본 연구에서는 반도체 FAB의 자동화 물류 시스템에 대한 다중해상도 모델링 방법을 제안한다. 이산사건 시뮬레이션은 반도체 산업 분야에서 중요한 도구로 활용되고 있지만, 반도체 생산 시스템과 물류 시스템을 함께 모델링하면 시뮬레이션 속도가 느려지는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해, 고해상도 모델과 저해상도 모델을 동시에 사용하여 FAB의 자동화 물류 시스템에 대한 모델을 생성하는 방법을 제안한다. 고해상도 모델에서 추출된 FAB의 물류 시스템 특성을 저해상도 모델에 상속함으로써, 높은 시뮬레이션 속도와 높은 정합성을 갖는 FAB의 자동화 물류 시스템 모델을 획득할 수 있다. 본 연구에서는 SMT2020, SMAT2022 테스트배드를 활용한 시뮬레이션 사례 연구를 통해 제안된 방법의 효율성을 입증하였다. 이를 통해 제안된 다중해상도 모델링 방법이 반도체 FAB 시뮬레이션의 효율성과 정확성을 향상할 수 있는 중요한 기술적 기여할 것으로 기대된다.

디지털 트윈은 프로세스 최적화, 낭비 감소 및 다양한 산업 전반의 효율성 향상을 위해 국방, 공정 최적화, 제조 등의 분야에서 도입을 시도하고 있다. 이와 같은 디지털 트윈 기반 서비스는 산업의 요구를 반영하기 위하여 빠르게 디지털 트윈을 구축해야 한다는 요구사항과 새로운 기술의 도입이나 새로운 개체에 대한 고려를 비롯하여 개체에 대한 요구사항 변경 시 기존에 구성한 디지털 트윈 기반 서비스를 빠르게 수정 보완해야 하는 요구사항이 존재한다. 이를 위해 본 연구에서는 이산사건시스템 기반의 쾌속 디지털트윈 개발방법론을 제안한다. 제안하는 개발방법론에서 사용하는 시스템은 이산사건시스템으로 디지털트윈 내 현실 개체의 데이터를 디지털 개체로 대응시키는 시스템으로 최소한의 전문지식으로 디지털트윈 시스템을 구축할 수 있도록 이산사선시스템 형식론으로 이산사건시스템을 정의하며 템플릿을 제공하여 모든 코드를 수정할 필요 없이 일부만 변경하여 재사용할 수 있는 시스템으로 제안하였다. 또한, 해당 템플릿을 활용하여 디지털 트윈을 구현하는 경우 사용 가능한 템플릿 기반의 쾌속 디지털 트윈 개발방법론을 제안하고, 현실 세계의 개체를 제어하고 동작시키기 위한 시스템의 설계 방법을 제시한다.

본 논문에서는 함정의 항공작전자원 운용통제 절차를 모델링하고 임무효과로써의 쏘티 생성률을 도출하기 위한 기법을 연구하였다. 함정에서의 함재기 출격은 항공작전 임무를 위해 함내 주요 자원을 실시간으로 감시 및 통제하고 함재기를 운용하는 절차 수행의 과정으로 이루어진다. 이러한 항공작전자원에 대한 운용결과는 함재기 출격 회수인 쏘티 생성률로 나타낼 수 있다. 항공작전 임무 수행과 관련된 함내 자원별 성능 파라미터를 식별하고, 주요 기능을 모델링하여 항공작전자원 운용통제가 가능한 시뮬레이터를 구성하였다. 그리고 항공모함의 쏘티 생성률 도출을 위한 분석기법 및 분석장치를 제시하였다. 시뮬레이터 및 분석장치를 이용한 실험을 통해 쏘티 생성률을 도출함으로써 제안한 방안의 타당성을 검증하였다.

본 논문은 인증기준이 미비한 융·복합 신제품인 스마트 LED 가로등 시스템에 대해 시뮬레이션 방법을 활용하여 인증기준을 제안하고 실제 사례를 통해 인증기준을 검증한다. 스마트 LED 가로등 시스템의 인증기준 제시를 위한 가장 중요한 문제 중 하나는 도로조명등급 범위 내에서 조명의 밝기를 조절하는 디밍(Dimming) 제어이다. 본 논문은 관련한 인증기준으로 디밍 제어 지연시간, 디밍 제어 유지시간 및 디밍 제어 시 동시에 제어되는 가로등 수를 제안한다. 제안한 인증기준의 시뮬레이션 기반 시험 및 검증을 위해 가로등과 차량으로 구분하여 모델링을 수행하고, 이후 도로를 포함한 전체 스마트 LED 가로등 시스템을 모델링한다. 가로등 모델링은 Relux, 차량 모델링은 해석적 수식을 사용했으며 두 모델링 결과를 활용하여 Simio로 전체 스마트 LED 가로등 시스템 모델을 구현한다. 시뮬레이션 실험은 크게 인증기준 제시를 위한 실험과 실제 국내 도로에 적용 및 검증하는 실험으로 진행하였다. 설치 환경, 차량의 속도에 따라 630개의 시나리오를 식별하여 인증기준 제시를 위한 실험을 진행하였다. 이후 해당 실험 결과를 활용하여 대한민국 실 도로에 대한 검증을 수행하였는데 산출한 인증기준을 통해 가로등 시스템을 보다 효율적으로 운영할 수 있는 대안을 제시하였다. 본 연구에서 제안한 시뮬레이션 방법은 스마트 LED 가로등 시스템 뿐만 아니라 인증기준이 미비한 다양한 융·복합 신제품에도 적용 가능할 것으로 기대한다.

남·북한도 마찬가지로 산업화의 발달에 맞추어 급속히 발전하면서 도시화 비율은 점차적으로 증가하고 있다. 앞으로 2050년 후에는 남한이 86%, 북한이 74%로 도시화가 진행됨으로써 미래전의 전쟁 양상 또한 많은 변화를 가져오게 될 것이다. 특히 도시지역에 대한 공격작전 간 도시지역의 특성을 고려하여 대비를 사전에 준비해야 한다. 우리 군이 현재에 보유하고 있는 방공무기체계로 도시지역 작전 간 건물의 고층화 및 밀집현상에 대한 관측이나 시계의 제한과 건물 내부 및 지하 공간에 대한 첩보 수집 제한으로 사각지대에 대한 위험 요인을 사전에 분석하고 자료를 유지함으로써 도시지역 작전 간 발생할 수 있는 다양한 형태의 전장상황에 즉각적으로 대응하여 피해를 최소화할 수 있다. 다양한 형태의 건물에 대하여 대공탄을 활용한 실사격으로 관통, 관입, 파편효과를 분석하여 효율적인 도시지역 작전에 대비하고자 한다.

본 연구의 목적은 지로터 펌프의 정적인 설계 데이터를 동적 해석모델에 반영하여 다양한 상황에서 성능을 예측할 수 있는 가상 설계 환경을 구축하는데 있다. 가상 설계 환경은 도면 사양을 도출할 수 있는 치형 프로파일 생성 프로그램과 동역학적인 성능을 검토할 수 있는 해석모델의 유기적인 연결을 통해 구축된다. 이를 위한 연구 방법은 다음과 같다. 우선 선행연구를 통해 개발된 치형 프로파일 생성 프로그램을 이용하여 치형을 설계하고 로터 회전 각도에 따른 용적변화를 도출한다. 그리고 멀티도메인 해석소프트웨어인 SimulationX를 통해 지로터 펌프의 챔버별 거동을 분석할 수 있는 해석모델을 개발한다. 이후 해석모델에 치형 설계 프로그램에서 도출된 설계 데이터를 매핑하여 두 프로그램을 연계한다. 마지막으로 연계된 가상 설계 환경의 타당성을 검토하기 위하여 지로터 펌프의 압력과 유량맥동 등의 거동을 구현한다. 결론적으로 지로터 펌프의 가상 설계 환경을 구축하였으며, 이를 통해 설계와 검증에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.

본 논문은 확률에 기반한 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 대포병 사격의 전투효과를 분석하였다. 대포병 사격은 전쟁 초기 대화력전에서 우세를 달성하기 위해 반드시 성공해야 하는 중요한 전투이다. 대포병 사격을 효과적으로 수행하기 위해서는 적 포병부대가 위치한 지형조건 및 사격진지의 방호력, 사거리 등에 대한 고려가 필요하다. 이러한 요인들이 포병사격에 의한 피해확률에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 지형 및 사격진지의 방호력 등에 의해 영향을 받는 피해 확률, 기대사격발수 결과를 산출함으로써 대포병 사격의 효과를 분석하였다. 이를 위해, 700m×700m 크기의 야지 전장환경에서 포대급(화포 6문) 규모의 적 포병부대를 전개 및 모의하고, 약 50m의 살상범위를 갖도록 화력체계에 대한 모델링을 수행하였다. 피해 묘사를 위해 칼튼피해함수와 쿠키커터피해함수를 적용하였고, 전장의 불확실성을 모의하기 위하여 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하였다. 본 연구가 대포병 사격을 수행하는 포대급 전투부대부터 대화력전을 계획하고 수행하는 군단급 부대까지 효과적인 화력운용 및 계획수립에 도움이 되기를 기대한다.

대포병탐지레이더는 일반적인 레이더와 달리 표적의 위치를 추정하는 데 관측오차가 발생한다. 관측오차는 화포로 적을 타격 시 효과도를 감소하는 주요 원인 중 하나이다. 본 연구의 목적은 대포병탐지레이더의 관측오차가 사격효과도에 미치는 영향을 분석하는 데 있다. 적군과 아군의 포병 비율을 1:1, 1:6, 6:6인 시나리오를 가정하였으며, 대포병탐지레이더의 관측오차와 화포의 오차를 각각 0~300m 범위에서 1m씩 조정하며 몬테카를로 방법을 활용하여 사격효과도 모의 분석을 수행하였다. 모의 분석 결과 대포병탐지레이더의 관측오차가 화포의 오차만큼 사격효과도에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 그리고 화포를 운영하는 방법에 따라 사격효과도 또한 개선될 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 연구의 결과는 대포병탐지레이더 관측오차에 대한 군의 요구성능 결정 시 정량적인 분석 방법을 제공하며, 현재 보유하고 있는 체계 운용 효과도 제고, 전장 모의 분석 수행 시 좀 더 실제와 가까운 분석 결과 도출 등에 기여할 것으로 기대한다.

본 논문은 원통형 해저 기뢰를 탐지를 위한 최적의 측면주사소나의 경로 계획 도출을 위해 전역 확률적 최적화 알고리즘을 적용하였다. 이를 위하여 측면주사소나의 기뢰탐지 문제를 기뢰부설영역, 원통형 해저기뢰에 대한 측면주사소나의 해저원통형기뢰 탐지모델, 기뢰탐색을 위한 경로계획모델로 정식화하였다. 기뢰부설영역은 실제 상황을 구현하기 위해 이질적인 환경조건을 가진 직사각형 영역으로 모델링하였다. 측면주사소나와 원통형 해저 기뢰간의 거리와 측면각에 따른 측면주사소나 탐지모델을 적용하였다. 기뢰탐색을 위한 경로계획은 수평과 수직방향의 기동들의 집합으로 정의하였다. 연구를 위해 여러 가지 전역 확률적 최적화 알고리즘 중에서 입자군집최적화를 적용하였다. 적용된 최적화 알고리즘에는 최적경로계획 도출을 위한 결정변수로 경로 자체가 아닌 인접 소통 경로 사이의 간격으로 정의하여 탐색공간의 크기를 줄였고, 적합도의 추정치인 평균기뢰탐지확률은 층화추출 몬테칼로 추정치를 이용하여 오차를 최소화하도록 하였다. 기뢰원의 다양한 환경조건과 경로의 횟수의 변화에 따라 최적화 절차를 수행하였다. 결과적으로 원하는 기뢰탐지 확률을 만족하는 적절한 횟수를 도출하고 분석된 패턴은 잘 알려진 기하학적인 패턴과 거의 일치하는 패턴을 도출할 수 있었다.

자율무기체계(AWS)의 막강한 군사적 파급력에도 불구하고 체계의 지능화와 관련된 실증연구는 부족한 것이 현실이다. 본 연구는 공학적인 관점에서 드론의 정찰 임무를 지능화하는데 필요한 개념에 대해 논의하고, 이를 구현하는데 필요한 기술들을 구체적으로 제시하고 실증한다. 이를 위해, 시뮬레이션 기반 학습의 프레임워크, 시뮬레이션 환경에서 지도학습과 강화학습의 연계, 항공 이미지 데이터를 이용한 비전기반 학습 등을 논의한다. 본 연구를 통해 자율무기체계의 지능화를 위한 시뮬레이션 기반 학습의 중요성과 가능성을 확인하였다. 본 연구는 AI 과학기술 강군 건설을 위한 기초연구로서 가치와 기여점이 있다.