다분야 통합 시스템의 설계문제는 다량의 설계변수와 구속조건으로 구성되며 다수의 공학적 현상으로 연관되어 있다. 다분야 통합 최적설계 문제를 효과적으로 다루기 위해서는 다양한 해석분야의 공학적 설계원리를 동시에 고려하여 균형 있고 유기적인 방법으로 최적의 설계를 결정하는 체계적인 설계자동화기술이 요구된다. 다분야 통합 설계문제를 위한 효율적인 설계방법론으로 분리기반 최적화 기법이 적용되는데 이 방법은 한 단위의 대규모 설계문제를 여러 개의 하부시스템으로 분리하여 독립적으로 최적화를 수행하고 각 하부 시스템으로부터의 설계해 사이의 중재 및 통합화를 거쳐 최종적으로 수렴된 최적설계를 찾는 방법이다. 본 논문에서는 분리기반 최적화기법을 다분야 통합최적 설계문제에 적용하는데 필요한 시스템분리기법을 유전알고리즘 및 다층 역전 파 신경회로망을 이용하여 정립하였다. 시스템분리기법을 검증하기 위해 최근 미국 Boeing사에서 개발중인 고속 민간항공기인 HSCT의 시뮬레이션기반 설계문제를 이용하였다. 대규모 설계시스템의 분리결과는 전체 설계문제의 특성을 파악하기 위한 자료로 활용되며 향후, 분리기반 최적화과정에서 최종적으로 통합된 최적설계를 탐색하는데 필요한 기반구조를 제공한다.

동적환경하에서의 JIT 생산 시스템의 운영에 관한 연구는 Terada, Kimura(1981), Bitran과 Chang(1985), Deleersnyder(1989), Mitra, Mitrani(1990) 그리고 Philipoom(1990)에 의한 분석적 모델의 발표로부터 시작하여 Terada와 Kimura(1981)의 다단계 연속 생산 시스템에서 간판 시스템에 대한 여러 가지 기본 공식의 제공, Bitan과 Chang(1985)에 다단계 스테이지의 조립생산 시스템에서 여러 가지 기본 공식과 해의 절차의 발표로 발전되어 왔다. 그 이후 Spearman 은 CONWIP을 이용한 간판 시스템의 변형된 형태를 연구ㆍ발표하였고(1990), Generic 간판 시스템에 대한 Chang과 YIH (1994)에 의해 연구되었다. Hybrid Push/Pull 시스템의 하나인 CONWIP 시스템은 현재까지 다른 시스템보다 정책면에서 동적인 기업환경에 적합한 것으로 평가받고 있다. 본 논문은 생산/제조 시스템의 운용에 대해 동적인 기업환경 하에서 고전적 kanban 시스템보다 우월하다고 입증된 CONWIP 시스템을 모형화하고 시스템 운영에 대한 실례를 들어 비선형 계획법의 하나인 내부점 알고리즘으로 수행, 해의 수렴과정을 고찰 기존의 시뮬레이션 결과와 비교 고찰하고자 한다.

안전공학이 추구하는 사회적인 목표는 산업에 종사하는 사람들의 생명과 건강을 지키고, 재해에 의한 생산설비나 원자재, 제품의 손실을 막는 것이다. 광범위한 산업안전 연구 중에서 재해 통계 분석에 관한 연구는 다양한 종류의 재해에 관한 기초적 정보를 제공함으로서, 이에 따른 문제점의 파악이나 안전대책의 설정 등 안전관리에 있어서 의사결정이나 연구 방향을 결정하는 중요한 역할을 하고 있다. 현재 사업장 등에서 안전관리를 실시하는데, 안전수준의 평가로서 세계적으로 널리 이용되고 있는 계산식은 단위시간당의 재해발생 건수로 나타내어지는 도수율, 또는 근로자 1천만명당 재해발생 인원수를 나타내는 연 천인율이 등이 있다. 영국 A.H,A Wynn등이 광산재해의 예로 실시한 시간의 재해발생율의 차이를 재해발생 간격의 분포에 사용하여 검증했었다. 이것을 기반으로 재해발생 간격을 추정하고 검증함으로 재해발생 확률을 도출하여 안전관리의 새로운 척도를 제시하고자 한다. 이미 일본에서 많은 연구가 이루어져 왔으며, 이를 기초로 노동재해 발생수를 통한 통상의 검증법과 축차검증법의 이용으로 재해의 성향을 분석하여 그 결과를 재해의 예측에 이용함으로 재해예방을 실현하고자 한다. 그래서, 실제 국내에 정유공장의 데이터를 이용하여, 이 분포 알고리즘을 검증하는데 본 논문의 목적이 있다.

최근 공학분야에서 다루어지고 있는 문제의 규모가 대형화하고 있으며 이러한 대형구조물의 구조설계는 부재의 강도설계 및 절점의 변위조절을 위하여 많은 수의 구조해석을 요구한다. 한 대의 개인용 컴퓨터에 의한 대형구조물의 구조해석은 대용량의 기억장치와 많은 계산 시간이 요구되므로 반복적 해석이 필요한 대형구조물의 설계에 효율적으로 이용되기 어려운 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 이러한 문제에 대한 대안으로 다수의 개인용 컴퓨터들을 네트워크로 연결하여 고성능 병렬연산시스템을 구성하고 이에 적합한 두 가지 형태의 분산구조방정식해법들을 반복법인 PCG 알고리즘을 이용하여 개발하였다. 대형구조물을 위한 분산구조해석법은 구조해석 과정에 요구되는 각 컴퓨터 상호 간의 통신회수와 통신량을 최소화할 수 있도록 개발되었다. 분산구조해석법의 성능은 대규모 3차원 트러스 구조물 및 144층 가새 튜브구조물의 구조해석에 적용하여 분석하였다.

본 연구에서는 구조물의 변위 제약조건을 고려한 위상 최적설계를 체스판무늬 검색 알고리즘과 가상하중을 이용하여 수행하였다. 본 연구에서는 변위 제약조건의 민감도 계산을 위하여 가상 변위장을 도입하였으며, 밀도와 유효강성계수의 상관관계를 정의하기 위하여 가상재료를 도입하였다. 또한, 선형 유한요소를 이용한 위상 최적화 기법에서 일반적으로 나타나는 체스판무늬를 제거하기 위하여 밀도 재분배방법을 이용하였다. 그리고, 변위 제약조건을 고려한 경우와 그렇지 않은 경우의 수치예제를 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성을 검증하였다.

겨울철 온실의 기본적인 열에너지원인 일사를 최대한 확보하도록 하는 은실의 지붕형상을 결정하기 위해 유전알고리즘 및 광투과율 전산모델을 이용한 최적화기법을 이용하여 설치지역, 피복재료특성, 온실의 기본치수등이 주어졌을 때 지붕경사각, 경간폭비의 최적조합을 결정할 수 있도록 하는 최적설계를 수행하였다. 수원지방에 위치한 경간폭 6m의 2연동 동서동 온실 및 단동 온실을 가정하여 최적화를 수행한 결과 경사각, 폭비 순으로 2연동, 단동 온실에 대해 각각 40.861≒40 。 / , 0.4806≒0.5, 37.490≒37 。 / , 0.7748≒0.78의 결과를 얻을 수 있었다. 광투과율 문제를 예로 적용해 본 결과 직접 전산모델을 호출하여 최적화를 수행하는 유전알고리즘의 기법은 온실환경의 해석을 위해 연구되어온 다양한 분야의 전산모델들을 종합적인 온실의 최적설계에 활용하도록 하는데 유용한 기법이 될 것으로 판단되었다.판단되었다.

본 논문은 복합 적층구조의 최적설계에 있어서 유전알고리즘(GA)의 응용성을 보여준다. 설계점들의 최기집단이 확률론적 과정에 의해 무작위로 생성되고, 설계점들의 개선을 위해 자연선택과 적자생존의 원리가 적용되었다. 유전알고리즘의 범용성 및 신뢰성 검증을 위해 5가지 검증 함수를 고려하였으며, 수치예에서 연속형 및 정수형 그리고 이산형 설계변수를 동시에 갖는 복합 적층 캔틸레버보의 최소 중량 설계가 외부 벌칙함수가 부가된 유전알고리즘에 의해 수행되었다. 설계 문제는 강도, 변위 그리고 고유진동수 제약조건을 포함하면서 다차 비선형성으로 정식화 되었다. 수치예의 결과에 대한 비교분석을 통해 유전알고리즘 탐색 기법이 높은 범용성을 지니면서 양질의 최적해를 매우 효과적으로 찾게됨을 보였다.

현대화 온실이 농가에 보급 된지 5년째를 맞고 있지만 환경조절을 위한 자동화 설비의 이용현황은 외국으로부터 수입된 일부 유리온실을 제외하고는 당초 목적한 성능과 기술에 이르지 못하고 있어 그 이용율이 아주 저조하다. 이것은 농민의 자동화 장치 이용기술 부족 때문이기도 하지만 자동화 장치의 하드웨어 및 소프트웨어가 농민에 의한 수동스위치 조작보다 제어 성능이 따르지 못한 것이 주된 이유라고 생각된다. 이에 본 연구는 지금까지 외국기술에 의존하거나 이용율이 낮은 원예시설의 환경조절자동제어 시스템을 국내 기술에 의해 생산 보급할 수 있도록 성능이 우수하고 적응성이 높은 시스템 개발을 위하여 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 온실의 고온관리를 위한 온실내외의 온도차를 함수로하여 창개례순서, 1회 개폐폭, 제어주기 둥을 결정하는 알고리즘을 개발하여, 제어프로그램을 작성하였으며 시스템을 운전하여 본 결과 제어성능이 우수하였다. 2. 파이프비닐온실에는 시스템의 설치 및 A/S의 편리성 등을 감안하여 각 환경요인별로 개별제어 할 수 있도록 시스템화하는 것이 바람직하다고 판단되었다. 3. 시스템의 실용화를 위하여 제어항목 중 관수, 탄산가스 농도, 커덴개폐는 타이머를 이용한 시퀀스제어로 하였다. 4. DSP칩을 이용하여 고온제어를 위한 창개폐제어 시스템을 실용화할 수 있도록 개발하였다. 5. 온실의 자동제어시스템과 연결되어 있는 전화를 통하여 관리자가 부재 중 온실의 과고온, 정전, 고장 둥 비상발생시 관리자에게 무선호출을 할 수 있는 경보시스템을 개발하였다.

본 논문은 신경망 근사 해석 모델 개발을 궁극적인 목적으로 하는 기초적 연구로서, 기존의 수치해석 알고리즘과의 성능 비교를 통하여 신경망 알고리즘의 특성과 역할을 수치해석의 관점에서 정확히 판단하는데 목적이 있다. 신경망 알고리즘을 변형하여 선형 연립 방정식의 해를 구하는 두가지 방법을 제안하였고, 회귀분석, 보간법과의 비교를 통하여 광범위한 근사자(universal approximator)로서의 역할을 보였다.