• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권6호
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• pp.1097-1109
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• 2015

A novel optimization approach for reinforced concrete (RC) biaxially loaded columns is proposed. Since there are several design constraints and influences, a new computation methodology using iterative analyses for several stages is proposed. In the proposed methodology random iterations are combined with music inspired metaheuristic algorithm called harmony search by modifying the classical rules of the employed algorithm for the problem. Differently from previous approaches, a detailed and practical optimum reinforcement design is done in addition to optimization of dimensions. The main objective of the optimization is the total material cost and the optimization is important for RC members since steel and concrete are very different materials in cost and properties. The methodology was applied for 12 cases of flexural moment combinations. Also, the optimum results are found by using 3 different axial forces for all cases. According to the results, the proposed method is effective to find a detailed optimum result with different number of bars and various sizes which can be only found by 2000 trial of an engineer. Thus, the cost economy is provided by using optimum bars with different sizes.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제19권4호
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• pp.39-45
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• 2020

In the production process, the buffer acts as a buffer to alleviate some of the problems such as delays in delivery and process control failures in unexpected situations. Determining the optimal buffer size can contribute to system performance, such as increased output and resource utilization. However, there are difficulties in allocating the optimal buffer due to the complexity of the process or the increase in the number of variables. Therefore, the purpose of this research is proposing an optimal buffer allocation that maximizes throughput. First step is to design the production process to carry out the research. The second step is to maximize the throughput through the harmony search algorithm and to find the buffer capacity that minimizes the lead time. To verify the efficiency, comparing the ratio of the total increase in throughput to the total increase in buffer capacity.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.1-11
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• 2018

다양한 공학분야의 최적화 문제를 해결하기 위해 적절한 매개변수를 설정하기란 번거로운 작업이며, 매개변수 민감도 분석을 통해 적절한 매개변수를 설정하더라도 설정된 매개변수가 모든 문제에 적절한지 판단하기에는 한계가 있다. 이러한 이유로 매개변수를 문제에 따라 적절하게 설정하는 매개변수 자동검보정 (Self-adaptive) 화음탐색 알고리즘이 개발되고 발전하고 있다. 본 연구에서는 지금까지 개발된 자가적응형 하모니서치를 조사하고 그의 특성을 해탐색, 설정 매개변수, 적용성 등으로 구분하였으며, 이 중 매개변수 설정의 번거로움을 없애고, 적절한 매개변수 설정을 통해 해의 성능 향상을 위해 개발 된 6 가지 자가적응형 화음탐색 알고리즘을 선택하여 비교 분석을 수행하였다. 최적화 결과의 객관적인 비교를 위해 대표적인 수학적, 공학적 최적화 문제를 모두 적용 하였고, 다양한 성능 지수 (Performance index)를 사용하여 각 알고리즘의 성능을 정량적으로 비교하였다. 이것은 향후 신규 최적화 알고리즘을 개발하거나 해 탐색의 성능을 향상시키는 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.81-90
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• 2021

실세계에는 다양한 최적화 문제가 존재하고 이를 해결하기 위한 연구가 지속되고 있다. 최적화 문제는 목적 함수의 결과 값을 최대 혹은 최소로 만드는 파라미터의 조합을 찾는 문제이다. 하모니 탐색은 이러한 최적화 문제 해결을 위한 인구 기반 메타휴리스틱 알고리즘으로 재즈 음악의 즉흥 연주를 모방하여 고안되었다. 하모니 탐색은 현재 토목, 컴퓨터, 에너지, 의료, 수질 공학 등 다양한 분야의 최적화 문제에 활발히 적용되고 있다. 하모니 탐색은 동작 원리가 간단하고 제약조건이 있는 최적화 문제에서 빠르게 동작한다는 장점이 있다. 특히 경험적 도함수를 통해 해를 개선하여 낮은 반복 횟수로 높은 정확도를 보인 사례들이 존재한다. 본 논문에서는 하모니 탐색의 동작 원리를 설명하고 최근 3년간 수행된 주요 연구들을 분류, 각 분류에 따라 요약 및 소개, 향후 연구 방향을 제시한다. 분류는 분야별 리뷰, 알고리즘 분석 및 이론, 실세계 문제에 대한 적용으로 나누고 실세계 문제에 대한 적용은 다른 메타휴리스틱 알고리즘과의 결합 여부, 최적화 목적에 따라 분류하여 설명한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.630-637
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• 2018

본 연구에서는 최적화 기법의 하나인 화음탐색법 (HS: Harmony Search)에 클러스터링 기법을 적용하여 개선된 형태의 HS를 제안하였다. HS는 음악의 즉흥연주를 모방하여 개발되었으며 무작위선택, 기억회상, 음조조정의 세 가지 연산을 이용하여 최적해를 반복적으로 탐색해 나간다. 기존의 HS의 경우, 세 가지 연산 중 기억회상을 진행할 때 해집단의 저장 공간인 해저장소 (HM: Harmony Memory)에 있는 해를 선택하는데, 이 과정에서 적합도를 정량화한 목적함수 값에 상관없이 모두 동일한 확률로 해의 선택이 이루어지고, 이에 따라 최적의 해를 탐색하는 속도가 상대적으로 낮다. 본 연구에서 제안한 개선 클러스터링 화음탐색법 (ICHS: Improved Clustering Harmony Search)는 HM에서 목적함수의 값을 기준으로 클러스터링 기법을 적용하여 목적함수 값이 유사한 솔루션들이 하나의 해집단을 형성하도록 클러스터링을 수행한다. 이를 통해 만들어진 클러스터 중 상대적으로 목적함수 값이 우수한 클러스터에는 더 높은 선택 확률을 부여하여, 적합도가 높은 클러스터에 포함된 해의 결정변수가 선택될 확률을 높게 하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICHS의 효율성을 검증하기 위하여 개발 기법을 기존 논문에서 제시된 수학적 최적화 문제에 적용하였고 우수한 해탐색 성능을 확인할 수 있었다. 또한 실제 공학 문제에 대한 적용성 평가를 위해 개발 기법을 대규모 상수도관망 관경최적화 문제에 적용하였다. 상수도관망 최적설계에 대한 ICHS의 적용 결과, 기존 최적화 기법에 비해 우수한 해를 안정적으로 도출할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.131-142
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• 2015

트러스구조는 대형구조물의 설계 및 시공에 편리하며, 부재의 경량화에 따른 비용의 절검 효과를 얻을 수 있는 구조물로 최근 다양한 형태의 구조물건설에 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 응력, 좌굴 그리고 구조물의 고유진동수 제약조건을 고려한 트러스 구조물의 단면과 형상에 대해 최적설계를 하였다. 최적설계에서 최적화기법으로 HA-SA방법을 제시하였으며, HA-SA방법은 HA 초기메모리에서 최상의 설계를 SA의 초기 설계로 하여 최적화 하는 방법이다. 예제에 사용된 트러스 구조물은 고유진동수 제약조건으로 10-bar, 72-bar, 52-bar 트러스와 응력 및 좌굴응력 제약조건으로 18-bar, 47-bar 트러스를 사용하였다. 그리고 52-bar, 18-bar, 47-bar의 경우는 트러스의 형상을 최적설계 하였다. 예제로부터 다양한 설계 제약조건하에서 여러 연구결과와 HA, SA, GA, HA-SA방법에 의한 결과를 서로 비교하여 HA-SA방법의 적용성을 입증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제37권5호
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• pp.543-560
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• 2011

In structural engineering there are randomness inherently exist on determination of the loads, strength, geometry, and so on, and the manufacturing of the structural members, workmanship etc. Thus, objective and constraint functions of the optimization problem are functions that depend on those randomly natured components. The constraints being the function of the random variables are evaluated by using reliability index or performance measure approaches in the optimization process. In this study, the minimum weight of a space truss is obtained under the uncertainties on the load, material and cross-section areas with harmony search using reliability index and performance measure approaches. Consequently, optimization algorithm produces the same result when both the approaches converge. Performance measure approach, however, is more efficient compare to reliability index approach in terms of the convergence rate and iterations needed.

• 센서학회지
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• 제25권2호
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• pp.91-102
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• 2016

The objective of this paper is to propose a heuristic algorithm to optimize the railway track maintenance scheduling, a NP-hard problem, by reflecting conditions of the actual field more quickly and easily. We develop the mechanism based on Binary Artificial Bee Colony (BABC) and Binary Harmony Search (BHS), and verify their performance through simulation experiments. Our proposed BABC and BHS mechanisms were applied to problems composed of 30, 60, 100, and 200 operations for railway track maintenance scheduling to carry out experiments and analysis. On comparing it with the results solved by CPLEX, it is found that the mechanism could present an optimal solution within limited time by user.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권5호
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• pp.481-486
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• 2020

This paper deals with the buckling and optimization of a nanocomposite beam. The agglomeration of nanoparticles was assumed by Mori-Tanaka model. The harmony search optimization algorithm is adaptively improved using two adjusted processes based on dynamic parameters. The governing equations were derived by Timoshenko beam model by energy method. The optimum conditions of the nanocomposite beam- based proposed AIHS are compared with several existing harmony search algorithms. Applying DQ and Hs methods, the optimum values of radius and FS were obtained. The effects of thickness, agglomeration, volume percent of CNTs and boundary conditions were assumed. The results show that with increasing the volume percent of CNTs, the optimum radius of the beam decreases while the FS was improved.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1386-1396
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• 2017

In this paper, a new approach is proposed to select the optimal sitting and sizing of distributed solar photovoltaic generation (SPVG) in a radial electrical distribution systems (EDS) considering load/generation uncertainties. Here, distributed generations (DGs) allocation problem is modeled as optimization problem with network loss based objective function under various equality and inequality constrains in an uncertain environment. A boundary power flow is utilized to address the uncertainties in load/generation forecasts. This approach facilitates the consideration of random uncertainties in forecast having no statistical history. Uncertain solar irradiance is modeled by beta distribution function (BDF). The resulted optimization problem is solved by a new Dynamic Harmony Search Algorithm (DHSA). Dynamic band width (DBW) based DHSA is proposed to enhance the search space and dynamically adjust the exploitation near the optimal solution. Proposed approach is demonstrated for two standard IEEE radial distribution systems under different scenarios.