• 제목/요약/키워드: minimum cost design

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Joint routing, link capacity dimensioning, and switch port optimization for dynamic traffic in optical networks

  • Khan, Akhtar Nawaz;Khan, Zawar H.;Khattak, Khurram S.;Hafeez, Abdul
    • ETRI Journal
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    • 제43권5호
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    • pp.799-811
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    • 2021
  • This paper considers a challenging problem: to simultaneously optimize the cost and the quality of service in opaque wavelength division multiplexing (WDM) networks. An optimization problem is proposed that takes the information including network topology, traffic between end nodes, and the target level of congestion at each link/ node in WDM networks. The outputs of this problem include routing, link channel capacities, and the optimum number of switch ports locally added/dropped at all switch nodes. The total network cost is reduced to maintain a minimum congestion level on all links, which provides an efficient trade-off solution for the network design problem. The optimal information is utilized for dynamic traffic in WDM networks, which is shown to achieve the desired performance with the guaranteed quality of service in different networks. It was found that for an average link blocking probability equal to 0.015, the proposed model achieves a net channel gain in terms of wavelength channels (𝛾w) equal to 35.72 %, 39.09 %, and 36.93 % compared to shortest path first routing and 𝛾w equal to 29.41 %, 37.35 %, and 27.47 % compared to alternate routing in three different networks.

양자기반 진화알고리즘을 이용한 평면 트러스의 구조최적화 (Structural Optimization of Planar Truss using Quantum-inspired Evolution Algorithm)

  • 손수덕;이승재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.1-9
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    • 2014
  • 최근 양자컴퓨터의 개발과 더불어 양자역학의 특성을 응용한 양자기반 탐색기법의 개발과 공학 문제에의 적용은 매우 흥미로운 연구주제 중 하나로 부각되고 있다. 이 알고리즘은 기본적으로 0과 1이 중첩되어진 양자비트를 이용하여 정보가 저장되고, 양자게이트 연산을 통해 해에 접근하게 된다. 이 과정에서 알고리즘은 탐사와 개척 두 가지 탐색 특성간의 균형이 자연스럽게 유지되며, 진화정보가 계속 누적된다는 장점으로 기존의 탐색법과 차별되어 새로운 알고리즘으로 평가되었다. 본 연구에서는 이와 같은 양자기반 진화알고리즘을 평면 트러스의 구조최적화에 적용하여 최소중량설계 기법을 제안하였다. 최적화 수리모형에서 비용함수는 최소중량이며, 제약함수는 변위와 응력에 관한 함수로 구성하였다. 진화정보의 누적과 수렴 과정을 알아보기 위해서 10부재 평면 트러스와 17부재 평면트러스 예제를 수치예제로 채택하여 결과를 분석하였다. 수치예제의 구조최적설계 결과에서 볼 때, 기존의 고전적 탐색기법의 연구결과와 비교해서 더 나은 최소중량 설계의 결과를 얻을 수 있었으며, 진화정보의 누적된 결과로 해의 정밀도를 관찰할 수 있었다. 또한 누적된 진화정보인 양자비트의 확률적 표현은 종료시점을 쉽게 판단할 수 있다.

소형 연안 어선의 최소 중량 설계에 관한 연구 (A Study for the Minimum Weight Design of a Coastal Fishing Boat)

  • 송하철;김용섭;심천식
    • 한국항해항만학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.223-228
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    • 2008
  • 한국에서 건조되는 대부분의 소형 연안 어선의 경우 경험에 기초하여 건조되어지기 때문에 구조적 안전성 문제가 발생하곤 했다. 본 논문에서는 이들 어선의 구조강도를 증가시키고 생산 및 운용비를 줄이기 위하여 최적설계를 수행하였다. 어선의 무게와 구조부재의 주요치수들을 각각 목적함수와 설계변수로 선택하였다. 해석과정 중에 극소점을 피하고 CPU 시간을 줄이고자 전역 탐색법과 지역 탐색법을 결합한 하이브리드 최적화 알고리즘이 개발되었다. 또한 최적화 루프의 각 iteration 단계에서 제한조건을 결정하기 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 최적화 결과는 초기 어선 모델과 비교하였으며 최적설계의 효과가 구조강도, 재료비 관점에서 검토되었다.

비선형 계획법을 이용한 상수도 관망설계에 관한 연구 (A Study on the Pipe Network System Design Using Non-Linear programming)

  • 김정환;김태균
    • 물과 미래
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    • 제27권4호
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    • pp.59-67
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    • 1994
  • 본 연구에서는 설계기준에 합당한 제약조건을 고려하여 최저경비의 관망시스템을 설계함을 목적으로 비선형계획법(NLP)을 적용하였다. 경기도 고양군의 고양배수지를 급수원으로 하는 배수유역에 실제 적용하여 기존의 설계와 비교한 결과 기존 수리모의모형에서 사용되고 있는 반복계산 과정이 필요없이 설계가 가능함을 알 수 있었고, 설계의 최적화를 도모하는 동시에 수요절점에서의 유량 및 수압조건을 만족시킬 수 있었다. 이상의 결과와 같이, 본 연구에서의 비선형계획법(NLP)을 이용한 상수도 관망설계가 실무에서도 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었고 최적화 설계로 인하여 경제적 측면까지도 고려할 수 있음을 알 수 있었다.

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품질손실을 고려한 경제적 CUSUM 관리도 (A Design of Economic CUSUM Control Chart Incorporating Quality Loss Function)

  • 김정대
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.203-212
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    • 2018
  • Quality requirements of manufactured products or parts are given in the form of specification limits on the quality characteristics of individual units. If a product is to meet the customer's fitness for use criteria, it should be produced by a process which is stable or repeatable. In other words, it must be capable of operating with little variability around the target value or nominal value of the product's quality characteristic. In order to maintain and improve product quality, we need to apply statistical process control techniques such as histogram, check sheet, Pareto chart, cause and effect diagram, or control charts. Among those techniques, the most important one is control charting. The cumulative sum (CUSUM) control charts have been used in statistical process control (SPC) in industries for monitoring process shifts and supporting online measurement. The objective of this research is to apply Taguchi's quality loss function concept to cost based CUSUM control chart design. In this study, a modified quality loss function was developed to reflect quality loss situation where general quadratic loss curve is not appropriate. This research also provided a methodology for the design of CUSUM charts using Taguchi quality loss function concept based on the minimum cost per hour criterion. The new model differs from previous models in that the model assumes that quality loss is incurred even in the incontrol period. This model was compared with other cost based CUSUM models by Wu and Goel, According to numerical sensitivity analysis, the proposed model results in longer average run length in in-control period compared to the other two models.

ROADWAY PERFORMANCE EVALUATION USING FUNCTION ANALYSIS METHOD OF VALUE ENGINEERING

  • Jong-Hyun Park;Yong-Jang Lee;In-Su Jung;Chan-Sik Lee
    • 국제학술발표논문집
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    • The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.1528-1533
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    • 2009
  • Infrastructure is provided to the user through long-term project period and large-scale working expenses. Existing facilities are getting old as time goes by. Accordingly, proper maintenance is required and generally more maintenance cost than initial invested cost is needed during life cycle. Therefore, a specific plan that just increases the value of facilities is required by evaluating performance of facilities and inputting minimum maintenance cost. Value engineering that increases the value of object by systemically analyzing Life Cycle Costs and function is actively promoted at the design phase of construction. These efforts can increase the performance of facilities at the maintenance phase of infrastructure. This study is to search how to evaluate the performance of Roadway by utilizing function analysis, as a core part of VE in the maintenance phase. In order to this a new evaluation criteria were proposed by adding an evaluation items to the existing criteria through the research of old documents, status of roadway maintenance and function analysis of VE. The results of this study may promote the effective performance evaluation to determine a resolution of roadway congestion in future. A succeeding study using the proposed evaluation criteria will be required.

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강건설계법을 이용한 스웨덴식 벤치발파의 설계 인자 분석 (Parameter Analysis of Swedish Bench Blast Design using Robust Design Method)

  • 양형식
    • 화약ㆍ발파
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    • 제31권2호
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    • pp.1-5
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    • 2013
  • 스웨덴 식 벤치발파 설계방식에 대하여 실험계획법을 이용하여 설계인자를 분석하였다. 분석에 사용된 직교배열은 $L_9(3^4)$이었고 변수는 각각 3수준의 값을 갖는 천공직경, 화약의 종류, 공의 경사와 암석의 종류로 하였다. 분석결과 저항선 결정 영향요소는 천공직경, 화약의 종류, 암석의 종류 그리고 공의 경사 순이었으며 비장약량 영향요소는 암석의 종류, 화약의 종류 그리고 비천공장에 영향을 미치는 요소는 천공직경과 화약의 종류순이었다. 또 강건설계를 이용한 경제성 검토에서 최적인자 선택이 가능함을 확인하였다.

딤플 유로의 열전달 증진을 위한 최적화모델 비교 (Evaluation of Optimization Models for a Dimpled Channel to Enhance Heat Transfer)

  • 신동윤;김광용;압두스 사마드
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2552-2557
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    • 2007
  • Shape optimization of an internal cooling passage with staggered dimples on single surface is performed and performances of surrogates are evaluated in this paper. Optimizations are performed so that turbulent heat transfer can be enhanced compromising with pressure loss due to friction. The three-dimensional governing differential equations have been solved to find the overall Nusselt number and friction factor which are related to the objective functions of this problem. Three design variables were selected among the dimensionless geometric variables. Basic surrogate models such as second order polynomial response surface approximation (RSA), Kriging meta-modeling technique, radial basis neural network (RBNN), and derived press based averaged (PBA) surrogate model are constructed. The optimal points are searched from the above constructed surrogates by sequential quadratic programming (SQP). It is shown that use of multiple surrogates can increase the robustness in prediction of better design with minimum computational cost.

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폐교활용 교육시설의 현황분석 및 기본계획에 관한 연구 (A Study on the Analysis of Current Situation of the Closed School Application Educational Facilities and General Plan)

  • 김재영;이종국
    • 교육녹색환경연구
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    • 제13권1호
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    • pp.50-57
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    • 2014
  • The educational facilities is the facility wining the specific gravity which is the most abundant by 269s (25.5%) among the godfather lease application facilities (1056)s of the abolition of school. In case of reusing the closing down a school as the educational facilities there is no legal matter which is under the separate punishment in comparison with the other facility according to the materials of the Ministry of Environment in 2013, and I am analyze that minimum cost is spent on a remodeling and it is most much used. The pattern study thinks about a purpose with the master plan through the plan characteristic derivation according to the analysis of current situation of the domestic closing down a school application educational facilities in which the related study is nonexistent and type in the educational facilities plan of the closing down a school still afterward in being utilized for reference data and guide book.

멀티 세그먼트 카라츄바 유한체 곱셈기의 구현 (Implementation of the Multi-Segment Karatsuba Multiplier for Binary Field)

  • 오종수
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.129-131
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    • 2004
  • Elliptic Curve Cryptography (ECC) coprocessors support massive scalar multiplications of a point. We research the design for multi-segment multipliers in fixed-size ECC coprocessors using the multi-segment Karatsuba algorithm on GF($2^m$). ECC coprocessors of the proposed multiplier is verified on the SoC-design verification kit which embeds ALTERA EXCALIBUR FPGAs. As a result of our experiment, the multi-segment Karatsuba multiplier, which has more efficient performance about twice times than the traditional multi-segment multiplier, can be implemented as adding few H/W resources. Therefore the multi-segment Karatsuba multiplier which satisfies performance for the cryptographic algorithm, is adequate for a low cost embedded system, and is implemented in the minimum area.

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