• 전기학회논문지P
• /
• 제66권3호
• /
• pp.123-128
• /
• 2017

Electric utilities has been considered the necessity to introduce AM(asset management) of electric power facilities in order to reduce maintenance cost of existing facilities and to maximize profit. In order to make decisions in terms of repairs and replacements for power transformers, not only measuring by counting parts and labor costs, but comprehensive comparison including reliability and cost is needed. Therefore, this study is modeling input cost for power transformer during its entire life and also the life cycle cost (LCC) technique is applied. In particular, this paper presents an application of heuristic harmony search(HS) optimization algorithm to the convergence and the validity of economic life assessment of power transformer from LCC technique. This recently developed HS algorithm is conceptualized using the musical process of searching for a perfect state of harmony. It uses a stochastic random search instead of a gradient search so that derivative information is unnecessary. The effectiveness of the proposed identification method has been demonstrated through an economic life assessment simulation of power transformer using HS optimization algorithm.

• 한국안전학회지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.115-122
• /
• 2010

최근 들어 교량과 같은 구조물에 대한 생애주기비용(Life Cycle Cost, LCC) 분석의 중요성이 점차 커지고 있다. 그러나 교량의 공용수명 동안 발생할 수 있는 생애주기비용은 설계 및 시공조건 그리고 사용환경에 따라 많은 불확실성을 내포하고 있기 때문에 정확히 예측하기 힘들다. 본 논문에서는 교량의 생애주기비용 최적설계를 위한 설계방법을 제시하였다. 교량의 총생애주기비용은 초기비용, 손상비용 유지관리비용, 보수/보강비용, 사용자비용, 해제/폐기비용의 합으로 산정하였다. 생애주기비용을 목적함수로 하고 도로교설계기준을 제약조건으로 최적화를 수행하였다. 초기비용은 종합불가정보 및 참고자료를 근거로 산출하였으며, 하중 및 부재에 대한 불확실성을 고려하기 위해 손상확률의 개념을 도입하여 손상비용을 산출하였다. 교량의 내하율곡선을 이용하여 교량의 보수/보강 비용을 추정하였으며, 차량운행비용과 시간지연비용으로부터 사용자비용을 산정하였다. 이로부터 교량에 대한 생애주기비용 최적설계를 수행하고 주요인자들에 대한 영향을 살펴보았다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제4권5호
• /
• pp.641-653
• /
• 2008

This paper proposes a practical and realistic method to establish an optimal lifetime maintenance strategy for deteriorating bridges by considering the life-cycle performance as well as the life-cycle cost. The proposed method offers a set of optimal tradeoff maintenance scenarios among other conflicting objectives, such as minimizing cost and maximizing performance. A genetic algorithm is used to generate a set of maintenance scenarios that is a multi-objective combinatorial optimization problem related to the lifetime performance and the life-cycle cost as separate objective functions. A computer program, which generates optimal maintenance scenarios, was developed based on the proposed method using the life-cycle costs and the performance of bridges. The subordinate relation between bridge members has been considered to decide optimal maintenance sequence and a corresponding algorithm has been implemented into the program. The developed program has been used to present a procedure for finding an optimal maintenance scenario for steel-girder bridges on the Korean National Road. Through this bridge maintenance scenario analysis, it is expected that the developed method and program can be effectively used to allow bridge managers an optimal maintenance strategy satisfying various constraints and requirements.

• Computational Structural Engineering : An International Journal
• /
• 제2권1호
• /
• pp.11-17
• /
• 2002

Cost-effectiveness in design is considered for determining the target reliability of concrete bridges under seismic actions. This objective can be achieved based on the economic optimization of the expected life-cycle cost of a bridge, which includes initial cost, direct losses, and indirect losses of a bridge due to strong earthquakes over its lifetime. A separating factor is defined to consider the redundancy of a transportation network. The Park-Ang damage model is employed to define the damage of a bridge under seismic action, and a Monte Carlo method based on the DRAIN-2DX program is developed to assess the failure probability of a bridge. The results for an example bridge analyzed in this paper show that the optimal target failure probability depends on the traffic volume carried by the bridge and is between 1.0×10/sup -3/ to 3.0×10/sup -3/ over a life of 50 years.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제7권3호
• /
• pp.271-294
• /
• 2014

In recent years, along with the advances made in performance-based design optimization, the need for fast calculation of response parameters in dynamic analysis procedures has become an important issue. The main problem in this field is the extremely high computational demand of time-history analyses which may convert the solution algorithm to illogical ones. Two simplifying strategies have shown to be very effective in tackling this problem; first, simplified nonlinear modeling investigating minimum level of structural modeling sophistication, second, wavelet analysis of earthquake records decreasing the number of acceleration points involved in time-history loading. In this paper, we try to develop an efficient framework, using both strategies, to solve the performance-based multi-objective optimal design problem considering the initial cost and the seismic damage cost of steel moment-frame structures. The non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) is employed as the optimization algorithm to search the Pareto optimal solutions. The constraints of the optimization problem are considered in accordance with Federal Emergency Management Agency (FEMA) recommended design specifications. The results from numerical application of the proposed framework demonstrate the capabilities of the framework in solving the present multi-objective optimization problem.

• 설비공학논문집
• /
• 제25권12호
• /
• pp.693-699
• /
• 2013

This paper describes a method for size optimization of the major design variables for solar water heating systems at the stage of concept design. The widely used RETScreen simulation tool was used for optimization. Currently, the RETScreen tool itself does not provide a function for optimization of the design parameters. In this study, an optimizer was combined with the software. A comparative study was performed to evaluate the RETScreen-based approach with the case study of a solar heating system in an office building. The optimized results using the RETScreen model were compared to previously published results with the TRNSYS model. The objective function of the optimization is the life-cycle cost of the system. The optimized design results from the RETScreen model showed good agreement with the optimized TRNSYS results for the solar collector area and storage volume, but presented a slight difference for the collector slope angle in terms of the converged direction of the solutions. The energy cost, life-cycle cost, and thermal performance regarding collector efficiency, system efficiency, and solar fraction were compared as well, and the RETScreen model showed good agreement with the TRNSYS model for the conditions of the base case and optimized design.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권6A호
• /
• pp.1023-1032
• /
• 2006

본 논문에서는 기존 교량 유지관리방법의 한계를 극복하고 예방유지관리 체계의 구현을 위하여 새로운 교량 유지관리기법을 제안하였다. 제안된 방법은 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리전략을 수립할 수 있다. 교량의 성능변화는 신뢰성에 기초한 안전도와 상태등급을 세분화한 상태지수에 의해 평가되며, 생애주기 비용은 직접유지관리비용뿐만 아니라 도로이용자비용과 파손비용을 고려하여 추정하였다. 교량수명 동안의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자알고리즘을 적용하였다. 개발된 방법을 실교량에 적용하여 유지관리전략 수립의 과정과 효과를 고찰하였다. 이러한 결과를 통해, 개발된 방법은 유지관리를 위한 의사결정과정에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권2호
• /
• pp.164-173
• /
• 2015

본 연구에서는 다양한 도로운송부문용 에너지 공급 시스템을 구축하고 각 시나리오의 최적 비용을 비교분석하였다. 에너지 공급 시스템의 구성요소로써 기존의 정유공정, 부생수소 시스템, 신재생 에너지 자원 기반의 전력 생산공정, 전력운송을 위한 전력망을 설정하였으며, 내연기관자동차, 전기자동차, 연료전지자동차 등 세 가지의 도로운송부문용 자동차를 포함하였다. 이러한 구성요소를 포함한 다양한 에너지 공급 시스템 시나리오를 기반으로 최적 생애주기비용을 규명할 수 있는 에너지 시스템 평가모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 모델을 제주도 지역에 적용함으로써 모델의 성능을 검증하였고 또한 제주도 지역의 에너지 시스템 구축에 관한 다양한 시나리오의 경제성을 분석하였다. 제주도 도로운송부문용 에너지 공급 시스템의 생애주기비용 분석 결과, 전력망을 이용하여 전기를 공급하는 전기자동차 시나리오가 상대적으로 가장 높은 경제성을 보였으며, 신재생 에너지 자원을 이용하여 수소를 공급하는 연료전지자동차 시나리오가 가장 낮은 경제성을 보였다. 또한 연료비용, 차량비용, 인프라비용, 유지비용 등 주요 비용 관련 변수들에 관한 민감도분석을 수행함으로써 생애주기비용의 변화에 주요한 구성요소들을 규명하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제36권5호
• /
• pp.73-89
• /
• 2016

To assure maximum economic benefits and the energy performance of solar water heating systems, the proper sizing of components and operating conditions need to be optimized. In recent years, a number of studies to design optimally solar water heating systems have been tried. This paper presents a design method for optimizing the various capacity-related and installation-related design variables based on life cycle cost using a genetic algorithm. The design variables considered in this study included the types and numbers of solar collector and auxiliary heaters; the types of storage tanks and heat exchangers; the solar collector slope; mass flow rates of the fluid on the hot and cold sides. The suggested method was applied for optimizing a solar water heating system for an elementary school in Seoul, South Korea. In addition, the effectiveness of the proposed optimization method was assessed by analyzing the obtained optimal solutions of six case studies, each of which was simulated with different solar fractions. It is observed that a trade-off between the equipment cost and the energy cost results in an optimal design that yields the lowest life cycle cost. Therefore, it could be helpful to apply the optimal solar water heating system by comparing the various design solutions obtained by using the optimization method instead of the engineer's experience and intuition.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.677-686
• /
• 2006

본 논문에서는 생애주기비용뿐만 아니라 생애주기성능 조건을 함께 고려하여 열화되는 교량의 최적 유지관리 전략 수립을 위한 보다 실제적이고 현실적인 방법을 제안하였다. 교량의 성능 및 비용과 관련된 다중목적 조합 최적화 문제인 교량 유지관리 시나리오 집합의 생성을 위해 유전자 알고리즘을 적용하였으며, 다중목적함수에 대한 최적의 균형 잡힌 유지관리 시나리오의 선정이 가능한 기법을 제안하였다. 최적 유지관리 시나리오는 부재수준뿐만 아니라 교량 시스템 수준에서도 생성 가능하도록 하였다. 실제 공용중인 교량에 적용하여 제안된 방법의 실 적용성을 검증하고 분석하였다. 제안된 방법은 기존의 유지관리방법의 한계를 극복하고, 실질적인 예방유지관리체계의 도입을 위한 교량 유지관리 의사결정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.