본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계(RBDO)에서 성능함수의 비선형성을 고려한 효율적인 차원감소법(DRM)을 제안한다. 차원감 소법은 적분직교점과 가중치를 사용하여 1차 신뢰도법(FORM) 보다 더 정확하게 신뢰도를 평가하는 반면 성능함수를 추가로 해석해 야하기 때문에 적분직교점의 개수가 증가하면 효율성이 저해된다. 본 논문에서는 신뢰성 기반 최적설계에서 성능함수의 비선형도를 평가하고, 비선형도에 따라 적분직교점의 수를 결정하는 기준을 제안한다. 이를 통해 신뢰성 기반 최적설계가 진행될 때 반복마다 적 분직교점의 수를 조절하여 차원감소법의 정확도는 유지하면서 계산의 효율성은 개선하는 방안을 제안한다. 성능함수의 비선형도 평 가는 최대가능목표점(MPTP) 탐색에 사용한 벡터 사이의 각도를 통해 이루어지며, 수치 테스트를 통해 비선형도에 따른 적절한 적분 직교점의 수를 도출하였다. 2차원 수치예제를 통해 개발된 방법이 차원감소법이나 몬테카를로 시뮬레이션(MCS)의 정확도는 유지하 면서 효율성이 향상된다는 것을 확인하였다.

최근 노인 인구가 증가함에 따라, 이들의 삶의 질에 대한 사회적 관심도가 높아지고 있으며, 노인들의 건강하고 활기찬 노후를 고려하는 활동적 노후 및 고령친화도시의 개념이 주목받고 있다. 이러한 상황에서 많은 지자체는 노인들이 지역 사회에서 여생을 의미 있게 보낼 수 있도록 다양한 노인여가복지 서비스를 제공하기 위해 노력하고 있다. 그러나 실질적인 노인 수요에 부합하는 서비스 공급이 이루어지지 못하고 있으며, 지역별로 노인여가복지 서비스의 공간적 격차가 발생하고 있는 실정이다. 이는 노인여가복지 입지와 관련하여 체계적인 법적 기준이 부재하기 때문이다. 이에 본 연구는 서울시의 노인여가복지 시설에 대한 수요와 공급의 공간적 불일치성을 탐색하고, 공간 효율성과 형평성을 고려한 노인복지센터의 최적 입지 대안을 제시하고 있다. 연구 결과, 여러 입지 시나리오에 따라 서울시 노인복지센터의 공간적 접근성을 향상시킬 수 있는 다양한 최적 입지 대안들을 제시할 수 있었으며, 향후 노인복지 서비스 공급과 관련한 계획 및 정책에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다

본 논문에서는 역전파 방법 기반 자동미분법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용 하였다. 응력제한조건이 있는 위상최적화문제는 특이점(singularity)과 응력의 국부성(local nature of stress constraint)문제, 그리고 설 계 변수에 대한 비선형성의 문제를 포함하고 최적해를 얻기가 매우 힘들다. 특이점 문제를 해결하기 위해서 응력 완화(stress relaxation) 기법을 사용하였고, 응력의 국부성을 해결하기 위해 p-norm을 이용한 전역 응력치를 제한조건에 사용하였다. 설계 변수에 대한 비선 형성을 극복하기 위해 해석적인 방법으로 정확한 설계민감도를 구하는 것이 중요하다. 위상최적설계에서 기존에는 보조변수방법 (adjoint variable method)을 사용하여 빠르고 정확한 설계민감도를 구했지만, 설계민감도를 해석적으로 구해야 하고, 보조평형방정식 을 추가로 풀어야 하는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서 인공신경망에서 최적 가중치(weights)와 편차(biases)를 구할 때 쓰이는 역전파 기법을 이용하여 설계민감도를 구하고 이를 응력제한조건을 고려한 위상최적설계에 적용하였다. 역전파 기법은 자동미분에 쓰이는 기법으로 목적함수나 제한조건에 대한 설계민감도를 별도의 수식유도 없이 간단하게 구할 수 있는 장점이 있다. 또한, 미분값 을 구하는 역전파의 과정이 보조평형방정식을 푸는 것보다 계산시간이 빠르고 해석적 방법으로 구한 설계민감도와 같은 정확도를 보 여준다

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.

최근에는 경량화 문제에 대한 합리적인 솔루션을 제공하고 유용한 개념설계를 제공할 수 있는 다중 재료 구조 위상최적화가 더욱 중요해지고 있다. 기존의 MMTO(Multi-Material Topology Optimization)의 경우 후보 물질의 수가 증가할수록 설계변수의 수도 증가 하고, 결과적으로 계산 시간이 크게 증가한다. 따라서 PSM(Phase Section Method)과 같은 단일 설계변수를 갖는 MMTO가 제안되었 다. 본 연구는 조성비가 면적이나 부피비를 나타내지 못하고, 설계변수가 목표치에 충분히 집중되지 않고, 특정 재료가 요구량보다 적 게 생성되는 PSM의 세 가지 주요 제한점을 고려하여 이를 개선하는데 중점을 둔다. 이러한 한계를 극복하기 위해 재정의된 조성비와 더 나은 수렴을 위한 조정된 매개변수를 제안한다. 제안된 수정 사항의 유효성을 2차원 및 3차원 수치 예제를 통해 검증한다.

In this paper, a method of reducing the weight of vehicle wheels through topology optimization by finite element method is proposed. Recently, various environmental pollution caused by the operation of vehicles is gradually increasing, and this has a great correlation with the fuel efficiency of the vehicle. Therefore, it is required to reduce the weight of the vehicle to increase fuel efficiency. Among them, the vehicle's wheels are a key part of vehicle acceleration and braking, and passenger safety. Because the shape of the wheels is different, various effects such as reduced fuel economy and reduced airpower occur as well as aesthetic factors. The stiffness of the wheels plays an important role in transmitting the vehicle's power to the tires and braking. In this study, to reduce weight while satisfying the stiffness value, we propose to use topology optimization to design an arbitrary shape according to the number of spokes on the wheel.

본 연구의 목적은 식품 중 안나토색소를 검출하기 위하여 주성분인 cis-bixin과 cis-norbixin의 동시분석법을 개발 하는 것이다. 최적 시험법 확립을 위해 국내외 기관 중 유럽식품안전청, 일본 후생노동성, 우리나라 식품의약품안전 평가원의 HPLC분석법들을 비교 및 검토하였다. 그리고 직선성, 검출한계, 정량한계 및 분석시간을 고려하여 최적 HPLC 동시분석조건을 선택 후 여러 식품에 적용가능한 최적 전처리법을 개발하였다. 식품의약품안전평가원 HPLC 분석법이 가장 우수한 직선성(R2≥0.999)을 보였으며, cisnorbixin 및 cis-bixin에 대한 검출한계와 정령한계가 각각 0.03과 0.05 μg/mL 그리고 0.097과 0.16 μg/mL로 낮게 나타났다. 모든 보고된 전처리방법은 여러 식품적용에 한계가 있었으며, 어육 및 육가공품, 가공치즈, 음료의 주요 세 식품군 모두에 대해서 높은 회수율을 보이는 최적 전처리법이 새롭게 확립되었다. 이 전처리 방법은 cis-norbixin과 cis-bixin에 대해서 98% 이상의 우수한 동시 회수율을 나 타냈었다. 새로운 전처리방법이 적용된 분석법은 두 성분에 대해 모두 결정계수(R2) 1로서 높은 직선성을 나타냈으며, 정확도(회수율)와 정밀도(%RSD)가 각각 평균 98% 및 0.4-7.9 이었다. 이러한 결과로부터 최적화된 분석시험법은 식품 중 안나토색소의 cis-norbixin과 cis-bixin 두 성분 동시분석에 매우 적합한 것으로 판단되었다.

This study wanted to optimize the radiator tank's deformation assembled on the automotive engine block. Among the experimental planning methods, the Taguchi method was used to find optimal molding conditions to minimize plastic covers' deformation. The four main factors used in the Taguchi method were selected as the main factors: resin temperature, pressure time, coolant temperature, and cooling time. The number of cycles for each factor was divided into five stages, and a total of 25 experiments were conducted. The experiment used the Moldflow program, an injection molding analysis program. The maximum deformation obtained under the existing molding conditions was about 1.318mm. Still, the deformation of the mold applied with the optimal molding conditions obtained using the Taguchi method was approximately 1.273mm, which showed that the maximum deformation was reduced by 3.4% compared to the existing molding conditions.

In this study, a model to optimize residual chlorine concentrations in a water supply system was developed using a multi-objective genetic algorithm. Moreover, to quantify the effects of optimized residual chlorine concentration management and to consider customer service requirements, this study developed indices to quantify the spatial and temporal distributions of residual chlorine concentration. Based on the results, the most economical operational method to manage booster chlorination was derived, which would supply water that satisfies the service level required by consumers, as well as the cost-effectiveness and operation requirements relevant to the service providers. A simulation model was then created based on an actual water supply system (i.e., the Multi-regional Water Supply W in Korea). Simulated optimizations were successful, evidencing that it is possible to meet the residual chlorine concentration demanded by consumers at a low cost.

This study analyzed the appropriate placement method by floor for evacuating all occupants during the nighttime through evacuation simulation. The analysis results are as follows. First, when non-self evacuating patients were placed on the first floor, 266 patients and 6 workers were found to be evacuated after 460 seconds. This result shows that it is meaningful to place non-self evacuating patients on the lower floor with a time that is faster than 540 seconds, which is an evaluation criterion set using life Safety standards for human. This result is a time faster than the evaluation criteria of 540 seconds, which is set using the life safety standards, and it can be confirmed that it is meaningful to place non-self evacuating patients on the lower floor. Next, as a result of placing non-self evacuating patients from the first floor to the fourth floor, it was found that evacuation of all occupants required 460 seconds for the first floor, 834 seconds for the second floor, 1,508 seconds for the third floor, and 1,915 seconds for the fourth floor. These results indicate that the placement of non-self evacuating patients on the rest of the floors, except for the first floor, can lead to dangerous results in excess of 540 seconds, which is a flashover time. As a result, it is necessary to place non-self evacuating patients on a lower floor for safe evacuation. The study has limitations except for comparative analysis of changes in evacuation time due to changes in the number of workers at eldery care hospitals and situations in which fire-fighting facilities such as sprinkler facilities operated. It is necessary to study the evacuation time linked to the operation of the fire-fighting facilities and the evacuation time according to the change in the number of workers in the future.

본 논문에서는 체계적인 설계법을 통해 다중 빔 형성을 위한 빔 분배기의 설계를 소개한다. 본 연구의 목표는 산란하는 마이크로파를 다중 방향으로 진행하는 빔으로 변환시키는 빔 분배기를 설계하는 것이다. 기존의 이론 기반 접근법으로는 불 특정 방향으로의 다중 빔 분배가 어렵다. 그러므로 본 연구에서는 기존의 이론 기반 접근법인 변환광학 이론이 아닌 체계적인 설계 방법인 페이즈 필드 설계법을 통해 최적의 빔 분배기 구조를 설계하였다. 목적함수는 각 방향으로 특정 지점의 전기 장 세기의 표준값을 최대화로 설정하였다. 섬 형상의 구조를 피하고 하나의 연결된 구조를 얻기 위해 증강된 라그랑지안을 사용하여 체적 제약조건을 설정하였다. 목표 주파수는 X-band의 주파수 대역의 10GHz이다. 설계된 최적 형상의 빔 분배기는 다중 빔 형성 성능을 잘 보였고, 목표 영역에 전달되는 전기 에너지는 증가하였다. 또한 설계가 유효한 주파수 대역을 평가하기 위해 X-band 대역에 대해 주파수 대역 성능 평가를 수행하였다.

본 연구는 현재 우리나라에서 착색료로 사용허가 되어 있지만 아직 분석법이 개발되지 않은 철클로로필린나트륨의 최적 분석법을 개발하기 위하여 진행되었다. 철클로로 필린나트륨은 HPLC-PDA (390 nm), Inertsil ODS-2 column, 1% 초산을 함유한 메탄올-물(80:20, v/v)을 이동 상으로 분석할 때 가장 우수한 분리능과 재현성을 나타내었다. UPLC/MS를 통하여 철클로로필린나트륨의 주유 도체를 확인한 결과 철 클로린 e4(Fe-chlorin e4)와 철 이소클로린 e4(Fe-isochlorin e4)가 피크의 주요 구성성분임을 확인하였다. 최적 분석법의 타당성을 확보하기 위해 직선성, 검출한계, 정량한계, 정확도, 정밀도, 회수율 분석을 실시하였다. 검량선의 R2은 0.9999, 검출한계는 0.1 mg/kg, 정량한계는 0.3 mg/kg로 나타나 직선성, 검출 한계, 정량한계가 모두 우수하였다. 정확도는 일내분석 93.9~100.8%, 일간분석 99.3~104.95%로 나타났고, 정밀 도는 일내분석 2.0~5.4%, 일간분석 4.6~7.7%로 나타났 다. 회수율은 수용성 식품(캔디)과 지용성 식품(샐러드드 레싱)에서 각각 93.3~104.4%(RSD 0.3~4.3%)과 82.6 ~114.9%(RSD 1.2~2.0%)로 나타나 국제표준화 기구(ISO) 의 기준에 적합하였다. 본 연구는 식품 중 함유된 철클 로로필린나트륨을 분석하고 그 유도체를 확인한 결과로 향후 공인분석 방법으로 활용 가치가 클 것으로 기대된다.

This study presents a sustainable design method to optimize the embodied energy and CO2 emission complying with the design code for reinforced concrete column. The sustainable design method effectively achieves the minimization of the environmental load and energy consumption whereas the conventional design method has been mostly focused on the cost saving. Failure of reinforced concrete column exhibits compressive or tensile failure mode against an external force such as flexure and compression; thus, optimization analyses are conducted for both failure modes. For the given sections and reinforcement ratios, the optimized sections are determined by optimizing cost, embodied energy, and CO2 emission and various aspects of the sections are thoroughly investigated. The optimization analysis results show that 25% embodied energy and 55% CO2 emission can be approximately reduced by 10% increase in cost. In particular, the embodied energy and CO2 emission were more effectively reduced in the tensile failure mode rather than in the compressive failure mode. Consequently, it was proved that the sustainable design method effectively implements the concept of sustainable development in the design of reinforced concrete structure by optimizing embodied energy consumption and CO2 emission.

The background of this study is to establish a systematic development process for SSD(Solid State Drive) which is being watched as the next generation auxiliary memory device and to make stable production. In order to do so, we select the two products that have been developed and classify and analyze all defects generated in each product by type and process of defects. The root cause of the fault and its background were reflected in the contradiction matrix of TRIZ's technical contradiction, and the improvements suggested in the 40 inventive principles were reflected in the test case design methodology of each process. Finally, this study suggests a process optimization method for systematic development.

본 논문에서는 반응표면법과 다목적최적화 기법을 이용한 유한요소모델개선기법의 절차를 제안하고 이를 저층의 철근콘 크리트건물의 모델개선에 적용하였다. 대상건물은 전단벽 신설 및 댐퍼부착을 위한 부재의 강재보강을 통해 내진보강이 이 루어진 건물로서 보강전후에 소형 가진기를 이용한 진동실험을 실시하여 동특성을 구하였다. 대상건물의 개선에 사용된 변 수는 기존콘크리트, 신규타설된 콘크리트, 조적의 탄성계수, 신축줄눈부의 스프링계수, 강재보강된 부재의 유효강성비이다. 보강전후 건물의 초기모델을 구축한 후 중심합성법에 따라 개선변수의 값을 변화시키면서 얻은 해석결과를 통해 고유진동 수의 오차와 모드형상의 오차를 나타내는 2개의 반응함수를 구하고, 이를 다목적최적화의 목적함수로 사용하였다