• 제목/요약/키워드: 몬테카를로 시뮬레이션 기법

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몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 휴대용 의료기기 누적공차분석에 대한 사례연구 (Case Study of Accumulated Tolerance Analysis Using Monte Carlo Simulation for a Portable Medical Appliance)

  • 이영훈;문덕희
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.83-92
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    • 2016
  • 공차란 각 부품들이 기구적으로 조립되었을 때 원하는 수준의 기능성을 확보할 수 있도록 각 부품의 기하학적 형상이나 위치에 대해 허용하는 치수의 변동량을 의미한다. 또한 공차해석이란 부품들이 조립되었을 때, 각 부품의 공차가 조립품에서 어떻게 누적되어 미치는 영향을 분석하는 일련의 절차를 의미한다. 만일 누적된 공차의 분산이 규정된 일정 수준의 범위를 벗어나면 조립품의 품질에 문제가 발생하기 때문에 당초 설정한 부품의 공차를 수정해야 하며, 이러한 과정을 공차설계라고 한다. 이 논문에서는 휴대용 의료기기의 설계단계에서 공차해석과 공차설계를 위해 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 활용한 사례를 소개한다. 이러한 시뮬레이션 연구를 통하여 제품의 조립성과 기능성을 개선시킬 수 있다.

편심측정 결과가 반영된 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 적외선 광학계 조립정렬 공차 할당 기법 (Tolerance Allocation Method for IR Optics Fabrication Using Monte-Carlo Simulation Based on Measured Reflective Eccentricity)

  • 유재은
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.161-169
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    • 2011
  • 본 논문에서는 광학 민감도가 큰 IR 광학계의 조립정렬과정에서 목표 성능을 만족시키기 위한 조립정렬 허용범위를 설정하는 방법을 제시하였다. 조립정렬 과정에서 편심측정기를 이용하여 각각의 광학소자에 대한 반사 편심량을 측정할 수 있다. 측정된 값을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였고 이를 이용하여 조립 정렬 이후의 광학계의 성능을 예측하였다. 시뮬레이션 결과와 실제 제작된 광학계의 광학 성능을 비교하여 본 논문에서 제시한 공차 할당 기법의 타당성을 확인하였다.

몬테카를로 시뮬레이션을 활용한 SW융합교육 프로그램 개발: 멘델의 유전 원리를 중심으로 (Development of SW-STEAM Education Program Using Monte Carlo Simulation: Focusing on Mendelian Inheritance)

  • 김봉철;유혜진;오승탁;남궁동국;김종훈
    • 정보교육학회논문지
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    • 제26권2호
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    • pp.97-104
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    • 2022
  • 디지털 대전환 시대를 본격적으로 맞이하게 되면서 SW, AI, 빅데이터 등을 바탕으로 한 융합적인 사고력의 중요성이 높아져 가고 있다. 이러한 사회적 요구에 발맞추어 본 연구에서는 생명과학 분야의 멘델의 유전 원리를 몬테카를로 시뮬레이션 기법을 활용한 5차시 분량의 SW융합교육 프로그램을 개발하였다. 스크래치를 활용한 몬테카를로 시뮬레이션 기법으로 멘델의 유전 원리를 프로그래밍하여 구현해 봄으로써 융합적인 사고력 뿐만 아니라 관련 지식을 심화적으로 이해할 수 있도록 프로그램을 구성하였다. 개발한 교육 프로그램의 타당성을 검증 받기 위해 관련 영역의 전문가 11인을 대상으로 타당도 검정을 의뢰하였으며, Lawshe가 제시한 CVR 기준값인 0.59를 충족하여 타당성을 검증받았다.

몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 발사체 단 분리 운동 분석 (Stage Separation Analysis of Launch Vehicle Using Monte Carlo Simulation)

  • 오충석;선병찬;박용규;노웅래
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.341-348
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    • 2015
  • 본 논문에서는 일반적인 발사체의 형상에 대하여 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 분리 유격 분석을 수행하였다. 단 분리는 매우 짧은 시간동안 이루어지며, 매우 많은 운동 변수가 관계되고 충돌 발생시 발사 실패가 나타나는 매우 중요한 비행 이벤트이다. 다양한 오차요인이 무작위(random)로 발생하는 경우에도 설정된 유격조건 내에서 분리가 됨을 확인하기 위해 일반적인 발사체 형상에 대한 단 분리 분석을 수행하였다. 몬테카를로 분석 기법을 발사체 단 분리 분석에 적용함으로서 단 분리 운동시 확률적인 결과들을 제시하였다.

몬테카를로시뮬레이션 기법을 이용한 붕괴 암반사면의 확률론적 안정해석 및 민감도 분석 (Probabilistic Stability and Sensitivity Analysis for a Failed Rock Slope using a Monte Carlo Simulation)

  • 박성욱;박혁진
    • 지질공학
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    • 제20권4호
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    • pp.437-447
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    • 2010
  • 확률론적 해석기법은 사면안정해석을 포함한 다양한 지질공학적인 문제에 내재하는 불확실성을 고려할 수 있는 효과적인 방안으로서 유용한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 확률변수에 대한 무작위 추출을 통해 상태함수인 한계평형식의 안전율을 반복하여 구하는 몬테카를로시뮬레이션 기법을 이용하여 2개의 암반사면에 대해 확률론적 안정해석을 수행하였다. 본 연구에서 사용된 JRC와 JCS 같은 강도정수 등의 확률변수와 사면의 제원은 선행연구과정을 통해 도출된 값을 사용하였으며, 상태함수는 Barton의 경험식을 활용하였다. 본 연구에서는 각 사면별 파괴확률을 계산하고 이에 대한 민감도 및 신뢰성해석을 수행하였다. 특히 기존 결정론적 방법과의 비교와 샘플링 추출 기법에 대한 분석을 수행하였으며 분석결과 기준값보다 높은 파괴확률이 산정되어 사면의 붕괴이력과 부합되는 결과가 도출되었다. 또한 결정론적인 방법에 비해 변동성이 낮은 결과가 도출되어 해석의 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.

몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 지역빈도해석 기법의 성능 분석: 홍수지수법과 인공신경망 모델 (The assessment of performances of regional frequency models using Monte Carlo simulation: Index flood method and artificial neural network model)

  • 이주형;서미루;박재현;허준행
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.156-156
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    • 2021
  • 본 연구는 지역빈도해석을 기반으로한 인공신경망 모델과 기존에 널리 사용되는 방법인 홍수지수법의 성능을 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 인공지능에 대한 접근성이 좋아지며 수문학을 포함한 다양한 분야에 적용되고 있다. 인공지능을 이용하여 강수량 및 유량 등 다양한 수문자료에 대한 예측이 이루어지고 있으나 빈도해석에 관한 연구는 비교적 적다. 본 연구에서 사용된 인공 지능 모델은 대상 지점의 지형학적 자료와 수문학적 자료를 이용하여 인공신경망을 통해 지점의 확률강우량(QRT-ANN) 및 확률분포형의 매개변수 (PRT-ANN)를 추정한다. 지형학적 자료로는 위도, 경도 그리고 고도가 사용되었으며 수문학적 자료로는 대상 지점의 최근 30년 일일연최대강우량을 사용하였다. 지역빈도해석의 정확도는 지역 내 통계적 특성이 비슷한 지점들이 포함되면 될수록 높아진다. 통계적 특성으로는 불일치 척도, 이질성 척도, 적합성 척도가 있으며 다양한 조건의 통계적 특성에 따른 세 개의 지역빈도해석 방법의 성능을 평가하고자 하였다. 대상 지역 내 n개의 지점이 있다고 가정하였을 때, 홍수지수법의 경우 n-1개의 지점으로 추정한 지역 성장곡선을 이용하여 나머지 1개 지점의 확률강우량을 산정할 수 있으며 인공신경망 모델들 또한 n-1개 지점들의 자료를 이용하여 모델을 구축한 뒤 나머지 지점의 확률강우량 및 확률분포형의 매개변수를 예측할 수 있다. PRT-ANN의 경우 예측된 매개변수를 이용하여 확률강우량을 산정하며 시뮬레이션 시행마다 발생시킨 자료의 지점빈도해석 결과에 대한 나머지 세 방법의 평균 제곱근 상대오차 (Relative root mean square error, RRMSE)를 계산하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 성능 분석을 통하여 관측값의 다양한 통계적 특성에 맞는 지역빈도해석 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

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몬테카를로 시뮬레이션과 선형계획법을 이용한 최적의 일정 및 비용 산정방법 (A method of Calculating Optimal Duration and Cost Using Monte Carlo Simulation and Linear Programming)

  • 김용득;이영대
    • 한국건설관리학회:학술대회논문집
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    • 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
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    • pp.210-215
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    • 2004
  • 프로젝트의 계획단계에서 명확한 업무의 정의와 업무간의 상관관계, 자원계획 및 일정계획이 수행되지 않으면, 공사의 진행 시에 많은 변경과 일정 $\cdot$ 비용 상의 문제를 가져올 수 있다. 그래서 본 연구에서는 사례연구를 중심으로 프로젝트 계획단계에서 최적의 소요공기 산정을 위해서 몬테카를로 시뮬레이션과 선형계획법을 적용한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 몬테카를로 시뮬레이션을 사용함으로써 각각의 활동이 독립적이고, 프로젝트 소요시간에 대해서 정규분포를 따른다는 가정의 제약조건을 해소함으로 보다 신뢰한 만한 일정 추정이 가능하였으며, 주 경로와 주 경로에 근접한 경로에 신뢰할 만한 일정편차를 계산할 수 있었다. 또한, 선형계획법을 동해서 최적의 소요비용 산정이 가능하였으며, 프로젝트 목표소요공기의 변동에 따른 최적의 목표공기를 산정할 수 있었다.

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비행안전분석을 위한 낙하분산영역 예측 기법에 대한 연구 (A Study on the Prediction Technique of Impact Dispersion Area for Flight Safety Analysis)

  • 최규성;심형석;고정환;정의승
    • 항공우주기술
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    • 제13권2호
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    • pp.177-184
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    • 2014
  • 우주발사체의 비행안전분석은 정상 및 비정상 비행으로 인해 발생되는 파편의 낙하점 및 낙하분산영역을 예측하여 인명, 선박 그리고 항공기에 미치는 영향을 분석하게 된다. 낙하점 및 낙하분산영역 예측은 우주발사체의 비행안전분석에 필수 요소이다. 특히, 낙하분산영역은 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 예측될 수 있다. 이럴 경우, 수백회 이상의 반복 계산이 요구되는 몬테카를로 방법은 낙하분산영역을 산출하는데 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 대체할 수 있는 방안으로 JU 변환과 다구치 방법을 적용해보고, 세가지 방안의 결과를 비교하여 낙하분산영역 계산을 위해 적합한 방법을 제시한다.

몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 NPV(Net Present Value) 분석에 대한 확률론적 접근

  • 김지현
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.388-390
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    • 2006
  • 투자안 가치평가 방법에는 화폐의 시간가치를 고려한 방법과 고려하지 않는 방법이 있다. 이중 가장 많이 쓰이고, 중요한 방법으로는 화폐의 시간 가치를 고려한 순현재가치법(NPV), 내부수익률법(IRR), 수익성지표법(Pl)등이 있다. 이중에서도 우리는 투자사업으로부터 사업의 최종년도까지 얻게 되는 순이익(수익-비용)의 흐름을 현재가치로 계산하는NPV 분석을 많이 실시하고 있다. 즉, 어떤 자산의 NPV가 0보다 크면 투자 시 기업가치의 순증가가 발생하므로 투자가치가 있는 것으로 평가하고 0보다 작으면 기업가치의 순감소가 발생하므로 투자가치가 없는 것으로 평가한다. 여기에서 많은 기업경영자 및 재무담당자들은 다음과 같은 의문을 갖고 NPV분석의 약점을 보안할 필요성을 제기하고 있다. “결과로부터 얻은 단일 값이 정말 신뢰할 만한 값인가?”, “만약 몇 가지의 리스크 요인이 우리의 사업모델에 영향을 미친다면 그 결과는 어떻게 달라질 것인가?”, “우리가 얻은 결과 값의 실현 가능성은 몇%이고 나머지 발생 가능한 값들의 분포는 어떻게 될 것인가?” 위 질문에 대한 답을 얻을 수 있다면 투자안에 대해 빠르고 올바른 의사결정을 내릴 수 있으며 실패의 위험을 줄일 수 있다 이런 분석을 가능하게 해 주는 것이 확률론적 분석이며, 즉 몬테카를로 시뮬레이션 기법이다. 이미 많은 선진 기업에서 이 방법을 통하여 모든 의사결정에 중요한 참고 자료로 이용하고 있으며 본 논문은 몬테카를로 분석의 대표적인 소프트웨어인 Crystal Ball을 이용하여 그 활용 사례를 소개하고자 한다.

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몬테카를로 방법 기반의 이동최소제곱을 이용한 밀도 데이터의 벡터장 시각화 (Visualization of Vector Fields from Density Data Using Moving Least Squares Based on Monte Carlo Method)

  • 김종현
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.1-9
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    • 2024
  • 본 논문에서는 밀도 데이터로부터 다양한 벡터장 패턴을 시각화하는 새로운 방법을 제안한다. 이를 위해 물리 기반 시뮬레이션과 기하학적 처리에서 사용되는 이동최소제곱(Moving least squares, MLS)을 이용한다. 하지만 일반적인 MLS는 벡터기반의 제약조건을 통해 고차 보간되기 때문에 밀도의 특성을 고려하지 못한다. 본 논문에서는 입력 데이터에 내포되어 있는 밀도의 특성을 효율적으로 고려하기 위해 몬테카를로 기반의 가중치를 MLS에 통합하여 다양한 형태의 백터장을 표현할 수 있도록 알고리즘을 설계한다. 결과적으로 일반적인 MLS와 발산제약 기반의 MLS 같은 기존 기법으로는 표현하기 힘든 디테일한 벡터장을 실험을 통해 보여준다.