D-최적 등을 위시한 최적실험은 비선형모형인 경우 추정을 하여야할 모수에 의존하는 문제점이 존재한다. 따라서 기본적으로 문헌에서는 모수추정을 위해서는 순차실험을 제안한다. 본 연구에서는 2단계 실험설계를 모수추정의 사례를 포함한 다양한 환경 하에서의 사용방법을 알아보았다. 본 연구에서 제안한 내용은 단계의 수나 구체적인 실험기준의 숫자에 상관없이 적용되는 범용적인 기준이다. 본 연구는 2단계 실험에서 3개 이상의 실험목적을 가지고 있는 경우 하이브리드(hybrid)방법을 제안하였다. 모든 실험은 근사실험설계의 형태로 논의되었다.
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.
효율적인 최적설계를 위해 공학분야에 도입된 대체모델의 정확성은 표본점에 큰 영향을 받는다. 대체모델의 정확성을 높이는 방법으로 기 추출한 응답을 이용하는 순차실험계획이 제안되었다. 크리깅 대체모델의 상관계수를 가중치로 적용하여 대체모델의 정확성을 향상시킨 연구가 있었으나, 주어진 정보가 부족하거나 상관계수가 잘못 추정된 경우 표본점이 잘못 추출되어 대체모델의 강건성이 저하된다. 본 논문에서는 기존 순차실험계획의 여러 문제점을 제시하고, 이를 해결하기 위한 가중함수 기반 순차 최소거리최대화계획을 제안한다. 제안하는 순차실험계획의 효용성을 수학 함수에 적용하여 기존 순차실험계획들과 비교하여 정확성과 강건성이 향상됨을 예시한다.
대한산업공학회/한국경영과학회 1992년도 춘계공동학술대회 발표논문 및 초록집; 울산대학교, 울산; 01월 02일 May 1992
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pp.188-197
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1992
제품 개발에 관한 응용 연구 혹은 개발 연구의 실험 결과가 품질특성의 본질적인 성격이나 측정시의 편의때문에 순차 범주형 자료(ordered categorical data)로 분류되는 경우가 있다. 본 논문에서는 망목 특성 문제(nominal-the-best type problem)를 분석하는데 있어서 기존의 다구찌 누적법이 순차 범주형 자료분석법이 안고 있는 문제점들을 고찰하고, 이를 개선하기 위해 품질손실에 근거한 목표 누적법을 제시한다. 본 논문에서 제시한 기법을 post-etch contact window데이타에 적용해 본 결과 인자의 최적수준을 결정하는데 용이하였다.
본 논문에서는 사이클로트론 전자석의 설계과정을 체계화하고, 자기장 최적화 과정을 순차적 근사화 기법을 이용하여 설계를 진행하였다. 설계하는 전자석은 방사성동위원소생산을 목적으로하는 PET(Positron Emission Tomography) 사이클로트론 이며, 크기를 줄이고 동위원소의 효율적인 생산을 위해 에너지대역은 10MeV로 선정하였다. 설계과정은 실험계획법 중 하나인 LHS(Latin Hypercube Sampling) 기법을 통해 샘플 데이터를 구성하고, 이를 바탕으로 크리깅을 이용해 근사모델을 구성한다. 근사 모델과 진화 알고리즘을 이용해 목적에 맞는 최적의 형상을 찾을 수 있다. 이러한 과정을 반복함으로써 점진적으로 목적에 부합하는 형상을 찾을 수 있다. 각각의 형상의 성능을 판단하는 목적함수를 단계별로 규칙을 정함으로써 결과의 신뢰도를 높인다. 이로써 시간적 효율을 증대시키고 전문지식이 부족한 설계자도 고성능의 형상을 얻을 수 있다. 최적화과정은 STEP1과 STEP2로 나누어 진행되며, STEP1에서는 초기사이클로트론 전자석을 설계하고, 자기장 최적화를 진행한다. STEP2에서는 빔 시뮬레이션 및 분석을 통하여 최적화를 진행하고, 최종적으로 전자석모델을 완성한다.
최근 공학적 설계문제들이 복잡해짐에 따라 크리깅을 이용한 근사최적화에 관한 연구가 활발하다. 따라서 본 논문에서는 개선된 확률론적 최적화 알고리즘을 제안함으로써 크리깅을 이용한 근사최적설계의 정확성과 효율성을 높이고자한다. 순차적 근사최적화 시 확률적인 설계영역으로의 이동을 위해 새로운 방법인 확률론적 국부화기법(SLM)을 제안하며, 고전적 계획법, 공간충진 계획법의 두 실험계획법을 사용함으로써 실험점 선정의 효율성을 높이고, 실험계획법의 종류에 따른 결과를 비교, 분석하였다. 또한 3부재 트러스, Sandgren의 압력용기 그리고 하니콤 인공위성 플랫폼 최적설계의 실제 공학적 문제에 적용함으로써 효율성을 검증하고자 한다.
방대한 양의 데이터들 속에 존재하는 일관된 흐름이나 경향을 파악해 내는 데이터 마이닝에 대한 관심이 확산되고 있다. 특히 항목들 상호간의 연관성을 나타내는 연관 규칙과 시간 개념이 포함되어 항목들 사이의 순서를 찾아내는 순차 패턴의 탐사는 데이터 마이닝에서 중요한 역할을 하고 있다. 본 논문에서는 트랜잭션 데이터베이스에서 연관 규칙과 순차 패턴을 탐사하는 시스템의 설계 및 구현에 관하여 기술한다. 연관 규칙을 위해 Aproiri, DHP를, 순차패턴을 위해 AprioriAll등 기존에 연구된 대표적인 알고리즘들을 사용하였고, Windows NT상에서 Visual C++과 JAVA언어로 구현하였다. 편리한 사용자 환경 구축을 위해, 데이터의 입력 형식으로 텍스트 타입과 MDB(Microsoft Access)형태를 모두 처리할 수 있게 하였고, 출력형식은 스프레드시트이다. 입력 데이터로 실험 데이터와 통계청의 DB 이용 로그 데이터에 대하여 본 시스템 을 수행하였다.
본 연구에서는 먼저 영상 초록의 배열 모형을 영상물의 소통 구조 이론, FRBR 모형 및 용어간의 구문적 및 어의적 관계를 고려하는 PRECIS 색인 이론 등을 이용하여 설계하고 이 모형에 따라서 영상 초록을 구성한 후 순차적 영상 초록과 요약문과 색인어 추출의 정확도 측면에서 어떤 차이를 보이는지 6개의 표본 비디오와 26명의 피조사자를 이용하여 실험을 통해서 조사해 보았다. 조사 결과, 배열 모형 기반 영상 초록이 순차적 영상 보다 더 정확한 요약문을 추출하는 것으로 나타났고 색인어 추출의 정확도는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 영상 초록의 반복 보기의 효과를 측정한 결과 순차적 영상 초록을 먼저 보고 배열 모형 영상초록을 반복해서 본 경우에 요약문의 정확도가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 실험 결과에 기초하여 디지털 비디오 도서관 환경에서 영상 초록의 두 가지 활용 방안 즉, OPAC 환경에서 영상 초록의 초기값으로 순차적 영상 초록을 제시하고 선택을 통해서 배열 모형 기반 영상 초록이 함께 출력되는 비디오 브라우징 인터페이스를 구성하는 것과 제안된 배열 모형 기반 영상 초록을 영상 질의의 구조화된 매칭 자료로 활용하는 것에 대해서 제안하였다.
마이크로 유전알고리즘은 적은 수의 개체 사용 및 무작위 개체 구성을 통한 돌연변이 기능 대체의 특징을 갖는 진화연산을 수행하여 일반적인 유전알고리즘이 갖는 각 세대당 많은 계산 량이 요구되는 단점을 극복하고자 하였다. 이러한 마이크로 알고리즘은 특히 설계변수가 3~5 개를 갖는 문제에 효율적이라는 것이 많은 연구자들에 의하여 알려졌다. 따라서 본 연구의 목적은 순차적 실험계획법과 마이크로 유전알고리즘을 이용한 최적화 알고리즘을 개발하는 것이며, 이를 수학예제와 구조물 문제에 적용하여 실용성을 확인하고자 한다. 순차적 실험계획법은 저자들의 선행연구에서 제안되었으며, 실험계획법과 반응표면법을 이용하는 근사최적화 기법에 의한 시행착오적인 반복과정을 최소화하고자 하는 방법으로써, 행렬실험과 평균분석을 반복 적용하는 개념이다.
본 연구에서 탑승자 머리 보호를 위한 센터 필라 트림의 리브 패턴 최적설계는 두 가지 방법에 의해 수행된다. 첫째는 실험계획법과 반응표면법을 이용한 근사최적화 기법으로써, 상대적으로 큰 비중을 차지하는 해석비용 저감을 위하여 근사모델 구성에 필요한 최소한의 해석만을 수행하고 실제 최적화 과정에는 구성된 모델을 이용함으로써 근사적으로 최적 점을 찾아가는 방법이다. 하지만 이러한 방법은 시행착오적인 반복과정을 거쳐야 하는 단점이 있다. 따라서 저자들의 선행연구에서 제안한 순차적 실험계획법과 인공신경망을 이용하여 인자의 상한 또는 하한에 걸리지 않는 근사최적 해를 체계적인 반복과정을 통해 도출하고자 하며, 이를 수학적인 예제와 구조물 문제에 적용함으로써 실용성을 확인하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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