Anomaly detection for each industrial machine is recognized as one of the essential techniques for machine condition monitoring and preventive maintenance. Anomaly detection of industrial machinery relies on various diagonal data from equipped sensors, such as temperature, pressure, electric current, vibration, and sound, to name a few. Among these data, sound data are easy to collect in the factory due to the relatively low installation cost of microphones to existing facilities. We develop a real time anomalous sound detection (ASD) system with the use of Autoencoder (AE) models in the industrial environments. The proposed processing pipeline makes use of the audio features extracted from the streaming audio signal captured by a single-channel microphone. The pipeline trains AE model by the collected normal sound. In real factory applications, the reconstruction error generated by the trained AE model with new input sound streaming is calculated to measure the degree of abnormality of the sound event. The sound is identified as anomalous if the reconstruction error exceeds the preset threshold. In our experiment on the CNC milling machining, the proposed system shows 0.9877 area under curve (AUC) score.

Agrophotovoltaic (APV) system is an integrated system producing crops as well as solar energy. Because crop production underneath Photovoltaic (PV) modules requires delicate management of crops, smart farming equipment such as real-time remote monitoring sensors (e.g., thermometers, irradiance sensors, and soil moisture sensors) is installed in the APV system. This study aims at introducing a simulation-based decision support system (DSS) for smart farming in an APV system. The proposed DSS is devised to provide a mobile application service, satellite image processing, real-time data monitoring, and simulation-based performance estimation. Particularly, an agent-based simulation (ABS) is used to mimic functions of an APV system so that a data-driven function and digital twin environment are implemented in the proposed system. The ABS model is validated with field data collected from an actual APV system at the Jeollanamdo Agricultural Research and Extension Services in South Korea. As a result, farmers and engineers enable to efficiently produce solar energy without causing harmful impact on regular crop production underneath PV modules. In addition, the proposed system will contribute to enhancement of the digital twin technology in the field of agriculture.

Today, we are living in an era of city. Many cities around the world are exposed and vulnerable to natural disasters and environmental pollution due to rapid urbanization and population concentration. Most of these city problems occur in space and as a solution to all these problems, Digital Twin is continuouslybeing introduced. A digital urban space infrastructure and multi-dimensional spatial data analysis are required to effectively solve and deal with various city problems. One of problem in land administration aspect, to change ownership and get a permit take a long time. In order to improve this situation, digital twin concept is proposed. It’s operation and management became possible as the information systems took a transition from paper to computerized files, from files to integrated databases, from two-dimensional to three-dimensional data, and as transition took place, the need for a virtual urban space or "DigitalTwin" that can integrate distributed urban data into one came to fore. In this study, the new preprocess was suggested to use Digital Twin concept in order to reduce time line and to make an efficient work process for land administration.

Today, as technology advances and market competition for products intensifies, the design to improve product satisfaction by accurately identifying customer requirements is emerging as a very important problem for company. Accordingly, Customer-Oriented Design, that maximizes customer satisfaction by grasping and analyzing customer requirements, is in the spotlight as an important design theory. In this study, Customer- Oriented Design is defined as finding the optimal value of the design variable with the maximum overall customer satisfaction while minimizing the difference in individual customer satisfaction responded to various customers from multiple product quality characteristics from the perspective of robust design. Therefore, in this work, we present a new method for generating a Desirability Function for each quality characteristic to deal with the multi characteristic parameter design with multiple quality characteristics. And we propose a new Customer-Oriented Design methodology that applies these Desirability Functions to Taguchi’s parameter design process.

In order to determine fragility curves, the limit state of piers for each damage level is suggested in this paper based on the previous test results in Korea, including our test results. In previous studies, the quantitative measures for damage levels of piers have been represented by curvature ductility, lateral drift ratio, or displacement ductility. These measures are transformed to lateral drift ratios of piers for consistency, and the transformed values are compared and verified with our push-over test results for flexural RC piers with a circular cross-section. The test specimens are categorized concerning the number of lap-splices in the plastic hinge region and whether seismic design codes are satisfied or not. Based on the collected test results in Korea, including ours, the lateral drift ratio for each pier damage level is suggested.

본 논문은 자동계류 장치에 설치하여 선박의 접안 상황을 검출할 수 있는 시각 센서의 개발에 대하여 논하고 있다. 선박의 접 안 시 사고방지를 위해 선박의 속도를 통제하고 위치를 확인하고 있음에도 불구하고 부두에서의 선박 충돌사고는 매년 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적, 환경적 피해가 매우 크다. 따라서 부두에 접안하는 선박에 대한 안전성 확보를 위해 선박의 위치 및 속도 정보를 신속 하게 확보할 수 있는 시각 시스템의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 선박의 접안 시 사람과 유사하게 영상을 통해 접안하는 선박을 관찰하고, 주변 환경에 따른 선박의 접안 상태를 적절하게 확인할 수 있는 시각센서를 개발하였다. 먼저, 개발하고자 하는 시각 센서의 적 정성을 확보하기 위해 기존 센서로부터 제공되는 정보, 감지 범위, 실시간성, 정확도 및 정밀도 측면에서 센서 특성을 분석하였다. 이러한 분석 자료를 바탕으로 LiDAR형태의 3D시각 시스템의 개념 설계, 구동메커니즘 설계 및 모션 구동부의 힘과 위치 제어기 설계 등을 수행 하여 대상물의 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 3D 시각 모듈을 개발하였다. 최종적으로 시스템 구동을 위한 제어 시스템의 성능평가 와 스캔 속도에 대한 성능을 분석하였고, 실험을 통해 개발된 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

본 연구는 10톤 미만 어선의 내항성능 기반의 해양활동 기준 마련을 위한 기초 연구이다. 10톤 미만의 어선은 우리나라 등록어 선의 약 95%를 차지하고 있고 항해, 조업 등의 해양활동 중에 사고와 인명손실도 많이 발생하고 있다. 이에 따라 해양수산부에서는 어선 출항통제기준을 정하여 풍랑주의보 발효 시 어선의 운항을 제한하고 있지만 선박톤급과 파고에 따른 기준 없이 동일하게 적용하고 있어 해양활동 시 파고에 의한 선박의 동요에 많은 차이가 있을 수 있다. 파고에 의한 선박의 동요는 승선감 및 장비의 성능을 떨어뜨려 해양 사고의 요인이 될 수 있으므로 항해, 조업 등 안전한 해양활동 확보를 위해서 파랑 중 내항성능 검토가 필요하다. 하지만 어선에 대한 내 항성능 기반 기준 마련 검토는 부족한 실정이다. 이에 따라 우리나라 연안조업어선 10톤급(G/T 9.77톤) 어선을 대상으로 내항성능을 평가 하였고 설정된 내항성능 평가 기준의 Operation과 Survival 기준을 적용하여 유의파고와 선속에 따른 해양활동 충족 정도를 해석하였다. 해 석 결과 횡동요는 유의파고 0.4m부터 Operation 기준을 초과하였고 유의파고 2.2m부터 Survival 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 종동요 는 유의파고 1.7m부터 Operation 기준을 초과하였고 유의파고 3.0m까지 Survival 기준은 넘지는 않았으나 횡동요가 유의파고 2.2m부터 Survival 기준을 초과한 상태로 안전하다고 할 수 없다. 따라서 10톤 미만 어선은 풍랑주의보 발효 전까지 출항은 가능하나 해양활동 관련 하여 내항성능 평가 기준에는 충족하지 못한다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 10톤급 어선을 대상으로 제한적으로 평가 되었으나 해양활 동 기준 마련에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

The Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is one of most famous method in the particle-based computational fluid dynamics field. The MPS, the state-of-art method, is simple but intuitive methodology including multi-phase and complex structure interactions problems. However, the concept of particle method may contain the physical weakness. In order to avoid physical violence, the particle number density and kernel function were employed. Despite all the efforts, the microscopic problems were not easily resolved yet. In this study, the surface tension model was developed and added into the MPS method to strengthen physical phenomena and physics laws. The simulation result with new MPS method including surface tension model was compared with corresponding theoretical results and they show good-agreement.

Ball stud parts are manufactured by a cold forging process, and fastening with other parts is secured through a head part cutting process. In order to improve process quality, stabilization of the forging quality of the head is given priority. To this end, in this study, a predictive model was developed for the purpose of improving forging quality. The prediction accuracy of the model based on 450 data sets acquired from the manufacturing site was low. As a result of gradually multiplying the data set based on FE simulation, it was expected that it would be possible to develop a predictive model with an accuracy of about 95%. It is essential to build automated labeling of forging load and dimensional data at manufacturing sites, and to apply a refinement algorithm for filtering data sets. Finally, in order to optimize the ball stud manufacturing process, it is necessary to develop a quality prediction model linked to the forging and cutting processes.

The Alkali-Metal Thermal to Electric Converter (AMTEC) can be used as a next-generation power generation technology related with a large thermal energy storage. In particular, this technology is expected for the higher efficiency by a cascade power generation with the thermoelectric generator(TEG), and the temperature distribution becomes a very important design parameter in this case. In this study, the temperature distribution of the AMTEC unit was analyzed through CFD analysis, and design points were discussed based on the results.

The lane departure warning device can not detect the lane to be driven in the future by sensing the departure of the lane passing by during driving and warning the driver. Considering the safe operation of the truck, it is also expected that the departure of the future lanes according to the dynamic weight and speed of the current truck should be predicted. This study attempted to predict whether or not to deviate from the lanes of curved roads to be driven in the future according to the current dynamic driving weight and speed in consideration of the safe driving of trucks.

해수 속의 용존 유기·무기물과 플랑크톤 등의 상호 작용은 해수의 색과 광학적 특성을 결정한다. 동중국해에 위치한 이어도 해양과학기지(I-ORS) 주변의 해역은 서쪽으로 양자강 저염수, 남쪽으로 대마 난류에 영향을 받아 한반도 주변의 해수 순환과 광특성 변동 연구에 적합하다. 본 연구에서는 MODIS/Aqua로 관측한 위성 원격 반사도와 NOMAD 실측 원격 반사도를 이용하여 2016년 1월부터 2020년 12월까지 I-ORS 주변의 해수의 원격반사도를 스펙트 럼 특성에 따라 23가지의 유형으로 분류하였으며, 이어도 해양 과학기지 주변 해역(d ≤ 10 km)의 위성 일치점 자료 59,532개를 이용하여 연구 해역 수형의 계절 변동 특성을 제시하였다. 각 관측 지점에서의 원격 반사도 스펙트럼은 분 광 각도법을 이용하여 기준 스펙트럼과의 유사도를 비교함으로써 가장 근접한 기준 수형으로 분류 하였으며 분광 유사 도가 10o 이내일 때만 유의미하다고 판단하였다. 연구 기간내 I-ORS 주변 해역에서는 상대적으로 맑은 해역에서 잘 나 타나는 수형이 50% 이상으로 가장 빈번하게 관측되었다. 계절별 수형의 도수분포에서 여름과 겨울의 분포 양상이 다르 게 나타났고, 특히 여름에는 맑은 해수에서 주로 나타나는 7 이하의 수형이 주로 출현한 반면에 겨울에는 전체 4% 미 만으로 존재하였다. I-ORS 주변을 비롯한 동중국해의 수형의 공간 분포 특성을 고려할 때 I-ORS는 해수 수형의 전이 대에 위치한 것으로 판단된다. 본 연구는 한반도 연안에서의 수형 변동을 분석함으로써 해수의 광학 특성 이해을 이해 하고 인공위성 해색 변수의 정확도 향상을 위한 토대 마련에 기여할 것으로 기대된다.

본 연구는 데이터 과학의 과정에 따른 파이썬 기반의 외부고리 은하 영상 분석 알고리즘 개발을 목적으로 한다. 잠재적 사용자는 학생과 교사를 포함한 시민 과학자로 정하였다. 은하의 실제 데이터를 이용한 분류 연구는 IRAF 라는 전문 소프트웨어가 이용되고 있어 일반인이 접근하기에 한계가 있다. 이에 IRAF를 사용한 선행 연구의 결과와 비교 검 증이 가능한 외부고리 은하를 분석 대상 천체로 정하여, 영상 분석 알고리즘을 개발하고 그 결과를 검증하였다. 검증 결과 총 69개의 외부고리 은하 중 50개(72.5%)가 IRAF 결과와 높은 일치를 보였다. 남은 19개(27.5%)는 시선 방향에 겹친 밝은 별의 존재 혹은 은하 내부의 약한 밝기로 인해 IRAF 결과와 다른 낮은 일치를 보였다. 보완 과정을 거친 최종 결과물은 공유 및 교육 자료의 활용도를 높이기 위해 전체 사용된 데이터와 알고리즘, 파이썬 코드 파일 및 사용 설명서를 GitHub에 탑재하였다.

Carbon fibers (CFs) are considered promising composite materials for various applications. However, the high cost of CFs (as much as $26 per kg) limits their practical use in the automobile and energy industries. In this study, we developed a continuous stabilization process for manufacturing low-cost CFs. We employed a textile-grade polyacrylonitrile (PAN) fiber as a low-cost precursor and UV irradiation technique to shorten the thermal stabilization time. We confirmed that UV irradiation on the textile-grade PAN fibers could lower the initial thermal stabilization temperature and also lead to a higher reaction. These resulted in a shorter overall stabilization time and enhancement of the tensile properties of textilegrade PAN-based CFs. Our study found that only 70 min of stabilization time with UV irradiation was required to prepare textile-grade PAN-based low-cost CFs with a tensile strength of 2.37 ± 0.22GPa and tensile modulus of 249 ± 5 GPa.

The Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs introduced the Agrifood Voucher in 2020. The Agrifood Voucher is the program that provides vouchers to purchase selected food items with dietary management education. This study aimed to explore value and meaning of dietary management based on the Agrifood Voucher. First, the Supplemental Nutrition Assistance Program of the United States and the Agrifood Voucher of Korea were reviewed. Second, various terms used for describing the purpose of food assistance programs were comparatively reviewed and ‘food and nutrition security’, together with the corresponding Korean term, was proposed to be the most appropriate term for the purpose. Subsequently, the value and meaning of dietary management based on the Agrifood Voucher were presented as enhancing food and nutrition security of the vulnerable. Diverse education programs should be developed and implemented to improve the dietary management capacity of the Agrifood Voucher recipients in order to properly realize the meaning and value of dietary management based on the Agrifood Voucher in the future.

사물인터넷(IoT) 기술을 활용한 전력 사용량 모니터링은 스마트팜 운영비 절감 기술 개발을 위한 기초자료로 필요성이 부각되고 있다. 본 연구에서는 멜론 생산 스마트팜 운영 중 실시간 전력사용량 모니터링 시스템을 설치한 예를 소개하고 이 를 이용하여 수집된 데이터를 실시간으로 활용하는 방법을 제 안한다. 전력사용량 모니터링 시스템의 실증을 위하여 멜론 스마트팜에서 3개월의 멜론 재배기간 동안 보일러, 양분분배 시스템, 자동제어기, 순환팬, 보일러제어기, 기타 IoT 관련 유 틸리티 등 스마트팜 시설에서 사용하는 개별 전원 기구들의 전력사용량 데이터를 수집하였다. 모니터링 결과를 이용하여 전기에너지 소비패턴의 예시를 분석하고, 측정 데이터를 최 적으로 활용하기 위해 필요한 고려사항을 제시하였다. 본 논 문은 전력사용량 모니터링 시스템을 새로이 구축하고자 하는 유저들에게 기술적 진입장벽을 낮추고 생성된 데이터 활용 시 시행착오를 줄이는 데 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

바이오산업의 발전으로 의약품, 식품 등의 생산 과정의 분리/정제 공정에 사용되어 왔던 기존의 컬럼 크로마토그 래피를 대체하여 더 높은 처리효율을 갖는 막 크로마토그래피가 부상하고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 기공 크기의 두 가 지 상용 셀룰로오스 아세테이트(Cellulose acetate, CA) 분리막을 탈아세틸화 과정을 통해, 리간드의 개질이 용이한 다공성 재 생 셀룰로오스 지지체를(Regenerated cellulose, RC) 제조하였다. 음이온 교환능을 부여하고자 grafting을 수행하였으며, 구체 적으로는 UV 중합법을 통해 4차 암모늄을 포함하는 음이온 교환 리간드(MAPTAC)를 부착하여 음이온 교환용 흡착막을 제 조하였다. 단백질 흡착 용량은 정적 흡착 용량(Static binding capacity, SBC)시험을 통해 총 단백질 흡착 용량을 측정했고, 동 적 흡착 용량(Dynamic binding capacity, DBC)을 측정하여 상용막과 비교 평가하였다. 성능 평가 결과 단백질 흡착량은 넓은 표면적에 의해 리간드 밀도가 높은, 기공 크기가 작은 순서로 높게 측정되었고, 상용 CA분리막을 탈아세틸화하고 리간드를 부착시킨 분리막(RC 0.8 + MAPTAC 43.69 mg/ml, RC 3.0 + MAPTAC 36.33 mg/ml)이 상용 막 크로마토그래피 제품(28.38 mg/ml) 대비 높은 흡착 용량을 보였다.