• 소성∙가공
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• 제13권3호
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• pp.248-252
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• 2004

The mechanical properties of polycrystalline thin-films, critical for Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) components, are known to have the size effect and the scatter in the length scale of microns by the numbers of intensive investigation by experiments and simulations. So, the consideration of the microstructure is essential to cover these length scale effects. The lattice based stochastic model for the microstructure evolution is used to simulate the actual microstructure, and the fast and reliable algorithm is described in this paper. The kinetics parameters, which are the key parameters for the microstructure evolution based on the nucleation and growth mechanism, are extracted from the given micrograph of a polycrystalline material by an inverse method. And the method is verified by the comparison of the quantitative measures, the number of grains and the grain size distribution, for the actual and simulated microstructures. Finite element mesh is then generated on this lattice based microstructure by the developed code. And the statistical finite element analysis is accomplished for selected microstructure.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.245-253
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• 1998

Recently, the importance of multi-objective optimization techniques and stochastic search methods is increasing. The stochastic search methods have the concepts of the survival of the fittest and natural selection such as genetic algorithms(GA), simulated annealing(SA) and evolution strategies (ES). As many accidents of oil tankers cause marine pollution, oil tankers of double hull or mid deck structure are being built to minimize the marine pollution. For the improvement of oil tanker design technique, an efficient optimization technique is proposed in this study. Multi-objective optimization problem of weight and cost of double hull and mid deck tanker is formulated. Discrete design variables are used considering real manufacturing, and the concept of relative production cost is also introduced. The ES method is used as an optimization technique, and the ES algorithm was developed to generate a more efficient Pareto optimal set.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권3호
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• pp.569-584
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• 2016

This paper presents a method for stochastic modelling of fatigue crack growth and optimising inspection and maintenance strategy for the structural members of steel bridges. The fatigue crack evolution is considered as a stochastic process with uncertainties, and the Gamma process is adopted to simulate the propagation of fatigue crack in steel bridge members. From the stochastic modelling for fatigue crack growth, the probability of failure caused by fatigue is predicted over the service life of steel bridge members. The remaining fatigue life of steel bridge members is determined by comparing the fatigue crack length with its predetermined threshold. Furthermore, the probability of detection is adopted to consider the uncertainties in detecting fatigue crack by using existing damage detection techniques. A multi-objective optimisation problem is proposed and solved by a genetic algorithm to determine the optimised inspection and maintenance strategy for the fatigue affected steel bridge members. The optimised strategy is achieved by minimizing the life-cycle cost, including the inspection, maintenance and failure costs, and maximizing the service life after necessary intervention. The number of intervention during the service life is also taken into account to investigate the relationship between the service life and the cost for maintenance. The results from numerical examples show that the proposed method can provide a useful approach for cost-effective inspection and maintenance strategy for fatigue affected steel bridges.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제29권6호
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• pp.629-640
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• 2022

Variable selection is one of the most crucial tasks in supervised learning, such as regression and classification. The best subset selection is straightforward and optimal but not practically applicable unless the number of predictors is small. In this article, we propose directly solving the best subset selection via the genetic algorithm (GA), a popular stochastic optimization algorithm based on the principle of Darwinian evolution. To further improve the variable selection performance, we propose to run multiple GA to solve the best subset selection and then synthesize the results, which we call ensemble GA (EGA). The EGA significantly improves variable selection performance. In addition, the proposed method is essentially the best subset selection and hence applicable to a variety of models with different selection criteria. We compare the proposed EGA to existing variable selection methods under various models, including linear regression, Poisson regression, and Cox regression for survival data. Both simulation and real data analysis demonstrate the promising performance of the proposed method.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.715-718
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• 2009

The assembly line is one of the typical process hard to analyze with mathematical methods including even stochastic approaches, because it includes many manual operations varying drastically depending on operators' skills. In this paper, we suggest the simulation optimization method to design the optimal assembly line of a gas oven. To achieve the optimal design, firstly, we modeled the real gas oven assembly line with actual data, such as assembly procedures, operation rules, and other input parameters and so on. Secondly, we build some alternatives to enhance the line performance based on business rules and other parameters. The DOE(Design Of Experiment) techniques were used for testing alternatives under various situations. Each alternatives performed optimization process with evolution strategy; one of the GA(Genetic Algorithm) techniques. As a result, we can make about 7% of throughputs up with the same time and cost. By this process, we expect the assembly line can obtain the solution compatible with their own problems.

• 전자공학회논문지B
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• 제32B권12호
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• pp.1680-1686
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• 1995

GAs, effective stochastic search algorithms based on the model of natural evolution and genetics, have been successfully applied to various optimization problems. When population size is not large, GAs often suffer from the phenomenon of premature convergence in which all chromosomes in the population lose the diversity of genes before they find the optimal solution. In this paper, we propose that a new heuristic that maintains the diversity of genes by adding some chromosomes with random mutation and selective mutation into population during evolution. And population size changes dynamically with supplement of new chromosomes. Experimental results for several test functions show that when population size is rather small and the length of chromosome is not long, this method is effective.

• 한국광학회지
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• 제34권1호
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• pp.1-12
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• 2023

본 연구에서는 다채널 결맞음 빔결합 시스템을 위한 위상제어 방식으로 covariant matrix adaption evolution strategy (CMA-ES) 알고리즘 및 stochastic parallel gradient descent (SPGD) 알고리즘을 결합한 이중 위상제어 알고리즘을 제안하고 그 동작 특성을 전산모사를 통해 분석한다. 제안하는 CMA-ES/SPGD 이중 위상제어 알고리즘은 결합된 최종 출력광 세기가 미리 설정된 특정값에 도달하기 전까지는 그 위상제어 최적화를 CMA-ES 알고리즘을 통해 진행하고, 그 이후에는 SPGD 알고리즘으로 전환하여 진행하는 순차적 이중 구조를 취한다. 이를 이상적인 7채널과 19채널 광섬유 결합기 기반 결맞음 빔결함 시스템에 적용하였을 때, 위상제어 최적화 평균 수렴시간이 기존의 SPGD 알고리즘만 단독적용한 경우에 비해 약 10% 단축됨을 확인하였다. 뿐만 아니라, 동일한 결맞음 빔결함 시스템에서 실제 환경과 유사하게 각 채널광에 위상잡음을 부가적으로 인가한 경우, 본 연구에서 제안하는 이중 위상제어 알고리즘을 적용할 경우 주어진 조건에서 그 평균 수렴시간이 기존의 SPGD 알고리즘만 단독적용한 경우에 비해 7채널 시스템의 경우 약 17%, 19채널 시스템의 경우 약 16-27% 정도 단축됨을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 CMA-ES/SPGD 이중 위상제어 알고리즘은 향후 실제 대기 환경과 같이 위상잡음 효과를 무시할 수 없는 조건에서 결맞음 빔결합을 구현시 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 응용통계연구
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• 제28권3호
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• pp.393-406
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• 2015

본 논문은 2요인(two-factor) 사망률 모형에 평균회귀모형(mean reverting process)을 적용하여 2요인의 확률적 변동을 모형화하여 사망률리스크(mortality risk)와 장수리스크(longevity risk)를 분석하였다. 최근 고령사회로 진입한 국가들에서 사망률 개선의 둔화가 관측되고 있는 시점에서 기존의 선형증가 또는 감소의 사망률 개선 모형을 보완함에 그 목적을 두었다. 영국의 1991~2015년 사망률 자료를 이용하여 제시한 모형의 모수를 메트로폴리스 알고리듬을 이용해 추정하였고 추정된 모수 값을 이용하여 다수 시뮬레이션을 통하여 장기간의 미래 사망률 예측값을 계산하였다. 평균회귀 모형의 특성으로 인해 약 60년의 시간이 지난 뒤부터는 사망률 개선이 거의 사라져 사망률이 일정한 값에 근접하였다. 사망률 개선이 둔화되는 현상이 관측되는 특정 집단(국가, 사회)의 경우 2요인 평균회귀 모형은 장기간 사망률 예측방법의 대안으로 간주될 것으로 기대되며, 모형의 응용으로서 평균회귀율의 추정결과로부터 사망률 개선의 속도를 계량화하는 기준을 제시하였다. 끝으로, 2014년~2040 기간의 사망률 예측값을 이용하여 25년 만기 장수채권의 발행가격을 산출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.27-35
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• 2019

역해석 수행 시 상대적으로 복잡한 공간 및 목표 설계 변수가 많은 경우, 지반공학 분야에 적용하기 위한 연구를 수행하였다. 지반공학 다변수 문제에 대한 모델로 터널 분야 및 흙막이벽체에 대해서 Sharan 공식 및 Blum 방법을 사용하였다. 최적화 방법은 크게 결정론적인 방법 및 확률론적인 방법으로 구분된다. 본 연구에서는 전자 중 모의강화법(SA), 후자 중 차분진화 알고리즘(DEA), 입자 군집 최적화 알고리즘(PSO)을 선택하여 다변수 모델을 적용해서 비교하였다. 지반공학 다변수 역해석 문제에서 결정론적인 방법은 문제가 있음을 확인하였고, 차분진화 알고리즘의 우수성을 확인하였다. DEA는 Sharan의 이론 해에 대한 문제에서 평균 3.12%, Blum 문제에 대해서 평균 2.23% 오차율을 보였고, 반복 탐색 회수도 가장 작은 것으로 파악되었다. DEA 대비해서 SA는 117.39~167.13배, PSO는 2.43~6.91배의 탐색시간이 소요되었다. 지반공학 문제의 다변수 역해석에 차분진화 알고리즘을 적용하면, 계산속도 및 정확도가 향상될 것으로 기대된다.

• 한국광학회지
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• 제35권3호
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• pp.107-114
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• 2024

본 연구에서는 다채널 결맞음 빔결합 시스템에서 공분산 행렬 적응 진화 전략(covariance-matrix-adaptation-evolution-strategy, CMA-ES) 알고리즘의 구현 가능성을 실험적으로 확인하였다. 파장이 635 nm인 결맞음 광원과 함께 공간 광 변조기를 다채널 위상 변조기 배열로 활용하는 다채널 결맞음 빔결합 시스템을 구성하고, 확률적 병렬 경사 하강(stochastic parallel gradient descent, SPGD) 및 CMA-ES 알고리즘을 결맞음 빔결합 시스템에 적용하여 획득한 두 알고리즘의 동작 특성을 비교하였다. 사각 구조인 16채널 및 벌집 구조인 19채널 결맞음 빔결합 시스템에서 두 알고리즘의 동작 특성을 평가한 결과 두 알고리즘의 동작 특성은 주어진 조건에서 평균적으로 유사하였으나, CMA-ES 알고리즘이 SPGD 알고리즘에 비해 초기 위상값 설정에 따른 동작 특성 변동이 상대적으로 작아 보다 안정적으로 동작할 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 저자가 아는 범위 내에서 CMA-ES 위상제어 알고리즘을 다채널 결맞음 빔결합 시스템에 적용한 최초의 원리증명 시연이며, 향후 CMA-ES 위상제어 알고리즘에 기반한 다채널 결맞음 시스템에서 채널 수 증가 혹은 외부 위상잡음 효과 등을 실험적으로 연구할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.