본 논문에서는 사이버-물리 시스템의 모델링 및 시뮬레이션 도구인 EcoSuite를 기반으로 지능화, 복잡화되고 있는 사이버-물리 시스템 형태의 무기체계를 개발 및 시험하는 프레임워크를 제시한다. EcoPOD를 이용한 무기체계의 모델링과 타 무기체계 모델들과 연동하여 구성 (Constructive) 시뮬레이션 환경 기반의 전장을 제공하는 EcoSIM이 소개된다. LVC 연동 개발을 위해서는 시뮬레이션 모델 연동 구조와 연동 기술에 순응(compliant)하는 인터페이스 기술, 그리고 시뮬레이션 모델과 실제 시스템(Live), 그리고 사용자와 상호작용하는 시스템(Virtual)의 연계 기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 LVC 연동 개발을 통한 모델의 검증 및 시스템의 기능을 시험하는 아키텍처와 적용 사례가 제시된다.
최근 정보통신기술의 발달에 따른 공공 자전거 시스템 운영 사례가 증가하고 있다. 대도시의 공공 자전거 시스템은 시민에 대한 공공성과 편리성을 모두 확보해야하기 때문에, 도입부터 운영까지 다양한 이슈에 대한 분석이 필요하다. 또한, 최근 라스트 마일 수단으로 각광받고 있는 개인 모빌리티 사업과의 공존을 위한 다양한 시나리오 역시 대비할 필요가 있다. 본 논문은 공공 자전거 시스템의 효율적 운영 관리를 위한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 공공 자전거 시스템의 일반적인 구조와 행태를 모델링 하여 다른 도시에 쉽게 활용할 수 있는 형태로 개발하였고, 컴포넌트 기반의 모델 구성으로 향후 모델의 수정 및 확장이 용이하도록 개발하였다. 본 논문에서는 제안된 방법의 사례로 세종시 공공 자전거 시뮬레이션을 수행하였다. 세종시 공공 자전거 시스템의 데이터를 적용하여 시뮬레이션 결과를 도출하고, 도출된 결과를 세종시 실데이터와 비교하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여, 세종시에 적합한 공공 자전거 서비스를 설계하고 분석할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
이산 사건 시스템 명세 (DEVS)를 이용한 하이브리드 시스템 시뮬레이션은 IoT 기반 Smart factory의 최적 동작을 위한 파라미터 추출 등 멀티 레벨 모델 계층을 포함한 복잡계 시스템의 해석에서 중요한 도구로 사용되고 있다. 하이브리드 시스템은 연속 시간 시스템과 이산 사건 시스템의 특성을 모두 포함하고 있어 그 복잡성으로 인해 결과를 얻기 위해 많은 시간을 필요로 한다. 본 연구에서는 멀티 코어와 GPU가 결합된 이기종 컴퓨터 구조를 이용한 DEVS 기반 대규모 하이브리드 시스템 시뮬레이션의 가속화를 제안한다. 제안하는 멀티 코어-GPU 상호 결합 시뮬레이션 실행 플랫폼을 사용하여 상대적으로 많은 순간 전력을 소모하지만 실행 시간 측면에서 빠른 시뮬레이션이 오히려 전체 에너지 소모 측면에서 장점을 가지는 것을 보여주고자 한다. 이를 위해 대규모 모델의 수평적/수직적 상호 결합된 DEVS 기반 하이브리드 시스템을 시뮬레이션 하였고 효과적인 시뮬레이션을 위한 하드웨어의 조합, 동작 파라미터 변경에 따른 성능 향상을 전력 소모 관점에서 분석하였다.
IT기술의 발달과 더불어 국내산업계는 저탄소 녹색성장에 대한 관심이 증대하고 있다. 기존 건축물들의 막대한 에너지 소비량을 보았을 때 건설산업은 이러한 동향의 중심에 서있다고 해도 과언이 아니다. 따라서 보다 효과적이고 정량화된 방법에 따라 건축물의 친환경 성능을 분석하고 관리하는 친환건설경영이 요구되어지고 있다. BIM이 가지고 있는 객체기반의 파라메트릭 모델링 기술과 생애주기관리의 개념은 친환경 건축물의 성능을 분석하고 관리하는데 유용한 도구가 될 것으로 여겨지며, 따라서 본 연구에서는 친환경건설의 필수 관문이라고 할 수 있는 친환경 인증의 평가항목에 있어서 BIM기반의 시뮬레이션 시스템을 제안하였다. BIM 기반의 친환경건축물 시뮬레이션은 친환경인증의 준비 과정 및 시공과정에서 보다 합리적인 의사결정을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.
웹 환경 기반 모델링 기술의 발전으로 다양한 산업분야에서 활용할 수 있는 서비스 모델에 대한 시뮬레이션 연구가 진행되고 있다. DEVS 형식론은 시간의 흐름에 따라 다양한 정보를 사용하여 시나리오를 통해 시뮬레이션 할 수 있는 도구로써 활용되고 있다. 또한 DEVS/WS는 웹 기반의 DEVS모델들을 분산컴퓨팅환경을 통해 통합하여, 고성능 컴퓨팅과 데이터 분산 등이 요구되는 시뮬레이션 환경으로 활용이 가능하다. 본 연구에서는 이동 노드 간 공간에 대한 정보를 효율적으로 관리하기 위해 Dynamic Interest Management Model(DIMM)를 제안하여 DEVS/WS 환경에서 시뮬레이션 하였다. DIMM에서 시뮬레이션 중 노드의 효율적인 위치 이동을 위해 Genetic 알고리즘을 통하여 최적의 경로를 유도하게 된다. 본 연구에서는 DIMM의 성능을 평가하기 위해 None Interest Management와 전송메시지 수, 시뮬레이션 시간을 비교하였다. DIMM은 공간정보에 대한 인지도관리를 통해 메시지의 수와 시뮬레이션 시간을 절약하는 성능을 제공하였다.
본 논문에서는 국내에서 개발한 각 군의 주요 워게임 모델의 VV&A 수행 실태를 조사 분석한다. 이를 기초로 VV&A 활동의 참조 틀로써 VV&A 프레임워크를 제안한다. VV&A 프레임워크는 VV&A 기본모델과 참조모델 그리고 지원도구로 구성된다. VV&A 기본모델은 VV&A 프로세스, 산출 문서와 적용기법으로 구성된다. VV&A 참조모델은 VV&A 활동 유형별 확인사항 목록표, VV&A 수행 수준 분석모델과 VV&A 성숙도 관리 모델로 이루어진다. VV&A 지원도구는 VV&A 산출 문서 작성과 관리를 지원하는 도구이다. 제안하는 VV&A 프레임워크는 VV&A 계획 수립과 실행 시 참고할 수 있다.
무기체계 획득 프로그램에서 개념설계는 개발대상체계의 군사적 활용목적을 구체화하고, 이를 구현하기 위한 요구사항 수립 및 향후 개발방향을 결정하는 가장 중요한 단계이다. 하지만 미래 지상전투차량 또는 로봇의 개념설계 시 개발 경험 또는 문헌사례 부족, 등을 이유로 초기단계에서 요구사항과 개발방향을 잘못 수립할 경우 이는 향후단계에서 설계오류로 작용될 수 있다. 이는 획득 프로그램에서 위험으로 작용될 수 있으며, 이를 바로잡기 위해서는 비용, 노력, 기간이 요구된다. 미래지상전투차량을 효과적으로 획득하기 위해서는 초기 개발단계에서부터 발생하는 오류를 줄일 수 있는 방안이 필요하다. 본 논문은 이 오류를 줄이기 위해서 개념설계과정에서 수립된 요구사항과 설계방향의 물리적 실현 가능성을 체계 수준의 모델링과 시뮬레이션을 통해 검증하고, 이 시뮬레이션 결과를 활용해 가상의 체계성능을 도출하는 방안에 대해 기술한다. 체계 수준의 모델링 및 시뮬레이션은 최신 설계 기법인 모델기반설계와 형상기반설계 도구를 활용하며, 체계성능은 체계 수준 물리적 모델링 및 시뮬레이션 결과와 기존의 체계 성능분석 전문소프트웨어 연계를 통해 도출된다.
최근 경제는 제조업에서 서비스업으로 이동하고 있기 때문에 서비스 공급사슬을 이해하는 것이 중요하다. 그러나, 공급사슬과 관련된 기존연구의 대부분은 제조업에 집중하고 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해서, 서비스 공급사슬을 조사하고 분석할 필요가 있다. 시뮬레이션은 복잡한 시스템을 분석하고 설계하는데 가장 자주 사용되는 기법 중에 하나이다. 서비스 공급사슬은정교한 설계 단계가 필요한 복잡하고 거대한 시스템이다. 특히, 서비스 공급사슬의 성과를 예측하기 위해서 서비스 공급사슬을 구성하고 있는 구성요소 사이의 동적인 상호작용의 행위를 밀접하게 조사하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 첫 번째로 서비스공급사슬의 개념적 모델이 개발된다. 다음으로 개발된 서비스 공급사슬의 개념적 모델에 대한 시뮬레이션 모델을 개발하기위한 새로운 절차를 제시한다. 시뮬레이션 모델링의 절차는 UML 분석과 설계 도구를 이용하며 ARENA 시뮬레이션 언어로 구현된다. 제안된 절차의 두 가지 주요한 특성은 서비스 공급사슬을 설계하는데 체계적인 절차의 정의와 또한 ARENA 시뮬레이션 언어로 개념적 모델의 변환에 대한 규칙을 제공한다. 본 연구의 결과는 서비스 공급사슬의 지식을 개선하는데 이용될 수 있으며, 또한 서비스 공급사슬 시뮬레이션 모델의 개발을 효율적으로 할 수 있도록 지원한다.
컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 계산과학 응용분야 연구에서는 대용량 컴퓨팅 자원 및 고성능 네트워크 기반의 사이버 인프라스트럭처를 활용하여 복잡한 공학문제를 수치적 모델링과 대규모 계산을 통해 해결한다. 최근에는 이러한 계산과학 시뮬레이션 수행을 다수 사용자들이 언제 어디서나 쉽게 접근하여 사용할 수 있도록 해주는 웹기반 시뮬레이션 수행 환경의 필요성이 요구되고 있다. 그러나 화학, 물리, 구조, 등 계산과학 응용분야의 연구자들이 웹기반 시뮬레이션 수행 환경에서 동작하는 시뮬레이션 도구를 직접 개발하기 위해서는 추가적으로 복잡하고 다양한 IT기술들을 습득하기 위한 많은 시간과 노력이 소요된다. 따라서, 본 논문에서는 응용분야 연구자들이 핵심 알고리즘 연구에만 집중할 수 있도록 웹기반 시뮬레이션 수행을 위한 웹 인터페이스 자동 생성 시스템을 제공한다.
전술 표적에 대한 정보를 획득하기 위해 전투기에 탑재하는 EO/IR 정찰용 파드는 일반적으로 항공기 동체 하단에 장착 운영한다. 이러한 외부 장착물을 장착한 항공기는 외부 장착물 없이 비행하는 항공기에 비하여 복잡한 공력 및 관성력 특성을 갖기 때문에 개발 초기에 개발 위험요소를 사전에 식별하여 설계에 반영할 수 있는 시스템 성능 분석 도구가 필수적으로 필요하다. 본 연구에서는 고기동 환경에서 안정적으로 측정 데이터를 획득할 수 있는 파드를 개발하기 위해 필요한 모델링 및 시뮬레이션 도구 개발 방안을 제시하였다. 우선, 고기동 항공기에 탑재한 파드의 한계 운용조건을 도출하고, 한계 운용조건에 따른 탑재 파드의 공력 및 관성 하중을 분석하였으며, 탑재파드를 장착한 항공기의 임무 모사를 통한 비행데이터 생성 및 전송 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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