$cm^2$)와 세척 후 이용하는 탈수기 의 표면($4.57{\pm}0.92$ log CFU/$cm^2$)의 총균수의 오염도가 높게 나와 도마와 탈수기를 통해 교차 오염의 위험성이 높은 것을 확인할 수 있었다. A업체의 주요 생산 품목인 양상추와 양배추의 공정별 미생물 감소 효과를 본 결과, 양상추와 양배추 원재료의 총균수는 5~6 log CFU/g, 대장균군은 2.5 log CFU/g 정도의 오염도를 보였으며, 박피 및 절단, 1차 세척, 2차 세척, 건조의 과정을 거친 후의 최종 완제품에 대하여 양상추와 양배추의 총균수는 3~4 log CFU/g, 대장균군은 1~2 log CFU/g의 오염도를 보여 공정 과정을 거치는 동안 미생물이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 2차 세척과 탈수의 과정에서 미생물의 오염도가 유지 또는 증가하여 2차 세척과 탈수 공정에 대한 관리가 필요하였다. 공정 환경과 공정 효과에 대한 미생물학적 위해 요소를 분석한 결과, 기존의 HACCP 계획서에서 지정한 CCP(1차 세척공정, 금속 검출 공정)외에 세 개의 CP(2차 세척 공정, 탈수공정, 완제품의 저장)를 추가 설정한 새로운 HACCP 가이드라인을 제안하였다.

• 대한산업공학회지
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• 제35권4호
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• pp.257-265
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• 2009

This paper considers the hybrid flow shop scheduling problem for the objective of minimizing the number of tardy jobs. In hybrid flow shops, each job is processed through multiple production stages in series, each of which has multiple identical parallel machines. The problem is to determine the allocation of jobs to the parallel machines at each stage as well as the sequence of the jobs assigned to each machine. Due to the complexity of the problem, we suggest search heuristics, tabu search and simulated annealing algorithms with a new method to generate neighborhood solutions. In particular, to evaluate and select neighborhood solutions, three surrogate objectives are additionally suggested because not much difference in the number of tardy jobs can be found among the neighborhoods. To test the performances of the surrogate objective based search heuristics, computational experiments were performed on a number of test instances and the results show that the surrogate objective based search heuristics were better than the original ones. Also, they gave the optimal solutions for most small-size test instances.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.77-84
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• 2005

제강 슬래그는 제강 공정에서 발생되는 부산물로서 주로 에이징 한 후 도로용 노반재로 사용된다. 제강 슬래그내에 포함된 free-CaO와 물과의 반응하여 체적팽창을 일으키기 때문에 공기중에 장시간 에이징 하는 것이 필요하다. 이러한 문제 때문에 제강 슬래그를 콘크리트용 골재로 사용하는데 어려움이 있다. 그러나, 본 연구에서는 고온의 용융상태에서 고속공기로 뿜어 급냉시킨 제강 슬래그를 사용하였다. 이와 같이 급냉시키는 방법은 제강 슬래그내의 free-CaO의 생성량을 저감시킨다. 본 연구에서는 통계적 실험계획법 중 일원배치법을 이용하여 급냉 제강 슬래그 대체율이 플로우, 고성능감수제의 첨가율, 물-시멘트비 및 압축강도 등 모르타르의 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 이들 데이터를 분산분석 후 F-검정을 실시하여 급냉 제강 슬래그가 모르타르의 특성에 유의한 영향을 주고 있는 지를 검정하였다. F-검정결과 유의수준 $1\%$내에서 급냉 제강 슬래그 대체율이 증가할수록 모르타르의 플로우 증가, 고성능감수제 첨가율 및 물-시멘트비의 감소, 압축강도의 증진에 크게 영향을 미치는 것을 검정하였다. 또한, 유동성 및 압축강도를 고려할 때 강모래에 대하여 급냉 제강 슬래그 대체율 $75\%$를 사용하는 것이 가장 우수한 유동성과 압축강도 발현하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권1호
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• pp.115-119
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• 2005

소독부산물에 대한 수질기준이 강화됨에 따라 외국은 물론 국내 정수장에서도 강화응집(Enhanced Coagulation), 대체소독제 사용과 오존/활성탄 등의 고도정수처리공정 등을 도입하여 운영중이거나 도입을 계획하고 있다. 국내에서는 1991년도 낙동강페놀오염사고 전후로 26개 정수장에 이산화염소 발생기가 설치되었으나 실공정에서 축적된 운영자료는 거의 없는 실정이다. 본 연구는 홍수기 특정시기에만 소독부산물이 높게 검출되는 A정수장에 이산화염소 발생기를 설치하여 1년간 운영자료를 토대로 수질개선효과 운영관리상의 문제점과 향후 기존 정수장에서 이산화염소 공정도입시 고려하여야 할 내용을 정리하였다. 이산화염소에 의하 소독부산물 저감효과는 전체공정에서 $30{\sim}40%$ 정도였으나, 2-MIB, Geosmin의 제거율은 10% 이내였다. 이산화염소 부산물이 클로라이트 클로레이트 발생량은 이산화염소 투입량의 $70{\sim}100%$ 정도였으며, 접촉시간이 경과되면서 클로레이트로 전환되는 양이 많아졌다. 또한 이산화염소와 염소를 병행사용할 경우 급배수관망에서 클로라이트와 유리잔류염소가 반응하여 이산화염소가 재생성되어 강한염소냄새(락스성) 민원이 발생될 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권4호
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• pp.592-601
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• 2015

복분자 와인의 제조를 위하여 복분자 과실 및 엑기스로부터 야생효모 Saccharomyces cerevisiae BA29를 분리 및 동정하였으며, 생화학적 특성 및 biogenic amine 생성 여부, 배양학적 특성 및 알코올 발효능과 알코올, 당, 아황산 저항성을 조사하였다. 또한 S. cerevisiae BA29의 산업적 공정 적용을 위한 균체량 증가를 위하여 통계학적 방법인 반응표면분석법을 사용하여 배양 배지 조성의 최적화를 수행하였다. 실험계획법은 중심합성계획을 사용하여 모델을 설정하였고, 산업적 공정 적용 시 비용 대비 효율성이 높은 molasses를 대체 탄소원으로 사용하여 실험을 수행하였다. 통계프로그램을 이용하여 분석한 결과 최대 균체 성장을 위한 배지 조성으로는 molasses 200 g/L, peptone 30 g/L, yeast extract 40 g/L로 예측되었으며, 이때의 최대 균체량은 20.6565 g/L로 예측되었다. 모델의 검증실험 결과 기본 배양 배지와 비교하였을 때 6.39 g/L에서 $20.9167{\pm}0.7925g/L$로 약 3.27배 증가하였다. 최종적으로 S. cerevisiae BA29를 사용하여 복분자 와인을 제조한 결과 20.33%의 알코올 생성능을 나타냈다. 이로써 복분자 과실로부터 분리한 효모 S. cerevisiae BA29를 이용한 우수한 복분자 와인 제조의 가능성을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.149-149
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• 2017

본 논문은 생산라인 자동화를 위한 로봇으로 제조업 시장 확대에 가장 큰 걸림돌이 되는 가격 경쟁력 및 인력난 해소를 위해 설계하였으며 다양한 소재에 대응하기 위해 그리퍼를 교체하여 적용이 되도록 하였다. 자동화를 위한 로봇은 소재의 내외경 가공 및 검사까지 모든 공정이 일괄적으로 이루어 져야하며 LCD 모니터에 생산수량 및 불량률 등의 정보를 실시간으로 나타내어 효율적인 생산계획을 수립할 수 있도록 하였다. 생산라인 자동화를 위해 로봇의 설계는 Auto CAD를 이용하였다. 부품의 가공은 CNC에 적용하기 위해 자동공급장치를 설계하였다. 가공이 완료된 후 측정한 값을 LCD모니터를 통하여 작업자가 알아볼 수 있게 나타냈다. 외경 1은 40.405, 외경2는 32.201, 내경 1은 23.346, 내경 2는 34.302로 나타났다. 측정결과 불량 측정을 위해 측정부의 결과 값이 나타나며 불량이 발생하면 그래프를 이용하여 어떤 부위에서 발생했는지를 알 수 있도록 하였다. 또한 결과 값은 자동으로 저장되도록 하였다. 생산라인 자동화를 위해 100EA를 측정한 결과 외경 1은 40.40438, 외경2는 32.20164, 내경 1은 23.34830 내경 2는 34.30033의 평균값을 나타냈다. 측정값의 검증은 하이트게이지로 측정한 결과 0.003 이내의 결과를 나타냈다. 따라서 본 로봇 자동화 시스템을 적용한다면 생산성 향상 및 불량률 감소가 가능하여 인력대체 및 가격경쟁력이 가능하다고 판단된다.