• 제목/요약/키워드: reliability based optimization

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구조역학적 성능을 고려한 마이크로 열변형 액추에이터의 최적설계 (Design Optimization of Micro Thermal Actuator Considering Structural Performance)

  • 황경호;이종수
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.6-12
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    • 2008
  • The paper deals with the numerical analysis and design optimization of polysilicon micro thermal flexure actuator. The deflection of a thermal actuator is implicitly related to the actuation time so that such deflection is to be maximized under the consideration of structural performances such as maximum stress and natural frequencies. At first, the structural formulation of a thermal actuator is reviewed, and its CAE based simulation is performed to verify the numerical model. A parametric study is then conducted to identify the mainly effective design variables. Finally, the design of a micro thermal actuator is explored in the context of deterministic optimization and reliability based design optimization in the present study.

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Reliability-based Optimization for Rock Slopes

  • 이명재
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1998년도 터널.암반역학위원회 박사학위 논문집
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    • pp.3-34
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    • 1998
  • The stability condition of rock slopes is greatly affected by the geometry and strength parameters of discontinuities in the rock masses. Rock slopes Involving movement of rock blocks on discontinuities are failed by one or combination of the three basic failure modes-plane, wedge, and toppling. In rock mechanics, practically all the parameters such as the joint set characteristics, the rock strength properties, and the loading conditions are always subject to a degree of uncertainty. Therefore, a reasonable assessment of the rock slope stability has to include the excavation of the multi-failure modes, the consideration of uncertainties of discontinuity characteristics, and the decision on stabilization measures with favorable cost conditions. This study was performed to provide a new numerical model of the deterministic analysis, reliability analysis, and reliability-based optimization for rock slope stability. The sensitivity analysis was carried out to verify proposed method and developed program; the parameters needed for sensitivity analysis are design variables, the variability of discontinuity properties (orientation and strength of discontinuities), the loading conditions, and rock slope geometry properties. The design variables to be optimized by the reliability-based optimization include the cutting angle, the support pressure, and the slope direction. The variability in orientations and friction angle of discontinuities, which can not be considered in the deterministic analysis, has a greatly influenced on the rock slope stability. The stability of rock slopes considering three basic failure modes is more influenced by the selection of slope direction than any other design variables. When either plane or wedge failure is dominant, the support system is more useful than the excavation as a stabilization method. However, the excavation method is more suitable when toppling failure is dominant. The case study shows that the developed reliability-based optimization model can reasonably assess the stability of rock slopes and reduce the construction cost.

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Optimization of Redundancy based on the required reliability for a reliable Systems

  • Ryoo, Dong-Wan;Lee, Hyung-Jik;Lee, Jeun-Woo
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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    • pp.69.3-69
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    • 2002
  • The reliability of system is to become a important concern in developed industry. The controller based on the reliability is so important position. A reliable system is for system protection and human life by fault detection and control action against the transient condition of system. The aerospace system , nuclear reactor and chemical reactor are representative of a reliable system. This paper presents analysis of reliable system reliability, formal problem statement of optimal redundancy based on the reliability for a reliable system. And the problem is optimized by genetic algorithm. The genetic algorithms is useful algorithm in case of...

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이산함수를 사용한 신뢰도 최적화에 의한 장치 선택에 관한 연구 (A Study on the Equipment Allocation using Reliability Optimization with Discrete Functions)

  • 여영구;진상화;송광호
    • 한국가스학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.86-91
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    • 2002
  • 본 연구에서는 장치가 가지고 있는 신뢰도 데이터와 가격을 고려하여 공정에서 요구하는 신뢰도에 도달할 수 있도록 최적화 분석을 수행하여 어떠한 장치를 선택하는가에 대한 방법을 제시하였다. 이산함수를 이용한 목적함수와 제한 조건을 이용하여 보다 실질적인 최적화 문제를 구성하였다. 재? 반응기를 대상으로 하여 시스템에서 요구하는 신뢰도 목표 값에 도달하기 위해 가격에 따라 다른 고장률을 가지는 장치에 대하여 최적화 분석을 수행하였다. 이러한 최적화 분석을 수행하기 위해 mixed-integer programming(MIP) 방법을 사용하였다. 재? 반응기의 신뢰도 목표값이 $1.65{\times}10^{-04}$일 경우에 최적화 분석 수행결과는 가격과 고장률이 모두 좋은 장치로 분석되었다. 그러나 신뢰도 목표값이 낮을 경우 최적화 분석의 수행결과는 비싼 장치의 선택보다 가격과 신뢰도가 낮은 장치를 선택함으로써 원하는 신뢰도 목표값에 도달할 수 있었다.

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불확실성을 고려한 접합부의 최적설계에 관한 연구 (The Study of Reliability Based Optimization Design for Connection)

  • 신수미;윤혁기;김혜민
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.26-32
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    • 2016
  • 일반적으로 구조물에는 하중, 재료상수, 부재크기와 구조해석 등의 오차에 대한 불확실성을 존재하고 이러한 불확실성은 구조물의 최적설계에 많은 영향을 준다. 확률론적 해석은 급속하게 발전하고 있고 여러 불확실성을 고려해야 하는 구조설계에서 중요한 기법으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 구조물에서 발생하는 불확실성을 고려하기 위하여 신뢰성 해석을 통하여 신뢰도 지수를 산출하였으며 이 값을 최적설계의 제약조건으로 설정하여 확률론적 최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 기존의 불확실량이 고려되지 않은 확정론적 최적설계의 결과 값보다 불확실량이 고려된 최적설계 결과값이 더 크게 나타났으나 불확실성을 고려하는 경우가 구조물의 안정성이 더 확보되는 것으로 생각된다. 본 논문에서는 최적화 기법 중 가장 강력하다고 알려진 SQP(순차이차계획법)을 이용하여 최적화를 수행하였는데 SQP법은 최적화 문제의 정식화를 반복계산 하는 것에 바탕을 두고 각 반복계산에 있어서는 2차 프로그래밍 부속 문제의 해를 구하는데 그 기본을 두는 방법이다. 또 불확실량을 고려한 최적설계를 위해 신뢰성을 기초한 최적설계를 수행하여 신뢰도지수와 파괴확률을 계산하였다. 확정론적 최적설계와 달리 치수, 모양, 재료와 작용하중들의 양에 신뢰성해석을 수행하여 나온 신뢰도지수와 파괴확률을 앞에서 계산한 최적화 과정의 제약조건식에 가적으로 설정하여 최적설계를 수행하였다.T-stub 접합부를 예제로 적용하였으며 해석 결과의 기존문헌과 비교하였다.

장애 함수를 이용한 신뢰성 기반 최적 설계 (Reliability Based Design Optimization Using Barrier Function)

  • 이태희;최운용;이광기
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2002년도 정기학술대회
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    • pp.211-216
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    • 2002
  • 실제적인 문제에서 신뢰성 기반 최적 설계(RBDO)를 구현하기 위해서는 유한요소 모델을 해석하기 위한 상용 프로그램과 설계한 것에 대한 신뢰성을 산정할 수 있는 프로그램을 통합하고 최적화 알고리듬을 적용하여야 최적화를 수행하여야만 한다. 또한 최적화 과정에서 최적상태에서 제약조건이 비활성 영역에서 놓이게 되는 것을 방지하기 위해서 제약조건 최적화 문제를 비제약 조건 최적화 문제로 바꾸어 주는 장애 함수를 사용하여 최적화를 수행하였다. 그리고 이 방법론을 기존의 신뢰성기반 최적화 방법론, 즉 신뢰도지수 접근방법과 목표성능치 접근방법과의 비교를 하였다.

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Risk-informed design optimization method and application in a lead-based research reactor

  • Jiaqun Wang;Qianglong Wang;Jinrong Qiu;Jin Wang;Fang Wang;Yazhou Li
    • 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.

이산정보의 아카이케 정보척도를 이용한 신뢰성 기반 최적설계 (Reliability-Based Design Optimization Using Akaike Information Criterion for Discrete Information)

  • 임우철;이태희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권8호
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    • pp.921-927
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    • 2012
  • 신뢰성 기반 최적설계는 설계변수들의 변동을 평균이나 분산 등의 통계적 특성으로 고려하여 설계자가 원하는 신뢰도를 만족하는 해를 구한다. 신뢰도를 구하기 위한 기존의 신뢰성해석 기법들은 변수들이 연속함수로 정의되는 특정 확률분포를 따른다는 가정을 하지만 실제 문제에서 변수들은 한정적인 이산정보의 형태인 경우가 많기 때문에 변수들에 대한 가정을 하지 않고 이산정보로부터 신뢰성해석을 수행하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 후보 분포들 중에서 이산정보를 가장 잘 추정하는 분포를 결정하는 기법인 Akaike 정보척도를 이용하여 신뢰성해석 및 신뢰성 기반 최적설계를 수행하는 기법을 제안한다. 수학예제를 통해 정확성을 검증하고 철도차량 용접대차의 신뢰성 기반 최적설계에 적용하여 제안한 기법의 유용성을 확인한다.

다중방향성 정합선 최적화와 신뢰도 기반 공백복원을 이용한 스테레오 정합 (A Stereo Matching Technique using Multi-directional Scan-line Optimization and Reliability-based Hole-filling)

  • 백승해;박순용
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제17B권2호
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    • pp.115-124
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    • 2010
  • 최근 스테레오 정합 기술은 정합하고자 하는 픽셀을 포함한 국부적인(local) 영상의 정합 비용과 시차의 변화 비용을 누적하는 전역적(global)인 방법을 많이 사용하고 있다. 특히 전역적 스테레오 정합에서도 비용누적 (cost accumulation)의 방향을 일반적인 수평방향이 아닌 다수의 방향을 사용하는 연구가 늘고 있다. 본 논문에서는 기존의 스테레오 정합 기술을 다중 방향성 정합 기술로 확장하는 방법을 제안한다. 픽셀의 국부적인 정합 비용은 단순한 NCC (Normalized Cross Correlation)를 사용하였고 전역적 정합 기술의 하나인 정합선 최적화(Scan-line Optimization) 방법을 다중 방향으로 확장하는 기술을 제안하였다. 우선 정합선 최적화를 다중 방향으로 실행한 후 이들 결과를 이용하여 신뢰도가 높은 시차영상 (disparity image)을 획득한다. 반복적인 다중 방향 정합선 최적화 시행 후, 시차영상에서 남은 공백은 홀 복원 방법으로 계산한다. 시차가 구해진 픽셀에 대해서는 신뢰도 점수를 매긴 다음 이 점수를 확산하여 신뢰도 점수 테이블에서 가장 높은 값을 가지는 시차값으로 홀을 복원하였다. 제안하는 기술을 미들버리(Middlebury)의 스테레오 영상을 사용하여 오차를 분석하였다. 기존의 전역적 방법과 제안 기술을 이용하여 시차영상을 계산하고 그 오차를 비교하였다.