Engineering design primarily focuses on product improvement through enhancing existing functionalities, integrating features, or adding new capabilities. In other words, it can be said that more design(adaptive design) changes to existing products based on benchmarking with competing products, differentiation strategies, changes in customer needs, etc. are actually performed rather than developing new products that did not exist before. Especially in the case of custom production, such as ships or buildings, a significant portion of actual design work involves modifying and adjusting past performance data according to the current customer's requirements. Therefore, design methods should be developed in a way that effectively supports these processes. Therefore, in this study, as QFD (Quality Function Deployment) ‘analysis of existing products’ and ‘creation of new alternatives’ is supported in Marine Concept Design with AHP (Analytic Hierarchy Process) techniques such as ‘Value Evaluation in Analysis Work’ and ‘Design Alternative Evaluation’, as a result, basic research was conducted on whether it could be used as a tool to effectively support the flow of the design process.

본 논문에서는 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화와 관련하여 연구한 내용과 결과를 정리하였다. 컨테이너선은 일반적으로 프루우드 수 0.26 근처에서 운항하는 선박으로 이 속도에서 운항하는 선박 전용 선형 최적 설계 자동화를 구현하기 위하여 최적화 알고리 즘, 선형 변경 알고리즘, 선박 성능 예측 알고리즘, 자동화 알고리즘 그리고 반복적 계산 기법을 적용하여 컨테이너선의 선형 최적 설계 자동화가 가능한 수치해석 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, HOTCONTAINER라고 명명하였다. 본 연구에서는 선형 최적 설계를 위한 설 계 변수의 적절한 선정을 위하여 민감도 분석 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 개발된 선형 최적 설계 자동화 알고리즘의 신뢰성과 실 선 적용성을 파악하기 위하여 세계적으로 다양한 연구가 진행된 컨테이너 선박인 KCS 선박을 대상 선박으로 하여 선형 최적 설계 자동 화 수치해석을 수행하여 그 결과물로써 최적 선박을 도출하고, 대상 선박과 최적 선박의 조파저항과 파계 그리고 파고를 비교하였다. 결 론적으로 최적 선박이 대상 선박과 비교하여 조파저항이 47.63% 감소한 것을 볼 수 있었으며, 배수량과 접수 표면적은 각각 0.50%, 0.39% 감소한 것을 볼 수 있었다.

Engineering design involves making numerous decisions as the design process. These decisions can be broadly categorized into selection decisions and compromise decisions. The outcomes of these decisions heavily depend on the designer's intentions, highlighting the need to systematically and accurately incorporate the designer's intentions. The Analytic Hierarchy Process (AHP) is a design technique that systematically reflects the designer's intentions by hierarchically analyzing and evaluating ambiguous decision problems. Therefore, in this study, effective optimal structure designs that maximally reflect the designer's intentions were confirmed by introducing AHP (Analytic Hierarchy Process) and Neural Network into the foundational decision-making process of engineering design.

The ductility of the system based on the capacity of each structural member constituting the seismic force-resisting system is a significant factor determining the structure’s seismic performance. This study aims to provide a procedure to supplement the current seismic design criteria to secure the system’s ductility and improve the seismic performance of the steel ordinary moment frames. For the study, a nonlinear analysis was performed on the 9- and 15-story model buildings, and the formation of collapse mechanisms and damage distribution for dynamic loads were analyzed. As a result of analyzing the nonlinear response and damage distribution of the steel ordinary moment frame, local collapse due to the concentration of structural damage was observed in the case where the influence of the higher mode was dominant. In this study, a procedure to improve the seismic performance and avoid inferior dynamic response was proposed by limiting the strength ratio of the column. The proposed procedure effectively improved the seismic performance of steel ordinary moment frames by reducing the probability of local collapse.

This study investigates the enhancement of surface precision and dimensional accuracy in STS 316L oval pipes through the application of magnetic abrasive finishing. The experiment involves the modification magnetic pole shapes(A, B, C, D) and a comprehensive analysis of their impact on surface quality. Key parameters include magnetic abrasive KX#320, iron powder, aluminum oxide, light oil, a test specimen rotating at 600rpm, and periodic injection of polishing liquid, a permanent magnet Nd-Fe-B, and magnetic pole steel 1018, reciprocating distance 20mm, and a feed rate 1mm/sec over a 32minutes duration with measurements every 4minutes. The results demonstrate significant variations in surface quality based on magnetic pole shape, with specific configurations demonstrating superior precision and smoothness from the initial surface 0.32μm to 0.06μm.

OWEC(Overtopping Wave Energy Converter)는 월파된 파도를 이용한 파력발전시스템이라한다. OWEC의 성능 및 안전성은 파고, 주기 등 파도의 특성에 의해 영향을 받는다. 따라서 해역 특성에 따른 OWEC의 최적 형상과 구조안전성에 관한 연구가 필요하다. 본 연구 에서는 울릉읍 연안 해양 환경 데이터를 이용하였으며, SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 입자법 해석을 통해 기존 케이슨 하부 구조에 변화를 준 모델 4개를 비교하여 월파 효율을 분석하였다. 그 결과, 하부 구조의 변경 및 경량화가 가능함을 확인하였다. 최적화 해석을 통 해 설계 하중에 내하력을 가지는 하부 구조인 새로운 트러스형 구조를 제안하였다. 이후 부재 직경 및 두께를 설계변수로 하는 사례 연구 를 통해 허용응력조건 하에서 구조 안전성의 확보를 확인하였다. 주기적인 파랑 하중을 받기 때문에 제안하는 구조의 고유 진동수와 해 당 해역의 파주기를 비교하였으며, 1년 재현 주기의 파랑을 하중으로 한 조화응답해석을 수행하였다. 제안하는 하부 구조는 동일 가진력 에서 기존 설계 대비 응답의 크기가 감소하였으며, 기존 대비 32% 이상의 중량 절감을 수행하였다.

항만 내 선박과 부두의 사고를 예방하기 위하여 통항 및 접안 안전성 평가를 통하여 안전한 부두가 건설되어 관리하고 있으나, 선 박의 접안 및 계류 과정에서 선박이 부두에 충돌하거나 로프로 인한 인명사고의 발생 등 예측할 수 없는 사고들이 종종 발생한다. 자동계류장 치는 선박의 신속하고 안전한 계류를 위한 자동화된 시스템으로 로봇 매니퓰레이터와 흡착 패드로 구성된 탈/부착 메커니즘을 가지고 있다. 본 논문은 자동계류장치의 흡착 패드의 위치 및 속도제어에 필요한 선체와의 변위 및 속도 측정 시스템을 다룬다. 자동계류장치에 적합한 측 정 시스템을 설계하기 위하여, 본 논문은 우선 센서의 성능 및 실외 환경적 특성 분석을 수행한다. 다음으로 이러한 분석 결과를 토대로 실외 부두환경에서 설치되는 자동계류장치에 적합한 변위 및 속도 측정시스템의 구성 및 설계 방법에 대해 기술한다. 또한 센서의 측정상태 감지 및 속도 추정을 위한 알고리즘을 제시한다. 제안된 방법은 다양한 속도 구간에서의 변위 및 속도 측정 실험을 통해 그 유용성을 검증한다.

해상교통관제센터에는 RADAR, AIS(Automatic Identification System), 기상센서, VHF(Very High Frequency) 등이 설치되어 운영되고 있으며, 해상교통관제사는 이를 활용하여 관제구역을 통항하는 선박의 동정을 관찰하고 정보를 제공하는 관제 업무를 수행한다. 이들 장 비에서 생성되는 각종 관제 데이터는 해상교통 상황을 분석하기 위한 자료로 그 활용 가치가 매우 높지만, 시스템 제조사간 호환성 부족 또는 정책상의 문제로 인해 체계적으로 관리되지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 해상교통관제센터에서 수집되는 관제 데이터 를 효율적으로 수집, 저장, 관리할 수 있는 관제 빅데이터 체계를 개발하였다. 개발된 관제 빅데이터 체계는 체계 개발의 중요한 이슈 중 하나였던 운영 안정성을 확보하기 위해 마이크로서비스 아키텍처를 적용하였으며, 효율적인 실시간 운항 정보의 탐색을 위해 저장소를 이원화하여 체계 성능을 향상시킬 수 있었다. 구현된 체계는 실해역 데이터를 적용한 시범 운영을 통해 성능을 확인하고 추가적인 개선 사항을 파악하였으며, 실제 관제 환경에서의 활용 가능성을 검토하였다.

연근해에서의 선박 전복사고는 소형 어선에서 많이 발생한다. 소형 어선의 전복사고를 예방하기 위해서는 초기설계 단계에서 부터 복원성을 평가하는 것이 매우 중요하다. 하지만 초기설계 단계에서 확보할 수 있는 정보는 제한적이어서 신뢰성 있는 복원성을 평 가하는 데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 초기설계 단계에서 추정할 수 있는 KM, KG, 트림을 활용하여 소형 어선의 횡메타센터(GM) 를 추정하고, 표준어선형의 안전성 평가 기준에서 제시된 최소횡메타센터(GMmin)와의 차이를 비교하여 복원성을 평가하는 방안을 제안 하였다. 한국해양안전교통공단에서 제공하는 복원성 평가프로그램인 K-SHIP을 사용한 Hydrostatics 특성 계산에서 요구되는 트림을 도출하 기 위해 상용 CFD 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 어선 선형에 따른 초기 상태 트림을 추정하였으며, K-SHIP을 사용하여 어선 선형 에 대한 Hydrostatics 특성을 계산하여 GM을 추정하였다. 그리고 GM과 GMmin의 비교를 통해 만재출항상태의 복원성을 비교하였다. 실적 선을 기준선으로 선정하여 본 연구에서 제안한 복원성 평가 방안을 적용해 복원성을 평가하고 그 타당성을 검증하였다. 결과적으로 4.99 톤 어선의 대표적인 선형과 이를 활용해 도출한 모듈 선형 9개의 복원성을 평가하였고, 이중 상대적으로 복원성이 우수한 선형을 선정하 였다.

자율운항선박이 부두 근처에 도착하여 예선이나 도선사의 도움 없이 선박을 자동으로 접·이안하기 위해서는 부두를 인식하고 주어진 외력 조건에서 부두까지 정해진 접안속도로 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력각을 산정해야 한다. 이에 본 연구에서는 선박이 접안 중에 작용하는 외력과 모멘트를 분석하고 자동접안을 위한 스러스터의 출력 계산과 자동접안 프로그램 개발을 위한 기본개념을 설 계하였다. 선박이 접안 중 바람에 의해 선체에 작용하는 풍압력은 풍압면적을 기초로 선형과 풍향각에 따라 계산하였으며, 선체에 작용하 는 유압력은 조류에 의한 유압력과 접안속도에 따른 유압력을 분리하여 계산하였다. 그리고 선박의 횡방향 힘에 따라 선박을 회전시키는 회두모멘트를 계산하였다. 접안 중 선박에 작용하는 힘과 회두모멘트를 고려하여 부두와 평행하게 접안하기 위한 스러스터 출력과 출력 각을 계산할 수 있는 이론식을 제시하고 다른 변수들로 인한 회두를 PID 제어기로 제어하였다. 또한, 이론식에 필요한 입력요소를 분석하 여 프로그램 개발을 위한 기본개념을 제시하였다.

PURPOSES : The aim of this study is to investigate the enhancement of performance and the mix design method for asphalt mixtures utilizing ferronickel slag, an industrial by-product METHODS : To enhance the performance of FNS asphalt, waste tire powder (CR) was incorporated, and the characteristics of FNS asphalt aggregate, along with the impact of CR, were evaluated through the mix design process. RESULTS : CR is found to be suitable with a size of 30 mesh, and the optimal usage amount is determined to be 1±0.1% of the mixture weight, considering dense grade asphalt mixture. Volumetric design considering the swelling characteristics of CR is necessary, and a mixing design with a consistent tendency can be achieved only when an appropriate VMA is secured. CONCLUSIONS : The mix design for FNS-R asphalt mixture requires an increase of approximately 1% in VMA compared to conventional dense-graded asphalt mixtures to accommodate the swelling of CR. Additionally, FNS-R asphalt exhibits improved resistance to rutting comparable to modified asphalt and meets quality standards, including stripping resistance.

The purpose of this study is to propose measures to increase evacuation safety by calculating the habitable time using a fire and evacuation simulation program for the Room-escape cafe currently in operation, and comparing and analyzing it with the evacuation required time. Assuming a fire due to overheating of electric heaters in use in front of the warehouse, the habitable time was calculated through fire simulation, and the occupant's evacuation time calculated through evacuation simulation according installation of safety facilities, etc. was compared and analyzed with the habitable time. In the case of escape room cafes with safety facilities installed, evacuation safety was satisfied, but in escape room cafes without safety facilities, the evacuation safety was not secure. As a result of analyzing evacuation safety for each scenario based on the ASET analyzed in the fire simulation, it was found that in scenario 1, evacuation safety was secured and everyone successfully evacuated, while in scenario 2, no one succeeded in evacuation. These results can be said to confirm that the installation of safety facilities is very important in business establishments such as escape room cafes, which become enclosed structures when games are started.

과거 감시와 통제, 박탈의 역할을 담당했던 교정시절은 보안성에 중점을 두어 설계되었다. 책임형벌주 의에 따른 자유박탈처분은 불가결한 것이지만 현대의 행형이념이 재소자의 재사회에 있다는 점, 구금 으로 인해 발생하는 재소자들의 정신, 심리적 문제 등이 적지 않다는 점 등으로 교정시설의 처우개선을 위한 논의가 진행되고 있다. 이에 본 연구는 교정시설 공간에서의 일상성 회복과 치유를 통한 재소자의 재사회화와 회복적 개념의 교정시설 설계를 제안하였다. 대상지에 대한 일성상 회복의 개념을 적용한 외부공간 설계의 구체적인 설계 전략은 다음과 같다. 첫째, 회복과 치유를 위한 6가지의 원칙을 적용하 였다. 물리적으로 안전하고 사고의 위험 요소가 없는 환경, 긍정적 교류의 장으로서의 환경, 차분한 분 위기의 환경, 이동과 선택의 자유가 보장되는 환경, 일상적 환경과 닮은 공간, 교정시설의 느낌이 사라 진 환경 등이다. 둘째, 연결에 중점을 둔 동선 체계화로 재소자와 자연환경의 상호작용을 촉진하였다. 셋째, 절화정원 조성을 통한 외부 사회와의 소통, 인간적인 연결, 일상성 회복과 치유의 조화를 모색하 였다. 본 연구는 교정시설에 대한 일상성 회복 개념의 적용 논의를 확장하고 앞으로 회복적 개념의 교정 시설 설계를 위한 참고 자료를 제공하는데 학술적 의의가 있다.

본 연구는 EMG(electromyography) 텍스타일 전극 개발을 목적으로 레이어 수의 디자인 및 원단을 다르게 하여 성능 및 신호 획득 안정성을 평가한다. 레이징 및 프레스 공정을 통하여 텍스타일 전극을 제조하며 Layer-0, Layer-1, Layer-2로 레이어 유무 및 수에 따른 결과를 분석했다. 이에 레이어 유무에 따라서는 근활성 측정에 영향을, 수가 많을수록 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. Layer-2 구조로 통일하여 5가지의 원단(네오프렌, 스판덱스 쿠션, 폴리에스테르 100%, 나일론 스판덱스, 광목 캔버스)으로 전극을 제조해 실험해 보았다. 성능적인 면에서, 원단의 중 량이 높은 나일론 스판덱스가 높은 성능을 보였으며, 스판쿠션 텍스타일 전극이 근활성도 수득에 높은 안정성을 보 였다. 이에 위 연구는 레이어에 따른 성능 연관성과 전극-피부사이의 닿는 면적 간의 관계 등을 고찰하여 슬리브 전체의 의복압을 늘리는 대신 특정 센서 측정 부위에만 높은 압력을 가함으로 차후 연구에서 레이어의 수 및 물성에 따른 전극의 공학적 설계 가능성을 제시한 의의가 있다.

This study analyzes the body shapes of lower-body obese female adolescents and proposes a slacks pattern suitable for their body type. Lower-body obesity is a prevalent type of teenage obesity, and our proposals aim to improve consumer satisfaction in ready-to-wear clothes across this demographic. We first observe characteristics of obese lower bodies, noting significantly above-average thigh and hip circumference. These figures indicate a high degree of curvature in obese lower bodies, along with a large drop value. Leveraging this data, we develop a novel slacks pattern using 3D avatars in a virtual simulation system. The formulas for the main areas of the pattern are as follows: front waist girth W/4+0.75cm+0.5cm, back waist girth W/4+0.5cm– 0.5cm, front hip girth H/4+1.25cm–0.5cm, back hip girth H/4+2cm+0.5cm, front crotch extension H/16+0.5cm, back crotch extension H/8+1cm. Results from appearance evaluations show that this pattern minimizes strain rate on the waist and hips, and its average score is significantly higher than that of an alternative pattern that was also evaluated. The minimized strain rate and high average score indicate that our pattern assigns a sufficient amount of space to the appropriate areas. Based on these results, we expect our research to inform slacks pattern development and production for obese consumers of all types.

This study addresses the optimal design methodology for switching between active electronically scanned array (AESA) radar operating modes to easily select the necessary information to reduce pilots' cognitive load and physical workload in situations where diverse and complex information is continuously provided. This study presents a procedure for defining a hidden Markov chain model (HMM) for modeling operating mode changes based on time series data on the operating modes of the AESA radar used by pilots while performing mission scenarios with inherent uncertainty. Furthermore, based on a transition probability matrix (TPM) of the HMM, this study presents a mathematical programming model for proposing the optimal structural design of AESA radar operating modes considering the manipulation method of a hands on throttle-and-stick (HOTAS). Fighter pilots select and activate the menu key for an AESA radar operation mode by manipulating the HOTAS’s rotary and toggle controllers. Therefore, this study presents an optimization problem to propose the optimal structural design of the menu keys so that the pilot can easily change the menu keys to suit the operational environment. K

Taguchi method is one of the most popular approaches for design optimization such that performance characteristics become robust to uncontrollable noise variables. However, most previous Taguchi method applications have addressed a single-characteristic problem. Problems with multiple characteristics are more common in practice. The multi-criteria decision making(MCDM) problem is to select the optimal one among multiple alternatives by integrating a number of criteria that may conflict with each other. Representative MCDM methods include TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution), GRA(Grey Relational Analysis), PCA(Principal Component Analysis), fuzzy logic system, and so on. Therefore, numerous approaches have been conducted to deal with the multi-characteristic design problem by combining original Taguchi method and MCDM methods. In the MCDM problem, multiple criteria generally have different measurement units, which means that there may be a large difference in the physical value of the criteria and ultimately makes it difficult to integrate the measurements for the criteria. Therefore, the normalization technique is usually utilized to convert different units of criteria into one identical unit. There are four normalization techniques commonly used in MCDM problems, including vector normalization, linear scale transformation( max-min, max, or sum). However, the normalization techniques have several shortcomings and do not adequately incorporate the practical matters. For example, if certain alternative has maximum value of data for certain criterion, this alternative is considered as the solution in original process. However, if the maximum value of data does not satisfy the required degree of fulfillment of designer or customer, the alternative may not be considered as the solution. To solve this problem, this paper employs the desirability function that has been proposed in our previous research. The desirability function uses upper limit and lower limit in normalization process. The threshold points for establishing upper or lower limits let us know what degree of fulfillment of designer or customer is. This paper proposes a new design optimization technique for multi-characteristic design problem by integrating the Taguchi method and our desirability functions. Finally, the proposed technique is able to obtain the optimal solution that is robust to multi-characteristic performances.

본 연구는 테이블 탑 보드게임 개발 방법론인 CDR 모델을 제안하여 보드게임 개발과정에서의 어려움을 일 부 해소하고 나아가 디자이너가 개발 경험을 지속할 수 있는 토대를 마련하는 것이 목적이다. 이를 위해 보 드게임 개발 방법론인 CDR 모델을 설계하고 보드게임 개발 경험이 있는 전문가 패널 15명을 대상으로 인터 뷰를 진행하였다. 연구 결과 CDR 모델이 기존의 개발 방법론보다 체계적인 개발이 가능하도록 설계되어 개 발 시 단계별 작업 내용을 확인하고, 오류를 줄이면서 누락내용 없이 개발이 가능한 것으로 나타났다. 본 연 구에 의한 CDR 모델을 통해 보드게임을 만들고자 하는 디자이너는 보드게임을 디자인하는 데 있어서 가장 중요한 게임요소와 그것을 어떻게 부각할지에 대한 고민을 해결하고 개발을 지속할 수 있는 토대를 마련하 는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

본 논문에서는 몬스터에게 붙잡히지 않고 키를 찾아서 연구소를 탈출하는 공포 방탈출 게임을 제안한다. 제 안하는 게임을 진행한30명의 게임 플레이 로그 데이터 분석 결과와 설문조사 결과를 바탕으로, 제안하는 게 임의 특징을 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, 제안하는 게임은 다양한 아이템, 액션, 탈출 경로를 제공한다. 제안하는 게임이 숨을 곳도 많고 다양한 상호작용을 제공한다고 설문에서4점 이상 주었다. 또한, map의 footprint를 분석한 결과, 플레이어는 다양한 경로를 통해 키를 찾아서 탈출하였다. 둘째, 제안하는 게임은 외 관으로 기능을 추론할 수 있는 직관적인 오브젝트를 제공한다. 따라서, 플레이어는 시각적 공간 및 게임 아 이템 용도를 쉽게 파악하여 조작할 수 있다. 설문조사 결과에서, 플레이어는 조작감 관련 항목의 점수를4점 이상을 주었다. 셋째, 제안하는 게임에서 플레이어는 아이템이 충분할 때보다는 부족할 때 더 몰입을 잘 한 다. 게임 플레이 로그 데이터 분석 결과와 설문조사 결과에 따르면, 플레이어는 아이템이 부족할 때 더 크게 공포를 느끼고 상황에 몰입하여, 더 적극적으로 행동하게 되고 더 민감하게 반응한다.