• 제목/요약/키워드: mathematical patterns

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생산설비의 유지보수서비스와 제품의 불량률을 고려한 최적 생산주기 연구 (Determining an Optimal Production Time for EPQ Model with Preventive Maintenance and Defective Rate)

  • 김미경;박민재
    • 품질경영학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.87-96
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    • 2019
  • Purpose: The purpose of this paper is to determine an optimal production time for economic production quantity model with preventive maintenance and random defective rate as the function of a machinery deteriorates. Methods: If a machinery shifts from "in-control" state to "out-of-control" state, a proportion of defective items being produced increases. It is assumed that time to state shift is a random variable and follows an arbitrary distribution. The elapsed time until process shift decreases stochastically as a production cycle repeats and quasi-renewal process is used to implement for production facilities to deteriorate. Results: When the exponential parameter for exponential distribution increases, the optimal production time increases. When Weibull distribution is considered, the optimal production time is closely affected by the shape parameter of Weibull distribution. Conclusion: A mathematical model is suggested to find optimal production time and optimal number of production cycles and numerical examples are implemented to validate the patterns for changes of optimal times under different parameters assumptions. The real application is implemented using the proposed approach.

Automated Assessment Of The Air Situation During The Preparation And Conduct Of Combat Operations Using A Decision Support System Based On Fuzzy Networks Of Target Installations

  • Volkov, Andriy;Bazilo, Serhii;Tokar, Oleksandr;Horbachov, Kostiantyn;Lutsyshyn, Andrii;Zaitsev, Ihor;Iasechko, Maksym
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권11호
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    • pp.184-188
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    • 2022
  • The article considers the improved method and model of automated air situation assessment using a decision support system based on fuzzy networks of target installations. The advanced method of automated assessment of the air situation using the decision support system is based on the methodology of reflexive control of the first rank. With this approach, the process of assessing the air situation in the framework of the formulated task can be reduced to determining the purpose, probabilistic nature of actions and capabilities of the air target. The use of a homogeneous functional network for the formal presentation of air situation assessment processes will formally describe the process of determining classes of events during air situation assessment and the process of determining quantitative and qualitative characteristics of recognized air situation situations. To formalize the patterns of manifestation of the values of quantitative and symbolic information, it is proposed to use the mathematical apparatus of fuzzy sets.

원호보간시험에 의한 수치제어 공작기계의 운동오차원인 진단에 관한 연구 (Identification of motion error sources in NC machine tools by a circular interpolation test)

  • 홍성욱;신영재;이후상
    • 한국정밀공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.126-137
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    • 1993
  • This paper presents an efficient method for the identification of motion error sources in NC machine tools by making use of the circular interpolation test, which is often used in estimating the motion accuracy of NC machine tools. Mathematical formulae are described for motion errors due to various kinds of error sources. Two identification formulae are proposed: one is based on the frequency analysis and the other is formulated with the weithted residual method. Motion error signal is classified into two patterns, mean errors(mean of CW and CCW test signals from mean errors). The sources of the mean errors are identified by using the frequency analysis technique and the sources of the deviation errors by the weighted residual formulaltion. A menu driven, user oriented, computer program is written to realize the full steps of the proposed identificationprocedure. Then, the identification method is applied to two NC machine tools.

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Deflection aware smart structures by artificial intelligence algorithm

  • Qingyun Gao;Yun Wang;Zhimin Zhou;Khalid A. Alnowibet
    • Smart Structures and Systems
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    • 제33권5호
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    • pp.333-347
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    • 2024
  • There has been an increasing interest in the construction of smart buildings that can actively monitor and react to their surroundings. The capacity of these intelligent structures to precisely predict and respond to deflection is a crucial feature that guarantees both their structural soundness and efficiency. Conventional techniques for determining deflection often depend on intricate mathematical models and computational simulations, which may be time- and resource-consuming. Artificial intelligence (AI) algorithms have become a potent tool for anticipating and controlling deflection in intelligent structures in response to these difficulties. The term "deflection-aware smart structures" in this sense refers to constructions that have AI algorithms installed that continually monitor and analyses deflection data in order to proactively detect any problems and take appropriate action. These structures anticipate deflection across a range of operating circumstances and environmental factors by using cutting-edge AI approaches including deep learning, reinforcement learning, and neural networks. AI systems are able to predict real-time deflection with high accuracy by using data from embedded sensors and actuators. This capability enables the systems to identify intricate patterns and linkages. Intelligent buildings have the potential to self-correct in order to reduce deflection and maximize performance. In conclusion, the development of deflection-aware smart structures is a major stride forward for structural engineering and has enormous potential to enhance the performance, safety, and dependability of designed systems in a variety of industries.

산불확산에 영향을 미치는 생태학적 요소들간의 민감도 분석: 시뮬레이션 연구 (Sensitivity Analysis on Ecological Factors Affecting Forest Fire Spreading: Simulation Study)

  • 송학수;이상희
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.178-185
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    • 2013
  • 산불은 대표적인 산림생태계의 재해 중 하나로 최근, 우리나라에서도 빈번하게 발생하고 있으며, 일반적으로 광범위한 지역에 빠른 속도로 확산되는 특징을 가지고 있다. 바람 및 나무의 종류, 다양한 지형 요소들이 산불 발생 시 급진적 확산에 영향을 주는 요소들이다. 산불의 빠른 확산은 생태계 교란 및 재산 피해, 인명 피해 등을 야기 시킨다. 이러한 이유로, 최근 산불에 관련된 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 바람 요인이 고려된 산불 패턴 가상 시뮬레이션 단순 모델을 제안하였고, 셀룰라오토마타(Cellular Automata)의 격자 기반으로 구성 되었다. 모델의 시뮬레이션을 통하여, 바람의 세기 변화, 주어진 공간에 분포해 있는 나무 전체의 밀도, 그리고, 나무들 가운데 가연성이 높은 나무의 밀도가 산불확산에 미치는 영향을 조사하였다. 민감도 분석 결과, 전체 나무 밀도가 세 가지 요소 중 산불확산에 가장 민감하게 기여하였으며, 그 다음으로는 바람의 영향, 마지막으로 가연성이 높은 나무의 밀도 순으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 산불확산 시뮬레이션 모델 및 분석 결과는 실제 산불 확산 및 억제 전략 수립에 활용되어 질 수 있을 것으로 여겨지며, 아울러 좀 더 현실적인 생태학적 요소들을 모델에 고려함으로써 산불확산 예측 연구에도 이용되어 질 수 있을 것으로 판단된다.

공항접근시간에 따른 여객의 공항도착 행태분석 (Analyzing Passenger Arrival Behavior Based on the Spent Time for Airport Access)

  • 오성열;김원규;박용화
    • 대한교통학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.17-27
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    • 2003
  • 공항여객 처리시설의 혼잡해소에 관한 연구는 주로 공항접근교통시스템의 확충이나 터미널의 확장 등 물리적인 방법에 집중되어 왔다. 물리적인 확장은 막대한 투자비용이 뒤따라야 하는 문제가 있기 때문에 공항운영과 같은 소프트웨어 측면에 대한 접근방식을 적극 도입하여 투자비용을 줄이고 효율적인 공항운영을 꾀하는 것이 필요하다. 본 연구는 공항운영의 효율성 증진을 위한 대안 중 하나로서 여객들이 공항에 도착하는 행태가 어떻게 나타나는 지를 분석하여. 향후 여객터미널 운영에 적용할 수 있는 유용한 정보를 제공하는데 그 목적이 있다. 서로 다른 접근소요 시간을 가진 여객들이 항공기 출발예정시간(STD:scheduled time of departure) 이전에 도착하는 확률함수를 도출하고, 이를 이용하여 STD 이전시간 임의구간에서 여객이 도착하는 확률을 구할 수 있는 모형을 개발코자 하였다. 또한 이 모형을 공항 여객터미널에 적용하여 운영시간대별 도착 여객수를 산출하는 과정을 제시하고자 하였다. 본 연구에서 분석된 공항접근시간에 따른 STD 이전시간대별 공항도착 확률모형은 공항운영자 및 항공사가 공항의 체크인 카운터 운영시간 및 수량 결정, 수하물 처리시스템, 검색보안서비스 등의 운영시점을 결정하는 도구로 이용될 수 있다. 이와 같이 분석된 결과를 토대로 공항운영 상 비효율성을 제거하고 보다 합리적인 인력 투입이나 시설 운영이 가능하게 되는 것이다.

일 도시의 초등학교 학생의 수면습관과 행동, 정서, 주의력, 학습과의 관계 (Differences in Sleep Patterns are Related to Behavior, Emotional Problems, Attention and Academic Performance in Elementary School Students of a South Korean Metropolitan City)

  • 탁희종;이지호;이장명;정석훈;이재원;심창선;윤재국;성주현;방수영
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제22권3호
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    • pp.182-191
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    • 2011
  • Objectives: The aim of this study was to investigate the sleep patterns of South Korean elementary school children and whether the differences in sleep patterns were related to behavior, emotional problems, attention and academic performance. Method: This study included a community sample of 268 boys and girls from fourth-, fifth- and sixth-grade classes in a South Korean metropolitan city from November to December 2010. The primary caregivers completed a questionnaire that included information on demographic characteristics, as well as the Child's Sleep Habit Questionnaire (CSHQ), the Korean version of Child Behavior Checklist (K-CBCL), the Korean version of the Learning Disability Evaluation Scale (K-LDES), the Korean version of ADHD Rating Scale (K-ARS) and the Disruptive Behavior Disorder Scale (DBDS). We conducted analyses on the CSHQ individual items, between the subscales, on the total scores and on the K-CBCL, the K-LEDS, the K-ARS and the DBDS. Results: Based on the findings from the CHSQ, the subjects had significantly higher scores for bedtime resistance ($9.18{\pm}2.17$), delayed sleep onset ($1.32{\pm}0.62$), the sleep duration ($4.19{\pm}1.52$) and daytime sleepiness ($14.10{\pm}3.55$) than the scores from the previous reports on children from western countries. The total CHSQ score showed positive correlations to all subscales of the K-CBCL : withdrawn (r=0.24, p<.005), somatic complaint (r=0.24, p<.005) and anxious/depressive (r=0.38, p<.005). Bedtime resistance was associated with oppositional defiant disorder (r=0.15, p<.05) and a positive correlation was demonstrated between sleep anxiety and the oppositional defiant disorder score (r=0.13, p<.05), night waking and the conduct disorder score (r=0.16, p<.05). Delayed sleep onset was related with low performance on the K-LDES with respect to thinking (r=-0.17, p<.05) and mathematical calculation (r=-0.17, p<.05). Conclusion: The results of this study reconfirm Korean children's problematic sleep patterns. Taken together the results provide that the reduced sleep duration and disruption of sleep pattern can have a significant impact on emotion, behavior, performance of learning in children. Further studies concerning more diverse psychosocial factors affecting sleep pattern will be helpful to understanding of the sleep health in Korean children.

학교수학적 지식의 성장: 고등학교 영재 학생들의 위키(Wiki) 기반 협력 문제해결 활동을 중심으로 (The Growth of School Mathematics: Korean Secondary Gifted Students' Collaborative Problem Solving Using The Wiki)

  • 이승우
    • 대한수학교육학회지:수학교육학연구
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    • 제25권4호
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    • pp.717-754
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    • 2015
  • 본 연구는 개별화된 경쟁에 치우쳐 있는 우리나라 수학교육 환경에서 고등학교 영재학생들에게 수학 발전의 사회적 과정을 경험할 수 있는 기회를 제공하기 위하여 온라인 탐구 커뮤니티의 건설을 시도하였다. 2012년 B과학고등학교에서 개설된 두 개의 미적분학 II 강좌를 수강하였던 14명의 학생들이 지정된 위키 사이트에 접속하여 약 70일간 10개의 문제를 풀었다. 협력 문제해결 과정에서 위키는 학생들의 흩어져 있는 사고과정을 공유되는 세계 내에 효과적으로 매개함으로써 상호학습이 이루어지는 것을 가능하게 하였다. 또한 학생들의 협력 문제해결의 패턴은 Lakatos(1976)의 '증명과 반박'과 비슷하게 '풀이와 반박'으로 특징지어졌으며 학생들은 이 과정을 통해 학교수학적 지식의 성장을 경험할 수 있었다. 실험 종료 후 실시된 인터뷰와 설문조사에서 담당교사와 학생들은 협력 문제해결 도구로서의 위키에 대해 매우 긍정적인 반응을 보였다. 따라서 본 연구에서 고등학교 영재학생들에게 위키는 수학적 지식의 사회적 측면에 대한 학습기회를 제공할 수 있는 가치 있는 수학교육 도구라고 평가된다.

Physical Modeling of Chemical Exchange Saturation Transfer Imaging

  • Jahng, Geon-Ho;Oh, Jang-Hoon
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권4호
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    • pp.135-143
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    • 2017
  • Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) imaging is a method to detect solutes based on the chemical exchange of mobile protons with water. The solute protons exchange with three different patterns, which are fast, slow, and intermediate rates. The CEST contrast can be obtained from the exchangeable protons, which are hydroxyl protons, amine protons, and amide protons. The CEST MR imaging is useful to evaluate tumors, strokes, and other diseases. The purpose of this study is to review the mathematical model for CEST imaging and for measurement of the chemical exchange rate, and to measure the chemical exchange rate using a 3T MRI system on several amino acids. We reviewed the mathematical models for the proton exchange. Several physical models are proposed to demonstrate a two-pool, three-pool, and four-pool models. The CEST signals are also evaluated by taking account of the exchange rate, pH and the saturation efficiency. Although researchers have used most commonly in the calculation of CEST asymmetry, a quantitative analysis is also developed by using Lorentzian fitting. The chemical exchange rate was measured in the phantoms made of asparagine (Asn), glutamate (Glu), ${\gamma}-aminobutyric$ acid (GABA), glycine (Gly), and myoinositol (MI). The experiment was performed at a 3T human MRI system with three different acidity conditions (pH 5.6, 6.2, and 7.4) at a concentration of 50 mM. To identify the chemical exchange rate, the "lsqcurvefit" built-in function in MATLAB was used to fit the pseudo-first exchange rate model. The pseudo-first exchange rate of Asn and Gly was increased with decreasing acidity. In the case of GABA, the largest result was observed at pH 6.2. For Glu, the results at pH 5.6 and 6.2 did not show a significant difference, and the results at pH 7.4 were almost zero. For MI, there was no significant difference at pH 5.6 or 7.4, however, the results at pH 6.2 were smaller than at the other pH values. For the experiment at 3T, we were only able to apply 1 s as the maximum saturation duration due to the limitations of the MRI system. The measurement of the chemical exchange rate was limited in a clinical 3T MRI system because of a hardware limitation.

지오데식 돔의 구조최적화에 대한 연구 (A Study on the Structural Optimization for Geodesic Dome)

  • 이상진;배정은
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.47-55
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    • 2008
  • 이 논문은 지오데식 돔 구조물의 구조최적화에 대한 연구내용과 관련이론 그리고 수치해석결과를 기술하고 있다. 지오데식 돔의 공간 효율성을 알아보기 위해 돔의 기저인 정이십면체의 외피면적과 내부공간의 비율을 계산하고 건축구조물에서 나타나는 다른 입방체의 값과 정량적으로 비교하였다. 지오데식 돔을 형성하기 위한 절차를 세부적으로 정리하고 이를 프로그래밍하여 설계최적화프로그램 ISADO-OPT에 연동하였다. 본 연구에서는 반구 형태의 지오데식 돔이 집중하중에 효율적으로 저항할 수 있는 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화해야하는 돔 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 하중이 가해지는 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 목적함수와 주어진 제약조건을 만족하는 최적 설계변수값을 검색하기 위해 설계변수에 대한 목적함수의 민감도 값을 유한차분법을 이용하여 계산하였다. 본 연구에서 기술한 지오데식돔을 위한 설계최적화 기본이론을 바탕으로 도출한 최적 부재패턴은 향후 돔의 최적설계에 기본 벤치마크테스트결과로 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

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