현대 사회가 복잡해지고 기술이 진보하면서 하나의 제품을 설계할 때 단일 특성이 아닌 다 특성을 갖는 제품을 설계하는 것이 요구되고 있다. 다 특성 설계 최적화 문제에서는 설계 변수의 최적값이 특성별로 다르게 되는 현상이 발생하고 이에 따라 하나의 특성에 대한 결과값이 좋아지면 다른 특성에 대한 결과값이 나빠지는 경우에 대해서 trade-off가 필요하다. 따라서 다 특성을 갖는 제품 설계 시 각각의 특성에 대한 성능을 최대화할 수 있는 효율적인 설계 방법의 필요성이 중요한 문제로 떠오르고 있다. 다 특성을 갖는 제품을 설계하는 연구는 오래전부터 중요한 문제로 인식되어 왔는데, 단일 특성에 대해 성능을 최대화하며 강건한 설계를 할 수 있는 다구치 기법과 다기준/다특성 의사 결정 방법인 TOPSIS(Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution), GRA(Grey relational analysis), PCA(Principle Component Analysis), Fuzzy Logic System을 통합한 연구들이 진행되어 왔다. 하지만 기존 연구들은 각각의 설계 대안들에 대해 다 특성 결과값에 대한 점수를 통합하여 종합 점수를 비교해 최적의 설계안을 도출할 뿐 설계자의 호감도에 대한 정보는 설계에 반영하지 못한다. 따라서 본 연구에서는 다구치 기법을 기반으로 각각의 특성들에 대한 설계자의 서로 다른 호감도를 함수로써 표현하여 강건성과 함께 설계자의 호감도를 동시에 설계에 반영할 수 있는 방법을 제안한다.

대기오염물질과 온실가스 배출량을 저감 시키기 위한 배기 후처리 장치에 대한 연구는 활발히 진행 중이지만 그 중 선박용 입 자상물질/질소산화물(PM/NOx) 동시저감 장치에서는 엔진에 미치는 배압 및 필터 담체 교체에 대한 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 PM/NOx를 동시저감 할 수 있는 일체형 장치의 최적 설계를 위해 장치 내부 유동과 입·출구 압력을 통한 배압의 변화를 연구하여 적절한 기준을 제시하였다. Ansys Fluent를 활용하여 디젤미립자필터(DPF) 및 선택적촉매환원법(SCR)에 다공성 매체 조건을 적용하였고 공극률은 30 %, 40 %, 50 %, 60 % 및 70 %로 설정하였다. 또한, 엔진 부하에 따른 Inlet 속도를 경계 조건으로 7.4 m/s, 10.3 m/s, 13.1 m/s 및 26.2 m/s로 적 용하여 배압에 미치는 영향을 분석하였다. CFD 분석 결과, 장치의 입구 온도 보다 입구 속도에 따른 배압의 변화율이 크고 최대 변화율은 27.4 mbar였다. 그리고 모든 경계 조건에서의 배압이 선급 기준인 68 mbar를 초과하지 않았기 때문에 1800 kW 선박에 적합한 장치로 평가 되었다.

Screws are the closest and most familiar mechanical elements of everyday life, and are generally used so widely that there is no machine without screws. Screws are used to make it easier to combine objects with objects, and are also used to transfer large forces from machines. The most influential factor in the coupling of these screws is the effective diameter. If the effective diameter is not accurate, the support cannot be finished or endured, leading to a major accident. The importance of these screws cannot be ignored, so in this study, the effective diameter was measured using the three-wire method, the screw micrometer method, and the projector method, and the one-way factor design method was applied to determine the exact method compared to the KS standard.

전 세계적으로 해상을 마주하고 있는 여러 국가들은 기존의 전력 생산방식의 단점을 극복하고 해상풍력 개발을 통한 친환경에 너지자원을 활용하고 있다. 해상은 넓은 해역에 대규모 풍력단지를 개발할 수 있는 장점이 있으나 해양구조물의 설치로 인해 선박의 안 전운항이 위협받고 있다. 이에 따라, 선박 통항로와 해상풍력단지 간 상호 미치는 영향에 대해 분석하여 선박이 안전하게 운항할 수 있도 록 PIANC에서는 표준 Guideline을 제시하였다. 그럼에도 불구하고, 표준 Guideline은 모든상황에서 동일한 이격거리를 산정하였다. 따라서 본 연구에서는 선회성능, 조우상태, 환경외력, 해상밀집도, 해상풍력발전기, 항로형태 등을 요소로 반영한 선박 통항로와 해상풍력단지 간 최적의 이격거리 산정 모델을 개발하였다. 개발된 모델 검증을 위한 시뮬레이션 결과, 운항 준비상태에 따른 입지 특성별 선회성능 크기 는 산정 모델에서 제시한 크기와 유사하였다.

Additive manufacturing is a new approach to design and production. This applies in particular to processes such as repair and rework of selected components. Additive manufacturing can produce almost any shape, and from an MRO part perspective, additive manufacturing offers tremendous advantages. The special feature of additive manufacturing is that it is particularly economical for small-volume production as the number of units is irrelevant compared to the existing manufacturing process. The purpose of this study was started from the MRO point of view, and it Identify changes and respond to the Blisk It is a study on the effect of changing the conditions on the path of the toolpath and the CAM during additive manufacturing using CAM after finding suitable conditions. metal powder.The metal powder withstands various corrosive environments and age hardening occurs very slowly. Inconel 718, which can be used in various applications such as nuclear facility-related parts, aerospace, oil facilities, turbines, and valves, was used. This is SUS 316L with good high temperature strength. The variable of the laser used in the study is the laser power, and the variables on the CAM are Operation, Stepover, Pattern, etc. In the relation between laser power and feed, when feed is specified as 500mm/min, laser power of 700W was most suitable. As for the conditions on NX CAM, ADDITIVE PROFILE Stepover was 0.8mm for Operation, and Infills and Finish for Pattern. When stacking, each layer should be overlapped with the result. Therefore, the stepover should be smaller than the laser spot size and reprocessing should be done in terms of repair, so infills and finish were applied to work larger than the actual product shape.

실험 계획법을 활용하여 세라마이드가 고함량으로 함유된 수화 액정형 베시클의 입자 사이즈에 영향을 미치는 인자를 분석하고 혼합물 조성의 최적화를 시도하였다. 베시클 입자 사이즈에 영향을 주는 주요 변수로 제조 온도, 에탄올 양, 초음파 시간을 각각 정하고, 다구찌 방법의 S/N비 산출과 ANOVA 분 석을 통해, 이들 변수들이 입자 사이즈에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 혼합물 실험 계획법의 심플렉스 중심 설계에 따라, 베시클 막을 구성하는 세 지질 성분, 인지질(HPC), 콜레스테롤(Chol), 세라마이드(Cer) 의 혼합 조성 실험을 수행하였다. 실험에서 얻어진 데이터로부터 회귀분석을 실시하여 모델식을 구하고, 베시클 입자 사이즈를 최소로 만들기 위한 세 지질 성분의 최적 혼합 조성은 HPC(0.6), Chol(0.1), Cer(0.3)으로 구해졌다.

Recently, considerable attention has been given to nickel-based superalloys used in additive manufacturing. However, additive manufacturing is limited by a slow build rate in obtaining optimal densities. In this study, optimal volumetric energy density (VED) was calculated using optimal process parameters of IN718 provided by additive manufacturing of laser powder-bed fusion. The laser power and scan speed were controlled using the same ratio to maintain the optimal VED and achieve a fast build rate. Cube samples were manufactured using seven process parameters, including an optimal process parameter. Analysis was conducted based on changes in density and melt-pool morphology. At a low laser power and scan speed, the energy applied to the powder bed was proportional to and not . At a high laser power and scan speed, a curved track was formed due to Plateau-Rayleigh instability. However, a wide melt-pool shape and continuous track were formed, which did not significantly affect the density. We were able to verify the validity of the VED formula and succeeded in achieving a 75% higher build rate than that of the optimal parameter, with a slight decrease in density and hardness.

최근 국제해사기구의 해양환경오염규제가 강화되어 오고 있다. 선박의 에너지 효율지수는 선박의 설계관점에서 매우 중요 한 지표이다. 더욱이 새롭게 건조되는 선박은 물론 기존 운항 선박에도 에너지 효율지수를 만족하도록 강화하고 있다. 이에 따라 운항 되고 있는 기존선박의 에너지 효율지수를 높이기 위해 선수 벌브개조, 운항 중 트림 최적화, 에너지 절감장치등 다양한 방법이 적용되 고 있다. 본 연구에서는 전산 유체역학을 이용하여 다양한 선수/선미 트림조건에서 선박의 저항성능을 계산하고 분석하였다. 이를 바 탕으로 최적화 된 트림조건에서 선박의 저항성능을 더욱 개선하기 위해 선수 벌브의 형상을 재설계하였다. 그 결과 정수 중에서 개선 된 벌브 형상을 적용한 경우, 유효마력이 약 5% 향상되는 것을 확인하였으며, 향후 파도 중에서 재설계된 벌브형상이 저항성능에 미치 는 영향을 조사할 예정이다.

Despite the long history of mushroom use, studies examining the genetic function of mushrooms and the development of new varieties via bio-molecular methods are significantly lacking compared to those examining other organisms. However, owing to recent developments, attempts have been made to use a novel gene-editing technique involving CRISPR/Cas9 technology and genetic scissors in mushroom studies. In particular, research is actively being conducted to utilize ribonucleoprotein particles (RNPs) that can be genetically edited with high efficiency without foreign gene insertion for ease of selection. However, RNPs are too large for Cas9 protein to pass through the cell membrane of the protoplasmic reticulum. Furthermore, guide RNA is unstable and can be easily decomposed, which remarkably affects gene editing efficiency. In this study, nanoparticles were used to mitigate the shortcomings of RNP-based gene editing techniques and to obtain transformants stably. We used Lentinula edodes (shiitake mushroom) Sanjo705-13 monokaryon strain, which has been successfully used in previous genome editing experiments. To identify a suitable osmotic buffer for the isolation of protoplast, 0.6 M and 1.2 M sucrose, mannitol, sorbitol, and KCl were treated, respectively. In addition, with various nanoparticle-forming materials, experiments were conducted to confirm genome editing efficiency via the formation of nanoparticles with calcium phosphate (CaP), which can be bound to Cas9 protein without any additional amino acid modification. RNPs/NP complex was successfully formed and protected nuclease activity with nucleotide sequence specificity.

The demand for chiller equipment that keeps each machine at a constant temperature to maintain the best possible condition is growing rapidly. PID (Proportional Integral Derivation) control is a popular temperature control method. The error, which is the difference between the desired target value and the current system output value, is calculated and used as an input to the system using a proportional, integrator, and differentiator. Through such a closed-loop configuration, a desired final output value of the system can be reached using only the target value and the feedback signal. Furthermore, various temperature control methods have been devised as the control performance of various high-performance equipment becomes important. Therefore, it is necessary to design for accurate data-driven temperature control for chiller equipment. In this research, support vector regression is applied to the classic PID control for accurate temperature control. Simulated annealing is applied to find optimal PID parameters. The results of the proposed control method show fast and effective control performance for chiller equipment.

ROK Navy intends to secure the Korean-type aircraft carrier in order to effectively prepare for various future security threats. In general, the Korean national competency is considered to be at the level of having an aircraft carrier, but it is unclear what scale aircraft carrier would be appropriate. In this study, the efficiency was evaluated through the relative comparison between national competency(national power, economic power) and the scale of aircraft carriers, and the optimal scale of the Korean-type aircraft carrier that could be acquired was presented. A DEA(Data Envelopment Analysis) model was applied to aircraft carriers(19 aircraft carriers in 11 countries) currently in operation and scheduled to be possessed in the world. As input variables, CINC(Composite Index of National Capability) and GDP(Gross Domestic Product), which are the most widely used as indicators of national and economic power, and as output variables, the full-load displacement, length, and width of aircraft carriers were selected. ARIMA(short-term within 5 years) and simple regression(long-term over 5 years) were used to estimate the future national competency of each country at the time of aircraft carriers acquisition. The relative efficiency score of the Korean-type aircraft carrier currently being evaluated is 1.062, and it was evaluated as small-scale aircraft carrier compared to the national competency. Based on Korean national competency, the optimal scale of the Korean-type aircraft carrier calculated by aggregating benchmark groups, is 58,308.1 tons of full-load displacement, 279.4m in length, and 68.3m in width.

블록 매칭 및 3D 필터링(BM3D) 알고리즘은 단일 필터의 문제점을 보완하기 위하여 non-local means 기반으로 만들 어진 융합형 노이즈 제거 알고리즘이다. 하지만, 그 수식 인자의 조절에 관한 연구는 이루어지지 않고 있어 본 연구에서는 자기공명영상에서 발생하는 Rician 노이즈를 제거하기 위해 BM3D 알고리즘의 평활화 정도를 결정하는 노이즈 전력 스펙 트럼 밀도(noise power spectrum density,  )에 대한 최적화를 진행하고자 하였다. MRiLab 시뮬레이션 프로그램을 이 용하여 뇌 조직을 모사할 수 있는 뇌척수액(cerebrospinal fluid, CSF)/회색질(gray matter, GM)/백질(white matter, WM) 팬텀의 T1 강조영상을 획득하였고, 노이즈 레벨이 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 그리고 0.3인 Rician 노이즈를 각각 부가 한 후, BM3D 알고리즘의  값을 0.01부터 0.99까지 0.01씩 증가시키며 각각의 노이즈가 부가된 영상에 적용하였다. 정량 적 평가를 통해 최적화 값을 선정하기 위하여 CSF, GM, WM, 그리고 배경 영역에 관심 영역을 설정한 후 조직별 신호 대 잡음비(signal to noise ratio, SNR), 총 변동계수(coefficient of variation, COV), 그리고 평균 제곱근 오차(root mean square error, RMSE)를 측정하였다. 결과적으로, 조직별로 계산된 SNR, COV, 그리고 RMSE를 종합적으로 평가 했을 때 모든 조직에서 노이즈 레벨 0.1부터 0.3까지 증가함에 따라  값 또한 함께 증가하는 경향이 나타났으며 일정  값 이상에서는 노이즈뿐만 아니라 영상신호까지 함께 제거되어 개선 폭이 감소하는 것으로 관찰되었으며, 노이즈 레벨에 따라 각각 0.09, 0.13, 0.17, 0.21, 그리고 0.25의  값이 설정된 BM3D 알고리즘이 적용되었을 때 가장 합리적인 영상 특성을 보이는 것으로 나타났다. 결론적으로, 효과적인 노이즈 제거를 위해서 고정된 값이 아닌 노이즈 레벨에 따른 적합한 값을 적용해야 함을 증명할 수 있었다.

병렬영상기법인 SENSE 기법은 슬관절 자기공명영상의 검사 시간을 획기적으로 단축할 수 있다. 그러나 기법 적용 시 SENSE factor를 증가시키면 영상에 인공물의 발생이 증가하는 문제점이 있어 개선을 위해 본 연구에서는 최소의 시간이 소요되면서 인공물이 발생하지 않는 최적의 SENSE factor를 제시하고자 하였다. 연구 방법은 SENSE factor 1.0을 기준 으로 0.5 간격씩 5.0까지 변화시켜 팬텀 실험과 임상실험을 시행하였다. 3.0T 초전도 자기공명영상장치와 dS Knee 코일 을 사용하여 T1, T2 강조영상을 획득하였으며, 영상의 비교평가는 임상 경력 10년 이상의 방사선사 10명이 5점 척도로 평가한 후, 일원배치 분산분석과 사후분석을 통해 유의한 차이가 있는지 판단하였다. 연구 결과 팬텀 실험은 T1, T2 강조 영상 모두 SENSE factor를 1.5 이하로 하였을 때 기준 영상과 차이가 없었으며, 임상실험은 SENSE factor를 2.0 이하로 하였을 때 기준 영상과 차이가 없었다. 결론적으로 슬관절 자기공명영상 시 검사 시간을 단축하면서 인공물이 발생하지 않는 최적의 SENSE factor는 팬텀 실험의 경우 1.5, 임상실험의 경우 2.0이 적정하리라 사료된다.

Predicting remaining useful life (RUL) becomes significant to implement prognostics and health management of industrial systems. The relevant studies have contributed to creating RUL prediction models and validating their acceptable performance; however, they are confined to drive reasonable preventive maintenance strategies derived from and connected with such predictive models. This paper proposes a data-driven preventive maintenance method that predicts RUL of industrial systems and determines the optimal replacement time intervals to lead to cost minimization in preventive maintenance. The proposed method comprises: (1) generating RUL prediction models through learning historical process data by using machine learning techniques including random forest and extreme gradient boosting, and (2) applying the system failure time derived from the RUL prediction models to the Weibull distribution-based minimum-repair block replacement model for finding the cost-optimal block replacement time. The paper includes a case study to demonstrate the feasibility of the proposed method using an open dataset, wherein sensor data are generated and recorded from turbofan engine systems.

This paper proposes a solution to the out-of band oscillation signal and in-band low transmitter power output that occurrs during the low-temperature operation test for the new mine detector GPR signal transmission and reception module. Tests were performed by applying the optimal values of capacitors and inductors through circuit analysis simulation under the limited space, as a result, it was confirmed that the gain and return loss were improved at all-band thereby preventing oscillation signal and low transmitter power output.

Due to environmental pollution, regulations on fossil fuels are required. There is a movement for the regulations by using LNG fueled propulsion ships. LNG is an eco-friendly fuel that does not emit NOx or SOx during combustion, but its boiling point is -163°C. Under that condition, the use of metal is restricted, and IMO defined applicable materials through IGC code. Among the metals, 9% nickel steel is one of excellent mechanical properties such as yield strength and tensile strength in cryogenic condition. Thus 9% nickel steel is widely used in cryogenic storage containers for ships. In addition, laser welding, which minimizes thermoelastic distortion by applying a concentrated heat source to a narrow area for a short period of time, is in the spotlight. So, this study is a basic research to predict and respond to thermal distortion during laser welding. Secondary version of the representative heat source model was derived through the author's previous research with STS304L, and the heat source model was derived by applying the heat source model to 9% nickel steel in this study. 9% nickel steel is a material that is in high demand and is widely used in the manufacture of cryogenic containers, so this study is expected to be able to respond immediately to the field.

In this paper, to improve the optical quality of aspherical plastic lenses for mobile use, the optimal molding conditions that can minimize the phase difference are derived using injection molding simulation, design of experiments, and machine learning. First, factors affecting the phase difference were derived using the design of the experiment method, and a data set was created using the derived factors, followed by the machine learning process. After predicting the model trained using the generated training data as test data and verifying it with the performance evaluation index, the model with the best predictive performance was the random forest model. Therefore, to derive the optimal molding conditions, random forests were used to predict 10,000 random pieces of data. As a result of applying the derived optimal molding conditions to the injection molding simulation, the phase difference of the lens could be reduced by 8.2%.

Most of automobile steering parts are manufactured through the multi-stage cold forging process using round-bar drawn materials. The same process is applied to the ball stud parts of the outer ball joint, and various research activities are being carried out to reduce the extreme manufacturing cost in order to survive in the limitless competition. In this paper, we present a quantitative prediction method for the limiting life of the die as a method for cost reduction in the multi-stage cold forging process. The load on the die was minimized by distributing the forming load based on process optimization through finite element analysis. In addition, based on the quantitative prediction algorithm of the limiting life of the die, the application of the split die and the optimization of the phosphate treatment of the material surface are presented as a conclusion as a method to improve the limiting life of the die.

본 논문에서는 1차원 오일러 보 요소(Euler-Bernoulli Beam Element)를 이용한 회전익기 축계에 대한 중량 최적설계를 수행하였다. 회전 축계의 특성을 고려해 비틀림(Torsion)과 베어링과 같은 축지지 강성 및 플랜지(Flange) 질량을 모두 고려하였고, 동적 안전성 확 보를 위해 고유치 해석을 수행하여 임계속도(Critical Speed)와 기어박스로부터 오는 치 변형 가진을 회피할 수 있도록 하였다. 축의 길 이는 고정된 상태에서 두께와 반경을 조절하여 중량 최적화를 수행하였으며, 최적화 과정은 2단계로 나누어 진행하였다. 1단계에서 는 비틀림 강도를 제약조건으로 하여 중량을 최적화한 후 2단계에서는 축계 안정성 확보 기준(Headquarters, U.S. Army Material Command, 1974)에 따라 축의 비틀림 강도에 대한 제약조건을 만족시키며, 축의 1차 모드가 임계속도를 회피할 수 있도록 축 1차모드 와 임계속도의 차이가 최대가 되도록 최적화를 진행하였다. 주어진 1차원 보 요소를 이용하여 최적설계를 한 결과를 3차원 유한요소 모델과 실제 제작된 축게의 시험결과와 비교하여 제안된 방법을 검증하였다.