• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제10권1호
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• pp.1-9
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• 2010

In general, the performance of a component degrades as time goes by and failure of a component occurs when the performance degradation reaches a pre-specified level. It is difficult to obtain the failure time distribution data or the necessary number of failure data especially for the metal or machine part. Thus, a design of reliability qualification test based on performance distribution is more effective than failure time distribution. In this study, a performance-based reliability qualification test is developed and a numerical example is provided to illustrate the use of the developed reliability qualification test. This approach could be applied to many kinds of metal or machine part whose magnitude of strength could not be evaluated during at any random points but judgement can be made by only failure of the part. Besides, it is also possible that any parts which have a similar failure characteristics could be applicable to the developed reliability qualification test.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.299-306
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• 2009

최적설계는 설계자가 요구하는 제한조건을 만족시키는 범위에서 목적함수가 최소가 되는 설계점을 찾는 방법이다. 그러나 기존의 최적설계는 설계변수의 불확실성을 고려하지 않아 최적해가 제한조건의 경계에 위치하고, 이것은 모델링과정이나 가공 등으로 인한 오차의 영향을 고려하지 않는 문제점이 있다. 신뢰성 기반 최적설계는 불확실성을 정량화하면서 신뢰도를 계산하는 신뢰도 해석과정과 최적설계 과정을 포함한다. 일반적으로 신뢰성 해석은 크게 추출법, 급속 확률 적분법, 모멘트 기반 신뢰성 해석이 있다. 가장 널리 사용되는 급속 확률 적분법 중 최대 손상 가능점(MPP) 방법은 많은 MPP점이 존재하는 경우 수치적 비용이 증가하는 문제점과 표준 정규분포 공간으로 변환하는 과정에서 제한조건의 비선형성을 증가시켜 큰 오차를 발생시키는 문제점이 있다. 본 논문에서는 RBDO를 수행하기에 앞서 선행되어야 할 신뢰성 해석 방법으로 곱분해기법을 사용하였고, 이로부터 민감도 정보를 유도하여 기울기 기반 최적화 알고리즘을 적용하였다.

• 대한산업공학회지
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• 제28권4호
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• pp.407-414
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• 2002

The inherent reliability of a product is primarily determined in the design stage, and therefore, design engineers should be able to design reliability into the product in an efficient manner. Especially, the product should be designed such that its reliability is robust to various noise factors encountered in production and field environments. The Taguchi method can be effectively used for this purpose. However, there exist only a few attempts to integrate the Taguchi method with reliability design, and in addition, the existing works do not sufficiently consider the robustness and/or the distinction between noise and acceleration factors. This paper develops a unified approach to robust reliability design assuming that accelerated life tests are conducted at each combination of design and noise conditions. First, an experimental structure for assigning not only acceleration but also noise factors is presented. Second, the reliability at the use condition is estimated using the assumed accelerated life test model. Third, reliabilities are transformed into 'efforts' using an effort function which reflects the degree of difficulty involved in improving the reliability. Finally, an optimal setting of design parameters is determined based on the mean and standard deviation of the effort values. The above approach is illustrated with an example of a paper feeder design.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.25-33
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• 1983

현행(現行) 콘크리트 표준시방서(標準示方書)에서 WSD 또는 USD로 설계(設計)되는 R.C. 기둥의 설계규준(設計規準)에서 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 될 수 있는 신뢰성(信賴性) 설계규준(設計規準)을 제안(提案)하는 것이 본(本) 연구(硏究)의 핵심(核心)이다. Cornell의 MFOSM 이론(理論)에 의(依)해 R.C. 기둥 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量) 산정(算定) 알고리즘을 유도(誘導)하여 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)을 산정(算定)했으며, 하중(荷重)의 불확실량(不確實量)은 우리의 실정(實情)을 고려(考慮)한 적절(適切)한 값을 선택(選擇)하여 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 및 설계규준(設計規準)을 산정(算定)했다. 현행(現行) WSD와 USD 설계법(設計法)의 신뢰성(信賴性) 수준(水準)을 분석(分析)하고 외국(外國)의 경우와 비교(比較) 검토(檢討)함으로써, 우리 나라에 알맞는 목표신뢰성지수(目標信賴性指數) ${\beta}_0=4.0$을 택(擇)하여 LRFD 설계규준(設計規準)에 의(依)한 저항(抵抗)-하중계수(荷重係數)를 제안(提案)했다. 또한 철근(鐵筋)과 콘크리트의 허용응력(許容應力)을 산정제안(算定提案)했다. 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 신뢰성(信賴性)을 설계규준(設計規準) 및 허용응력(許容應力)은 일정(一定)한 신뢰성(信賴性)을 주는 보다 합리적(合理的)인 설계(設計)가 되게 하므로 현행(現行) R.C. 기둥의 설계규준(設計規準)에 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)을 하는 것이 바람직하다고 본다.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.361-377
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• 2018

In this paper, an alternative reliability-based methodology is developed and implemented on the safety evaluation of structures subjected to seismic loading. To effectively elaborate the approach, structures are represented by finite elements and seismic loading is applied in time domain. The accuracy of the proposed reliability-based methodology is verified using Monte Carlo Simulation. It is confirmed that the presented approach provides adequate accuracy in calculating structural reliability. The efficiency and robustness in problems related to performance-based seismic design are verified. A structure designed by experts satisfying all post-Northridge seismic design requirements is studied. Rigidities related to beam-to-column connections are incorporated. The structure is excited by three suites of ground motions representing three performance levels: immediate occupancy, life safety, and collapse prevention. Using this methodology, it is demonstrated that only hundreds of deterministic finite element analyses are required for extracting reliability information. Several advantages are documented with respect to Monte Carlo Simulation. To showcase an applicability extension of the proposed reliability-based methodology, structural risk is calculated using simulated ground motions generated via the broadband platform developed by the Southern California Earthquake Center. It is validated the accuracy of the broadband platform in terms of structural reliability. Based on the results documented in this paper, a very solid, sound, and precise reliability-based methodology is proved to be acceptable for safety evaluation of structures excited by seismic loading.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.649-653
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• 2014

대부분의 신뢰성 기반 최적설계는 최적설계 과정에서 설계점이 이동함에도 불구하고 설계변수의 불확실성은 변하지 않는다. 하지만 실제 문제에서 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 경우가 있다. 예를 들어 철판의 두께가 설계변수이고, 철판의 제작공차가 불확실성인 경우, 철판의 두께에 따라 철판의 제작공차가 달라지기 때문에 설계변수의 값에 따라 그 값의 불확실성이 변한다. 본 연구에서는 설계변수의 값에 따라 불확실성이 변하는 것을 변동 불확실성으로 정의하고, 이를 신뢰성 기반 최적설계에 적용하는 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계 기법을 제안한다. 수학예제에서 변동 불확실성을 고려하지 않은 신뢰성 기반 최적설계와 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계의 비교를 통해 제안한 방법의 필요성을 확인한다. 또한 엔진 크래들의 변동 불확실성을 고려한 신뢰성 기반 최적설계를 통해 제안한 방법의 유용성을 확인한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.119-130
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• 2008

얕은기초 설계시 이용되는 지반의 물리적 공학적 설계변수들은 고유변동성(inherent variability) 및 측정 오차(measurement error) 등과 같은 여러 가지 요인으로 인하여 불확실성이 필연적으로 내포되어 있다. 본 논문에서는 얕은기초 설계시 기존의 결정론적 방법에서 고려하지 못하는 지반 불확실성 등을 포함한 설계 파라미터의 분산을 고려할 수 있는 확률론적 방법의 신뢰성 설계 사례를 제시하였다. 극한지지력 산정시 확률변수(random variable)인 단위중량, 점착력 및 내부마찰각 그리고 침하량 산정시 탄성계수에 대하여 국내 지반에 대한 적정 확률분포 형태 및 통계적 특성치를 결정하였다. 각 확률변수별로 채택된 분포를 적용하여 지지력과 침하량에 관한 신뢰지수와 파괴확률을 결정하였으며, 목표 신뢰지수 또는 확률에 대한 기초폭을 결정하였다. 얕은기초의 신뢰성 설계에 있어서 정규분포의 일괄적 적용보다는 각 확률변수에 해당하는 적합한 분포형태를 적용, 분석하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

• International Journal of CAD/CAM
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• 제9권1호
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• pp.1-16
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• 2010

When Deterministic Design Optimization (DDO) methods are used, deterministic optimum designs are frequently pushed to the design constraint boundary, leaving little or no room for tolerances (or uncertainties) in design, manufacture, and operating processes. In the Reliability-Based Design Optimization (RBDO) model for robust system design, the mean values of uncertain system variables are usually used as design variables, and the cost is optimized subject to prescribed probabilistic constraints as defined by a nonlinear mathematical programming problem. Therefore, a RBDO solution that reduces the structural weight in uncritical regions does not only provide an improved design but also a higher level of confidence in the design. In this work, we seek to improve the quality of RBDO processes using efficient optimization techniques with object of improving the resulting objective function and satisfying the required constraints. Our recent RBDO developments show its efficiency and applicability in this context. So we present some recent structural engineering applications demonstrate the efficiency of these developed RBDO methods.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.173-178
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• 1992

본 논문은 최종굽힘강도에 대한 선박중앙부 구조의 신뢰성해석과 이에 기초한 설계에 대한 내용을 다루고 있다. 길이 100m 이상의 살물선과 유조선을 선박모델로 선택하였다. 선박모델들의 중앙부 구조에 대한 신뢰성해석 결과로 부터 허용신뢰성지수를 유도하였고, 이를 기초로 중앙부 구조설계를 위한 설계공식을 제안하였다. 이들을 몇척의 선박의 재설계에 적용하여 좋은 결과를 얻었으며, 이로부터 본 논문에서 제안하는 신뢰성해석에 기초한 중앙부 구조설계공식의 유용성을 확인할 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2047-2052
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• 2023

Risk-informed approach has been widely applied in the safety design, regulation, and operation of nuclear reactors. It has been commonly accepted that risk-informed design optimization should be used in the innovative reactor designs to make nuclear system highly safe and reliable. In spite of the risk-informed approach has been used in some advanced nuclear reactors designs, such as Westinghouse IRIS, Gen-IV sodium fast reactors and lead-based fast reactors, the process of risk-informed design of nuclear reactors is hardly to carry out when passive system reliability should be integrated in the framework. A practical method for new passive safety reactors based on probabilistic safety assessment (PSA) and passive system reliability analyze linking is proposed in this paper. New three-dimension frequency-consequence curve based on risk concept with three variables is used in this method. The proposed method has been applied to the determination optimization of design options selection in a 10 MWth lead-based research reactor(LR) to obtain one optimized system design in conceptual design stage, using the integrated reliability and probabilistic safety assessment program RiskA, and the computation resources and time consumption in this process was demonstrated reasonable and acceptable.