• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.17-25
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• 2019

항공기 엔진의 고장예지 및 건전성 관리(PHM)는 고장 또는 수명한계 도달 전에 잔존 유효 수명을 예측하는 것이다. PHM 기술 중 예측모델을 확립하는 방법은 물리 기반과 데이터 기반 방법이 있다. 물리기반 방법은 적은 데이터로 정확한 예측이 가능하지만 확립된 손상 물리 모델이 적어서 적용에 한계가 있다. 본 연구는 따라서 데이터 기반 방법을 적용하였으며, 수명 예측을 위해서 신경회로망 알고리즘 중 Multi-layer Perceptron을 이용하였다. 이를 위해 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 C-MAPSS 코드로 생성된 가상 데이터 세트를 이용하여 신경회로망을 학습하였다. 학습된 신경회로망 모델은 테스트 세트에 적용한 후 잔존 유효 수명의 신뢰구간을 예측하고 실제 값을 통해 정확도를 검증하였다. 또한 본 연구에서 제시된 방법을 기존 문헌의 것과도 비교하였고 그 결과 비교적 양호한 정확도를 확인할 수 있었다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2004년도 정기학술대회
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• pp.123-128
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• 2004

본 논문에서는 가속 수명 시험을 통하여 열전소자의 수명 분포, 모수 등을 규명하였으며 고장 분석을 통하여 열전 소자의 수명 증가를 위한 대책 방안을 논의하였다. 가속 수명 시험 결과 열전 소자는 형상 모수 3,6인 Weibull 분포를 따름을 알 수 있었다. 열전 소자가 반도체 부품임에도 불구하고 형상 모수가 큰 이유는 반복 Bending에 의한 피로 파괴가 발생하기 때문임을 고장 분석을 통하여 규명하였다. 위의 고장 메커니즘을 설명할 수 있는 가속 모델식은 Coffin-Manson식으로 설명되어 질 수 있으며 가속수명시험 결과 재료 상수는 1.8임을 알 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.456-458
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• 2022

국제해사기구의 환경규제로 조선소에서는 선박의 효율향상을 위한 다양한 연구를 추진하고 있으며, 선박의 무게절감을 위한 노력이 진행 중이다. 최근, CNT소재를 포함하는 복합소재는 일반 철판 소재 대비 40% 이상 무게절감이 가능한 장점이 있어, 선박의 클램프나 도어스킨으로 대체사용이 가능한 장점이 있다. 이에, 본 연구에서는 CNT소재를 포함하는 복합소재의 수명예측을 위해, 가속열화시험 방법과 머신러닝 기법을 이용한 수명예측을 통해 결과를 비교하였다. 가속열화시험은 아레니우스 모델식을 이용하였고, 머신러닝 기법은 회기분석 알고리즘을 이용하여 수명을 예측하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.612-617
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• 2011

동합금 Elbrodur-NIB 재질에 대해 평균응력을 포함한 응력제어시험을 수행하였으며, 그 결과 라체팅 거동에 응력진폭, 평균응력, 응력속도가 어떠한 영향을 주는지에 대해 시험을 통해 알 수 있었다. 라체팅 변형률은 같은 평균응력에서 응력진폭이 증가할수록, 또한 같은 응력진폭에서 평균응력이 증가함에 따라 같이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 응력속도가 증가함에 따라 라체팅 변형률은 감소하는 것을 알 수 있었다. $10^2-10^5$ 영역에서 3가지 평균응력을 포함한 피로수명예측모델을 검토하였으며, 그 결과 Smith-Watson-Topper가 제안한 모델과 Walker가 제안한 모델이 매우 신뢰성 있는 결과를 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3633-3642
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• 2015

단기추진제는 Nitrocellulose를 주요 에너지원으로 사용하는 추진제이다. 추진제의 정확한 저장 수명 예측은 인적, 물적 자원의 비용 절감 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 안정제 함량 변화모사에 대해 n차 반응속도 모델을 적용하여 최적의 반응차수를 도출하고, 이에 따른 저장 수명을 예측하였다. 고온가속노화시험 결과로부터 최적의 반응차수는 1.15481로 도출되었으며, 이때의 추정표준오차(${\times}100$ 기준)는 16.284로 나타났다. 일반 저장온도 범위를 $21^{\circ}C$에서 $30^{\circ}C$로 가정하면, 본 시험에 사용된 단기추진제는 약 35년에서 최대 140년까지 저장 수명이 예측되었다. 정확한 저장 수명을 예측하기 위해서는 탄약 저장고내 온도 분포를 데이터화하여 적용하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.568-574
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• 2021

2020년부터 시행된 「지속가능한 기반시설 관리기본법」에 의해 저수지는 체계적인 유지관리와 성능개선 등의 선제적인 관리로 노후화에 따른 생애주기 비용을 최소화하도록 관리해야 한다. 생애주기를 고려한 유지관리를 위해서는 공용기간이 증가함에 따라 지속적인 성능저하에 의해 수명이 종료되는 시점을 생애 주기적인 관점에서 도출하는 것이 필수적이며 이를 위해서 저수지의 성능저하예측 모델 개발이 요구된다. 본 논문에서는 저수지를 주요 복합시설인 제체, 여수로, 취수시설로 구분하고, 생애주기 유지관리를 위한 성능저하예측 모델을 개발하였다. 모델 개발을 위해 농어촌공사의 농업기반시설 시스템(RIMS; Rural Infrastructure Management System)이 관리 중인 유지관리 정보 데이터를 수집하였으며, 수집된 데이터를 통계적으로 분석하여 모델 개발에 활용 가능한 데이터를 선별하고 추세분석을 통해 모델을 개발하였다. 개발된 모델을 통해 저수지가 현행의 유지관리 체계에서 예상되는 기대수명과 미조치시 예상되는 기대수명을 예측하였으며, 현행 유지관리체계에서의 기대수명은 미조시치 기대수명보다 약 네 배가 증대되는 것으로 나타났다. 본 논문을 통해 제안된 모델을 활용하여 향후 저수지의 생애주기를 고려한 운영관리와 유지보수의 의사결정 지원이 가능할 것으로 판단된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.359-360
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• 2020

리튬 이온 배터리가 전기 자동차의 주 동력원으로 사용됨에 따라 배터리의 잔존 수명 예측기술의 중요성이 부각되고 있다. 사용 환경에 적합한 잔존 수명 예측을 위해 전기 자동차의 주행 환경을 모사하여 충전 및 방전이 빈번하게 나타나는 UDDS 프로파일에서 범용적으로 사용할 수 있는 수명 인자를 선정하는 것이 필수적이다. 배터리의 잔존 용량과 가장 상관도가 높은 수명 인자를 선정함으로써, 인공지능 기반 예측 알고리즘의 정확도 향상을 기대 할 수 있으며, 태양광 ESS와 같은 상이한 특성의 어플리케이션에도 범용적인 적용이 가능하다.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.594-609
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• 2023

TBM 공법은 굴착면 안정성 확보 및 주변환경에 비치는 영향을 최소화하기 때문에 도심지나 하·해저터널 등에서 적용 사례가 증가하는 추세이다. 디스크 커터의 수명을 예측하는 대표적인 모델 중 NTNU모델은 커터수명지수(Cutter Life Index, CLI)를 주요 매개 변수로 활용하지만 복잡한 시험절차와 시험장비의 희귀성으로 측정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 다중선형회귀분석과 트리 기반의 머신러닝 기법으로 암석물성을 활용하여 CLI를 예측하였다. 문헌 조사를 통해 암석의 일축압축강도, 압열인장강도, 등 가석영함량과 세르샤 마모지수 등을 포함한 데이터베이스를 구축하였고 파생변수를 계산하여 추가하였다. 다중선형회귀분석은 통계적 유의성과 다중공선성을 고려하여 입력 변수를 선정하였고 머신러닝 예측 모델은 변수 중요도를 기반으로 입력 변수를 선정하였다. 학습용과 검증용 데이터를 8:2로 나누어 모델 간 예측 성능을 비교한 결과 XGBoost가 최적의 모델로 선정되었다. 본 연구에서 도출된 다중선형회귀모델과 XGBoost모델을 선행 연구와 예측 성능을 비교하여 타당성을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.151-159
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• 2008

차선의 밝기를 나타내는 반사성능은 교통량, 도색 후 경과시간, 차선재료, 색상 등에 따라 지역별로 차이가 발생한다. 본 연구에서는 고속도로에서 조사된 차선 성능의 자료를 바탕으로 교통량과 차선의 공용수명을 독립변수로 하고 차선의 성능을 종속변수로 하는 회귀식을 산정하였다. 전국의 고속도로를 대상으로 모바일 차선반사 성능 차량을 사용하여 $2005{\sim}2006$년의 2년동안 3개월 간격으로 차선의 성능을 추적 조사하였다. 축적된 DB에는 차선의 성능뿐 아니라 차선의 재료, 색상, 기하구조, 교통량, 도색시기 등이 포함되어 있다. 본 연구에서 추적 조사된 차선성능을 기초로하여 다양한 환경에서의 차선재료의 성능을 비교 분석하여 여러 인자에 의한 차선성능 곡선을 도출하였다. 차선성능 곡선을 통해 지역별 교통량과 도색 이후의 시간의 경과에 따른 차선의 성능을 예측할 수 있었다. 선형함수, 로그함수, 지수함수, 음지수함수 등을 이용하여 차선의 성능을 나타내는 회귀식과 변동을 추정한 후, 결정계수가 가장 높고, 현장측정치와 가장 유사한 모형을 차선의 성능 예측모형으로 결정하였다. 현장조사 결과와의 검증결과, 차선성능 예측 모델은 90% 신뢰도에서 유의함을 볼 수 있었고, 특히 누적 교통량의 증가에 따라 현장 데이터와 높은 연관성을 보여주었다. 따라서 본 방법론에 의한 차선수명 예측 모델을 통해 차선의 공용수명과 잔존수명을 예측하여 도색시기를 결정할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.343-352
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• 2010

최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.