• 제목/요약/키워드: stochastic expected cost model

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국방 R&D프로젝트의 일정-비용분석모델의 연구 (A study on a schedule-cost analysis model for defense R&D project planning)

  • 황홍석;류정철;정덕길
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한산업공학회/한국경영과학회 1996년도 춘계공동학술대회논문집; 공군사관학교, 청주; 26-27 Apr. 1996
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    • pp.213-216
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    • 1996
  • R'||'&'||'D project management is a process of decisions concerned with the achievement of goals of objectives. Especially, defense R'||'&'||'D project planning is the key in the successfull management of defense development. The defense project managers are constantly having to perform "what if\ulcorner" exercise, such as what if the project is extended out for an additional cost\ulcorner In this reserch, we developed a schedule-cost analysis model based upon Critical Path Method(CPM) and Venture Evaluation and Review Technique(VERT) for schedule-cost trade off analysis defense R'||'&'||'D projects. In the first step, a deterministic model is developed as a heuristic which deterministic model is developed as a heuristic which determines the schedule extension and reduction cost as a function desired schedule. In the second step, a stochastic network simulation model is developed to analyse the project risk (sucess and failure). The expected time and cost can be determined for desired schedule under the assumptions of stochastic arc data (time and cost) with a various precedence relationships. This model provides the defense R'||'&'||'D managers with an estimated and expected cost for curtailing or extending a project a given amount of time. The effectiveness and efficiency of the proposed methods, a heuristic and stochastic networks simulations, have been demonstrated through examples.

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경사제 피복재의 예방적 최적 유지관리를 위한 추계학적 기대비용모형의 개발 (Development of Stochastic Expected Cost Model for Preventive Optimal- Maintenance of Armor Units of Rubble-Mound Breakwaters)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.276-284
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    • 2013
  • 비선형 누적피해모형과 경제성 모형을 결합하여 경사제 피복재를 예방적으로 최적 유지관리할 수 있는 추계학적 기대비용모형을 제안하였다. 기존 모형과의 비교를 통해 만족스럽게 검증되었으며, 관련 변수들의 민감도 분석도 자세히 수행하였다. 구조물의 중요도, 피해강도함수 그리고 저항한계에 따른 단위시간당 기대비용이 최소가 되는 최적의 보수 보강 시간을 산정할 수 있었다. 마지막으로 개발된 추계학적 기대비용모형을 경사제 피복재에 적용하였다. 구조물의 유지관리 비용과 편익을 최적화하여 어느 시점에 설계 당시 수준으로 보수 보강이 이루어져야 하는지를 정량적으로 결정할 수 있었다.

최적재고정책(最適在庫政策)을 위한 컴퓨터 시물레이숀 모델 (An application of the Computer Simulation Model for Stochastic Inventory System)

  • 신현표
    • 대한산업공학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.79-83
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    • 1976
  • This paper deals with a computer simulation for the stochastic inventory system in which the decision rules are associated with the problem of forecasting uncertain demand, lead time, and amount of shortages. The model consists of mainly three parts; part I$\cdots$the model calculates the expected demand during lead time through the built-in subrou tine program for random number generator and the probability distribution of the demand, part II$\cdots$the model calculates all the possible expected shortages per lead time period, part III$\cdots$finally the model calculates all the possible total inventory cost over the simulation period. These total inventory costs are compared for searching the optimal inventory cost with the best ordering quantity and reorder point. An application example of the simulation program is given.

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확률계획법을 활용한 원자력 대체비용의 분석 (Analysis on the Replacement Cost of Nuclear Energy Using a Stochastic Programming Model)

  • 정재우;민대기
    • 경영과학
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    • 제30권1호
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    • pp.139-148
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    • 2013
  • A nuclear energy has been one of the most important sources to securely supply electricity in South Korea. Its weight in the national electricity supply has kept increasing since the first nuclear reactor was built in 1978. The country relies on the nuclear approximately 31.4% in 2012 and it is expected to increase to 48.5% in 2024 based on the long-term electricity supply plan announced by the Korean government. However, Fukushima disaster due to 9.0 magnitude earthquake followed by the tsunami has raised deep concerns on the security of the nuclear power plants. The policy makers of the country are much interested in analyzing the cost structure of the power supply in the case that the nuclear is diminished from the current supply portion. This research uses a stochastic model that aims to evaluate the long-term power supply plan and provides an extensive cost analysis on the changes of the nuclear power supply. To evaluate a power supply plan, the research develops a few plausible energy mix scenarios by changing the installed capacities of energy sources from the long-term electricity supply plan. The analyses show that the nuclear is still the most attractive energy source since its fuel cost is very much stable compared to the other sources. Also the results demonstrate that a large amount of financial expenditure is additionally required every year if Koreans agree on the reduction of nuclear to increase national security against a nuclear disaster.

명중률의 불확실성을 고려한 추계학적 무장-표적 할당 문제 (Stochastic Weapon Target Assignment Problem under Uncertainty in Targeting Accuracy)

  • 이진호;신명인
    • 한국경영과학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.23-36
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    • 2016
  • We consider a model that minimizes the total cost incurred by assigning available weapons to existing targets in order to reduce enemy threats, which is called the weapon target assignment problem (WTAP). This study addresses the stochastic versions of WTAP, in which data, such as the probability of destroying a target, are given randomly (i.e., data are identified with certain probability distributions). For each type of random data or parameter, we provide a stochastic optimization model on the basis of the expected value or scenario enumeration. In particular, when the probabilities of destroying targets depending on weapons are stochastic, we present a stochastic programming formulation with a simple recourse. We show that the stochastic model can be transformed into a deterministic equivalent mixed integer programming model under a certain discrete probability distribution of randomness. We solve the stochastic model to obtain an optimal solution via the mixed integer programming model and compare this solution with that of the deterministic model.

추계학적 확률과정을 이용한 경사제 피복재의 예방적 유지관리를 위한 조건기반모형 (Condition-Based Model for Preventive Maintenance of Armor Units of Rubble-Mound Breakwaters using Stochastic Process)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.191-201
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    • 2016
  • 추계학적 확률과정을 이용하여 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반모형을 개발하였다. 완전 보수보강 조건에서 가장 경제적으로 보수보강이 수행되어야 하는 최적의 시점을 결정할 수 있는 모형이다. 본 연구에서 개발된 RRP(Renewal Reward Process) 기반 경제성 모형은 이자율을 고려할 수 있을 뿐만 아니라 기존 연구에서 상수로 취급하던 비용을 시간에 따른 확률변수로 고려할 수 있다. 누적피해와 사용한계 그리고 구조물의 중요도를 모두 고려할 수 있는 함수식을 제시하여 ABM(Age-Based Maintenance)을 CBM(Condition-Based Maintenance)으로 쉽게 확장할 수 있게 하였다. 또한 함수식에 포함된 계수들을 수학적으로 산정할 수 있는 방법도 제시하였다. 두 가지 추계학적 확률과정, WP(Wiener Process)와 GP(Gamma Process)를 이용하여 경사제 사석재를 해석하였다. 사용한계, 이자율 그리고 구조물의 중요도에 따라 시간에 따른 기대총비용율을 산정하여 기대총비용율이 최소가 되는 예방적 유지관리의 최적 시점을 쉽게 추정할 수 있었다. 동일한 사용한계에서 이자율이 높을수록 최적시점은 늦어지고 그에 따라 기대총비용율도 낮아졌다. 또한 상대적으로 GP가 WP보다 더 보수적으로 최적시점을 예측하였다. 마지막으로 동일한 조건에서 구조물의 중요도가 높을수록 더 자주 예방적 보수보강을 실시하여야 한다는 것을 알았다.

항만 구조물의 최적 정밀점검 시기 추정을 위한 추계학적 결정모형의 개발 (Development of Stochastic Decision Model for Estimation of Optimal In-depth Inspection Period of Harbor Structures)

  • 이철응
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.63-72
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    • 2016
  • 경사제 피복재와 같은 항만 구조물의 유지관리 계획에서 중요한 최적 정밀점검시기를 쉽게 결정할 수 있는 RRP(Renewal Reward Process)기반 기대할인비용모형인 추계학적 결정모형을 개발하였다. PIM(Periodic Inspection and Maintenance)과 CBIM(Condition-Based Inspection and Maintenance) 정책을 동시에 적용하여 이전 모형들의 한계성을 극복할 수 있는 수학적 모형을 수립하였다. 또한 모형에 연속복리계수를 도입하여 점검 및 보수보강과 관련된 비용들의 시간에 따른 가치변화를 고려하였다. 먼저 파괴율 함수가 일정한 조건에서 해석해를 유도하고, 분포함수에 따른 영향 등 다각적 민감도 분석을 수행하여 본 연구에서 유도된 해석해가 기존에 제시된 해석해를 포함하며 적용성이 더 우수함을 확인 할 수 있었다. 추계학적 확률과정을 이용하는 경우에도 본 연구에서 수립된 모형은 경사제 피복재와 같은 구조물의 추계학적 누적피해도의 비선형성을 올바로 해석할 수 있다. 특히 MCS(Monte-Carlo Simulation) 기반 표본경로기법을 사용하여 모형의 피해강도함수의 계수들을 비교적 쉽게 산정할 수 있었다. 마지막으로 본 연구에서 개발된 추계학적 결정 모형을 경사제 피복재에 만족스럽게 적용하였다. 누적피해의 거동 특성, 사용한계의 수준 그리고 구조물의 중요도에 따라 단위시간당 기대 총 비용이 최소가 되는 경사제의 피복재의 최적 정밀점검 시점을 비교적 쉽게 결정할 수 있었다.

Development of a Stochastic Inventory System Model

  • Sung, Chang-Sup
    • 대한산업공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.59-66
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    • 1979
  • The objective of this paper is to develop a stochastic inventory system model under the so-called continuous-review policy with a Poisson one-at-a-time demand process, iid customer inter-arrival times {Xi}, backorders allowed, and constant procurement lead time $\gamma$. The distributions of the so-called inventory position process {$IP_{(t-r)}$} and lead time demand process {$D_{(t-r,t)}$} are formulated in terms of cumulative demand by time t, {$N_t$}. Then, for the long-run expected average annual inventory cost expression, the "ensemble" average is estimated, where the cost variations for stock ordering, holding and backorders are considered stationary.

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경사제 피복재의 누적피해를 이산시간 확률과정으로 고려한 조건기반 유지관리의 할인비용모형 (Discounted Cost Model of Condition-Based Maintenance Regarding Cumulative Damage of Armor Units of Rubble-Mound Breakwaters as a Discrete-Time Stochastic Process)

  • 이철응;박동헌
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권2호
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    • pp.109-120
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    • 2017
  • 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반 할인비용모형을 제안하였다. 하중발생 사상을 이산시간 확률과정으로 고려하는 추계학적 누적 피해모형과 보수보강 비용에 대한 경제성 모형을 결합하여 수학적으로 유도하였다. 특히 본 논문에서 유도된 조건기반 유지관리의 할인비용모형은 시간에 따른 비용의 가치 뿐만 아니라 누적피해의 비선형성도 고려할 수 있다. 본 연구의 결과는 기존 모형들의 결과와 비교하여 만족스럽게 검증되었다. 또한 구조물의 중요도와 이자율 변화에 대한 민감도 분석도 수행하여, 구조물의 중요도가 높아질수록 예방적 보수보강의 최적시기는 빨라지나 이자율은 커질수록 반대의 경향이 나타난다는 것을 알았다. 한편 본 연구에서 유도된 추계학적 기대비용모형을 이용하여 여러 조건에 대하여 임의의 경사제 피복재 단면을 해석하였다. 표본경로기법을 적용하여 임의의 태풍 내습에 따른 경사제 피복재의 기대 누적피해수준을 예측하여 피해강도함수의 계수들을 추정할 수 있었다. 특히 하중발생 과정을 HPP(Homogeneous Poisson Process) 뿐만 아니라 DSPP(Doubly Stochastic Poisson Process)로도 해석하여 기대 누적피해수준에 미치는 하중발생의 불확실성에 대한 영향을 분석하여 하중발생사상을 이산시간 확률과정으로 고려해도 된다는 것을 확인하였다. 조건기반 할인비용모형의 해석 결과에 의하면 경사제 피복재의 설계조건에 따라 기대 누적피해수준의 거동특성이 크게 달라지고 이에 따라 예방적 보수보강을 수행하는 최적시기도 변한다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 파괴한계, 구조물의 중요도 그리고 이자율을 변화시키면서 예방적 유지관리를 가장 경제적으로 수행할 수 있는 최적시점과 피해규모를 결정할 수 있었다.

Stochastic vibration analysis of functionally graded beams using artificial neural networks

  • Trinh, Minh-Chien;Jun, Hyungmin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제78권5호
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    • pp.529-543
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    • 2021
  • Inevitable source-uncertainties in geometry configuration, boundary condition, and material properties may deviate the structural dynamics from its expected responses. This paper aims to examine the influence of these uncertainties on the vibration of functionally graded beams. Finite element procedures are presented for Timoshenko beams and utilized to generate reliable datasets. A prerequisite to the uncertainty quantification of the beam vibration using Monte Carlo simulation is generating large datasets, that require executing the numerical procedure many times leading to high computational cost. Utilizing artificial neural networks to model beam vibration can be a good approach. Initially, the optimal network for each beam configuration can be determined based on numerical performance and probabilistic criteria. Instead of executing thousands of times of the finite element procedure in stochastic analysis, these optimal networks serve as good alternatives to which the convergence of the Monte Carlo simulation, and the sensitivity and probabilistic vibration characteristics of each beam exposed to randomness are investigated. The simple procedure presented here is efficient to quantify the uncertainty of different stochastic behaviors of composite structures.