• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.789-795
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• 2023

디지털 트윈은 디지털 공간에서 시뮬레이션 및 최적화함으로써 스마트팩토리 구현에 중요한 핵심 기술로 인식되고 있으며 이러한 시스템을 구현하기 위해서는 상호 운용성과 이기종 플랫폼 간 연결에 강점을 보이는 IEC62541 기반의 OPC-UA 프로토콜을 채택하고 있다. 이에 본 논문에서는 이기종 플랫폼 간 연결할 산업용 IoT 시스템을 설계 및 구현하고, IEC 62541기반으로 OPC-UA 시뮬레이터를 제안하여, 개발한 시뮬레이터를 통해 실제 제조현장의 온도, 압력, 유량 등 센서에서 수집되는 데이터를 디지털 트윈 플랫폼에 적용해 동작하는지를 제시하고, 이에 대한 성능시험 및 평가를 진행하였다. 제안한 디바이스에서 경량화된 디지털 트윈 플랫폼의 동작 성능과 OPC-UA 성능 평가를 진행하여 최적의 IEC62514기반 IIoT 시뮬레이터 시스템을 제안한다. 제안한 IIoT 시뮬레이터에서는 OPC-UA 랩핑으로 데이터를 송/수신하는 성능평가를 진행하고, 경량화된 디지털 트윈 플랫폼이 운영됨을 알 수 있다. 이 연구는 한정된 자원을 사용하는 제조 현장에서 스마트 팩토리 및 메타팩토리 구현을 위한 OPC-UA 프로토콜을 적용할 수 있으며, OPC-UA 시뮬레이터를 통해 현장에서의 시간 및 공간의 낭비를 최소화하고, 효율성을 크게 기여할 것으로 기대한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.829-835
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• 2018

기존의 전력 시스템에서 불필요하게 생성되거나 낭비되는 예비전력을 감소시키고 에너지 사용 효율을 개선하기 위한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 전기기기들의 전원 제어를 통한 에너지 사용 효율을 개선하기 위해 스마트그리드의 요소 기술 중 하나인 스마트미터기를 개발하며, 실시간으로 측정된 전력 사용량을 딥 러닝을 통해 전력 사용량의 트렌드를 분석 및 예측한다. 이후 예측된 전력 사용량과 실시간 전력 사용량을 비교하여 전기기기들의 전원을 제어하는 알고리즘을 제안 및 개발한다. 제안한 딥 러닝 기반의 스마트미터기의 성능을 확인하기 위해서 실제 전력 소비 환경을 구축하였고, 실시간으로 전력 사용 데이터를 확보하여 딥 러닝 모델에 학습시킨 뒤 전력 사용량을 예측하였다. 예측된 값과 실제 사용량을 실시간으로 비교하여 예측을 벗어난 기기들의 전원을 제어하여, 전력 사용량을 감소시키고 에너지 사용 효율이 개선되는 결과를 확인하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제2권7호
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• pp.283-292
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• 2013

기존 서버 클러스터에서는 고성능을 보장하기 위해, 실시간 요청 수량에 관계없이 모든 서버를 항상 On 한다. 그 방법에서는 QoS를 보장하지만 일부 서버들이 Idle할 때 서버 전력을 낭비하게 된다. 서버들이 소모하는 에너지를 절약하기 위해, 서버가 필요하지 않을 경우 해당 서버의 전력을 Off 하게 하는 서버 전력 제어 방법이 제안되었다. 서버 전력 제어 방법은 서버의 Power가 실제로 어느 시점에 Off 되느냐에 따라 정적인 방법과 동적인 방법이 있다. 정적인 방법에서는 특정 서버가 Off 하기로 결정된 다음 일정 시간 지연 후 그 서버가 Off 된다. 동적인 방법에서는 그 서버에서 수행중인 모든 서비스가 종료된 다음에 해당 서버가 Off 된다. 이는 가변 시간 지연 후 서버가 Off 되는 방법에 해당된다. 정적 종료방식은 단점이 있다. 반복 실험을 통해 수작업으로 최적의 시간 지연을 알아내기 위해서는 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 정적 종료 방식의 단점을 극복하는 동적 종료 방식을 제안한다. 제안된 방식은 최적의 지연 시간으로 자동적으로 접근하므로 좋은 전력 절약을 하면서 QoS를 보장하는 것을 가능하게 해준다. 30대의 PC 클러스터를 이용하여 실험이 수행되었다. 실험결과는 제안하는 동적 종료 방법이 기존의 정적 종료 방법과 비교할 때 에너지 절감측면에서는 비슷하지만 QoS 측면에서 우수함을 보여준다.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.13-20
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• 2014

상업용 천연가스 배급 시스템에서 천연가스의 공급압력은 압력조절밸브를 사용하여 제어하며 이때 막대한 압력에너지가 낭비된다. 이러한 폐압에너지는 터보 팽창기와 같은 터보기계를 사용하여 회수할 수 있으나 팽창과정에서 발생하는 Joule-Thompson 효과에 따라서 큰 온도강하가 발생한다. 터보 팽창기 전단 또는 후단에 보일러를 설치하여 영하의 온도를 방지할 수 있으며 또한 보일러를 대체하여 연료전지나 가스엔진의 폐열을 이용하여 천연가스를 예열할 수도 있으나 하이브리드 시스템의 구동을 위해 운영규모에 따라 일정량을 소모해야 한다. 이 연구에서는 천연가스가 가지고 있는 압력에너지를 활용하여 천연가스의 소모 없이 터보 팽창기와 연결된 히트펌프를 구동하여 천연가스를 예열하는 시스템을 제안하고 증발온도, 응축온도 및 작동유체의 변화에 따른 시스템의 열역학적 특성을 분석하였다. R717 냉매가 예상 작동범위 내에서 가장 높은 COP와 가장 낮은 압축일을 나타내 제안된 하이브리드 시스템에 적합함을 확인하였다. 보일러시스템과의 경제성 분석을 통해 천연가스를 LNG 형태로 수입하고 있는 국내의 경우 히트펌프 하이브리드 시스템이 경쟁력 있음을 확인하였다.

• 한국항만경제학회지
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• 제26권4호
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• pp.329-353
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• 2010

본 논문에서는 저탄소 경제로의 패러다임 변화에 따른 중국 물류정책의 변화와 정책적 대응방향에 대해 살펴보았다. 우선 중국 물류산업의 에너지 소비 및 탄소 배출관련 수치가 높게 나타나 중국 물류산업이 직면하고 있는 저탄소 물류방식의 개발 수요가 매우 크다고 평가된다. 그러나 중국의 저탄소경제 정책 추진 방식은 자발적 시장원리에 따르기보다는 목표 달성을 위한 하향식 강제 집행에 더 의존하고 있으며, 이에 따라 향후 저탄소 경제에 대응하는 중국 물류정책의 방향은 다음과 같이 전개될 것으로 예상된다. 첫 번째로 물류 네트워크의 최적화를 통해 물류 에너지 낭비를 줄이는 저탄소 개발을 추진할 것으로 판단된다. 두 번째로 물류 기기 및 장비의 저탄소화를 통해 물류관리 저탄소화를 실현할 것으로 예상된다. 세 번째로 친환경 회수물류 등 저탄소 경제성장 수요에 적합한 물류모드를 적극 개발할 것으로 예상된다. 저탄소경제와 신에너지 산업 발전의 3대 요인은 정책, 기술과 자금이며, 그 중 정부의 정책이 가장 결정적인 역할을 하고 있다. 중국 경제의 특성상, 정부의 정책의 산업발전에 미치는 영향은 매우 중요하며, 중국의 산업 구조 조정을 위해서도 정부의 물류산업 분야에 있어서 녹색경제 성장정책 지원은 그 역할이 매우 클 것으로 예상된다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.115-121
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• 2015

가정 및 사무실의 전기/전자 기기가 내부 혹은 외부로부터 주 기능 수행을 위한 명령을 기다리고 있는 상태에서 소모되는 대기전력을 차단할 수 있는 장치를 저가로 개발하였다. 대기전력을 줄이기 위한 노력이 선진국들뿐만 아니라 국제적 차원에서 경주되고 있다. 우리나라도 가구당 전자/전기기기 보유대수가 증가되는 추세에 따른 대기전력이 점차 증가하고 있어 전기 에너지 낭비의 큰 요인이 되고 있다. 기존의 대기전력 차단장치는 그 장치 자체의 소비전력이 크고, 구조가 복잡하여 사용 의미를 퇴색시키는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 기존 제품의 이러한 문제점을 보완시키고 대기전력을 완전히 차단하는 저가형 대기전력 차단장치를 제안한다. 그리고 제안한 대기전력 차단장치를 누전차단기와 콘센트에 적용하여 회로를 설계 및 구현하고 실험을 통하여 그 우수성을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.71-78
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• 2015

대학 등의 교육 기관은 대량의 PC들을 갖추고 있으므로, 이들의 전원 상태를 관리하지 않으면 많은 전력을 낭비할 수 있다. 본 논문은 대학 내 PC들에 대해, 원격으로 PC 들의 상태를 모니터링하여 PC의 전원 상태를 확인하거나, PC 전원을 끌 수 있는 전원 관리 시스템(Remote Power Manager, RPM)을 개발한 사례를 소개한다. RPM은 PC에서 독립적으로 전원을 관리하는 Power Controller 소프트웨어 모듈과, 전체 PC의 전원 상태를 관리하는 Power Server, 그리고 관리자가 각 PC의 전원 상태를 보거나 끌 수 있는 Power Viewer 소프트웨어 모듈로 구성된다. RPM 시스템을 설치하여 대학 내에서 실험한 결과 40% 정도 에너지를 절약하는 결과를 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.1301-1306
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• 2015

본 논문은 실생활에서 낭비되는 다양한 에너지 손실 중 주유소, 세탁소 등에서 손실되는 휘발성 유기화합물 (VoCs : Volatile organic Compounds)을 재활용하는 장치를 지능화하고 자동화 하는데 있다. 또한, 지그비(zigbee) 모듈 및 TCP/IP 통신기술을 활용한 ICT(Information Communication Technology) 기술을 도입하여 액화기를 원격지에서 모니터링하고 관리할 수 있는 통합관리시스템을 제시한다. 뿐만아니라, 안드로이드(android) 기반의 스마트 앱(App.)를 개발하여 원격지에서 관리할 수 있는 서비스 모델을 제시하고자 한다. 본 논문의 구성은 MCU 기반의 지능형 액화기 제어시스템의 구성과 지그비(zigbee) 기반의 브릿지(bridge) 모듈내부에 구현되는 통신 프로토콜을 제시한다. 통합관리시스템의 모바일 서비스를 위하여 안드로이드(android) 기반의 스마트 앱의 개발과 액화기 원격지 관리용 DB 서버(MS SQL 2012)와 웹서버(OS:Windows 2008)를 제시한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제17C권6호
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• pp.499-504
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• 2010

플러딩은 무선 네트워크에서 모든 노드들에게 패킷을 전달하는 가장 간단한 방법이다. 하지만, 기본적인 플러딩은 모든 노드가 브로드캐스트 패킷을 한 번씩 전송을 하게 되고, 결과적으로 브로드캐스트 폭풍(broadcast storm) 문제를 일으킨다. 이는 네트워크 자원 및 에너지를 심각하게 낭비시키는 결과를 초래한다. 특히, 무선 센서 네트워크에서는 노드들은 제한된 배터리에 의해 전력을 공급받기 때문에 전력은 가장 중요한 자원 중의 하나이다. 다시 말해, 기본적인 플러딩은 많은 중복 패킷을 생성하기 때문에 전력 소비가 많고, 무선 센서 네트워크의 수명을 단축시키게 된다. 이 브로드캐스트 폭풍 문제를 해결하기 위해서 본 논문에서는 이웃 노드 정보를 이용하여 자식 노드 수와 형제 노드 수에 따른 동적인 확률적 플러딩 기법을 제안한다. 시뮬레이션 결과에서 제안 알고리즘은 기존의 기법들과 비교하여 패킷 발생 수는 유사하게 유지하면서 적은 노드 수에 대해서도 높은 전달율을 보인다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권4호
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• pp.212-222
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• 2000

본 연구는 온실 난방시스템의 연소 체임버에 부착된 연소가스 배출연통에 열회수기를 장착하여 배출가스로부터 열을 회수하는 열회수장치의 성능에 대해 실험·분석하였다. 열회수시스템은 LPG 연소 체임버와 두 개의 열회수기로 구성되어있다. 열회수기-A는 배기가스 연통에 직접 연결되어 있으며 열회수기-B는 열회수기-A에 직렬로 연결되어 있다. 회수되는 열량은 가스의 질량흐름율과 두 측점간의 엔탈피 차이로서 산정하였으며 5가지의 송풍전압별로 각 열회수기의 성능을 검토하였다. 각 열회수기의 공기튜브 다발에 공급된 공기와 튜브 다발에 가로질로 통과하는 연소가스간의 열교환, 열회수기 유·출입부간의 압력감소, 열회수기의 총열회수성능 등으로 온실의 연통을 통해 낭비되는 열을 회수하여 연료 절감 효과를 얻을 수 있는 최적의 열회수장치 설계용 기초자료 확보에 본 연구의 목적이 있다.