• 대한기계학회논문집A
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• 제33권8호
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• pp.720-725
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• 2009

Among many kinds of parts for Liquid Crystal Display (LCD), a Back Light Unit (BLU) that changes the path of the light from light source to screen is the most important part to improve optical performances such as uniformity and average value of brightness. Up to recently, design process of BLU has been carried out by depending on the experience of design engineer. Using this approach, however, is proven that it is hard to effectively deal with difficulties in a process of the LCD development such as frequent design modifications, various design requirements, and short-term development. To cope with this situation, we applied a Process Integration and Design Optimization (PIDO) based design environment. PIDO is a software package to integrate multiple simulation processes and find a better solution using various design techniques. In this research, we found a design solution satisfying all design requirements by using the PIDO.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.1-8
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• 2012

Multidisciplinary design optimization (MDO) for a suspension component of the vehicle front suspension was performed in this research. Shapes and thicknesses of the subframe were optimized to satisfy multi-disciplinary design requirements; weight, fatigue, crash, noise, vibration, and harshness (NVH), and kinematic and compliance (K&C). Analyses procedures of the performance disciplines were integrated and automated by using the process integration and design optimization (PIDO) technique, and the integrated and automated analyses environments enabled various types of analytic design methodologies for solving the MDO problem. We applied an approximate optimization technique which involves sequential sampling and metamodeling. Since the design variables for thicknesses should be dealt as discrete variables. the evolutionary algorithm is selected as optimization technique. The MDO problem was formulated three types of problems according to the order of priorities among the performance disciplines, and the results of MDO provided design alternatives for various design situations.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.93-102
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• 2020

자동차, 항공기, 선박과 같은 대형 복합 기계시스템 설계는 다분야 설계최적화의 영역이다. 다양한 영역의 전문지식과 경험을 동시에 요구하기 때문이다. 최근 급격한 기술발전과 더불어 인간의 편의 증진을 위한 요구로 이들 시스템의 복합도와 복잡도가 점증되고 있다. 이런 복합 시스템의 설계를 위해서는 도메인별 지식뿐만 아니라 다양한 분야의 지식, 경험 그리고 관점을 융합할 수 있는 통합 시스템 설계, 즉 다분야 설계최적화가 필요하다. 과거 다분야 설계최적화는 주로 설계자의 직관과 경험에 의존함으로써 해의 정확도나 시간 효율면에서 효용성이 크게 높지 않았다. 최근 다분야 설계최적화는 정보통신기술(IT)의 발전에 힘입어 프로세스통합 및 설계최적화(PIDO) 프레임워크에 의해 주로 구현된다. 본 논문은 오픈소스 PIDO 프레임워크인 RCE를 이용하여 합리적 수준의 노력과 시간 투입으로 효율적인 다분야 설계최적화를 구현하는 프로세스와 방법론을 찾고자 한다. 벤치마킹 예제로 벌크선 개념설계 모델에 본 논문이 제안한 다분야설계최적화 프로세스와 방법론을 적용해 보았다. 최적설계 결과에 대한 시각적 분석을 통해 제안된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권3호
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• pp.423-431
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• 2016

In this study, wing design optimization for long-endurance unmanned aerial vehicles (UAVs) is investigated. The fluid-structure integration (FSI) analysis is carried out to simulate the aeroelastic characteristics of a high-aspect ratio wing for a long-endurance UAV. High-fidelity computational codes, FLUENT and DIAMOND/IPSAP, are employed for the loose coupling FSI optimization. In addition, this optimization procedure is improved by adopting the design of experiment (DOE) and Kriging model. A design optimization tool, PIAnO, integrates with an in-house codes, CAE simulation and an optimization process for generating the wing geometry/computational mesh, transferring information, and finding the optimum solution. The goal of this optimization is to find the best high-aspect ratio wing shape that generates minimum drag at a cruise condition of $C_L=1.0$. The result shows that the optimal wing shape produced 5.95 % less drag compared to the initial wing shape.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.71-78
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• 2014

대형냉장고의 도어 힌지는 냉장고 도어의 개폐 동작을 원활하게 하고, 도어의 하중과 도어개폐로 인한 충격을 견디는 구조 안전성이 요구된다. 하지만, 도어 힌지는 복잡한 힌지 메커니즘과 민감한 구조 안전성으로 인해 설계 시 어려움이 많다. 본 논문에서는 스프링 응답 특성, 공간제약, 구조강도 성능을 만족하는 메커니즘을 설계하고, 메커니즘을 둘러싼 외부 프레임의 부피를 최소화하여 힌지의 생산 단가를 절감하고자 한다. 이를 위해 PIDO(progress integration and design optimization) 기술을 이용하여 모든 설계절차를 자동화함으로써 설계의 효율성을 높이는 성과를 거두었으며, 최적화 결과 목표로 하는 힌지 메커니즘 성능과 구조안정성을 개선하면서 힌지 프레임 질량의 24%를 절감하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.66-72
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• 2011

Injection pressure is an important factor in filling procedure for injection molded parts. In addition, weldlines should be avoided to successfully produce injection molded parts. In this study, we optimally obtained injection molding process parameters that minimize injection pressure. Then, we determined the thickness of the part to avoid weldlines. To solve the optimization problem proposed, we employed MAPS-3D (Mold Analysis and Plastics Solution-3 Dimension), a commercial CAE tool for injection molding analysis, and PIAnO (Process Integration, Automation, and Optimization) as a commercial PIDO (Process Integration and Design Optimization) tool. We integrated MAPS-3D into PIAnO, automated the analysis and design procedure, and performed optimization by employing PQRSM (Progressive Quadratic Response Surface Method) equipped in PIAnO. We successfully obtained optimization results, which demonstrates the effectiveness of our design method.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.501-507
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• 2010

본 논문에서는 중력하중 및 풍하중, 지진하중을 받는 지상 8층, 지하 3층의 RC(Reinforced Concrete) 빌딩 시공에 필요한 부재의 재료비를 줄이기 위해 중량을 감소시키는 구조 최적설계를 수행한다. 이를 위해 설계요구사항을 바탕으로 부재의 부피를 최소화하는 설계변수값을 찾기 위한 설계문제를 정식화한다. 최적설계 수행을 위해 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization) 툴인 PIAnO(Process Integration, Automation and Optimization)에서 제공하는 다양한 설계기법들을 이용한다. 먼저 실험계획법(Design of Experiments; DOE)을 이용하여 실험계획을 세우고, 실험점에 따라 건축분야 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS Gen을 사용하여 구조해석을 수행한다. 그리고 해석결과를 바탕으로 각 응답에 대한 근사모델을 생성한 후 근사모델의 예측성능을 평가한다. 예측성능이 검증된 근사모델과 최적화기법을 이용하여 최적설계를 수행하고, 설계조건을 만족하면서 부재의 부피를 최소화하는 최적 설계변수값을 도출함으로서 본 논문에서 제안된 설계방법의 유효성을 보이고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1603-1611
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• 2010

본 논문에서는 범프 및 브레이크 하중조건 하에서 자동차 넉클의 강도설계에 관한 다양한 회귀모델 기반 근사최적화 기법 및 그 성능을 비교하고자 한다. 최적설계문제는 응력, 변형 및 진동주파수의 제한조건 하에서 중량을 최소화하여 설계변수인 단면치수가 결정되도록 정식화 된다. 비교 연구를 위해 사용된 근사화 기법은 순차적 근사최적화(SAO), 순차적 이점대각이차 근사최적화(STDQAO), 그리고 개선된 이동최소 자승법(MLSM) 기반 근사최적화 기법인 CF-MLSM 와 Post-MLSM 이다. SAO 와 STDQAO 적용을 위하여 상용 프로세스통합 설계최적화(PIDO) 코드를 사용하였다. 본 연구에 적용한 MLSM 기반 근사최적화 기법들은 제한조건의 가용성을 보장할 수 있도록 새롭게 개발되었다. 다양한 근사최적화 기법에 의한 설계결과는 설계 해의 개선 및 수렴속도 등 수치적 성능을 기준으로 실제 비근사최적화 결과와 비교검토 되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.575-582
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• 2011

클리닝 블레이드는 레이저 프린터 토너 카트리지에 장착된 감광드럼 표면의 잔류 토너를 제거하는 우레탄 재질의 고무부품이다. 기존에는 고무 블레이드의 클리닝 성능과 수명에 대한 다양한 연구들이 수행되었으나, 본 연구에서는 클리닝 성능과 부품간의 간섭에 대한 구속조건들을 모두 만족하면서 클리닝 블레이드에 발생하는 최대응력을 최소화 하는 클리닝 블레이드의 형상최적설계를 수행하였다. 상용 PIDO 툴인 PIAnO 를 이용하여 클리닝 블레이드의 구조해석절차를 통합하고 자동화하였으며, 최적설계를 위해 PIAnO 에서 제공하는 실험계획법과 근사화기법, 최적화 알고리즘을 사용하였다. 최적설계 결과, 초기 모델 대비 최대응력을 32.6% 감소 시킬 수 있는 최적의 설계안을 도출하였으며, 이를 통해 본 연구에서 수행한 최적설계 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.183-190
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• 2011

최근 이동통신 가입자의 증가로 인해 기지국의 수요도 증가하게 되었다. 하지만 기지국 설치 장소의 부족으로 인해 이동통신모듈의 크기가 소형화 되어야 할 필요성이 생겼다. 이동통신모듈의 소형화를 위해서는 모듈 겉면에 부착된 히트싱크의 크기가 소형화 되어야 한다. 또한 모듈의 열적 안정성을 보장하기 위해 설치된 전자부품의 온도가 허용온도보다 낮아야 한다. 이를 위해 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization) 툴인 PIAnO와 전산유체역학 프로그램인 FLOTHERM을 사용하여 전자부품의 온도를 허용온도보다 낮게 유지시키면서 히트싱크의 부피를 최소화하였다. 그 결과, 이동통신 모듈에 설치된 전자부품의 허용온도를 만족하면서 모듈의 부피를 41.9% 감소시킬 수 있었다.