• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.378-385
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• 2017

본 연구는 플라스틱 부품의 체결에 널리 활용되고 있는 스냅핏의 설계에 관하여 연구하였다. 이탈방지 기능이 우수한 이탈방지 스냅핏은 형상과 체결 메카니즘이 복잡하여 기존의 이론식에 기반한 체결력과 이탈력을 해석적으로 구할 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 이탈방지 스냅핏에 대하여 체결 메커니즘을 분석하고, 실험계획법에 기반하여 체결력 및 이탈력을 측정하고, 분산분석을 통하여 회귀식을 도출하였다. 실험계획은 중심합성계획을 사용하였다. Polybutylene terephthalate를 이용하여 시편을 제작하여 미소인장시험기를 이용하여 체결력과 이탈력을 측정하였다. 설계인자는 Length, Width, Thickness, Interference 등 4개를 선정하였으며, 2차 회귀모형을 이용하여 체결력과 이탈력에 대한 회귀식을 도출하였다. Length와 Width가 증가할수록 체결력은 낮아졌으며, Thickness와 Interference는 증가할수록 체결력이 증가하였다. 이탈력은 체결력과 반대의 결과를 나타내었다. 유한요소법을 이용하여 체결 역학에 대하여 분석하였다. Width는 체결단계에서 단면관성모멘트의 증가를 통한 보의 강성 증가 효과 보다는, 오히려 길이 증가에 따른 연성증대로 인하여 체결력을 감소시키는 것으로 나타났다. 낮은 체결력과 높은 이탈력을 위한 인자들의 영향도는 서로 상반되는 것으로 나타났다. 적정 수준의 이탈력을 유지하면서 체결력을 최소화하는 설계가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국식품영양학회지
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• 제27권4호
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• pp.539-550
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• 2014

본 연구는 하수오 가루를 첨가한 과자류 개발을 위해 회전중심 합성계획법에 따라 하수오 가루, 버터, 설탕의 양을 독립변수로 하여 쿠키를 제조하고, 품질 특성을 조사하였으며, 반응표면분석법을 이용하여 최적배합비를 구하였다. 이화학적 특성과 물성 중 L값(명도), b값(황색도), 경도는 quadratic 모델이 채택되었고, a값(적색도), 퍼짐성은 Linear 모델이 채택되었다. 관능적 특성인 색, 외관, 조직감, 풍미, 맛, 전체적 기호도는 quadratic 모델이 채택되었다. 관능특성 검사 결과, 하수오 가루 첨가량의 증가에 따라 색, 외관, 맛, 전체적 기호도는 감소하였고, 조직감에는 거의 영향이 없었으며, 풍미는 중심점(4 g)까지 증가하다가 감소하였다. 버터 첨가량의 증가에 따라 색의 기호도는 감소하였고, 다른 기호도(외관, 조직감, 풍미, 맛, 전체적 기호도)는 중심점(60 g)까지 급격히 증가하다가 점차 감소하는 경향이었다. 설탕 첨가량의 증가에 따라 풍미, 맛은 중심점까지 급격히 증가하다가 중심점 이후부터는 증가폭이 적었으며, 다른 기호도(색, 외관, 조직감, 전체적 기호도)는 중심점(40 g)까지 증가하다가 감소하는 경향이었다. 또한 색, 풍미, 맛, 전체적 기호도에 대한 기호도는 하수오 가루 첨가량이 버터나 설탕 첨가량의 영향보다 컸으며, 외관은 설탕의 첨가량이 하수오 가루나 버터 첨가량보다, 조직감에는 버터 첨가량이 하수오 가루나 설탕 첨가량의 영향보다 컸다. 관능특성 검사 결과 중 유의성이 있었던 모든 항목의 최대값 목표범위를 충족시키는 최적의 배합량은 하수오 가루 4.00 g, 버터 75.42 g, 설탕 45.67 g으로 산출되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.557-564
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• 2019

매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)의 회전자 자석의 크기 및 위치와 고정자 슬롯의 크기는 출력 토크 및 토크 리플률 특성에 영향을 준다. 본 논문은 반응표면분석법(RSM : Response Surface Methodology, 이하 RSM)을 이용한 IPMSM의 토크와 토크 리플률(ripplerate) 향상을 위한 최적설계 방법에 대해 다룬다. 토크 출력과 토크 리플률에 영향을 주는 설계변수에 대하여 Plackett-Burmann(PB, 이하 PB)의 민감도 분석을 통해 토크 출력 및 토크 리플 두 가지 목적함수에 영향이 큰 설계변수를 도출하였다. 도출된 목적함수로부터 2차 설계변수를 선정하였으며 중심합성계획법(CCD : Central Composite Design, 이하 CCD)에 따른 실험계획표 정의 및 해석결과를 통해 RSM의 2차 회귀모형 함수를 추정하였다. 2차 회귀모형함수는 분산분석표(ANOVA table)를 활용한 검증 기준을 통해 신뢰성을 가짐을 확인하였다. 실험계획표에 따른 해석은 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 실험 결과를 확인하였다. 최적화된 최종 설계변수를 적용한 IPMSM의 최적설계 결과는 토크와 토크 리플률을 모두 고려할 경우, 토크 출력은 11.5 % 증가하였으며 토크 리플률은 9.1 % 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.564-573
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• 2014

이 연구는 벤젠과 프로필렌의 기상반응을 통해 쿠멘을 생산하는 쿠멘 생산 공정의 경제성 최적화에 대한 것이다. 최적화의 목적함수는 제품 판매 이득에서 자본비용, 유틸리티 비용, 원료 비용을 뺀 연간 조업이득이고, 설계변수는 6개이다. 설계변수의 변화에 따른 조업이득의 계산을 위해 Unisim Design과 Matlab을 연동하였다. 최적화는 3단계로 수행되었다. 설계변수를 샘플링한 후 조업이득 데이터를 얻고, 이 데이터로부터 설계변수와 조업이득의 관계를 추정 모델로 표현하고, 이 모델을 이용하여 최적화하였다. 추정모델로는 반응표면법에서 사용되는 2차 회귀 다항식과 비선형 모델인 support vector regression을 비교하였다. 설계변수의 샘플링 방법으로는 중심합성계획과 Hammersley 순차 추출법을 비교하였다. 각각 얻어진 모델을 이용한 최적화 결과, 추정방법으로는 SVR이, 샘플링 방법은 Hammersley 순차추출법이 더 정확하였다. 최적화된 조업이득은 연간 17.96 MM$로, 기준 조건에서의 연간 16.04 MM$에 비해 12% 증가하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.138-144
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• 2013

The automation technology for overlay welding is needed due to the occurrence of severe corrosion and abrasion on the surface of internal contact in different shape of fittings. In Korea, different shapes of fittings have been manufactured by using the imported equipment of overlay welding automation at some companies. Thus the research on the development of overlay welding automation system (in short, OWAS) for a large L-type tube is urgently needed. In this paper, the investigation is focused on the optimal design of a supporting base for the (currently developing) OWAS of large L-type tube. Specifically we assume that the base which supports the equipment during the process of overlay welding is loaded as self-weight in the direction of gravity through static analysis especially when it is rotated 180 degree on the OWAS. For optimal design of a supporting base for OWAS of large L-type tube, Solidworks(R) (for 3-dimensional modelling) and ANASYS Workbench(R) (for structural analysis) are incorporated so as to proceed an optimization routines based on Response Surface Method (RSM) and Design of Experiment (DOE). In more specific, DOE finds out major factors (or dimensions) of the supporting base by using MINITAB(R). Then the regression equations between design variables (the major factors of supporting base) and response variables (deformation, stress and safety factor for the supporting base), which will be resulted in by RSM, verify the major factors of DOE. In the next step, Central Composite Design (CCD) plans 20 simulations of ANASYS Workbench(R) and then figures out the optimal values of design variables which will be reflected on the manufacturing of supporting base. Finally welding experiment is conducted to figure out the influence of overlay welding quality in applying the optimized design values of supporting base to the actual OWAS.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.1-8
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• 2014

Safety performance of a new car is evaluated through USNCAP and their results in the star rating are provided to the consumers. It is very important to obtain high score of USNCAP to appeal their performance to consumers. Therefore the car companies have made the effort to improve their car safety performance. These efforts should satisfy the demand not only to get high score but also to pass the FMVSS, NHTSA regulations on safety. Huge numbers of car crash tests have been conducted on these bases by car companies. However physical tests spend too much cost and time, as an alternative way, the simulation on the car crash could be a solution to reduce the cost and time. Therefore the simulations have been widely conducted in car industry and various researches on this have been reported. In this study, restraint system had been optimized to minimize the injury of female passenger. Belted $5^{th}%ile$ female frontal crash test was selected from various test methods of USNCAP for the study. Initial velocity of the test was 56km/h. The combination injury probability of USNCAP was selected as an objective function and the injury limit value, which was defined in FMVSS, was set to an optimization constraint. Many researches that were similar to this study had been conducted, however most of them had limitation that interaction between airbag and safety belt had not been considered. Contrary to these researches, the interaction was considered in this study.

• 한국식품과학회지
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• 제29권3호
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• pp.509-515
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• 1997

식품공업과 의학, 의료, 화장품 등 많은 분야에서 널리 이용되고 있는 단백질 분해 효소의 하나인 papain을 papaya 유액으로부터 추출해내기 위한 최적 조건을 반응표면 분석법(RSM)을 이용하여 결정하였다. 중심 합성법에 의한 실험 계획을 설정하여 부분요인 실험법에 의하여 crude papain을 추출 및 분리하고 선정된 독립 인자의 반응 표면에 대한 영향을 분석하여 다중 회귀 분석으로 다음과 같은 모델식(Y)을 얻었으며, EDTA는 다중 회귀 분석에 의하여 제거되었다. $Y=29.0630-2.5812X_3+149.3208X_4+{13.1705X_1}^{2}+{0.0208X_3}^2-{9.8494X_4}^2$. 따라서 이 결과 papain 추출은 $NaHSO_3$, 농도가 4%, 추출 시간은 120분, pH는 7.6일때 최적 조건이 된다. 이러한 최적 추출 조건으로 얻은 효소 단백질 추출 양의 실험치는 793.16 mg prot./g latex로, 이는 효소 단백질 추출 예측치인 795.60 mg prot./g latex와 매우 근접한 값을 나타냄으로써 r=0.9951의 높은 상관 관계를 입증하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.98-108
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• 1996

일반 구조물의 신뢰성 해석에서는 한계상태 방정식이 implicit한 이유로 추출법이나 확률 유한요소법이 주로 이용되나, 이들 방법은 여러번의 구조해석 결과가 필요하므로 시간과 노력이 크게 소요된다. 반면 응답면 기법은 적은 횟수의 구조해석 결과를 이용하여 implicit한 응답면을 관심있는 영역에서 근사하는 방법으로 일반 구조물의 신뢰성 해석에 효율적으로 이용할 수 있다. 본 논문에서는 응답면 기법으로서 중심합성 계획법, Bucher-Bourgund법, 그리고 인공신경망에 의한 근사법을 이용하여 일반 구조물의 신뢰성 해석에 적용하고, 각 방법의 장단점을 비교하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.25-31
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• 2011

본 연구의 목표는 전자빔공정을 통한 1,4-dioxane 처리의 최적화를 이루기 위해 실험계획법을 적용하는 것이다. 주요 인자를 1,4-dioxane removal efficiencies(%), TOC removal efficiencies(%)로 반응표면분석법(RSM) 중 중심합성실험법을 이용하여 수학적으로 표시하였다. 1,4-dioxane의 농도를 "$x_1$", Irradiation intensity를 "$x_2$"로 지정하였다. 1,4-dioxane 농도와 removal efficiencies(%)의 코드화된 회귀방정식은 $y=71.00-10.85x_1+20.67x_2+{1.53x_1}^2-{7.92x_2}^2-1.23x_1x_2$, 1,4-dioxane 농도와 TOC Removal efficiencies(%)의 코드화된 회귀방정식은 $y=44.48-13.25x_1+9.54x_2+{5.43x_1}^2-{1.35x_2}^2+4.45x_1x_2$로 나타났다. 모델 예측식의 $R^2$(Adj.)가 90%이상으로 실험적인 관찰결과 잘 맞는 것으로 나타났다. 마지막으로 조류 Pseudokirchneriella Subcapitata를 이용하여 전자빔에 의한 1,4-dioxane에 대한 독성평가를 실시한 결과 전자빔 조사선량의 증가에 따라 생물학적 방해영향이 저감되었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권6호
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• pp.954-960
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• 2012

Nowadays, rapidly changing and unstable global economic environments request a lot of roles to engineers. In this situation, product should be designed to make more profit by cost down and to satisfy distinguished performance comparing to other competitive ones. In this research, the optimization design of the industrial robot casting will be done. The weight and deflection have to be reduced as objective functions and stress has to be constrained under some constant value. To reduce time cost, CCD (Central Composite Design) will be used to make experimental design. And RSM (Response Surface Methodology) will be taken to make regression model for objective functions and constraint function. Finally, optimization will be done with Genetic Algorithm. In this problem, the objective functions are multiple, so NSGA-II which is brilliant and efficient for such a problem will be used. For the solution quality check, the diversity between Pareto solutions will be also checked.