빠른 고속 데이터 신호 처리 및 논리 연산을 위한 부동 소수점 연산 요구 사항이 확대됨에 따라 부동 소수점 연산 장치의 속도는 시스템 작동에 영향을 미치는 핵심 요소이다. 본 논문에서는 다양한 부동소수점 곱셈기 방식의 성능 특성을 연구하고, 캐리와 합의 형태로 부분 곱을 압축한 다음, 최종 결과를 얻기 위해 캐리 미리 보기 가산기를 사용한다. Intel Quartus II CAD 툴을 이용하여 Verilog HDL로 부동소수점 곱셈기를 기술하고 성능 평가를 하였다. 설계된 부동소수점 곱셈기는 면적, 속도 및 전력 소비에 대해 분석 및 비교하였다. 월러스 트리를 사용한 수정 부스 인코딩 방식의 FMAX는 33.96Mhz로 부스 인코딩보다 2.04배, 수정 부스 인코딩보다 1.62배, 월러스 트리를 사용한 부스 인코딩보다 1.04배 빠르다. 또한, 수정 부스 인코딩에 비해 월러스 트리를 이용한 수정 부스 인코딩 방식의 면적은 24.88% 감소하고, 전력소모도 2.5% 감소하였다.
시설물 유지관리는 설계단계에서 계획되고 시공단계에서 확보된 품질을 유지 또는 보완, 향상시킴으로써 시설물에 대해 최초에 기대한 자산적 가치의 실현을 지속해 나가는 단계이며, 건물의 수명주기에서 가장 길고 최대 80%의 비용을 차지하므로(Griffin 1993), 설계와 시공 등의 선행단계만큼이나 중요하게 인식되고 관리되어야 하는 단계이다. 시설물을 더욱 더 효율적으로 관리하기 위한 방안으로 CAD와 데이터베이스가 연계된 시설물유지관리시스템(Facility Management System)이 도입되었지만, 현재 운영되고 있는 대다수의 시설물유지관리시스템에서는 수작업을 통해 요구정보가 입력되고 있다. 본 연구는 BIM기반 설계 정보를 시설물유지관리시스템에 전달하기 위한 COBIE(Construction Operation Building Information Exchange)체계를 벤치마킹 대상으로 삼아, BIM 데이터가 시설물유지관리시스템에서 활용될 수 있도록 국내외 BIM적용 사례를 분석하여 데이터 연계 시 발생되는 문제점을 유형별로 도출하여 유형별 개선방안을 제안한다. 본 연구에서 제안한 개선방안은 설계자가 BIM S/W를 이용하여 모델링을 할 때, 시설물유지관리단계까지 고려한 데이터 입력이 가능하도록 도와주는 참조적인 역할을 할 수 있을 것이며, BIM정보가 시설물유지관리시스템과 연계됨으로써 시설물유지관리시스템에 수작업으로 데이터를 입력했을 때 발생했던 정보의 재입력과 손실을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
최근 공공사업 발주조건에 BIM(Building Information Modeling)이 의무화되고 있고, 실무 도입을 통한 성공 사례가 증가되면서 건설 분야의 BIM 도입이 본격화되고 있다. 그러나 기존의 BIM 관련 연구는 대부분 설계 또는 시공단계에 한정되어 수행됨에 따라 건설프로젝트의 생애주기를 고려하지 못하고 있고, 특정 업무지원 기능 위주로 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 건설공사 프로젝트의 기획부터 유지관리단계의 생애주기 동안 단계별 BIM 적용이 가능한 통합 BIM 운영 프로세스를 제안하고 이를 토대로 통합 BIM 시스템을 개발한다. 이를 위해 교량공사를 대상으로 수행단계별 정보체계를 분석하여 BIM 활용 기능과 적용 프로세스를 제시하였으며, 이에 근거하여 수행단계별 BIM 운영 시스템을 구축하였다. 연구에서는 개발된 시스템의 실무 적합성 검증을 위해서 사례적용과 건설 실무자의 활용성 설문 조사를 수행하였다. 이러한 BIM 통합 운영체계는 생애주기를 고려한 건설공사의 3차원 기반 통합정보관리체계로 활용성이 기대된다.
건설현장에서 가상현실 BIM객체의 활용성을 높이기 위해서는 실제 이미지와의 이질감을 해소시켜야 하며, 공정관리 분야 적용시에는 가상현실 공정모습과 실제 공정모습간의 괴리감을 감소시킬 필요가 있다. 연구에서는 이러한 부분을 해소하기 위해 AR (Augmented Reality)과 3D 프린팅 기술이 연계된 4D 모델기반 공정관리 시제품을 구성하여 두 기술이 연동된 4D모델의 활용 가능성을 검토한다. 입체적인 3D 출력물과 AR객체를 접목하여 시공 공정 시뮬레이션을 구현하면 단순한 가상현실기반 4D 모델과 비교시 실체적 이미지기반의 정보로 보다 직관적인 공정 정보를 제공할 수 있다. 이를 위해 연구에서는 3D 프린팅 출력물에 마커를 이용하여 후속공정이 4D 모델로 시뮬레이션되는 AR구현 체계의 방법론 및 시스템 구성의 적정성을 검토한다.
Background: Underground mines have several hazards that could lead to serious consequences if they come into effect. Acquiring, evaluating, and using the real-time data from the atmospheric monitoring system and miner's positional information is crucial in deciding the best course of action. Methods: A graphical user interface-based software is developed that uses an AutoCAD-based mine map, real-time atmospheric monitoring system, and miners' positional information to guide on the shortest route to mine exit and other locations within the mine, including the refuge chamber. Several algorithms are implemented to enhance the visualization of the program and guide the miners through the shortest routes. The information relayed by the sensors and communicated by other personnel are collected, evaluated, and used by the program in proposing the best course of action. Results: The program was evaluated using two case studies involving rescue relating to elevated carbon monoxide levels and increased temperature simulating fire scenarios. The program proposed the shortest path from the miner's current location to the exit of the mine, nearest refuge chamber, and the phone location. The real-time sensor information relayed by all the sensors was collected in a comma-separated value file. Conclusion: This program presents an important tool that aggregates information relayed by sensors to propose the best rescue strategy. The visualization capability of the program allows the operator to observe all the information on a screen and monitor the rescue in real time. This program permits the incorporation of additional sensors and algorithms to further customize the tool.
연구목적: 본 연구는 유색 및 백색 지르코니아 세라믹으로 제작된 코핑의 디자인에 따른 지르코니아 세라믹 코핑의 파절 하중과 변연 적합성을 평가한 것으로 그 결과를 임상에 응용하는데 도움을 주고자 하였다. 연구재료 및 방법: CAD/CAM system (Everset, KAVO Dental GmbH, Biberach, Germany)을 이용하여, 80개의 상악 제1 소구치 세라믹 코핑을 제작하되, 1그룹은 전체적으로 균일하게 0.3 mm로, 2그룹은 협면 0.3 mm 설면 0.6 mm, 3그룹은 전체 0.6 mm 균일하게, 4그룹은 협면 0.6 mm 설면 1.0 mm로 디자인하고, 유색 (I) 및 백색 (II) 지르코니아 코핑을 각 그룹당 10개가 되게 하였다. 소성직후와 조정 후 코핑의 변연 적합성을 Video Microscope System (sv-35, Sometech, Seoul, Korea)를 이용하여 100배율로 관찰하였고, 금속 주 모형에 코핑을 강화형 글래스아이오노머 시멘트로 합착 후 Universal Testing Machine (Instron 4467, Norwood, MA, USA)을 이용하여 파절 하중을 측정하여, one-way ANOVA test 를 시행하여 결과를 분석하였다. 결과: 1. CAD/CAM 지르코니아 코핑의 파절 하중은 1그룹, 2와 3그룹, 그리고 4그룹간에 유의성있는 차이를 보였으며 I4, II4의 파절 하중값이 가장 컸다. 2. 코핑의 디자인이 같고 색이 다른 그룹간의 비교에서는 전 그룹 모두 파절 하중값의 유의성은 없었다. 3. 소성 직후 변연 오차 측정값은 I2그룹을 제외한 전 그룹에서 협측 측정점에서 변연오차가 가장 큰 경향을 보였다. 4. 소성 직후 변연 오차 측정값은 I 그룹 지르코니아 그룹에서 그룹별 전체적인 변연적합도를 보았을 때 그룹간에 유의한 차이는 없었다 (P>.05). 5. 소성직후 변연 오차 측정값은 백색 지르코니아 그룹에서 그룹별 전체적인 변연 적합도를 보았을때 II1그룹의 변연 오차가 가장 컸다 (P<.05). 6. 소성직후 변연오차 측정값은 디자인이 같은 그룹의 유색, 백색 비교에서, I1와 II1그룹을 제외한 나머지 그룹에서 백색 지르코니아의 변연 적합도가 더 좋았다 (P<.05). 7. 내면 조정 후에는 색상화 및 지르코니아 코어 디자인에 따른 전 그룹간 변연 적합도의 차이는 없었다 (P>.05). 결론: 지르코니아 코핑 디자인과 색상화에 따른 변연 적합성은 소성 직후에는 다소 차이가 있었으나 내면 조정을 하면 임상 사용에는 무리가 없을 것으로 판단되었고, 파절강도 강화를 위해 코핑의 두께는 가급적 두꺼워야 하나, 가시면 (순면, 협면)의 심미성(반투명성)을 고려할 경우 가시면을 0.3 mm로 얇게 해도 파절 강도에 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료되었다.
최근 해양, 석유화학 플랜트 등에서는 내마모, 내식성, 내열성이 요구되는 초내열 합금이 기본적인 구조재료로 많이 사용되고 있다. 하지만 고가의 초내열 합금 소재로 밸브를 제작할 때 원가 상승과 가격 경쟁력 저하의 원인이 되고 있다. 이에 유체에 흐르는 특정부위만 육성 용접하는 기술이 효과적인 방법으로 사용되고 있다. 하지만 기존의 볼 육성용접의 경우 사람이 직접 수동으로 작업을 진행하기 때문에 많은 시간이 소요되고 정확한 용접하기 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 볼 밸브용 볼 육성용접을 균일하게 할 수 있는 로봇자동화 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 용접토치를 장착한 용접용 로봇 6축, 포지셔너 회전을 위한 부가 2축, 제어장치 및 로봇경로는 오프라인 프로그램으로 구성되어 있다. CAD 도면 데이터를 오프라인 프로그램에 입력하여 로봇 교시점과 로봇 구동 소스를 얻을 수 있도록 하였고, 볼 육성용접 궤적은 Matlab을 통해 구현하였다. OLP 시스템을 통해 용접층 두께가 균일하게 얻으므로 용가재의 소모량을 약 20% 절약할 수 있었고, 모재와 용접봉 사이의 아크길이를 일정하게 유지하여 육성용접 불량율을 약 50% 정도 감소시켜 품질을 확보하였다. OLP를 활용한 육성용접 자동화 시스템을 통해 작업소요시간이 88시간에서 41시간으로 단축되어 생산성이 2.58배 향상 되었다.
Machining is the commonly used process in the manufacturing of prototypes. This process offers several advantages, such as rigidity of the machine, precision of the machine, precision of the operation and specially a quick delivery. The weight and immobility of the machine support and immobilize the part during the operation. However, despite these advantages it shows, machining still presents several limitations. The immobilization, location and support of the part are referred to as fixturing or workholding and present the biggest challenge for time efficient machining. So it is important to select and design the appropriate fixturing assembly. This assembly depends on the complexity of the part and the tool paths and may require the construction of dedicated fixtures. With traditional techniques, the range of fixturable shapes is limited and the identification of suitable fixtures in a given setup involves complex reasoning. To solve this limitation and to apply the automation, this paper presents the Reference Free Part Encapsulation(RFPE) and implementation of the encapsulation system. The feature-based modeling system and the encapsulation system are implemented. The small part of which it is difficult to find out the appropriate fixturing assembly is made by this system.
Since Chrysler Motor Co. had experienced the digital development system in the beginning of 1990's, most of leading automobile companies are trying to apply a digital information system for their own business process reengineering based upon concurrent engineering system from product planning phase. This is called as virtual DMU(Digital Mock-Up) system instead of the traditional PMU(Physical Mock-Up) system. By using the virtual prototype, all of the design requirements and system specifications can be checked, changed and optimized more quickly and more efficiently. This paper consists of five chapters for the DMU information system. In the 1$^{st}$ chapter, the principle of digital design system is suggested by using four basic modules such as product design module, process design module, manufacturing system design module and central control module. The basic scheme of DMU is introduced with the benefits of application in the chapter 2. In the chapter 3, a digital design process of new car development is explained with the detailed DMU design and design review processes. In the chapter 4, the practical DMU manufacturing techniques and applications are introduced as CAD/CAM analyses, DPA(Digital Pre-Assembly)reviews for development, production, operation and maintenance phases, digital tolerance analyses and digital factory analyses for assembling line simulation, automated robot welding processes, production jig & fixtures and painting process simulation. Finally, the activities of digital design support; CAS-styling, CAE-engineering and CAT-testing are summarized for design optimization in the chapter 5. As today's automobile manufactures and related business organizations are struggling to compete in the global marketplace, they are concentrating on efficient use of DMU information system to reduce the new car development cost, to have shorten the delivery schedule and to improve product design quality. To meet the demand of those automobile industries on digital information systems, the CALS(Computer aided Acquisition and Logistics Support) and EC(Electronic Commerce)initiative has been focused as a dominant philosophy in defense & commercial industries, specially automobile industries.s.
본 논문에서는 애조인 설계민감도(DSA)를 사용하여 평형상태의 열전도문제에서 수치적으로 얻어진 위상 최적설계를 실험적으로 검증하였다. 애조인 변수법을 이용하면 해석에서 사용되었던 행렬시스템을 애조인 문제를 풀 때 그대로 활용가능하기 때문에 설계민감도를 얻는데 필요한 계산을 매우 효율적으로 수행할 수 있다. 위상 최적설계를 위해서 설계변수는 정규화된 재료밀도 함수로 정하였다. 목적함수는 구조물의 열 컴플라이언스이고 제한조건은 허용 가능한 재료량이다. 또한 열화상카메라를 활용하여 이러한 위상 최적설계로 얻어진 수치적 결과를 부피가 동일하도록 직관적으로 설계된 디자인과 비교하여 실험적으로 검증하였다. 위상 최적설계로 얻어진 결과를 실제로 제작하기 위해 간단한 수치기법을 통해 점 정보로 변환한 후 역설계 상용프로그램을 이용하여 CAD 모델링을 수행한다. 이를 바탕으로 위상 최적설계 결과를 CNC(Computerized Numerically Controlled machine tools) 선반으로 제작하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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