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.

The main objective of this paper is to develop computer simulation program for performance evaluation and cost estimation of a reverse osmosis (RO) and pressure-retarded osmosis (PRO) hybrid process to propose guidelines for its economic competitiveness use in the field. A solution-diffusion model modified with film theory and a simple cost model was applied to the simulation program. Using the simulation program, the effects of various factors, including the Operating conditions, membrane properties, and cost parameters on the RO and RO-PRO hybrid process performance and cost were examined. The simulation results showed that the RO-PRO hybrid process can be economically competitive with the RO process when electricity cost is more than 0.2 $/kWh, the PRO membrane cost is same as RO membrane cost, the power density is more than 8 W/m2 and PRO recovery is same as 1/(1-RO recovery).

일반국도유지보수 의사결정지원시스템에는 DB 이외에 1)포장상태지표의 공용성 모형, 2)포장상태지표 기반의 차량주행속도모형, 3)경제성 분석 모형과 4)의사결정지원 모형으로 구성된다. 특히 국토교통부의 「교통시설 투자지침서」에서 제시하는 도로이용자 및 사회·환경비용은 모두 차량운행속도의 함수로 구성되어있기 때문에 신뢰성 있는 차량운행속도모형의 개발이 요구된다. 즉, 도로의 상태기반 주행속도모형은 도로 부문의 편익 비용 항목 중 1)통행시간비용, 2)차량운행비용, 3)대기오염 비용, 4)온실가스비용, 5)소음비용 항목 등 이용자 비용 산정에 활용된다. 본 연구에서는 포장상태가 차량주행속도의 변수로 포함되도록 모형화 하는 것이 핵심이다. 먼저 유지보수 전·후의 『포장상태-차량속도』자료를 확보하기 위해 NC-200을 통해 현장조사를 실시하였다. 순창, 제천, 단 양, 증평의 네 구간을 선정하여 각 구간의 지형 분석, 교통량 측정 및 특성 분석을 실시하였다. 필터링 된 속도 자료를 활용하여 유지보수 전·후의 속도 차이를 AD(Anderson-Darling) 검정, t 검정, Mann-Whitney U 검정을 통해 통계적 유의성을 검정하였다. 모형개발을 위해 통계적 유의성이 검증된 구간 및 아스팔트 포장구간의 속도자료를 활용하여 표 1과 같이 모형을 개발하였다. 연구결과, 승용차를 대상으로 제한속도가 60km/h, 80km/h인 경우의 평지를 대상으로 한 모형구축 과정을 통해 세 가지 도로 상태(균열, 소성변형, IRI)별 속도는 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 개발된 속도모형을 통해 도로 이용자비용의 산출이 가능하며 향후 일반국도유지보수 의사결정지원시스템의 경제성 분석 및 유지보수 대상구간의 우선순위 결정 등 다양하게 활용가능하리라 기대된다.

Landfill and incineration tax was introduced in 2018 to reduce waste and promote recycling. However, there is a debate about tax rate. An analysis of the external effects of waste-treatment facilities is necessary, but first, an analysis of direct costs (construction, operation) is compulsory and must be conducted precisely. This study analyzed factors that affect operating cost. Ultimately, an estimation of annual operating cost was achieved by applying a multiple regression analysis to the previously-recorded data from 33 incineration facilities and 199 reclamation facilities. The results showed that incineration operating cost is affected by capacity, capacity utilization rate, and use of electricity. Annual landfill amount, area, and leachate treatment affect landfill operating cost, as well. The coefficient of determination is 0.6 or higher. Significance and collinearity between independent variables is at an acceptable level.

해양환경 하에서 염화물의 침투를 억제하여 부식 위험을 최소화함으로써 콘크리트 구조물의 공용기간을 연장할 수 있다. 효과적으로 구조물을 관리하기 위해 적절하게 유지관리하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 효과적인 유지관리 전략을 세우기 위한 보수된 구조물의 유지관리비용 평가와 연계하여 구조물의 사용수명을 정량적으로 평가하는 방법을 제안하였다. Fick의 제2법칙으로부터Crank-Nicolson법에 기초한 유한 차분법을 제안하여 보수되지 않은 콘크리트 구조물과 보수된 콘크리트 구조물의 염화물 이온 분포를 예측하였다. 이를 이용하여 보수에 의해 연장 가능한 사용수명과 목표한 공용기간 동안에 필요한 보수 횟수를 평가하였다. 게다가보수 횟수와 콘크리트 교체 비용을 고려하여 총 유지관리 비용을 산출하였다. 마지막으로 제안된 방법의 적용성 검토를 위해 수치해석예제를 제시하였다.

연구는 교량의 경제성 평가를 통해 교량 가설시 유용한 정보를 제공하기 위해, RC Slab교를 대상으로 유지관리수준에 따른 교량의 LCC를 예측하여 절감비용을 예측하고자 하였다. 본 연구의 수행 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 사례교량 LCC 분석 모델을 제안하였다. (2) 교량의 유지관리수준을 현행과 필요로 구분하고, 분석기간은 80년, 실질할인율은 4.5%로 가정하여 사례대상 교량에 대한 유지관리수준별 LCC를 예측하였다. (3) 사례교량의 LCC 예측결과를 통하여 절감비용을 예측하고 경제적인 절감효과를 파악하였다.