복잡한 문제 학습을 위해 여러 가지 형태의 모듈라 네트워크의 구조가 제시되어 왔다. 그 중 엑스퍼트 네트워크와 게이팅 네트워크로 구성된 Mixtures of Experts network은 복잡한 문제를 단순한 문제들로 분해하고, 각각의 엑스퍼트 네트워크가 분해된 단순한 문제를 학습하여 결과를 도출함으로써, 국소적 지역해의 위험을 방지하고 보다 정확한 학습을 가능하게 한다. 그러나 엑스퍼트 네트워크의 수렴은 게이팅 네트워크의 수렴에 많은 영향을 받게 되고, 모든 복잡한 데이터에 대한 엑스퍼트 네트워크의 기여도를 학습하는 게이팅 네트워크는 역전파 알고리즘에 의한 학습 방법으로는 수렴 속도가 떨어진다. 본 논문에서는 게이팅 네트워크를 칼만필터로 학습하여 복잡한 문제에 대한 강건성은 유지하고 보다 빠른 수렴이 가능한 방법을 제시하고자한다.
본 연구에서는 기계요소중에서도 그 성능에 미치는 인자의 수가 많고 또 그 영향이 복잡하고 난해하며 아직도 경험적 요소가 수많이 남아있으면서도 공업적으로 매우 중요한 동력전달용 치차장치를 예로 들어 그 설계, 제작, 손상 및 트러블슈팅을 하기 위한 엑스퍼트시스템을 개발하려고 한다.
연소가공은 가공에 관계하는 변수가 많기 때문에 트라블 요인을 쉽게 파악하기 힘들다. 트라블의 원인을 탐색해서 처리하는 경우에도 정량적으로 정확한 값을 User에게 제공하기는 어렵다. 따라서 대부분 생산시스템에 활용할때 숙련자가 행하는 것 같이하기 위한 유용한 수단이 엑스퍼트 시스템( Expert System)이다. 본 연구는 연삭가공의 Burning과 Chatter vibration의 진단 . 처리에 대하여 폴트 진단모델 과 계층분석법을 이용하여 Prototype적인 시스템을 구축하였다. 또한, 각 노드에 대한 데이타 분석에 있어, 계층분석법을 이용함으로써 정량적이고 애매한 지식을 객관적으로 처리 하였으며, 각각의 노드에 대하여 중요도를 부여함으로써 데이타 베이스와 추론시간의 성력화를 도모하였다.
제철소에 대한 설비진단은 발전을 거듭하면서 금세기에 들어서는 AI를 이용한 시스템 구축이 이루어지고 있다. 그중에서도 고로에 대한 엑스퍼트 시스템은 상당한 실효를 거두고 있다. 그 이유는 고로는 제철소의 최상류에 위치하며 제품 공정에의 선철의 안정 공급이 큰 역할로 되어 있기 때문에 고로에 대한 많은 연구와 노력이 집대성된 까닭이다. 하여튼 제철소 내에는 어느 공장하나 중요치 않은 것이 없다. 그중에서도 이번에 소개하고자 하는 것은 제철소 제강공장에 대한 설비 진단 시스템이다. 제강공장은 직접적인 생산품을 만들어 내는 곳은 아니지만 제품의 품질을 좌우하는 중요도가 높은 공장이다.
지하수 오염처리에 관한 문제는 수공학 이외에도 지질학, 화학, 독극물학 등의 전문지식이 요구된다는 점에서 Expert System(이하 ES)가 설계되기에 이상적인 환경을 지니고 있는 분야이다. 본 연구의 목적은 오염물질로 오염된 지하수의 처리에 대한 조언과 그것에 대한 추적을 위한 소프트웨어의 개발에 있다. Prolog 언어를 사용하여 개발된 이 프로그램은 현장 실무자에게 독극성의 정도와 화학반응의 축연성, 특정지점의 농도계산을 통하여 현 상황에 대한 심각성의 정도와 대응책을 조언하게 된다.
정전용량 수분측정 센서는 수경용 배지 양쪽에 구리 및 테플론으로 절연된 전극판(30cm×10cm)을 부착하여 배지의 넓은 부분에 걸쳐 측정하도록 개발되었다. 본 연구는 콘덴서형 정전용량 센서로부터 출력되는 정전용량 값을 배지 함수량으로 변환하는 것이다. 정량화 실험은 양액을 공급하면서 배지 물무게와 정전용량 변화를 측정하고 그 값을 비교하는 방식으로 수행되었다. 배지 함수량과 정전용량은 본 연구를 위해 특별히 개발된 소프트웨어와 함께 센서와 로드셀을 사용하여 20~30초마다 측정되었다. 상용 curve-fitting 프로그램을 이용하여 배지 함수량과 정전용량을 변수로 정전용량 값으로 배지 함수량을 추정하였다. 공급하는 물의 양이 증가하면 정전용량도 증가하는 경향을 보였다. 배지 내 물무게에 따른 정전용량에 대한 변동계수(coefficient of variation, cv)는 배지 내 물무게가 1.0kg 수준에서 다른 무게에 비해 높아 함수량 보정은 물무게를 1.7~6.0kg 수준에서 수행하였다. 정전용량과 물무게 사이의 상관 계수는 0.996이었고 보정식에 의해 정전용량으로 추정된 함수량은 로드셀로 측정한 배지 함수량과 비교하였다.
현행 국내의 주택용 전기요금은 월 전력 사용량에 따라 누진 단계를 적용하여 부과하는 방식으로 전기사용량이 많을 경우 전기요금이 급격하게 상승하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 획일화된 전기요금 누진제는 소비자의 전력소비 패턴에 대한 고려가 부족한 점과 소비자의 선택권을 제한하는 측면에서 한계가 있다. 이에 산업통상자원부와 한국전력공사에서 계절과 시간대별 전기사용량에 따라 전기요금을 부과하는 방식인 주택용 계시별 요금제 기반의 실증이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 대도시 소재 아파트 단지 5개동 362세대의 5년간 AMI 데이터 분석을 통해 10개의 전기사용 패턴을 도출하였다. 도출된 패턴을 국내의 기존 요금제인 주택용 전기요금제 및 현재 실증에 적용하고 있는 계시별 요금제인 일반형과 집중형 요금제 등 3개 요금제와 미국과 호주의 계시별 요금제 3개에 적용하여 각 패턴 별 선택형 요금제의 효과를 전기요금 편익 측면에서 분석한 결과 기존 요금제 대비 5개 패턴에서는 편익이 발생하였고 5개 패턴에서는 오히려 전기요금이 증가하였으며 이러한 현상은 실증 중인 국내요금을 포함하여 해외 요금제에서도 동일한 현상을 보이고 있음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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