• Title/Summary/Keyword: Future failure prediction

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Neural-based prediction of structural failure of multistoried RC buildings

  • Hore, Sirshendu;Chatterjee, Sankhadeep;Sarkar, Sarbartha;Dey, Nilanjan;Ashour, Amira S.;Balas-Timar, Dana;Balas, Valentina E.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제58권3호
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    • pp.459-473
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    • 2016
  • Various vague and unstructured problems encountered the civil engineering/designers that persuaded by their experiences. One of these problems is the structural failure of the reinforced concrete (RC) building determination. Typically, using the traditional Limit state method is time consuming and complex in designing structures that are optimized in terms of one/many parameters. Recent research has revealed the Artificial Neural Networks potentiality in solving various real life problems. Thus, the current work employed the Multilayer Perceptron Feed-Forward Network (MLP-FFN) classifier to tackle the problem of predicting structural failure of multistoried reinforced concrete buildings via detecting the failure possibility of the multistoried RC building structure in the future. In order to evaluate the proposed method performance, a database of 257 multistoried buildings RC structures has been constructed by professional engineers, from which 150 RC structures were used. From the structural design, fifteen features have been extracted, where nine features of them have been selected to perform the classification process. Various performance measures have been calculated to evaluate the proposed model. The experimental results established satisfactory performance of the proposed model.

대규모 산업시설을 위한 전문가 지식 기반 예방정비시스템 (Preventive Maintenance System based on Expert Knowledge in Large Scale Industry)

  • 김도형;강병호;이승룡
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권1호
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    • pp.1-12
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    • 2017
  • 예방정비는 대규모 산업시설에서 설비의 성능을 최적으로 유지하는 활동을 의미하며, 궁극적으로 고장을 미연에 방지하여 생산 효율을 극대화하는 것을 목적으로 한다. 일반적으로 인력에 의한 주기적인 정비가 이루어지지만, 지속적으로 발생하는 고장을 방지할 수 없는 문제가 있다. 또한, 문제를 조기에 해결하기 위한 고장에 대한 조치는 설비 전문가에 의존하기 때문에, 전문가의 부재 상황이나 미숙련된 전문가에 의한 진단 오류로 인한 대응의 한계가 있다. 인력에 의존한 설비 진단과 문제의 조기 발견을 돕기위해 알람 시스템이 활용되고 있지만, 단순 정보 수집을 위해 설계되고, 방대하게 알람을 발생시키므로 실제적인 효용성이 없다. 본 논문에서는 시스템에 의한 고장징후 포착과 문제의 원인 및 향후 발생할 문제를 파악하기 위해서, 전문가의 경험지식을 시스템 지식으로 구축을 통한 자동화된 예방정비시스템을 설계 및 개발하였으며, 전문가 지식을 재이용하기 위한 시스템의 구조와 활용 방안에 대해서 논한다.

HILS 기법을 적용한 신축관 이음 수명예측에 관한 연구 (A Study for Lifetime Predition of Expansion Joint Using HILS)

  • 오정수;조승현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.138-142
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    • 2018
  • 본 연구에서는 플랜트 기자재 중 수충격에 매우 취약한 신축관 이음을 대상으로 수충격 발생 시 신축관 이음의 신축량의 변화를 현장에서 취득한 후 HIL 시뮬레이터의 작동데이터로 적용한 HILS 기법을 적용한 진동내구 시험을 수행하였다. 또한 진동내구 시험 시 내구수명의 주요 스트레스 인자로 신축관 내부압력을 가정하였다. 진동내구 시험은 신축관 내부 설정압 따라 진행되었으며 수명데이터를 이용, 수명데이터를 잘 따르는 곡선을 접합하여 수명예측 모델식을 유도하였고 특정 내부 설정압에서의 시험 및 수명결과를 통하여 이를 검증하였다. 한편, 시험 중 발생 된 신축관의 고장모드는 모두 벨로우즈 부 표면에 발생된 크랙과 크랙을 통한 누수 등이 있었다. 본 연구에서 유도한 수명에측 모델식은 설정압력을 스트레스 인자로 따르는 전형적인 역승모형이며 특정환경에서만 적용될 수 있는 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구는 진동내구 수명의 가속요인인 압력 외 온도상태 등을 다양한 수명변수가 적용 가능한 복합수명예측 모델식을 개발할 예정이다.

Data-driven approach to machine condition prognosis using least square regression trees

  • Tran, Van Tung;Yang, Bo-Suk;Oh, Myung-Suck
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.886-890
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    • 2007
  • Machine fault prognosis techniques have been considered profoundly in the recent time due to their profit for reducing unexpected faults or unscheduled maintenance. With those techniques, the working conditions of components, the trending of fault propagation, and the time-to-failure are forecasted precisely before they reach the failure thresholds. In this work, we propose an approach of Least Square Regression Tree (LSRT), which is an extension of the Classification and Regression Tree (CART), in association with one-step-ahead prediction of time-series forecasting technique to predict the future conditions of machines. In this technique, the number of available observations is firstly determined by using Cao's method and LSRT is employed as prognosis system in the next step. The proposed approach is evaluated by real data of low methane compressor. Furthermore, the comparison between the predicted results of CART and LSRT are carried out to prove the accuracy. The predicted results show that LSRT offers a potential for machine condition prognosis.

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노화효과를 고려한 저전력 셀프 튜닝 디지털 시스템의 설계 (Design of a Low Power Self-tuning Digital System Considering Aging Effects)

  • 이진경;김경기
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.143-149
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    • 2018
  • It has become ever harder to design reliable circuits with each nanometer technology node; under normal operation conditions, a transistor device can be affected by various aging effects resulting in performance degradation and eventually design failure. The reliability (aging) effect has traditionally been the area of process engineers. However, in the future, even the smallest of variations can slow down a transistor's switching speed, and an aging device may not perform adequately at a very low voltage. Therefore, circuit designers need to consider these reliability effects in the early stages of design to make sure there are enough margins for circuits to function correctly over their entire lifetime. However, such an approach excessively increases the size and power dissipation of a system. As the impact of reliability, new techniques in designing aging-resilient circuits are necessary to reduce the impact of the aging stresses on performance, power, and yield or to predict the failure of a system. Therefore, in this paper, a novel low power on-chip self-tuning circuit considering the aging effects has been proposed.

변동진폭하중 하에서 균열성장 예측의 실험적 검증 (Experimental Validation of Crack Growth Prognosis under Variable Amplitude Loads)

  • 임상혁;안다운;임체규;황웅기;최주호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.267-275
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    • 2012
  • 본 연구에서는 모드 I의 변동진폭하중 하에서 평판의 두께관통 균열성장을 예측하고 예측결과를 실험을 통해 검증하였다. 균열성장 모델을 위해 과하중으로 인한 균열가속과 지연효과를 고려하는 Huang의 모델식을 이용하였다. 실험적 검증을 위해 Al6016-T6 평판 균열을 제작하여 변동하중을 부여하고 균열길이를 일정 주기로 육안 측정하였다. 측정데이터로부터 모델 변수를 추정하기 위해 베이지안 접근법에 기반한 파티클 필터 방법을 이용하였고, 이를 통해 위험크기까지의 미래 거동 및 잔존수명을 확률적으로 예측하였으며, 이를 실제 실험한 결과와 비교하였다. 그 결과 변동하중에 의한 균열지연이 잘 예측됨을 확인하였고, 측정 데이터가 증가할수록 예측된 중앙값(median)이 실제와 점점 더 일치하였다.

Optimal maintenance scheduling of pumps in thermal power stations through reliability analysis based on few data

  • Nakamura, Masatoshi;Kumarawadu, Priyantha;Yoshida, Akinori;Hatazaki, Hironori
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.271-274
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    • 1996
  • In this paper we made a reliability analysis of power system pumps by using the dimensional reduction method which over comes the problem due to unavailability of enpugh data in the actual systems under many different operational environments. Hence a resonable method was proposed to determine the optimum maintenance interval of given pump in thermal power stations. This analysis was based on an actual data set of pumps for over ten years in thermal power stations belonged to Kyushu Electric Power Company, Japan.

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Conditional Confidence Interval for Parameters in Accelerated Life Testing

  • Park, Byung-Gu;Yoon, Sang-Chul
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제7권1호
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    • pp.21-35
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    • 1996
  • In this paper, estimation and prediction procedures are discussed for grneral situation in which the failure time follows the independent density $f_{i}({\varepsilon}_{i})$ for the accelerated life testing under Type II censoring. In the context of accelerated life test experiment, procedures are given for estimating the parameters in the Eyring model, and for estimating mean life at a given future stress level. The procedures given are conditional confidence interval procedures, obtained by conditioning on ancillary statistics. A comparison is made of these procedures and procedures based on asymptotic properties of the maximum, likelihood estimates.

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표층붕괴 예측을 위한 체적함수비 적용성 연구 (A study on applicability of volumetric water content to predict shallow failure)

  • 석재욱;송효성;강효섭;김호종
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.737-746
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    • 2019
  • 국내에서 발생하는 산사태는 대부분 강우에 의해 유발된 표층붕괴 형태이며 많은 연구자들에 의해 체적함수비를 통한 붕괴 예측 가능성이 밝혀졌다. 본 연구에서는 체적함수비 증가 기울기 특성을 통해 붕괴를 판단하는 방법에 대해 고찰하였다. 이를 위해 화강암 풍화토를 이용하여 실내 토조실험을 수행하였다. 강우강도 30, 50 mm/hr 조건하에 표층의 포화 상태를 확인하기 위해 비탈면 상부, 중부, 하부 10, 20 cm 심도에 체적함수비계를 설치하였다. 실험결과 체적함수비를 사용한 붕괴 판단은 비탈면 경사에 따라 제한적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 강우 침투속도에 의한 유효누적강우량이 붕괴시간을 결정하는 요인으로 판단된다. 체적함수비 증가 기울기를 활용한 붕괴 판단 시 체적함수비의 설치 위치 및 심도에 의해 결과가 달라지는데 실험데이터에 의하면 비탈면 하부 20 cm에서의 계측 값이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 확인된 체적함수비 분석 방법 및 설치위치 선정 방법은 향후 체적함수비를 활용한 계측기준을 제시하기 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

단일 쇄석다짐말뚝의 지지력 예측방법에 대한 비교 연구 (Comparative Study on the Prediction Method of Bearing Capacity for Single Stone Column)

  • 천병식;김원철;조양운
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제5권1호
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    • pp.55-64
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    • 2004
  • 본 연구에서는 쇄석다짐말뚝의 합리적인 국내 적용을 위하여 쇄석다짐말뚝의 지지력에 가장 크게 영향을 미치는 주요 설계 파라미터에 대한 민감도 분석을 실시하고 단일 쇄석다짐말뚝의 주요 파괴 메커니즘인 Bulging과 General Shear Failure시에 대해 주요 파라미터가 지지력 예측에 미치는 영향을 분석하여, 향후 쇄석다짐말뚝의 설계를 위한 지반조사 및 시험시에 활용할 수 있도록 하였다. 또한 국내 현장에서 시행한 재하시험 결과를 이용하여 현재 주로 이용되고 있는 지지력 예측 이론들의 적용성을 평가하였다. 분석결과, Bulging 및 General Shear Failure시의 기존의 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치보다 과소평가하였으며, 원지반의 비배수전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 횡방향응력, 원지반이 받는 상재하중 등이 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히, General Shear Failure시의 민감도 분석결과, 원지반의 비배수 전단강도, 쇄석다짐말뚝의 내부마찰각, 원지반이 받는 상재하중의 변화에 따른 지지력은 각 제안식 별로 크게 차이가 나타났다.

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