수자원 부족과 개발비의 앙등은 관리상의 문제를 제가하고 있다. 일반 관리가 그러하듯이 물의 관리도 목적하는 바의 계량화 작업이 따르게 되고 수학적이 모형의 복잡성 때문에 컴퓨터를 사용하게 된다. 그 모형이 비선형 함수관계를 갖고 있으며 복잡한 제약조건이 부가될때 컴퓨터를 사용하기 위해 선행되어야할 작업은 통일된 알고리즘을 정하는 일이다. 위와 같이 문제의 해결에 이용되어온 기존의 동적계획법은 두 가지의 제한점을 가지고 있다. 즉, 변수를 이산화 해야하며 제약조건의 처리가 불가능 하다는 점이다. 현재까지 애용되고 있는 미분동적계획법에 의해 개발된 방법들 조차도 제약조건의 처리가 미흡하다. 본 논문에서는 위와 같은 어려움을 극복하고 저수지군의 다목적 다단계 제어에 응용할 수 있는 새로운 동적최적화 모형을 제안하였으며 본 논문에서 제안한 방법이 다른 대안들에 비해서 우월함을 입증하였다(즉, 기존의 문제를 본 방법에 의해 수치실험한 결과 기존 동적최적화 기법의 제약이 해소되었고 더 좋은 목적함수 값을 얻었다).
상수관망시스템 내 관로가 파손될 경우, 수리를 위해 파손 관로와 인접한 밸브를 차폐하게 된다. 이때, 밸브 차폐로 인해 관망의 일부분이 고립되어 용수공급이 차단되는 단수구역이 발생하게 된다. 단수구역은 파손 관을 포함한 직접고립지역과 직접고립지역으로 인해 의도치 않게 수원으로부터 물 공급이 차단되는 간접고립지역으로 구분된다. 따라서, 관 파손에 의한 단수구역 및 단수용량은 시스템 내 설치된 밸브의 개수와 위치에 크게 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 상수관망시스템 내 최적의 밸브위치를 결정하기 위해 최적화 모형을 개발하고 적용하였다. 예시 관망을 대상으로 단수용량 최소화를 목적함수로 설정한 단목적 최적화와 단수용량과 밸브 설치비용을 동시에 최소화하는 다목적 최적화를 각각 수행하였으며, 두 가지 모형을 통해 도출된 최적 밸브설치 결과를 비교, 분석하였다.
본 연구의 목적은 금강수계의 가장 효율적인 가중치를 찾을 수 있는 절차를 제시하는 것이다. 일반적으로 다목적 최적화 모형의 결과는 목적함수에 부여된 가중치에 크게 좌우되는 경향이 있다. 특히 다목적 저수지 운영 문제의 경우는 어떤 유입량 시나리오가 적용되느냐에 따라 그에 적합한 가중치가 크게 달라질 수 있다. 따라서 유입량의 변동성을 감안해서 저수지 운영자에게 적합한 초기 가중치를 적용하는 것은 매우 큰 의미가 있다. 이에 본 연구는 유입량의 불확실성을 감안하여 적절한 가중치군을 도출할 수 있는 절차를 제안한다. 제안한 절차에서는 다중목적 최적화모형(GA-CoMOM)을 통해 파레토 집합에 대응되는 가중치군을 도출하고, DEA-윈도우분석(DEA-window analysis)과 교차효율성 분석(cross-efficiency analysis)을 사용하여 후보 가중치에 대한 순위를 산정하고, 이 결과를 분석해서 적합한 가중치를 선정한다. 이 절차를 금강 수계 저수지군 연계 운영 문제에 적용한 결과 유입량의 불확실성을 감안해서 가중치를 설정할 수 있었다.
The ultimate goal of structural design is to find the optimal design results which satisfies both safety and economy at the same time. Optimum design has been studied for the last several decades and is being studied. in this study, an optimum algorithm which is based on the genetic algorithm has been applied to the multi-object problem to obtain the optimum solutions which minimizes structural weight and construction cost of panel blocks in ship structures at the same time. Mathematical problems are dealt at first to justify the reliability of the present optimum algorithm. And then the present method has been applied to the panel block model which can be found in ship structures. From the present findings it has been seen that the present optimum algorithm can reasonably give the optimum design results.
The layered composites have a character to change of structure stiffness with respect to the layup angles. The deformations in the fan-blades to be initially designed by considering efficiency and noise, etc., which arise due to the pressure during the fan operation, can make the fan inefficient. Thus, so as to minimize the deformations of the blades, it is needed to increase the stiffness of the blades. An investigation has been performed to develop the three dimensional layered composite shell element with the drilling degree of freedom and the optimization module for finding optimal layup angles with sensitivity analysis. And then they have been verified. In this study, the analysis model is engine cooling fan of automobile. In order to analyzes the stiffness of the composite fan blades, finite element analysis is performed. In addition, it is linked with optimal design process, and then the optimal angles that can maximize the stiffness of the blades are found. In the optimal design process, the deformations of the blades are considered as multiobjective functions, and this results minimum bending and twisting simultaneously.
균일 분포 횡하중이 작용하는 격자형 구조물의 극한 해석법의 개발에 대한 이전의 연구(참고문헌 1과 5)를 검증해 보았고, 붕괴 이론에 있어서 면내력의 영향을 고찰 하였다. 논문의 주된 내용은 최소 중량과 최소 비용을 갖는 격자형 구조물의 최적설계법을 개발하였고, Pareto 해석법을 적용하여 다목적 함수를 갖는 구조물에서 최적 절충해를 구하는 최적화 기법을 소개하였다.
From the engineering point of view, a synthesis as well as an analysis technique is explored to search for the improved design of grillage which is common in ship structure. As an approximate analysis method for the grillage, an interaction reaction method is developed and compared with the finite element method. It is found that the discrepancy between these two methods is so negligible that the percent method could be used effectively for the grillage analysis. As an optimization technique, a feasible direction method could be used is combined with the intersection reaction method in order to design a minimum weight optimal grillage. The feasible direction method shows a good numerical performance although it requires more calculation times compared with the direct search method. Finally, the application of multiple objective optimization method to grillage is investigated in order to resolve conflicts existed between the multiple objectives which is a common characteristic of structure design problem. Goal programming method is extended to handle a nonlinear property of constraints and objective functions. It seems that the nonlinear goal programming could help not only to establish a relative importance of each objective, but also enable the designer to choose the best combination of design variables.
박(朴)(1982, 1983, 1984 및 1985)이 개발(開發)한 배합사료공장(配合飼料工場)의 투자비용(投資費用) 및 운전비용(運轉費用)의 수학적모형(數學的模型)을 이용(利用)하여, 배합사료공장(配合飼料工場)의 적정(適正) 시스템의 설계(設計)를 예(例)를 들어 소개하였다. 적정(適正)시스템의 설계(設計)를 위(爲)하여 비선형(非線型) 프로그램의 "Single Objective Programming Problem(단일목적함수(單一目的函數))"와 "'Multiple Objective Decision Making Method(다목적함수(多目的函數))"의 2가지 방법(方法)을 적용(適用)하였다. Single Objective Programming Problem에서는 "Generalized Reduced Gradient(GRG) Method"를 이용(利用)하였고, Multiple Objective Decision Making Method(MODM)에서는 "Interactive Nonlinear Goal Program(INGP)"를 이용(利用)하였으며 그 결과(結果)는 다음의 몇가지로 요약(要約)할 수 있다. 1. 박(朴)이 개발(閒發)한 수학적(數學的) 모형(模型)들은 2 가지 방법(方法) 모두 사료공장(飼料工場)의 최적화(最適化) 설계(設計)에 효과적으로 이용(利用)할 수가 있었다. 2. MODM방법(方法)에 의(依)하여 얻어진 최적(最適)시스템은 Single Objective Program Problem에서 구(求)한 결과(結果)보다 균형(均衡)이 있는 시스템이었으며 장래(將來)의 사료원료(飼料原料), 사료구매시장(飼料購買市場), 기타 다른 조건(條件)들의 변화)에 대(對)해서 보다 탄력(彈力)이 있는 시스템으로 나타났다. 3. 엄밀한 의미(意味)에서 절대적(絶對的)인 최적사료공장(最適飼料工場)이란 있을 수 없으며, 주위의 조건(條件), 원료가격(原料價格), 사료가격(飼料價格), 공장주(工場主)의 취향 및 설계조건등(設計條件等)에 따라 최적(最適) 시스템은 각각(各各) 다르게 나타난다.
본 연구는 산림자원(山林資源)의 다목적(多目的) 이용(利用) 문제에 합리적으로 접근하기 위하여 퍼지 다목표(多目標) 선형계획법(線型計劃法)을 삼림경영계획에 응용하고자 시도되었다. 산림이 가지고 있는 두 가지 기능 즉, 목재생산기능(木材生産機能)과 공익기능(公益機熊)이 지역별로 적절히 발휘되면서 조화를 이룰때 산림자원의 다목적 이용문제가 해결될 수 있다. 여기에서는 공익기능 중에서 휴양기능(休養機能)이 발휘되고 있는 자연휴양림(自然休養林)을 대상으로 목재생산기능과 휴양기능이 합목적적(合目的的)으로 조합을 이룰 수 있는 모델을 개발하였다. 우리나라에서 최초로 조성된 유명산 자연휴양림 지역을 대상으로 자료를 수집하여 퍼지 다목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델을 구성하였다. 그리고 이 모델의 계산을 통해 얻어진 결과가 기존의 휴양림 경영계획서상의 자료와 비교 검토되었다. 이때 유명산 자연휴양림 면적 829ha를 대상으로 퍼지 다목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델을 적용한 결과 4분기(分期) 동안 수확경신(收穫更新) 가능한 면적이 410.8ha로 나타났고 이 때의 수확재적은 $57,904m^3$ 였으며, 이 휴양림(休養林)을 찾는 방문객수는 약 860만명 정도로 추정되었다. 퍼지 목표(多目標) 선형계획(線型計劃)모델에 의해서 목재생산계획(木材生産計劃)과 휴양계획(休養計劃)이 동시에 최적화(最適化) 될때의 최대구성함수(最大構成函數)값 ${\lambda}$는 0.29로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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