• 제목/요약/키워드: 수명기간비용분석

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부식효과를 고려한 선체구조 검사계획안의 최적화 (Optimization for Inspecdtion Planning of Ship Structures Considering Corrosion Effects)

  • 김성찬;윤장호;등본유기부
    • 대한조선학회논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.137-146
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    • 1999
  • 선체구조는 많은 수의 구조부재로 이루어져 있으며, 구조물의 안정성을 확보하기 위해 모든 부위의 검사를 위해서는 경제적, 사회적인 많은 비용이 필요하므로, 검사시기 및 검사방법의 최적화는 선체구조의 안정성확보 및 경제적 관점에서 매우 중요한 부분이 되고 있다. 선체구조 손상중 많은 부분이 균열이며 이러한 미세한 균열이 성장하여 대규모 파괴로 진전되기 전에 검사를 통하여 균열을 검출하고 수리하는 과정을 Markov 연쇄모델에 의해 이상화 시켰으며, 검사 계획안의 최적화는 유전적 알고리즘을 통하여 구현하였다. 특히 선박은 부식환경하에서 운항하므로 부식에 의한 선체구조부재의 치수가 감소하기 때문에 응력이 변하고 균열진전의 확률적인 특성 또한 변한다. 정상 Markov 연쇄모델로서는 이러한 부식에 의한 영향을 고려할수 없기 때문에 비정상 Markov 연쇄모델에 의해 부식의 영향을 고려하였다. 여러개의 부재군에 대한 검사 계획안의 최적화에 대하여 수치계산을 실시하여 그 특성을 비교하였고, 부식영향하의 부재군에 대하여 검사기간중에 발생되는 고정비용의 정도에 따른 경제성 분석 및 목표 파괴확률의 정도에 따른 검사계획의 차이를 살펴보았다. 수치계산 예를 통하여 전체비용을 줄이기 위해서는 피로수명이 짧은 부재군에 대한 피로수명을 향상시키는 방안이 가장 효율적임을 알 수 있다.

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서로 다른 가속기법의 결합을 통한 2차 전지 사이클 시험 시간의 단축 (Cycle-life Test Time Reduction in Secondary Rechargeable Batteries by Combining Different Types of Acceleration)

  • 박종인;박정원;정민호;허양현;배석주
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.153-161
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    • 2008
  • 신뢰성 평가 시험은 종종 성능 평가에 장기간의 시간이 요구되며, 전체 생산비용까지 증가시키는 문제점을 안고 있다 스트레스를 이용한 가속수명시험은 제품의 신뢰성 고장과 밀접한 관련이 있는 고장 메커니즘의 촉진을 통해 고장에 이르는 기간을 단축함으로써 신뢰성 평가의 효율성을 도모할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 스트레스 가속 시험에 빈도가속(Usage-Rate Acceleration) 또는 판정가속(Tightening Critical-Values) 등을 결합하여 한층 높은 가속효과를 도모하는 방법을 제안하고, 국내에서 생산되고 있는 2차 전지 제품에 대한 실제 시험 사례분석을 통해 결합된 가속방법의 효과를 실증적으로 보여주고 있다.

저장신뢰도 기반의 △△ 유도탄 검사주기 분석 (Analysis of △△ Guided Missile Inspection Period Based on Storage Reliability)

  • 정상훈;이상복
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.592-598
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    • 2017
  • 유도무기(정확히 유도탄)는 고가의 장비로서 발당 0억을 호가하며, 납품 후 장기간 저장되는 특성을 반영하여 설계되므로 내부 구성품은 물론 유도탄 자체도 매우 높은 신뢰도를 가지게 된다. 이러한 유도탄의 신뢰도는 샘플링 검사결과를 바탕으로 전체 모집단의 신뢰도를 추정하여야 하나, 개발 간에는 개발기간이나 일정, 비용 등의 현실적인 문제로 실제 검사보다 수학적 분석이나 가속수명시험 등을 이용하여 저장신뢰도를 예측한다. 그러나 개발 시 제시되는 저장신뢰도는 예측값으로 실제 저장신뢰도와는 차이가 있을 것임에도 불구하고, 현재 우리 군(軍)은 유도탄 개발시 예측된 저장신뢰도를 기준으로 저장관리(주기검사)를 실시하고 있다. 이에 본 연구는 우리나라에서 10년 이상 저장되어 데이터가 축척된 ${\triangle}{\triangle}$유도탄의 야전점검 데이터를 수집하여 실제 저장신뢰도를 분석하고 현재 실시되고 있는 검사주기의 타당성 검토와 실질적인 저장신뢰도 확인방법을 제시하고자 작성되었다. 최근 실시된 특별검사결과를 토대로 저장신뢰도를 분석한 바 검사주기는 18년 이상으로 연장 가능함이 확인 되었고, 이에 따라 검사주기의 재 설정 및 실질적인 저장신뢰도 확인 방법을 제안한다.

무기체계 고장사례분석으로 본 무기체계 신뢰성 개선방안 (Reliability improvement method in weapon systems through field failure data analysis)

  • 송일호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.110-117
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    • 2018
  • 최근 무기체계가 복잡화, 다기능화 됨에 따라 최종 사용자인 소요군의 무기체계 운용, 정비 난이도가 점점 높아지고 어려워지고 있다. 그러나 이와 반대로 운용, 정비를 수행하는 운용병, 정비병의 근무(복무)기간이 단축되면서 장비 운용, 정비에 대한 숙련도가 낮아지고 있으며. 이러한 장비의 복잡화, 다기능화는 사용자와 정비자의 오작동, 실수 등을 유발시키게 되고 이로 인한 무기체계의 신뢰성 저하는 가용도, 전투준비태세 및 고장수리에 따른 수명주기비용에 영향을 미치고 있다. 이에 따라 소요군에서 운용간 발생한 고장사례 분석을 통하여 시사점을 살펴보고 이를 개선하기 위한 설계측면, 종합군수지원(ILS) 측면의 개선방안을 제시한다. 분석된 무기체계는 현재 해군에서 운용 중인 무기체계로 야전 운용간 실제 발생한 고장사례 730건에 대하여 수집하여 분석하였으며 1차 적으로 고장원인별 분류된 결과를 2차로 사전예방 가능한 고장과 사전예방 불가능한 고장으로 분류하여 사전예방 가능한 고장이 어느 정도 차지하는지 정도와 이에 대한 시사점, 사전예방 가능한 고장별 고장 최소화를 위한 대책과 제안사항을 제시하였다.

휴먼에러를 고려한 추가 CSP 산정 방안 (Additional CSP calculation method considering Human Error)

  • 백성일;하윤철
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.759-767
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    • 2021
  • 최근 전력화되는 무기체계들은 최신 기술이 반영된 고가의 장비가 대다수이며, 운용유지비도 지속적으로 증대되고 있는 추세이다. 이러한 무기체계들을 효율적으로 운용, 유지하는 요소로서는 정비계획, 경제적 비용 및 수리부속 소요 등이 있으며 그 중 수명주기 동안 수리부속 소요를 사전에 예측하는 것이 운용유지비 효율성 증대와 운용가용도를 높이는 중요한 방식이라 할 수 있다. 수리부속 소요 분석의 시작으로는 무기체계 배치 시 동시에 보급되는 동시조달수리부속(CSP: Concurrent Spare Parts, 이하 CSP) 산정이라 할 수 있을 것이다. CSP는 무기체계가 초기 일정기간 동안 재보급 없이 주어진 운용임무를 성공적으로 수행하고자 하는데 목적이 있으므로 이 기간 동안에 운용가용도를 달성하는 필수요소이다. 현재 CSP 산정 방식은 품목의 고장율과 운용 시간 등의 반영하여 분석하고 있지만, 분석된 CSP는 기술적 고장을 대비하는 목적이며, 초도 운용환경에서 휴먼에러 등으로 인한 예기치 않은 고장 발생에 대처하는 부분에서는 제한적인 것이 현실이다. 해당 고장은 무상정비 범위에도 포함되지 않으며, 초도 운용기간 중 무기체계를 운용 불가 상태로 만드는 심각한 요소에 해당된다. 이러한 무기체계의 운용 불가 상태를 예방하기 위하여 초도 운용환경 중 휴먼에러를 고려한 CSP가 필요하며, 그에 대한 산정 방안과 기준을 제시한다.

펄스레이져 증착법을 이용한 Pb$ZrO_3$/Pb$TiO_3$ 산화물 인공격자의 성장 및 전기적 특성 (Growth of artificial Pb$ZrO_3$/Pb$TiO_3$ superlattices by pulsed laser deposition and their electrical properties)

  • 최택집;이광열;이재찬
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.54-54
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    • 2003
  • 최근 새로운 개념에 물성 구현을 위한 강유전체 산화물 인공격자의 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 펄스레이져 증착법을 이용하여 산소분압 100 mTorr와 증착온도 50$0^{\circ}C$에서 LSCO/MgO 기판 위에 PbTiO$_3$(PTO) 와 PbZrO$_3$(PZO)을 주기적으로 적층하여 강유전체 산화물 인공격자를 형성하였다. 인공격자의 주기는 1~100 unitcell 까지 변화시켰다. 적층주기와 두께 변화에 따른 PZO/PTO 인공격자의 성장과 전기적 특성에 대하여 관찰하였다. X선 회절분석을 통하여 PZO/PTO 인공격자는 주기가 25 unit cell 이하의 적층구조에서 초격자의 형성으로 인한 위성피크가 관찰되었으며, 그 이하의 낮은 주기(1~10 unitcell)에서는 위성피크와 강한 (100)과 (200) 성장거동을 보였다. 높은 주기에서는 c축 성장된 PTO와 a축 성장된 PZO 각각의 성장거동을 보였다. 적층 주기가 감소함에 따라 a축 성장된 PTO와 c축 성장된 PZO가 초격자를 형성하였다. 적층주기가 감소함에 따라 유전상수와 잔류분극값이 향상되었다. 유전상수는 1 unitcell 주기에서 800정도의 값을 보였고, 잔류분극값은 2 unitcell 주기에서 2Pr=38.7 $\mu$C/$\textrm{cm}^2$ 정도의 가장 큰 값을 나타냈다. 적층주기가 2 unitcell에서 두께가 감소함에 따라 유전상수가 감소하였고, 20 nm 까지 분극반전에 의한 capacitance-voltage 특성곡선의 이력 현상(강유전성)을 관찰하였다. 이러한 산화물 인공초격자에서의 유전상수와 잔류분극값의 향상에 대하여 논의 할 것이며, 임계크기효과 관점에서 나노사이즈(50 nm~5 nm)에서 인공초격자의 전기적 분극의 안정성에 대하여 또한 논의 할 것이다.소수성 가스의 경우70% 이상 향상되었음을 알 수 있었으며, 본 연구를 통해 광분해를 이용한 스크러버가 기존설비의 장.단점을 충분히 보완 가능한 환경 설비임을 확인할 수 있었다. duty로 구동하였으며, duty비 증가에 따라 pulse의 on-time을 고정하고 frequency를 변화시켰다. dc까지 duty비가 증가됨에 따라 방출전류의 양이 선형적으로 증가하였다. 전압을 일정하게 고정시키고 각 duty비에서 시간에 따라 방출전류를 측정한 결과 duty비가 높을수록 방출전류가 시간에 따라 급격히 감소하였다. 각 duty비에서 방출전류의 양이 1/2로 감소하는 시점을 에미터의 수명으로 볼 때 duty비 대 에미터 수명관계를 구해 높은 duty비에서 전계방출을 시킴으로써 실제의 구동조건인 낮은 duty비에서의 수명을 단시간에 예측할 수 있었다. 단속적으로 일어난 것으로 생각된다.리 폐 관류는 정맥주입 방법에 비해 고농도의 cisplatin 투여로 인한 다른 장기에서의 농도 증가 없이 폐 조직에 약 50배 정도의 고농도 cisplatin을 투여할 수 있었으며, 또한 분리 폐 관류 시 cisplatin에 의한 직접적 폐 독성은 발견되지 않았다이 낮았으나 통계학적 의의는 없었다[10.0%(4/40) : 8.2%(20/244), p>0.05]. 결론: 비디오흉강경술에서 재발을 낮추기 위해 수술시 폐야 전체를 관찰하여 존재하는 폐기포를 놓치지 않는 것이 중요하며, 폐기포를 확인하지 못한 경우와 이차성 자연기흉에 대해서는 흉막유착술에 더 세심한 주의가 필요하다는 것을 확인하였다. 비디오흉강경수술은 통증이 적고, 입원기간이 짧고, 사회로의 복귀가 빠르며, 고위험군에 적용할 수 있고, 무엇보다도 미용상의 이점이 크다는 면에서 자연기흉에 대해 유용한 치료방법임에는 틀림이 없으나 개흉술에 비해 재발율이 높고 비용이 비싸다는 문제가 제기되고 있는 만큼 더 세심한 주의와 장기 추적관찰이 필요하리라 사료된

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원전 피로 감시 시스템 개발 및 적용 현황 (Current Status on the Development and Application of Fatigue Monitoring System for Nuclear Power Plants)

  • 부명환;이경수;오창균;김현수
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.1-18
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    • 2017
  • 세계적으로 원자력발전소의 안정적 운영 및 안전성 확보를 위해 수명기간 중 주요 기기 및 배관의 실제 운전 과도상태를 체계적으로 관리하고, 피로 손상의 정량적 평가 및 관리를 위한 체계적인 시스템이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 논문에서는 원자력발전소의 안전등급 1 설비에 대한 피로 평가요건을 분석하였고, 피로 감시방법 및 절차와 웹 기반으로 개발된 피로 감시 시스템인 NuFMS 개발 및 검증 내용을 기술하였다. NuFMS는 설계 시 고려한 과도상태 발생 횟수 대 비발전소의 특정 운전 시점에서의 실제 발생 횟수를 비교하여 안전 여유도의 정량적 확인이 가능하며, 누적피로사용계수 도출을 통해 정확한 피로영향 분석뿐만 아니라 손상 관리가 가능하다. 이와 같이 NuFMS의 적용을 통해 원자력발전소 기기 및 배관의 피로 건전성을 확인하고 운영 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 발전소의 안전성 유지 및 운영비용 절감 등의 효과를 기대할 수 있다. 따라서 향후 국내 전 원전에 NuFMS를 확대 적용할 예정이며, 이러한 기술의 해외 수출을 적극 추진 중이다.

PV 시스템이 적용된 농어촌 주택 표준모델의 에너지 경제성 분석 (Energy Economic Analysis of Standard Rural House Model with PV System)

  • 이찬규;김우태
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.1540-1547
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    • 2013
  • 국가 에너지 소비의 25%를 차지하는 건물에너지의 저감과 귀농인구의 증가에 따른 저에너지 친환경 주택모델의 수요 충족을 위해 EnergyPlus를 사용하여 PV 시스템이 적용된 농어촌 주택 표준모델의 건물에너지요구량을 기반으로 경제성 분석을 하였다. 2가지 타입의 PV 시스템이 적용되었고 발전된 전력을 건물의 냉방기기와 전기기기, 그리고 난방기기에 사용하였다. 계산에 사용된 주택의 연간 건물에너지요구량은 난방이 냉방에 비해 7배 크게 나타났다. Case1과 Case2로 나누어 PV 시스템의 경제성분석을 실시한 결과, Case1은 냉난방 및 전기기기에 발전된 전력을 사용하고 판매하는 것이, Case2는 냉방과 전기기기에만 전력을 사용하고 전량 판매하는 것이 경제적으로 유리한 것으로 판단된다. 하지만, 향후 전력 판매가격과 가스가격이 변동되면 결과는 달라질 수 있다. 초기투자비용은 Case1이 약 13년, Case2는 약 11년이 지나면 회수되는 것으로 나타났다. Case2가 초기설치비용이 비싸지만 회수기간이 지나면 Case1보다 약 3배 더 많은 이익을 얻을 수 있어 수명연한인 25년 이상 사용 시 경제성 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

가상현실 기반의 종합군수지원 수행 방안 연구 (A Study on Development of Integrated Logistics Support with Virtual Reality)

  • 허길환;이승용;이학표
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.90-98
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    • 2018
  • 최근 무기 체계에 대한 성능 요구 사양이 강화됨에 따라 연구 개발 초기 단계에서부터 개발 기간 단축 및 비용 최소화와 함께 효율적인 연구 방안 모색이 요구되고 있다. 이의 일환으로 무기 체계 개발 단계에서 가상현실 기술을 활용하여 군수지원 분석과 설계 검증을 수행할 수 있다. 또한 실질적 협업 체계 구축의 일환으로 종합 군수지원(ILS, Integrated Logistics Support) 개발 분야에서는 군수 지원성 향상을 목적으로 한 가상현실 기술의 적용이 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 무기 체계 전 수명주기 동안 가상현실 기술을 적용한 ILS 개발 및 적용 방안을 제안하고자 한다. 또한 현재 개발 중인 무기 체계에서 이를 수행하기 위해 개발한 가상현실 도구인 디지털 정비절차 검증장치(DMS, Digital Maintenance System)의 주요 기능 및 ILS 개발 단계별 적용 방안을 소개하고, DMS의 효율적인 ILS 적용을 위한 향후 발전 과제에 대해서도 제시하고자 한다.

국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 CO2 포집공정 설치 시 성능 및 경제성 평가 (Performance and Economic Analysis of Domestic Supercritical Coal-Fired Power Plant with Post-Combustion CO2 Capture Process)

  • 이지현;곽노상;이인영;장경룡;심재구
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권2호
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    • pp.365-370
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    • 2012
  • 국내 초임계 석탄화력발전소에 연소 후 $CO_2$ 포집공정을 설치하였을 경우에 예상되는 발전단가와 $CO_2$ 저감비용(Cost of $CO_2$ avoided)을 산출하였다. 본 연구에서 고려된 연소 후 $CO_2$ 포집기술은 이미 상업적으로 적용이 가능하고, 기존의 화력발전에 적용이 용이한 아민 화합물을 이용한 화학 흡수법을 기초로 하였으며, 경제성 평가를 위해 연간 발생하는 비용 및 발전량을 연간 균등화(Levelized)하여 발전단가를 산정하는 수명기간 중 발전단가 분석(LCCA: Life Cycle Cost Analysis) 방식을 활용하여 분석하였다. 경제성 평가에서 가장 중요한 항목 중 하나인 설비 투자비(건설비 등) 및 운영비 산출을 위해, 기존의 $CO_2$ 포집 설비가 없는 기준 석탄화력발전소의 건설비는 IEA(국제에너지기구)에서 제시하는 국내 초임계석탄화력 발전소(순출력 767 MW급)의 데이터를 활용하였으며, 석탄화력발전소에 $CO_2$ 포집설비가 추가된 경우에도 IEA에서 제시하는 기준 석탄화력발전소와 $CO_2$ 포집설비 설치 후의 OECD 평균 순공사비(Overnight cost) 증감분을 참조하여 계산하였다. 상기 데이터를 이용하여 기존 석탄화력발전소 및 $CO_2$ 포집 설비 설치 후의 발전단가 및 $CO_2$ 포집비용을 분석한 결과 $CO_2$ 포집설비 설치 후 발전 효율은 기존 초임계 석탄화력발전소의 발전효율 41%에서 31.6%로 약 9.4%가 저하되었으며, 발전단가는 기존의 45.5 USD/MWh에서 73.9 USD/MWh로 약 62%가 증가되었고 $CO_2$ 포집비용은 41.3 USD/$tCO_2$로 산출되었다.