• 제목/요약/키워드: Simulation-based production management

검색결과 141건 처리시간 0.032초

소규모 경축순환 유기농가의 경제적 최적규모 조합 실증 분석 (An Empirical Analysis of Optimal Size Combination in the Small Crop-Livestock Cycling Organic Farm)

  • 최덕천
    • 한국유기농업학회지
    • /
    • 제26권1호
    • /
    • pp.57-72
    • /
    • 2018
  • Organic agriculture seeks sustainable agriculture. Organic agriculture is based on circulating agriculture of a family farm unit. However, as of the end of 2016, only 33 out of the total organic farming farms were implementing Crop-Livestock cycling organic farming. The reason seems to be a matter of income after all. The optimal size combination refers to the scale by which family farms can maintain their quality of life while engaging in farming activities. In other words. it is a farm scale that maintains optimal income through stable labor costs. In the meantime, there has been no previous study on the optimal economical combination of Crop-Livestock cycling farming. Choi (2016) analyzed whether the economies of scope (EOS) were realized in the combined production by using the management data of the farmers who practiced Crop-Livestock cycling organic farming for four years. As a result, it has been revealed that the EOS measurement value is 0 or more so the economies of scope are being realized. Therefore, the purpose of this empirical analysis is to identify farm incomes under this circumstance. It is assumed that the optimum production is achieved by balancing the total income curve and the total cost curve in the optimal scale production range. The results of the analysis are as follows. First, the income after the conversion to Crop-Livestock cycling farming was 44,789,280 won, the sum of the seedling-livestock sector, which was 17,873,120 won higher when the non-Crop-Livestock cycling farming was assumed. The same is true for 2014 and 2015. The reason for this is that pig droppings were composted from organic seedlings, and the cost of selling pork was 150,000 won/per pig more expensive even though the manufacturing cost of organic feeds was higher than the purchasing cost. Secondly, this study simulated the result that the economic index varies when the farm size combination is changed by the farm size of 100% standard (S100) as of 2014. S130 is the increase in size from 100% of 2014, whereas S30 is the result of 3ha crop and 66 livestock (pigs). As a result of this simulation, Crop-Livestock cycling farming income decreased more than non-Crop-Livestock cycling farming as the farm size decreased, whereas the income decreased as the farm size increased. When the size was reduced below S50, the income tended to decrease. In this situation, EOS changed in the same direction. The results showed that when the farming size was reorganized and reduced to 50% compared to 2014, the income and income difference was the highest. At the same time, economies of scope (EOS) were the highest at 0.12985. In other words, it was found that the income of farm houses in a family farm unit sector was the best in the combination of 1.5ha crop agriculture and 110 livestock (pigs).

프리팹 교량 거더 (노듈러 거더)의 적시 시공을 위한 공기-비용 알고리즘 개발 (Development of Time-Cost Trade-Off Algorithm for JIT System of Prefabricated Girder Bridges (Nodular GIrder))

  • 김대영;정태원;김량균
    • 한국건설관리학회논문집
    • /
    • 제24권3호
    • /
    • pp.12-19
    • /
    • 2023
  • 건설업의 경우 공사기간 내에 최소한의 수수료로 완제품을 인도할 수 있도록 공정과 원가의 관계를 적절히 분배해야 한다. 이때 교량의 크기, 공법, 공장의 환경과 생산능력, 운송거리 등을 고려해야 한다. 그러나 공사기간 중 발생하는 다양한 원인으로 인해 공사지연, 공사비 상승, 품질 및 신뢰성 저하 등의 문제가 발생하고 있다. 따라서, 기존의 방식에서 탈피하기 위해서는 체계적이고 과학적인 시공기술과 공정관리 기술이 필요하다. 프리팹(Pre - Fabrication)은 공장에서 제작하여 현장에서 시공하는 대표적 OSC(Off-Site Construcation) 공법이다. 본 연구에서는 프리팹 교량 거더인 Nodular 거더의 공정관리를 위한 자원 및 공정계획 최적화 시스템 개발이다. 인력, 장비 동원 계획의 다양한 변수를 자동으로 테스트하여 최적의 값을 도출하는 시뮬레이션 알고리즘을 개발한다. 그리고, 건설 중인 파주-포천 고속도로 건설공사(3공구) 도하 4교에 알고리즘을 적용하여 그 결과를 비교한다. 건설공사 표준품셈을 근거로 액티비티 카드에 실제 투입된 인력, 장비 종류, 수량 등을 적용하고, 작업량, 자원계획, 자원소요량을 반영했다. 향후 다양한 현장 데이터를 포함한 예측기법을 적용하여 프로그램의 정확도를 높일 계획이다.

SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 활용한 무기체계 정비도 지수 산출 (Computation of Maintainability Index Using SysML-Based M&S Technique for Improved Weapon Systems Development)

  • 유연용;이재천
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제19권11호
    • /
    • pp.88-95
    • /
    • 2018
  • 정비도는 시스템에 고장이 발생하였을 때 얼마나 쉽게 정상 상태로 복구할 수 있는가를 나타내는 것으로서, 좋은 정비도를 갖도록 개발된 시스템은 정비시간, 정비인력 및 소요자원 등의 절감을 통해 무기체계의 운용유지비용 관점에서 경쟁력을 갖게 된다. 시스템설계 후반기에서의 정비도 반영을 위한 설계변경은 비용 초과와 일정 지연을 초래할 수 있어서 설계 초기단계부터 정비도를 고려할 필요가 있다. 정비도는 평균수리시간, 평균실정비시간 등으로 정량화할 수 있으나, 이는 시제품 제작 이후 또는 이력데이터가 있는 경우에만 추정가능하고 시스템 구성품의 물리적 특성을 나타내지 못하는 제약이 있다. 이점을 해결하기 위해 기존 논문에서는 그래프 이론을 활용하였으나, 일련의 과정이 개별적으로 독립된 환경에서 수행되어 전체과정에 대한 관리의 효율성이 부족하다. 또한 3D 모델 데이터를 활용하여 설계단계에서 정비도 평가방법을 제시하였으나, 새로운 시스템 설계시 또는 설계초기에 적용할 때 제약이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 활용하여 무기체계의 정비도 지수를 산출하는 방법을 연구하였다. 특히, 시스템 설계 및 정비도 추정을 동시에 고려하기 위해서, 시스템공학 도구 상의 정비속성 및 속성간 관계 값을 SysML 구조 다이어그램에 반영하여 구성품의 정비도를 모델링하였다. 그리고 나서 SysML Parametric 다이어그램을 생성하고 MATLAB과 연계한 시뮬레이션을 통해 정량적인 정비도 지수를 산출하였다. 본 연구결과를 활용하면, 설계초기부터 시스템 모델과 정비도 모델의 통합으로 효율적 관리가 가능하고, 정비도 지수가 낮은 구성품을 조기에 식별하여 설계 후반기에서의 설계변경에 따른 비용 및 일정에 대한 위험을 감소시킬 수 있다.

A double-labeling marker-based method for estimating inbreeding and parental genomic components in a population under conservation

  • Li, Wenting;Zhang, Mengmeng;Wang, Kejun;Lu, Yunfeng;Tang, Hui;Wu, Keliang
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
    • /
    • 제33권1호
    • /
    • pp.12-23
    • /
    • 2020
  • Objective: The objective of a conservation program is to maintain maximum genetic diversity and preserve the viability of a breed. However, the efficiency of a program is influenced by the ability to accurately measure and predict genetic diversity. Methods: To examine this question, we conducted a simulation in which common measures (i.e. heterozygosity) and novel measures (identity-by-descent probabilities and parental genomic components) were used to estimate genetic diversity within a conserved population using double-labeled single nucleotide polymorphism markers. Results: The results showed that the accuracy and sensitivity of identity-by-state probabilities and heterozygosity were close to identity by descent (IBD) probabilities, which reflect the true genetic diversity. Expected heterozygosity most closely aligned with IBD. All common measures suggested that practices used in the current Chinese pig conservation program result in a ~5% loss in genetic diversity every 10 generations. Parental genomic components were also analyzed to monitor real-time changes in genomic components for each male and female ancestor. The analysis showed that ~7.5% of male families and ~30% of female families were lost every 5 generations. After 50 generations of simulated conservation, 4 male families lost ~50% of their initial genomic components, and the genomic components for 24.8% of the female families were lost entirely. Conclusion: In summary, compared with the true genetic diversity value obtained using double-labeled markers, expected heterozygosity appears to be the optimal indicator. Parental genomic components analysis provides a more detailed picture of genetic diversity and can be used to guide conservation management practices.

환기시스템의 굴절 및 평판형 열교환기 형상에 따른 성능비교 (A Comparison of Performance on the Orthogonal and Refraction Heat Exchanger Shape in Air Ventilation System)

  • 현형호;정병호;김지원;이강연
    • 한국융합학회논문지
    • /
    • 제10권7호
    • /
    • pp.281-287
    • /
    • 2019
  • 최적의 환기시스템 활용과 에너지 절약을 위한 급 배기공기 간의 열교환을 적용시킨 열회수시스템의 활용과 보급은 에너지관리시스템에서 필수적이다. 이러한 기술은 특히, 겨울철과 여름철의 냉난방에너지를 절약할 수 있어 고효율에너지 빌딩의 기반기술의 주요 요소이다. 본 논문에서는 균일한 형상과 동일한 유동조건에서 열교환기 성능을 비교하기 위해 종이, 플라스틱, 알루미늄을 재질로 시뮬레이션을 통한 열전달효율을 검토하였다. 또한 평판형과 굴절형 구조를 갖는 열교환기의 형상에 따른 열전달 효율을 시험하였고, 그 결과를 토대로 열전달 성능과 압력손실에 대해 고성능의 열교환기를 제작하는데 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

교육용 시뮬레이션 설계를 위한 온실 환경 제어 모델의 활용 (Application of Greenhouse Climate Management Model for Educational Simulation Design)

  • 윤승리;김동필;황인하;김진현;신민주;방지웅;정호정
    • 생물환경조절학회지
    • /
    • 제31권4호
    • /
    • pp.485-496
    • /
    • 2022
  • 국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

사례기반 추론기법과 인공신경망을 이용한 서비스 수요예측 프레임워크 (A Hybrid Forecasting Framework based on Case-based Reasoning and Artificial Neural Network)

  • 황유섭
    • 지능정보연구
    • /
    • 제18권4호
    • /
    • pp.43-57
    • /
    • 2012
  • 제조업에 있어서 판매 후 서비스 건수와 내용 등은 향후 서비스 제공을 위한 자원배분의 효율성 증진과 서비스 품질 향상을 위해서도 매우 중요한 정보이다. 따라서 기업들은 향후 발생하는 판매 후 서비스에 대해 정확히 예측하고 그에 따라 적절히 대처하는 능력을 확보할 필요성이 제조업을 중심으로 증가하고 있다. 그러나 실제로 이들 기업들이 활용하고 있는 서비스 수요예측 방법들은 전통적인 통계적인 예측기법이거나, 시뮬레이션을 기반한 기법들이다. 예를 들면, 전통적인 통계적인 예측기법으로는 회귀분석(regression analysis)의 경우, 다양한 제품모델에 대한 판매 후 서비스 발생 패턴이 선형적인 관계가 매우 적음에도 불구하고 선형으로 가정하여 추정한다는 점과 적정한 회귀식을 가정하여야 되며, 이러한 가정이 실제 경영환경에서는 매우 어렵다는 점 등이 기존의 예측기법들의 한계점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 디지털 TV 모델을 생산 판매 하는 A사의 사례연구를 통하여 최근 인공지능연구에서 각광을 받고 있는 사례기반추론(case-based reasoning; CBR) 기법을 활용한 서비스 수요예측 프레임워크를 제안하고자 한다. 또한, 사례기반추론에서 핵심적인 역할 중 하나인 유사 사례추출 방법에 있어서 가장 일반적인 nearest-neighbor 방법 이외의 유사 사례추출 방법을 제안하고자 한다. 특히, 본 연구에서 제안하는 유사 사례추출 방법은 인공신경망(artificial neural network)을 활용한 자기조직화지도(Self-Organizing Maps : SOM) 군집화 기법을 활용한 유사 사례추출 방식으로 이를 활용한 서비스 수요예측 프레임워크에 구현하고, 실제 기업의 판매 후 서비스 데이터를 활용하여 본 연구에서 제안하는 서비스 수요 예측 프레임워크의 유효성을 실증적으로 검증하고자 한다.

CFD를 이용한 유리온실 내부 환경 예측 모델 개발 및 검증 (Development and Validation of Inner Environment Prediction Model for Glass Greenhouse using CFD)

  • 정인선;이충건;조라훈;박선용;김민준;김석준;김대현
    • 생물환경조절학회지
    • /
    • 제29권3호
    • /
    • pp.285-292
    • /
    • 2020
  • 본 연구에서는 CFD 시뮬레이션 기법을 이용하여 유리온실의 내부 환경 변화를 예측하는 모델을 개발하였으며, 실험을 통해 확보한 데이터를 이용하여 이를 검증하였다. 주·야간 실험 데이터를 경계조건으로 하는 Case 1, 2, 3의 시뮬레이션 예측값은 실험값 대비 평균 2.62℃ 높게 나타났으며, 최대편차와 균일도는 각각 평균 1.12℃, 2.92%p 높게 나타났다. Case 1에서 Case 3으로 외기온도가 변화함에 따라 조성되는 온실 내부 온도는 평균 0.84℃의 차이를 보였으며, R2는 0.9628로 실험값과 시뮬레이션 예측값 간 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 시뮬레이션 예측 결과 해석대상 온실 내 불균일한 온도분포를 확인하였다. 해석대상 온실의 효율적인 열에너지 관리를 위해 온실 내 방열관과 FCU의 위치 변경, 온실 구조 변경 등이 필요하다고 판단되었다. 추후 현장에서의 적용을 위해 정밀한 분석이 필요하며 이를 위해 온실 내부 작물 및 구조물 미고려, 온실을 완전 밀폐로 가정하는 등 모델 정립을 위한 조건들에 의한 열전달 현상을 고려한 모델의 개선이 필요하다고 판단된다.

중학교용 에너지 교육 자료 개발 연구 (A Study on Development of Energy Education Materials for Middle School Students)

  • 최돈형;이양락
    • 한국환경교육학회지:환경교육
    • /
    • 제7권1호
    • /
    • pp.46-87
    • /
    • 1994
  • Our country has been consuming a huge amount of energy in the course of industrialization and its demand is expected to increase enormously in the future. However, the deposits of energy resources are so limited that the settlement of energy problem comes up the essential subject. To solve the energy problem, it is requested that new resources to gain energy stably should be developed and also energy should be economized and used effectively. The effective use of energy and an the wisdom of economy in energy are requested to everybody and these things should be habitualized from very young age through education. Nevertheless, almost every school in our country hasn’t been concerned about energy education. Even though they have a concern, they are very short of the energy education materials and the quality of the materials is not so good. Therefore it is very meaningful to the settlement of energy problem of the country to make the students who will lead our country to make the students who will lead our country in the future realize the seriousness of energy problem and to provide them the necessary knowledge and methods to solve this problem so that they practice those things in everyday life. Having these necessities, this research, supported by The Korea Energy Management Corporation(KEMCO), was performed for 8 months from April 17, 1994 to December 17, 1994. Many peoples participated in this study such as 30 staffs of researchers and authors, 5 staffs of photographers and illustrators, and 3 VCR program producers developing an energy education material set for middle school students that includes a printed material for student, a diskette for computer simulation, a teacher's guidebook, VCR material and its guidebook. The following main development direction was established : First, the material for student should be consisted of units that let students know the seriousness of energy problem. Second, the focus should be put on the necessary method and practice to economize energy actually in real life based on the basic knowledge learned in elementary school. Third, material for student should be consisted of modules to be student activity-oriented teaching-learning rather than lecture-oriented one. The activity, to maximize student's interests, should be presented in various forms such as experiments, investigation, play, data interpretation, computer simulation, visits, expression and appreciation, etc. To develop the energy education materials for middle school students, a research plan was made first. After literature review about domestic and foreign energy education materials, several research trips home and abroad, and discussion meetings, the basic theory of energy education such as the principle, objective, contents, teaching-learning method, and evaluation method was established. Material for student was developed through the following procedures : The activities in the existing energy education materials were analysed and were divided into four categories related to energy using places of home, school, community, and country, and which were again divided into three categories related to time of past, present, and future, Considering these division, nine modules which are structure units of material for student were chosen, Each module comprises 2-4 activities. Totally 31 activities were designed in this way. The syllabi were made out for each activity and writing was asked for to experts related to each activity after several discussions and revision. To complement the draft, another several discussions and revision were also made on it and then pictures and illustrations were asked for. All these procedures complete the material for student, titled ; Energy Inquiry of Middle School Students', which totals 129 pages and is all in color. As the manuscript of material for student was fixed, writing for teacher's guidebook was asked for to the same writers. The draft of teacher's guidebook was also complemented through the several concentrated works and discussions. Teacher's guidebook focused on the teaching-learning principle and methods of energy education and on the concrete instruction cases for effective instruction of material for student. It is organized with two parts : the one is 'general outline' which introduces theoretical contents and the other is 'details' which are practically helpful to teaching-learning. It is totally 131 pages including both 'general outline' and 'details'. The VCR material and its guidebook consist of contents that cultivate the good attitude trying to economize energy and raise student's interests with a purpose of strong motivation to recognize the necessity of economy and practice it. After establishing development direction of VCR material through discussion meetings and research trips, its script was made by relevant experts. Then the script was also reviewed two times. The drafted VCR material made by a video material developing expert was examined and modified by previews twice. After completion of VCR material, the VCR guidebook was made. All these procedures led to the development of VCR material which runs 20 minutes in VHS type. The VCR guidebook shows a production purpose of the program, structure of contents, evaluation methods, and contents of the program in detail to give help to instructors when they use this VCR material, When these energy education materials are used, it is desirable that the VCR material should be presented first to induce student's motive, and then material for student is introduced Since the material for student is composed of activity-oriented modules and each module is independent one another in general, and each activity is, too. the necessary module or activity can be chosen and utilized in any order according to school or class conditions. This energy education materials will contribute to the development of student's ability to solve energy problem in everyday life and teacher's ability to teach the fundamental knowledge and method in solving energy problem.

  • PDF

CFD 기반의 순환 팬 배치 및 유속조절에 의한 식물공장의 에너지 효율 향상 (Improvement of Energy Efficiency of Plants Factory by Arranging Air Circulation Fan and Air Flow Control Based on CFD)

  • 문승미;권숙연;임재현
    • 인터넷정보학회논문지
    • /
    • 제16권1호
    • /
    • pp.57-65
    • /
    • 2015
  • 농업과 IT기술 융합이 가속화됨에 따라 식물공장 내 작물의 품질 및 생산성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 식물공장의 생산성을 최대화하기 위해서는 먼저 시설 내부의 특성을 고려하여 생육에 적합한 열 환경과 공기의 흐름을 제공하기 위한 고도의 생장환경 관리기술이 필요하다. 현재 운영되고 있는 식물공장은 특화된 공기유동장치의 설계 및 운영기술이 확립되지 않아 온도 기류 편차로 인한 불균일한 품질의 작물 생산, 재배기간 연장에 따른 에너지 소비 등의 문제점을 내포하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 식물공장 시설의 설계 단계에서 전산유체역학 시뮬레이션을 이용한 공기유동장치의 배치 및 운영기술에 대한 최적화 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션을 이용한 순환 팬의 적정 배치 및 유속을 파악하여 식물공장 시설 내부의 각 지점별 온도 편차를 최소화하고 에너지소비를 절감한다. 시뮬레이션 조건은 순환 팬의 설치 위치 및 수량 그리고 유속변화에 따라 총 12가지의 Case로 구분하였으며 해석을 위한 경계 조건 변수는 동일하게 설정하였다. 시뮬레이션 결과, 2set의 순환 팬을 식물재배기 상단에 부착한 Case D의 제어 조건이 설정온도에 부합하는 296.33K의 평균온도를 유지하면서 식물생육에 적합한 0.51m/s의 기류분포를 보였다. 또한, 순환 팬의 유속을 변화시킨 결과, 출구 유속을 2.09/s로 설정한 Case D-3이 에너지 효율 측면에서 가장 우수한 결과를 보였다.