사회기반시설물을 포함한 구조물은 수명유지 또는 연장을 위하여 적절한 점검과 유지보수가 필수적이다. 이러한 점검과 유지보수는 일반적으로 생애주기비용 평가를 통해 관련 계획이 수립된다. 본 논문에서는 구조물의 생애주기비용과 그 사용으로 인해 발생되는 이익을 고려하는 확률론적 비용-이익분석과 이를 통한 구조물 최적수명 결정 방법을 다루고자 한다. 생애주기비용은 구조물 초기 제작/건설비용, 유지보수 비용과 구조물 파괴로 인한 예상손실을 고려하게 된다. 일반적으로 구조물의 수명연장은 생애주기비용의 증가를 유발하나 사용기간 증가로 인해 발생되는 이익 또한 증가하여, 이를 최적화하는 수명관리에 관심을 가질 필요가 있다. 생애주기 평가에 있어서 유지보수 적용이 구조성능, 구조물 파괴확률 그리고 수명에 미치는 영향을 확률론적 방법을 적용하여 평가하며, 이를 통해 생애주기비용과 이익의 차이를 목적함수로 구성하게 된다. 이 목적함수가 최대가 되는 지점이 설계변수인 구조물 최적수명이 되는데, 최적화문제 구성에 있어서 제한조건의 변화에 따라 유지보수 계획수립도 가능하다. 본 논문에서 다루어지는 구조물 수명관리 최적화기법이 안전성과 효율성을 동시에 고려하는 사회기반시설물 수명관리에 기여할 것으로 기대한다.
공급사슬의 구성문제는 주문의 동적환경를 고려하여 전체 관점에서 스케줄링되어야 한다. 이러한 공급사슬구성문제를 본 연구에서는 에이전트 협상 방법론을 통해 해결하고자 한다. 에이전트 협상은 공급사슬망을 경쟁적 관계로 이해하고 개별목적을 가진 구성원 에이전트간의 협상과정을 통해 재스케줄링이 발생되어 공급사슬을 구성하게된다. 지금까지의 연구는 공급사슬 상에서 수직적 통합(vertical integration)을 중심으로 조직의 유연적 조정에 초점이 맞추어졌다. 그러나 본 문제에서는 구매자로부터 주문을 받기 위해 경쟁적 관계에 놓인 제조자가 도급계약(sub-contract)이 허용되는 환경에서 협력적 관계를 통해 개별적 이익을 최대화하는 동시에 공급사슬 전체의 관점에서도 비용 최적화를 이룰 수 있는 제조자 협상방법론을 제안하였다. 본 협상방법론을 통해 수평적 관계에 놓인 경쟁업체들의 협력적 관계 및 전략적 제휴의 중요성을 살펴볼 수 있다.
본 논문에서는 골프클럽샤프트의 정적특성의 최적화 방법론을 제시하였다. 복합재료를 사용한 샤프트의 최적성능향상을 위한 쉬트 프리프레그의 적층순서를 구하였다. 클럽샤프트의 굽힘 강성과 비틀림 강성의 동시 최적화를 위하여 새로운 최적화 목적함수를 제시하였다. 샤프트의 정적특성 분석을 위하여 고전적층 이론을 적용하였으며 최적화 방법으로서 적층순서를 설계변수로 정의하는 유전알고리즘을 사용하였다. 또한 얻어진 최적적층순서를 바탕으로 한 샤프트의 동적특성을 분석하였다.
최근 심야 전기 수요의 증가로 인해 양수 발전 설비의 이용률이 감소하고 있다. 이러한 이용률 감소는 양수 발전 설비를 운용/정비하는 측면에서 경제성을 향상시킬 필요성을 증가시킨다. 양수 발전 설비의 경제성 향상을 위해서는 예방점검 주기, 특히 분해점검 주기를 연장하여야 한다. 그러나, 무조건적인 연장은 불충분한 정비에 기인하는 예기치 못하는 파손을 발생시킬 수 있기 때문에 수행될 수 없다. 따라서 본 연구에서는 양수 발전 설비의 특성을 고려하고 기존 신뢰도 연구들을 검토하여 신뢰도와 경제성을 모두 고려하는 예방점검 주기 최적화 방법론을 제안한다. 최종적으로 실제 양수 발전 설비에 제안된 방법론을 국내 양수발전소에 적용하여 연장된 최적화 분해 점검 주기를 도출한다.
Boyer-Moore 알고리즘은 컴퓨터 및 인터넷 보안, 바이오 인포매틱스 등의 응용프로그램에서 널리 활용되는 패턴매칭 알고리즘이다. 이 알고리즘은 방대한 양의 입력 데이터에 존재하는 특정한 하나의 패턴을 실시간에 검색해야하는 높은 계산 요구량으로 인하여 병렬 처리 및 성능 최적화가 필수적이다. 본 논문에서는 GPU를 활용하여 BM 알고리즘을 병렬 최적화하는 방법론을 제안한다. 방법론에 따라 알고리즘 cascading 기법을 적용하여 실행시간에 소요되는 매핑 오버헤드를 최소화하고, 멀티스레딩 효과를 극대화하여 스레드들간의 부하 부산을 향상시킴으로써 순차실행 대비 최대 45배의 성능향상을 얻었다.
본 논문에서는 FCM 기반 퍼지 뉴럴네트워크 구조를 제안하고 진화 알고리즘을 이용한 FCM 기반 퍼지 뉴럴네트워크의 구조와 파라미터의 최적화 방법을 제시한다. 클러스터링 알고리즘은 퍼지 뉴럴 네트워크에서 멤버쉽함수의 중심점과 반경 등을 결정하는 학습에 일반적으로 사용된다. 제안된 FCM 기반 뉴럴 네트워크에서 멤버쉽함수는 가우시안, 삼각형 타입등의 정해진 형태를 사용하지 않고 데이터들 사이의 거리에 관계된 계산을 수행하는 FCM에 의해 결정된다. 후반부는 상수형, 선형, 2차식 등의 다양한 다항식 구조로 표현될 수 있으며 다항식의 계수는 LSE를 이용하여 결정한다. FCM 기반 퍼지 뉴럴 네트워크는 퍼지규칙의 수, 입력변수의 선택, 후반부 다항식의 차수, FCM의 퍼지화 계수의 결정은 성능에 많은 차이가 있으며 이러한 구조와 파라미터의 최적화가 요구된다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 FCM 기반 퍼지뉴럴네트워크의 구조에 관련된 입력변수의 수, 퍼지규칙의 수 그리고 후반부 다항식의 차수와 파라미터에 관련된 퍼지화 계수를 최적화 한다. 제안된 방법은 비선형 시스템의 모델링에 적용하여 성능을 분석하였다.
물리탐사 자료의 역산 해를 찾는데 흔히 이용되는 결정론적 해법은 지역 최소점에 빠져 적절한 해에 수렴하지 못할 가능성이 크다는 단점이 존재한다. 이 문제를 해결하기 위한 대안 중 하나는 확률론적 접근법에 기반한 전역 최적화 방법을 이용하는 것이며, 여러 방법들 중에서 입자 군집 최적화(Particle Swarm Optimization, PSO)법의 적용사례가 많이 소개되었다. 이 논문에서는 PSO법을 이용한 소형루프 전자탐사 자료의 층서 구조 전기비저항 역해석 알고리즘을 개발하고 합성자료를 이용하여 역산실험을 수행하였다. 실험결과 기존의 Gauss-Newton 알고리즘으로는 최적의 역산해를 찾는데 어려움이 있는 소형루프 전자탐사 자료의 역산 시도에 PSO 방법을 적용하면 성공률을 높일 수 있음을 확인하였다.
이 글에서 소개하는 topology optimization은 structural optimization의 한 분야로서 최근 10여년 동안 급격하게 발전되어 온 분야이다. Structural optimization은 오랜 역사(일반적으로 최초의 structural optimization은 17세기 Galileo에 의하여 되어졌다고 받아들임)를 가지고 발달되어 왔음에도 불구하고 아직도 최적화 방법론과 응용 관점에서 빠르게 발전되고 있다. 이 분야는 사회적인 요구(한정된 자원과 에너지, 안전도, 환경문제)와 컴퓨터 관련 학문(고성능 컴퓨터, computational geometry, finite element method)의 발달에 힘입어 최근 30년간 많은 진전이 있었다.
휴대폰의 버튼 배치는 제조회사에 따라 독특한 레이아웃으로 표준화를 이루어 가고 있으나, 각 제조사마다 서로 상이한 배치를 보이고 있으며, 심지어는 한 제조사에 있어서도 모델별로 일관성이 결여되기도 한다. 이러한 문제는 휴대폰 제조사의 제품 인터페이스 표준화가 미흡함에 기인하는 것으로서, 아직까지는 제품의 물리적 인터페이스 개발을 위한 방법론적 접근이 활발히 진행되지 않고 있기 때문이다. 휴대폰의 제품 인터페이스 요소 중 출발점은 버튼의 레이아웃을 결정하는 것이며, 본 연구에서는 이의 최적화에 대한 연구를 통해 휴대폰 버튼 레이아웃의 표준안 개발을 위한 방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서는, 휴대폰 사용 상황과 기능에 의한 시나리오를 바탕으로 각 버튼들의 군집도를 측정하고 조작 시퀀스(sequence) 평가를 통해 최적화를 위한 방향을 설정한 후, 새로운 제시안의 평가를 통해 최적화된 표준만을 제시한다. 이를 위해 국내 시판 중인 모델 중 평가제품을 선별하고 전체 버튼의 그루핑과 인접도, 조작경로에 대한 평가를 실행하였다. 본 연구에서는 기존의 인터페이스 평가 방법들이 GUI 위주로 이루어진 데 반해 제품의 물리적 인터페이스 개선을 위한 방법론적 접근을 제시하고자 하였으며, 휴대폰의 제품디자인을 위한 가이드라인의 역할을 기대할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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