Wheeled inverted pendulum (WIP) systems provide agile motion and energy-efficient locomotion through the wheels. However, they suffer from undesirable wheel motion for the acceleration and change of friction by the surface conditions. This paper presents a wheeled inverted pendulum with a fan (WIPF) that incorporates a fan thrust for the additional force for the control of traditional WIP systems. The WIPF is fully actuated by the wheel torque and the fan thrust, enabling the system to achieve enhanced balancing. The dynamics of the proposed system are analyzed and modeled for the control of the system with a linear quadratic regulator (LQR). The performance and characteristics of the WIPF are studied by simulations and experiments. WIPF showed enhanced balancing in step response for a desired position and improved impact robustness. Moreover, it achieved simultaneous control of the wheel position and body tilt angle, which is not attainable in traditional WIP systems.

In this study, we consider the assembly line balancing (ALB) problem which is known as an very important decision dealing with the optimal design of assembly lines. We consider ALB problems with soft constraints which are expected to be fulfilled, however they are not necessarily to be satisfied always and they are difficult to be presented in exact quantitative forms. In previous studies, most researches have dealt with hard constraints which should be satisfied at all time in ALB problems. In this study, we modify the mixed integer programming model of the problem introduced in the existing study where the problem was first considered. Based on the modified model, we propose a new algorithm using the genetic algorithm (GA). In the algorithm, new features like, a mixed initial population selection method composed of the random selection method and the elite solutions of the simple ALB problem, a fitness evaluation method based on achievement ratio are applied. In addition, we select the genetic operators and parameters which are appropriate for the soft assignment constraints through the preliminary tests. From the results of the computational experiments, it is shown that the proposed algorithm generated the solutions with the high achievement ratio of the soft constraints.

In most RPG games, gameplay tends to be monotonous due to fixed character skills. This paper proposes a RPG game implementation technique which allows players' skill customization for their own gameplay. Players are allowed to customize their preferred game skills at the beginning of gameplay. We also propose a technique to guarantee game balancing by prohibiting certain skills from dominating gameplay. We implemented the proposed skill customization method together with a simple RPG game testbed. We tested a variety of player-defined skills and confirmed the method provides good game balancing during gameplay. Due to the voluntary and impromptu skill customization, a wide variety of strategy is possible even at the single game stage, which reduces boredom at the repetitive gameplay.

Turbo charger는 배기가스로 구동되는 엔진의 과급기로서 엔진의 효율을 높이는 장치로 많이 사용되고 있다. 특히 대형 선박엔진의 고효율은 연료비의 절감이과 엔진의 출력을 높여 운항시간의 단축 효과를 가져 올 수 있어 매우 많이 사용되고 있다. 이 장치의 내부에는 터빈 블레이드가 로터에 장착되어 고속으로 회전되어 배기가스의 흡입과 배출을 원활이 하도록 하는데, 터빈블레이드가 정밀하게 생산되어야 회전 시 backlash를 줄여 진동 소 음의 발생을 작게 한다. 수십 개의 각 터빈의 형상과 무게가 균일해야 balancing을 맞출 수 있게 된다. 종래의 터빈 블레이드는 주조로 생산된 블레이드 형체의 금속을 정밀가공 하였으나 주물강의 인장강도와 피로강도가 높지 않아 장기간 사용 시에 파손되거나 조립부의 마멸 때문에 진동 소음 발생의 우려가 있었다. 본 연구에서는 인장강도와 피로강도가 높은 단조 강을 사용하여 터빈블레이드를 정밀 생산하여 소재의 기계적 특성을 향상시켜 소음 진동의 발생을 억제하고 이를 밸런싱 테스트 하여 구조적으로 안정적인 터빈블레이드의 개발에 관한 것이 연구목적이다. 터빈블레이드는 dovetail 역할을 하는 블레이드의 root 부와 날개부분의 airfoil 부분으로 나누어 개발한다. Root 부위의 2개 평행면의 중심면, root와 airfoil 경계면, 블레이드의 수직 평행면의 3면의 교차점을 블레이드의 원점 으로 정한다. 블레이드의 root 부분은 곡선의 형태를 수평 이동하여 연결한 ruled surface로 형성되어 있으므로, wire EDM으로 형상을 따내고 이를 creep-feed 연삭으로 정밀 가공하여 곡면의 표면을 생성한다. 이 부분의 가공 을 위해 형상에 맞는 roll dresser와 jig의 개발이 필요하다. 이 root가 rotor의 축에 결합되므로 선의 윤곽도 공차 가 엄밀해야 한다. Airfoil 부위는 자유곡면으로 형성되어 5축 공작기계에 의해 정밀가공을 한다. 이때에 블레이드의 형상공차를 맞추어야 하며 airfoil의 표면거칠기 정밀도뿐만 표면의 면윤곽도 공차를 범위 내에 맞추도록 한다. 블레이드 모 서리 부분의 leading edge 와 trailing edge의 곡률의 윤곽정밀도를 향상시켜 곡률반경 0.47~0.67에 속하도록 하며 선윤곽도 공차를 관리한다. 형상이 완성되면 shot peening 방법으로 재료표면의 경도와 소재의 피로강도, 인장강도를 높이는데 5 bar의 압 력으로 강구를 표면으로부터 10mm 거리에서 발산시켜 강화한다. 정밀가공 후 밸런싱 머신에 회전 벨런싱을 테스트 하여 정밀도를 검증한다. 본 연구는 터빈블레이드의 정밀생산에 관하여 발표하며 root는 고속회전 시 backlash를 줄이도록 특히 선의 윤곽정 밀도가 0.025 이내에 오도록 생산하였고 밸런싱 값이 485gmm으로 정밀 생산되었음을 입증하였다.

In this thesis, we surveyed the current status of production operations management to find how to improve the operations efficiency. From the survey research, we have found that practical software tools should be developed to increase the efficiency of production operations management, especially for small and mediumsized enterprises. Although there exist a lot of excellent line balancing researches, the results of our survey represent that trial and error methods on the basis of experiences have been used mainly used in the domestic manufacturing industry. It seems that more practical researches should be carried out to develop user-oriented line balancing tools. As a part of the development of those tools, this thesis proposed a design of the line balancing tool which can support the line balancing tasks of nonspecialists. The proposed design is composed of three major phases: redundancy check of the precedence diagram, line balancing, and modification of the line balancing results. The first phase is to check the precedence diagram of work elements and remove the redundancy. The redundancy may affect the quality of solutions and computational time. Although it is important to prepare a neat and proper precedence data, it is not easy to develop a tidy precedence diagram for laymen. The first phase automatically removes the overlapped data. The next phase is the line balancing algorithm. The proposed algorithm is based on COMSOAL and can solve minimization of the number of work stations given the target production cycle time and minimization of the production cycle time given the number of work stations. Additionally, our suggested method can accommodate the predetermined location constraints. The third phase is to modify the solution suggested by the second phase. Frequently, users may want to change the result to reflect some constraints which were not easy to be included into the line balancing algorithm. So, a practical line balancing tool should provide mechanisms to modify the solution and they should check the precedence violation while a user tries to change the work station of an element. This research suggested a simple mechanism to check the precedence violation. We applied the proposed design to some test problems and test results showed that it performed successfully. Therefore, our method may contribute to enhance the efficiency of production operations management.

아무리 좋은 그래픽과 뛰어난 엔진 성능과, 독창적인 아이디어, 그리고 마케팅 능력을 가진 게임이라 할지라도 게임이 밸런스가 잡히지 않은 게임이라면 아무런 소용이 없다. 이를 알고 있는 게임 개발자들은 밸런스에 많은 노력을 기울이지만 명확한 기준 없이 수많은 테스트를 통해 결과를 얻는다. 본 논문에서는 기존의 테스트를 통한 게임의 밸런스를 수정하는 방법을 개량하여 시간과 자원을 아낄 수 있는 방안에 대해 고찰하였다. 특히 MMORPG 게임에서 유저들이 가장 많이 사용하게 되는 스킬을 가지고 밸런스 방법에 대해 접근 하며 각각의 가지고 있는 특징들을 가치로 부여함으로써 스킬의 파라미터를 조율하고 이를 통해 캐릭터들 간의 밸런스도 좀 더 효과적으로 할 수 있도록 유도하는 방법론에 대해 제안하고자 한다. 본 연구 결과를 활용하면 객관적인 자료를 토대로 효율적이고 체계적인 밸런스가 가능하다.

  In this paper, we consider a line balancing problem in hybrid flowshops where each workstation has identical parallel machines. The number of machines in each workstation is determined in ways of satisfying pre-specified throughput rate of the system. T

The assembly line balancing problem has been focused by many research works because the efficient management of the assembly line might influence not only the quality of the products but also the working conditions for the workers. This paper deals with U

In this thesis presents line balancing problems of two-sided and mixed model assembly line widely used in practical fields using genetic algorithm for reducing throughput time, cost of tools and fixtures and improving flexibility of assembly lines. Two-sided and mixed model assembly line is a special type of production line where variety of product similar in product characteristics are assembled in both sides. This thesis proposes the genetic algorithm adequate to each step in tow-sided and mixed model assembly line with suitable presentation, individual, evaluation function, selection and genetic parameter. To confirm proposed genetic algorithm, we apply to increase the number of tasks in case study. And for evaluation the performance of proposed genetic algorithm, we compare to existing algorithm of one-sided and mixed model assembly line. The results show that the algorithm is outstanding in the problems with a larger number of stations or larger number of tasks.

본 연구는 U자형 생산라인(U라인)에서의 라인밸런싱 문제를 해결하기 위한 유전알고리즘을 제시한다. U라인에서는 사이클 타임 내에 제품이 들어가는 방향과 나오는 방향의 작업을 한 작업자가 수행 할 수 있어서, 재공품 수량을 일정하게 유지한다거나 작업부하를 평활화 하는 등의 라인관리가 기존 직선라인에 비해 용이하다. U라인은 JIT(Just-ln-Time)생산 시스템에서 흔히 볼 수 있다. 본 연구는 U라인에서 사이클 타임이 고정되었을 때 작업장 또는 작업자의 수를 최소로 하면서 동시에 작업장에 할당된 작업들 간의 관련성을 최대화하는 라인밸런싱 문제를 다루었다. 라인밸런싱에 관한 기존 연구는 대부분 직선라인에 관한 것으로 U라인의 장점을 충분히 활용하지 못한다. 특히, 라인의 작업장의 수를 최소화하는 문제는 많은 대안해가 있음에도 불구하고, 작업관련성을 고려하여 해를 구하는 기법에 관한 연구는 아직 미미한 실정이다. 실제 조립라인에서는 가능한 한 관련된 작업들을 동일한 작업자에 할당하는 것이 바람직하며, 이러한 작업편성은 작업자의 작업능률을 향상시킬 수 있다. 유전알고리즘은 자연계의 적자생존과 생물학적 진화과정을 모방한 탐색기법으로 조합최적화 문제에 효과적인 기법으로 널리 알려져 있다. 본 연구는 유전알고리즘을 이용하여 U라인에서 작업관련성을 고려한 라인밸런싱 문제를 해결하기 위한 기법을 개발하였다. 문제의 목적에 적합한 개체의 평가함수가 제시되었으며, 개체의 형질을 효과적으로 자손에 유전할 수 있고 유전 연산이 용이한 개체의 표현방법과 개체의 해석방법이 제시되었다. 컴퓨터 실험을 통하여 개발한 알고리즘의 성능을 보였다.

Multiple U-typed production lines are increasingly accepted in modern manufacturing system for the flexibility to adjust to changes in demand. This paper considers multiple U line balancing with the objective of minimizing cycle time considering of moving time of workforce given the number of workstation. Like the traditional line balancing problem this problem is NP-hard. In this paper, we show how genetic algorithm can be used to solve multiple U line balancing. For this, an encoding and a decoding method suitable to the problem are presented. Proper genetic operators are also employed. Extensive computational experiments are carried out to show the performance of the proposed algorithm. The computational results show that the algorithm is promising in solution quality.

In this paper, we report a self-balancing robot wheelchair which has the capability of keeping upright posture regardless of the terrain inclination in terms of the three dimensional balancing motion. It has the mobility of five degrees of freedom, where pitching, yawing, and forward motions are generated by the two-wheeled inverted pendulum mechanism and the rolling and vertical motions are implemented by the movement of the tilting mechanism. Several design considerations are suggested for the sliding type vehicle body, wheel actuator module, tilting actuator module, power and control system, and the riding module.

본 논문에서는 게임을 플레이 하는 유저의 성격 특성을 분류하고 각각의 성격이 선호하는 게임플레이에 대해서 연구했다. 또한, 유저의 성격별 선호 게임플레이를 조절함으로써 유저간의 밸런스를 조절할 수 있을지에 대해서 연구 하였다. 연구 결과, 개인의 성격 특성별 선호 게임플레이가 있다는 것을 도출하였다. 이를 바탕으로 게임의 디자인단계에서는 콘텐츠 설계의 기초데이터로서의 활용할 수 있다. 그리고 각 개인유저들의 플레이 유형 및 비율에 따른 콘텐츠를 제공함으로써 유저와 콘텐츠간의 밸런스 조절 방법을 제시하였다. 또한 게임의 서비스와 업데이트 시 기존 유저의 유형별 성격특성을 바탕으로, 업데이트 방향설정에 유용한 자료로서 활용될 수 있으며 유저간의 게임플레이 유형의 밸런스를 맞추는데 있어서 기초 데이터로서의 역할을 수행할 수 있을 것이다.

This paper presents the development and control of a two wheeled car-like mobile robot using balancing mechanism whose heading control is done by turning the handle. The mobile inverted pendulum is a combined system of a mobile robot and an inverted pendulum system. A sensor fusion technique of low cost sensors such as a gyro sensor and a tilt sensor to measure the balancing angle of the inverted pendulum robot system accurately is implemented. Experimental studies of the trajectory following control task has been conducted by command of steering wheel while balancing.

게임의 장르는 플레이어에게 주로 제공되는 플레이 방식에 따라 액션, 어드벤처, 롤플레잉, 시뮬레이션 등으로 나뉘며, 각 장르에서 게임은 다양한 형태의 밸런싱을 갖는다. 이 중 대전 격투 게임은 액션 장르의 한 형태로서, 단순해 보이지만 여러 가지의 복합적인 밸런싱 요소들을 가지고 있으며, 비교적 빠른 기간에 독립 장르로 확립되고 백여 편에 이르는 게임이 제작되어 초기의 불안정한 형태에서 최근의 안정된 형태에 이르기까지 다양한 게임 밸런싱 구조를 확인할 수 있다. 게임 밸런싱은 게임 내의 여러 구성요소 간 불균형을 해소하여 플레이어가 게임이 제공하는 모든 콘텐츠를 고루 이용하도록 유도하고, 그 과정에서 게임 플레이의 재미가 유지되는 것을 목표로 한다 또한 진행과정에 있어서 당위성을 부여하고, 조작에 따른 효율성을 증대시키며, 플레이어의 감정이입을 유도하여 몰입감을 향상시키는 등 게임의 완성도에 대한 평가와 수명(흥행)에 절대적인 영향을 미치는 중요한 요소로 인식되고 있다. 따라서 본 논문에서는 주요 대전 격투 게임의 사례 분석을 통해 해당 장르의 발전모습과 그 과정에서 수립된 밸런싱 모델을 파악하므로써, 타 장르로의 확대 적용 가능성을 연구해 보고자 한다.