• 제목/요약/키워드: 최적화 해석

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A Study on Classification Models for Predicting Bankruptcy Based on XAI (XAI 기반 기업부도예측 분류모델 연구)

  • Jihong Kim;Nammee Moon
    • KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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    • 제12권8호
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    • pp.333-340
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    • 2023
  • Efficient prediction of corporate bankruptcy is an important part of making appropriate lending decisions for financial institutions and reducing loan default rates. In many studies, classification models using artificial intelligence technology have been used. In the financial industry, even if the performance of the new predictive models is excellent, it should be accompanied by an intuitive explanation of the basis on which the result was determined. Recently, the US, EU, and South Korea have commonly presented the right to request explanations of algorithms, so transparency in the use of AI in the financial sector must be secured. In this paper, an artificial intelligence-based interpretable classification prediction model was proposed using corporate bankruptcy data that was open to the outside world. First, data preprocessing, 5-fold cross-validation, etc. were performed, and classification performance was compared through optimization of 10 supervised learning classification models such as logistic regression, SVM, XGBoost, and LightGBM. As a result, LightGBM was confirmed as the best performance model, and SHAP, an explainable artificial intelligence technique, was applied to provide a post-explanation of the bankruptcy prediction process.

Analysis of suspended sediment mixing in a river confluence using UAV-based hyperspectral imagery (드론기반 초분광 영상을 활용한 하천 합류부 부유사 혼합 분석)

  • Kwon, Siyoon;Seo, Il Won;Lyu, Siwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.89-89
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    • 2022
  • 하천 합류부에 지천이 유입되는 경우 복잡한 3차원적 흐름 구조를 발생시키고 이로 인해 유사혼합 및 지형 변화가 활발히 발생하게 된다. 특히, 하천 합류부에서 부유사 거동은 하천의 세굴과퇴적, 하천 지형 변화, 하천 생태계, 하천구조물 안정성 등에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 이에 대한 정확한 분석이 하천 관리 및 재해 예방에 필수적인 요소이다. 기존의 하천 합류부 부유사 계측 자료들은 재래식 채취 방식으로 수행되어 시공간적 해상도가 매우 낮아서 실측 자료만으로 합류부에서 부유사 혼합을 분석하기에는 한계가 존재하기에 대하천의 부유사 혼합 거동 해석에 수치모형이 주로 활용되어 왔다. 본 연구에서는 하천 합류부에서 부유사 거동을 공간적으로 정밀하게 분석하기 위해 드론 기반초분광 영상을 활용하여 하천 합류부에 최적화된 부유사 계측 방법론을 제시하였다. 현장에서 계측한 초분광 자료와 부유사 농도간의 관계를 구축하기 위하여 기계학습모형인 랜덤포레스트(Random Forest) 회귀 모형과 합류부에서 분광 특성이 다른 두 하천의 특성을 정확하게 반영하기 위한 가우시안 혼합 모형 (Gaussian Mixture Model) 기반 초분광 군집화 기법을 결합하였다. 본 연구에서 구축한 방법론을 낙동강과 황강의 합류부에 적용한 결과, 초분광 군집을 통해 두하천 흐름의 경계층을 명확히 구별하였으며, 이를 바탕으로 지류와 본류에 대해 각각 분리된 회귀 모형을 구축하여 복잡한 합류부 근역 경계층에서의 부유사 거동을 보다 정확하게 재현하였다. 또한 나아가서 재현된 고해상도의 부유사 공간분포를 바탕으로 경계층에서 강한 두 흐름이 혼합되어 발생한 와류(Wake)가 부유사 혼합에 미치는 영향을 규명하였고, 하천 합류부에서 발생하는 전단층의 수평방향 대규모 와류가 부유사 혼합 양상에 지배적 영향을 미치는 것으로 확인하였다.

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Development of Optimization Code of Type 3 Composite Pressure Vessels Using Semi-geodesic algorithm (준측지궤적 알고리즘을 이용한 타입 3 복합재 압력용기의 최적설계 프로그램 개발)

  • Kang, Sang-Guk;Kim, Myung-Gon;Kim, Cheol-Ung;Kim, Chun-Gon
    • Composites Research
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    • 제21권1호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • Composite vessels for high pressure gas storage are commonly used these days because of their competitive weight reduction ability maintaining strong mechanical properties. To supplement permeability of composite under high pressure, it is usually lined by metal, which is called a Type 3 vessel. However, it has many difficulties to design the Type 3 vessel because of its complex geometry, fabrication process variables, etc. In this study, therefore, GUI (graphic user interface) optimal design code for Type 3 vessels was developed based on semi-geodesic algorithm in which various factors of geometry and fabrication variables are considered and genetic algorithm for optimization. In addition, hydrogen vessels for 350/700 bar that can be applied to FCVs(fuel cell vehicles) were designed using this code for verification.

Real-time Anomaly Detection System Using HITL Simulation-Based UAV Packet Data (HITL 시뮬레이션 기반 무인비행체 패킷 데이터를 활용한 실시간 이상 탐지 시스템)

  • Daekyeong Park;Byeongjin Kim
    • Convergence Security Journal
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    • 제23권2호
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    • pp.103-113
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    • 2023
  • In recent years, Unmanned Aerial Vehicles (UAV) have been widely used in various industries. However, as the depend ence on UAV increases rapidly, concerns about the security and safety of UAV are growing. Currently, various vulnerabili ties such as stealing the control right of the UAV or the right to communicate with the UAV in the web application are being disclosed. However, there is a lack of research related to the security of UAV. Therefore, in this paper, a study was conducted to determine whether the packet data was normal or abnormal by collecting packet data of an unmanned aerial vehicle in a HITL(Hardware In The Loop) simulation environment similar to the real environment. In addition, this paper proposes a method for reducing computational cost in the modeling process and increasing the ease of data interpretation, a machine learning-based anomaly detection model that detects abnormal data by learning only normal data, and optimized hyperparameter values.

Development of a water treatment efficiency prediction simulator capable of continuous and stable maintenance of water quality (지속적이고 안정적인 수질 유지관리가 가능한 정수처리 효율 예측 시뮬레이터의 개발)

  • Lee, Inhwa;Lee, Taehoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.215-215
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    • 2022
  • 현재 국내 정수시설은 정수공정별 감시제어-데이터수집시스템(SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition)에 기반하여 감시제어 및 모니터링 위주로 운영·관리를 실시하고 있다. 또한, 주요 핵심 공정인 응집제 약품투입, 소독 및 여과 설비 공정의 운영방식에 있어서 선험적 운영지식에 의한 방식으로 운영되고 있기 때문에 지속적인 안정적 운영을 위해서는 표준적이고 체계적인 운영관리 수단이 필요하다. 국외에서는 다양한 운영 조건에 기반한 정수처리 효율을 예측할 수 있는 모의(simulation) 도구의 개발을 통해 기존 운영되고 있는 정수장의 효율을 예측하는 데 활용하고 있는 실정이다. 본 논문은 실시간 운영관리가 가능한 기반을 구축하여 정수처리의 효율을 예측할 수 있는 시뮬레이터 개발을 통해 정수처리 공정별 기본 및 조합의 공정 시뮬레이션 모의 모듈 기술을 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 또한 개발된 기술의 실증 운영을 통해 검증된 모듈을 반영한 정수장 시뮬레이터 시스템을 개발을 위한 연구를 수행하였다. 정수장 시뮬레이터는 수질정보, 물질수지, 수두손실등의 운영현황 데이터를 수집하는 기능, 착수-혼화-응집-침전-여과-소독 등 개별 공정별 주요 운전변수의 모니터링 및 제어를 통한 운영관리 기능, 원수 수질변화에 신속한 대응을 위한 정수처리 공정제어 의사결정지원 기능, 그리고 온라인 관망해석을 포함한 정수처리 전(단위)공정 시뮬레이터 기능 및 공정별 운영인자 최적화 기능 등으로 구성되어 있다. 현재 운영 중인 정수장의 공정별 운전 상태를 평가·관리하여 정수공정 운영 안정화 체계를 확보하고, 정수장의 유량과 수질의 갑작스런 변화에 따른 모의를 통한 수질예측으로 실시간 정수장 최적운영관리가 가능하다. 또한 원수 성상에 따른 적정 공정운영 자동화로 운영비 절감 및 효율적 인력 활용으로 정수장 운영 효율성을 제고함으로써 지속적이고 안정적인 정수장 운영 체계를 확보할 수 있다.

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A Comparative Study on Korean Zero-shot Relation Extraction using a Large Language Model (거대 언어 모델을 활용한 한국어 제로샷 관계 추출 비교 연구)

  • Jinsung Kim;Gyeongmin Kim;Kinam Park;Heuiseok Lim
    • Annual Conference on Human and Language Technology
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    • 한국정보과학회언어공학연구회 2023년도 제35회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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    • pp.648-653
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    • 2023
  • 관계 추출 태스크는 주어진 텍스트로부터 두 개체 간의 적절한 관계를 추론하는 작업이며, 지식 베이스 구축 및 질의응답과 같은 응용 태스크의 기반이 된다. 최근 자연어처리 분야 전반에서 생성형 거대 언어모델의 내재 지식을 활용하여 뛰어난 성능을 성취하면서, 대표적인 정보 추출 태스크인 관계 추출에서 역시 이를 적극적으로 활용 가능한 방안에 대한 탐구가 필요하다. 특히, 실 세계의 추론 환경과의 유사성에서 기인하는 저자원 특히, 제로샷 환경에서의 관계 추출 연구의 중요성에 기반하여, 효과적인 프롬프팅 기법의 적용이 유의미함을 많은 기존 연구에서 증명해왔다. 따라서, 본 연구는 한국어 관계 추출 분야에서 거대 언어모델에 다각적인 프롬프팅 기법을 활용하여 제로샷 환경에서의 추론에 관한 비교 연구를 진행함으로써, 추후 한국어 관계 추출을 위한 최적의 거대 언어모델 프롬프팅 기법 심화 연구의 기반을 제공하고자 한다. 특히, 상식 추론 등의 도전적인 타 태스크에서 큰 성능 개선을 보인 사고의 연쇄(Chain-of-Thought) 및 자가 개선(Self-Refine)을 포함한 세 가지 프롬프팅 기법을 한국어 관계 추출에 도입하여 양적/질적으로 비교 분석을 제공한다. 실험 결과에 따르면, 사고의 연쇄 및 자가 개선 기법 보다 일반적인 태스크 지시 등이 포함된 프롬프팅이 정량적으로 가장 좋은 제로샷 성능을 보인다. 그러나, 이는 두 방법의 한계를 지적하는 것이 아닌, 한국어 관계 추출 태스크에의 최적화의 필요성을 암시한다고 해석 가능하며, 추후 이러한 방법론들을 발전시키는 여러 실험적 연구에 의해 개선될 것으로 판단된다.

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Sensitivity Evaluation and Approximate Optimization Analysis for Structure Design of Module Hull Type Trimaran Pontoon Boat (모듈 선체형 삼동 폰툰 보트의 구조설계 민감도 평가와 근사 최적화 해석)

  • Bo-Youp Choi;Chang-Ryeon Son;Joon-Sik Son;Min-Ho Park;Chang-Yong Song
    • Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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    • 제26권6_3호
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    • pp.1279-1288
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    • 2023
  • Recently, domestic leisure boats have been actively researching eco-friendly product development to enter the global market. Since the hulls of existing leisure boats are mainly made of fiber reinforced plastic (FRP) or aluminum, design techniques for securing structural safety by applying related materials have been mainly studied. In this study, an initial structural design safety assessment of a trimaran pontoon leisure boat with a modular hull structure and eco-friendly high-density polyethylene (HDPE) material was conducted, and sensitivity evaluation and optimization analysis for lightweight design were performed. The initial structural design safety assessment was carried out by creating a finite element analysis model and applying the loading conditions specified in the ship classification regulation to check whether the specified allowable stresses are satisfied. For the sensitivity evaluation, the influence of stress and weight of each hull structural member was evaluated using the orthogonal array design of experiments method, and an approximate model based on the response surface method was generated using the results of the design of experiments. The optimization analysis set the thickness of the hull structural members as the design variable and considered the optimal design formulation to minimize the weight while satisfying the allowable stress. The algorithm of the optimization analysis applied the Gradient-population Based Optimizer (GBO) to improve the accuracy of the optimal solution convergence while reducing the numerical cost. Through this study, the optimal design of a newly developed eco-friendly trimaran pontoon leisure boat with a weight reduction of 10% was presented.

Residual Stress Comparison of Type III Hydrogen Tank by Curing Conditions (Type III 수소탱크 경화조건에 따른 잔류응력 비교)

  • Yong-Chul Shin
    • Composites Research
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    • 제37권1호
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    • pp.15-20
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    • 2024
  • Since the residual stress of hydrogen tank is directly related to durability, it is very important to reduce it for safety. Type II~IV hydrogen tank are manufactured by the filament winding method, in which the fiber is impregnated with resin and wound around the liner. Residual stress in composite is affected by curing conditions and fiber tension etc. In this study, the effect of curing conditions on residual stress was analyzed when manufacturing a Type III hydrogen tank using carbon fiber filament winding process. First, the curing behavior of the epoxy resin was analyzed using a differential scanning calorimetry. Through this, the curing temperature was set to 140℃. During the same curing time, the specimens were cured under 2-stage curing condition that reached 140℃ earlier and a 4-stage curing condition that reached 140℃ later, respectively. After curing, the residual stress of the composite material was measured by the ring slitting method, and the experimental values were compared with numerical values. It was confirmed that there was a significant difference in residual stress according to the optimization of curing conditions.

A study on the toilet lifting seat for the elderly (노약자를 위한 변기 리프팅 시트 연구)

  • Minseo Kim;Hyemin Son;Jinho Cho;Sang-Hyun Kim
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • 제10권1호
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    • pp.459-464
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    • 2024
  • The purpose of this study is to design a toilet lifting seat to prevent falls accidents in the elderly while using the toilet. Prior to design, laws and national standards related to restroom use were investigated and the available space for the assistive devices to be installed was determined. In additions, considering the body size and operating range of the elderly, the optimal final position of the toilet seat is set so that users can use it more safely and conveniently without external help. Moreover, in order to provide an effective standing assistance function, a complex 4-bar link structure was applied to enable simultaneous seat elevation and angle adjustment when operating the device, and the appropriate link shape and dimensions were determined using a linkage program and UG NX. FEA analysis using ANSYS Workbench is performed to ensure the robustness of the stretched linkage and the feasibility of the lifting seat is verified through fabrication.

A Study on Geometric Optimization of a 500 ml Lightweight Square PET Bottle with CAE Analysis (CAE 해석을 통한 500 ml 경량 사각 PET병의 형상 최적화)

  • Eui-Chul Jeong;Sung-Hee Lee;Hyunn-Seung Lee;Jung-Gil Oh;Seok-Kwan Hong
    • Design & Manufacturing
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    • 제18권2호
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    • pp.17-22
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    • 2024
  • Lightweight of plastic containers is becoming an important issue due to increasing environmental legislation and consumer awareness. In this study, the CAE analysis was conducted to optimize the shape of a 500 ml lightweight square polyethylene terephthalate(PET) bottle. First, the linear buckling alaysis using the finite element method was performed to analyze the correlation between the primary geometric parameters of the bottle and the buckling critical load. Then, the optimal geometry parameters were derived, and the actual buckling load was predicted by non-linear buckling simulation. The validity of the simulation results was verified by top-loading tests of PET bottles molded with the optimized geometry. The elastic modulus and tensile yield strength of PET through tensile tests were measured to improve the accuracy of the simulation. As a result of the tensile tests, the modulus of elasticity of PET increased from 2,900 MPa to 4,275 MPa, and the tensile yield strength increased from 52.4 MPa to 88.1 MPa. Finally the buckling load of the optimized PET bottle was found to be approximately 236 N, which is very similar to the simulation precition of 238 N. This study shows the feasibility and accuracy of the CAE analysis approach for the lightweight design of PET bottles, and will provide useful guidelines for the design of PET bottles.