• 품질경영학회지
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• 제39권2호
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• pp.320-328
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• 2011

This research proposes comprehensive models for analyzing common cause failures (CCF) due to cumulative shocks and to assess system reliability under the CCF. The proposed cumulative shock models are based on the binomial failure rate (BFR) model. Six kinds of models are proposed so as to explain diverse cumulative shock phenomena. The models are composed of the initial failure probability, shape parameter, and the total shock number. Some parameters of the proposed models can not be explicitly estimated, so we adopt the Expectation-maximization (EM) algorithm in order to obtain the maximum likelihood estimator (MLE) for the parameters. By estimating the parameters for the cumulative shock models, the system reliability with CCF can be assessed sequentially according to the number of cumulative shocks. The result can be utilizes in dynamic probabilistic safety assessment (PSA), aging studies, or risk management for nuclear power plants. Replacement or maintenance policies can also be developed based on the proposed model.

• 산업경영시스템학회지
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• 제30권3호
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• pp.103-108
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• 2007

This paper presents the conceptual framework for estimating and predicting system's susceptibility to failure as function of condition parameter value which is representing the current status of performance measure using on-line performance reliability. The performance of such system depends on one parameter with a probability distribution that degrades with time gracefully. Performance reliability represents the probability that physical performance will remain satisfactory over a finite period of time or usage cycles in the future. An empirical physical performance function is constructed to incorporate explanatory variables (operating and environmental conditions) over a time or usage dimension. This function enables one to model device performance and the associated classical reliability measures simultaneously, in the performance domain and time domain. The conditional performance reliability structure developed represents a tool to predict system performance over time or usage for next usage period. By enabling such a framework, it can bring us more efficient planning and execution in system's operation control as well as maintenance to reduce costs and/or increase profits.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.387-390
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• 2008

The importance of the life cycle cost analysis for construction projects of bridge has been recognized over the last decades. Accordingly, theoretical models, guidelines, and supporting softwares have been developed for the life cycle cost analysis of bridges. However, it is difficult to predict life cycle cost considering uncertainties precisely. This paper presents methodology for optimal design of substructure for a steel box bridge. Total life cycle cost for the service life is calculated as sum of initial cost, damage cost considering uncertainty, maintenance cost, repair and rehabilitation cost. The optimization method is applied to design of a bridge substructure with minimal cost, in which the objective function is set to life cycle cost and constraints are formulated on the basis of Korean Bridge Design Specification. Initial cost is calculated based on standard costs of the Korea Construction Price Index and damage cost on the damage probabilities to consider the uncertainty of load and resistance. An advanced first-order second moment method is used as a practical tool for reliability analysis using damage probability. Maintenance cost and cycle is determined by a stochastic method and user cost includes traffic operation costs and time delay costs.

• Journal of Power Electronics
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• 제3권3호
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• pp.145-150
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• 2003

Reliability, availability, and cost have been the major concerns for photovoltaic hybrid systems since their beginning as primary sources for much critical applications like communication units and repeaters. This paper descnbes the performance of two hybrid systems, photovoltaic-battery, wind-turbine coupled with the public-grid (PVBWG) hybrid system and photovoltaic-battery, wind-turbine coupled With the diesel generator (PVBWD) hybrid system The systems are sized to power a typical 300W/48V de telecommunication load continuously throughout the year Such hybrid systems consist of subsystems, which in turn consist of components Failure of anyone of these components may cause failure of the entire system. The reliability and availability basics, and estimation procedure for the two proposals are introduced also in this paper. The PVBWG and PVBWD system configurations are shown with the relevant mean-time-between-faIlure (MTBF) and failure rate (${\lambda}$) of each component. The characteristics equations of the two systems are deduced as a function of operating hours and the percentage of sun and wind availabilities per day. The system probability failure as well as the reliability is estimated based on the fault tree analysis technique. The results show that, by using standard or normal components MTBF, the PVBWG is more reliable and the time of periodic maintenance period is more than one year especially in the rich sites of both sun and wind, but PVBWD competes else Also, in the first five years from the system installation, the system is quit reliable and may not require any maintenance. The results show also, as the sun and wind are available, as the system reliable and available.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.569-576
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• 2017

전동차의 공기 작동식 출입문을 작동하기 위한 공기를 공급 또는 차단의 역할을 하는 전자변은 고장발생시 승객의 안전은 물론 정상운행을 불가능하게 하는 중요한 부품이므로 높은 신뢰도가 요구되지만 누기로 인한 고장 비율이 높은 편이다. 국내 도시철도 운영기관들은 고정주기와 임의 여유기간을 적용한 전동차 중정비 주기로 전자변을 정비한다. 현행 중정비 주기 방식의 대안으로 고장 신뢰도를 고려한 정비주기를 제시하고자 지하철 6호선 전동차 전자변 고장 통계자료에 상용 통계프로그램(MINITAB)을 적용하여 신뢰도 함수(Reliability Function)와 임무신뢰도(Mission Reliability)를 계산하고 적정 정비주기를 도출하였다. 도출된 정비 주기는 현 4년 주기의 정비의 부품신뢰도를 68%에서 95%로 향상시키는 것이므로 전자변의 신뢰도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.343-352
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• 2010

최근에 탄산화 콘크리트 구조물의 정량적인 사용수명과 장기적인 성능을 확보하고 예측하기 위해서 확률론적인 내구성 해석 및 설계를 수행하는 연구가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 콘크리트 구조물에 확률론적 내구성 설계 개념을 도입되고 있다. 본 논문에서는 탄산화 콘크리트 구조물의 통계적인 자료를 이용하여 Fick의 첫 번째 법칙에 근거한 탄산화 예측 모델에 적용하였으며, 이를 이용하여 확률론적 내구성 해석을 수행하였다. 이 예측모델에 관련된 설계변수인 $CO_2$ 확산계수, 대기중의 $CO_2$ 농도, $CO_2$ 흡착량, 시멘트 수화도 등의 영향을 검토하였다. 확률론에 기초한 탄산화 예측모델은 여러 환경에 위치한 콘크리트 구조물에 모니터링 자료를 이용하여 탄산화 깊이와 잔존수명을 예측하였다. 그 결과로 본 연구에서 합리적인 탄산화 예측모델을 이용한 적용 방법은 탄산화 콘크리트 구조물의 내구성 확보 및 구조물의 손상 개시시기를 예측하고 구조물을 유지 관리하기 위한 유연한 의사결정을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.195-202
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• 2008

현존하는 교량의 실제적인 거동에 대한 보다 정확한 예측방법의 개발은 보수보강이 필요한 교량에 예산이 집중될 수 있도록 하여 교량운영의 경제성 및 안전성 측면에서 매우 중요하다. 특히 교량의 형태와 설치 지역의 활하중의 특성을 고려하며 활하중에 교량이 반응하는 실제적인 거동을 파악하여 실제적인 교량의 내하력 평가 이외에도 평가대상 교량의 선정 및 평가의 우선순위를 결정하여 교량의 유지 보수에 사용되는 예산의 보다 효율적인 집행을 가능하게 할 수 있다. 이 연구에서는 교량 현장실험에서 얻어지는 결과를 신뢰성 해석에 반영하여 보다 실제적인 교량 안전성 평가의 방법론을 연구하였다. 17개의 강거더 교량에 대해 기존의 교량 실험 결과를 토대로 교량의 내하력을 평가하기 위하여 2단계의 신뢰성 해석을 수행하였다. 우선 대상교량에 대해 설계에 사용된 계수 및 공칭강도를 이용하여 신뢰성 해석을 수행하였으며 2단계 신뢰성 해석에서는 교량 실험 결과를 신뢰성 해석에 포함하였다. 해석 결과를 비교해 본 결과 교량실험을 통한 각종 구조적 계수의 불확실성 제거를 통해 교량의 안전성을 저해하지 않고도 대상 교량의 신뢰성이 대폭 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 품질경영학회지
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• 제47권4호
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• pp.739-754
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• 2019

Purpose: The purpose of this paper is to develop a reliability estimation procedure for the underground gas pipeline in the presence of corrosion defects. Methods: Corrosion is one of the major causes of the gas pipeline failure. Several failure forms caused by corrosion have been studied. Among them, small leak and burst are considered in this paper. The composite failure of the two is defined by limit state function, and it is expressed with pipe parameters. Given a modified corrosion dataset, in order to obtain reliability estimations, the method of first order and second moment is adopted because of its simplicity. The computation processes are conducted with MATLAB coding. Results: According to numerical results, the probability of composite failure is affected by both small leak and burst. In particular, when corrosion depth stays at low level, it is consistent with the probability of burst failure. On the contrary, it is more influenced by the small leak failure as corrosion depth is increasing. In such case, the probability of composite failure is fast approaching to the safety limit. Conclusion: By considering the composite failure, more practical predictions of remaining life can be obtained. The proposed method is useful for maintenance planning of the underground gas pipeline.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권4호
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• pp.319-338
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• 2015

The electro-mechanical impedance (EMI) technique makes use of surface-bonded lead zirconate titanate (PZT) patches as impedance transducers measuring impedance variations monitored on host structural components. The present experimental work further evaluate an alternative to the conventional EMI technique which performs measurements of the variations in the output voltage of PZT transducers rather than computing electromechanical impedance (or admittance) itself. This paper further evaluates a variant of the EMI approach presented in a previous work of the present authors, suitable, for low-cost concrete structures monitoring applications making use of a credit card-sized Raspberry Pi single board computer as core hardware unit. This monitoring approach is also deployed by introducing a new damage identification index based on the ratio between the area of the 2-D error ellipse of specific probability of EMI-based measurements containment over that of the 2-D error circle of equivalent probability. Experimental results of damages occurring in concrete cubic and beam specimens are investigated under increasing loading conditions. Results illustrate that the proposed technique is an efficient approach for identification and early detection of damage in concrete structures.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.169-176
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• 2005

선박충돌의 위험이 있는 교량의 교각에 대해 연파괴빈도 계산을 수행하였다. 이러한 해석을 통해 각각의 교각에 대한 선박충돌 횡방향내하력을 결정할 수 있다. 교각의 횡방향내하력은 선박충돌 위험도 평가로부터 예측된 연파괴빈도와 허용기준을 비교하는 확률기반 해석과정을 통해 결정된다. 해석과정은 교량 각 부재요소에 대한 초기 충돌저항력을 가정하여 계산된 연파괴빈도가 허용기준을 만족하도록 해석변수를 반복 수정하면서 해를 찾는 과정이다. 일반적으로 선박충돌 위험이 있는 교각들에 대한 연파괴빈도 허용기준의 분배는 설계자의 공학적 판단에 근거한다. 본 연구에서는 선박충돌 위험도 평가로부터 사전 계산되는 연파괴빈도 할당 가중치에 의해 각각의 교각에 허용기준을 분배하였다.