• 제목/요약/키워드: 수학적 최적화

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제품 특성과 수요를 고려한 최적생산에 관한 연구 (A study on optimization production with consideration of a product characteristics and demand)

  • 지요한;정석재;임석진;김경섭
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.139-144
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    • 2002
  • 과거 공급사슬(SCM)에 관한 연구는 재고관리, 생산계획, 물류흐름의 최적화에 대하여 개별적으로 연구가 이루어졌다. 하지만 최근의 연구는 이러한 분야들을 통합하여 관리하는 것이 더 효과적이라는 연구결과가 발표되고 있으며 특히 생산비와 물류비를 동시에 최소화하는 방안의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 수송시간과 재고에 대하여 제약을 가지는 공급망에서 최적의 생산을 결정하는 연구를 수행하며, 개발한 수학적 모형을 이용하여 예제를 통해 모델에 대한 최적값을 제시하였다.

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Hidden Markov Model 과 Genetic Algorithm을 이용한 온라인 문자인식에 관한 연구 (On-Line Character Recognition using Hidden Markov Model and Genetic Algorithm)

  • 홍영표;장춘서
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(3)
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    • pp.29-32
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    • 2000
  • HMM(Hidden Markov Model)은 시간적인 정보를 토대로 하는 수학적인 방법으로서 문자인식에 많이 사용되어지고 있다. 그런데 HMM이 적용되고자 하는 문제에서 사용되어지는 상태 수와 HMM에서 사용되어지는 parameter들은 처음에 결정되는 값들에 의해서 상당히 많은 영향을 받게 된다. 따라서 한글의 특성을 이용한 HMM의 상태 수를 결정한 후 결정되어진 각각의 HMM parameter들을 Genetic Algorithm을 이용하였다. Genetic Algorithm은 매개변수 최적화 문제에 대하여 자연의 진화 원리를 마땅한 알고리즘으로 선택, 교배, 돌연변이 연산을 이용하여 최적의 개체를 구하게 된다. 여기서는 HMM에서의 Viterbi Algorithm을 적합도 검사에 사용하였다.

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해시태그를 이용한 게시물 탐색 최적화 기법 (Post Search Optimization Technique Using Hashtags)

  • 최동하;이예형;김태현;허원재;김영종
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2022년도 춘계학술발표대회
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    • pp.349-350
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    • 2022
  • 기존에 제안된 웹 검색 전략에서 벗어나, 해시태그로 카테고리를 반영하여 더 빠르고 효율적인 게시물 검색 전략을 제안하고, 수학적으로 접근하여 비교한다.

한국 금융시장 특성에 최적화된 기술 분석 지표와 유전 알고리즘을 활용한 주식 거래 전략 개발 (Optimized Technical Analysis Indicators and Genetic Algorithm-based Trading Strategies for the Korean Financial Market)

  • 이태훈;박한벗;김훈희
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 추계학술발표대회
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    • pp.599-600
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    • 2023
  • 본 연구는 한국 주식 시장인 KRX 데이터에 중점을 둔 투자 전략의 최적화를 목표로 하였다. 전통적인 기술 분석 방법은 투자자들의 경험에 의존하여 파라미터를 선택하였다. 하지만 이 연구에서는 기존의 경험에 기반한 파라미터 선택 대신 유전 알고리즘을 사용하여 파라미터를 최적화했다. 결과적으로, 이 전략은 상승장과 하락장 모두에서 buy-and-hold 전략보다 더 나은 성과를 보였다. 이는 기술 분석의 파라미터 최적화의 중요성을 강조하며, 더 효과적인 투자 전략 개발의 가능성을 보여준다.

메틸 아세테이트 생산을 위한 반응증류 공정의 동적 최적화 (Dynamic Optimization of a Reactive Distillation Column Producing Methyl Acetate)

  • 김지용;김정환;문일
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권4호
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    • pp.739-746
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    • 2008
  • 반응증류 공정은 전형적인 반응공정과 증류공정을 통합하여 증류탑에서 반응과 동시에 분리를 수행하는 공정이다. 반응증류 공정의 가장 큰 장점은 반응 전환율의 제약과 공비점으로 인한 제약을 효율적으로 극복할 수 있다는 데 있다. 본 연구에서는 에스테르화반응으로 얻어지는 대표적인 물질인 메틸 아세테이트를 합성, 생산하는 연속 반응증류 공정의 상세한 수학적 모델을 구성하여 동적 모사 및 동적 최적화를 수행하였다. 상평형을 가정한 평형단 모델에 반응속도 식을 적용하여 분리와 반응이 함께 일어나는 증류탑과 재비기 및 응축기를 수학적 모델로 구성하여 동적모사를 수행하여 실제 공정이 운전되는 시나리오대로 공정전체를 모사함으로써 공정 개시부터의 공정의 동적 특성을 살펴보았다. 이 동적 모델과 연계되어, 반응증류 공정으로 얻어지는 메틸 아세테이트의 순도를 목적함수로 하는 최적화 문제를 구성하여 그 결과로 최적의 원료주입 분율 및 재비기의 열량 및 환류비 등을 구할 수 있었다. 또한 여기서 얻어진 운전 변수의 값을 변화시킬 때 반응 전환율의 변화를 살펴봄으로써, 최적화 문제의 해로 구해진 운전 변수의 값의 타당성을 증명하였다.

최적화 기법 효율성 개선을 위한 Multi-layered Harmony Search Algorithm의 개발 및 적용 (Development and Applications of Multi-layered Harmony Search Algorithm for Improving Optimization Efficiency)

  • 이호민;유도근;이의훈;최영환;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.1-12
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    • 2016
  • 최적화 분야에서 Harmony Search Algorithm (HSA)은 근래에 개발된 메타휴리스틱 최적화 알고리즘의 하나로, HSA가 개발된 이래 공학, 자연과학, 의약학 등 다양한 분야에서 많은 연구자들에 의해 활용되어왔다. 현재 최적화 대상 문제들의 복잡성이 날로 증가하고 있으며 이에 따라 기존 최적화 기법에 대한 효율을 개선하는 방법론 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 HSA의 구조적 특성에 초점을 맞추어 해탐색 능력을 향상시키는 것을 목표로 하여 새로운 메타휴리스틱 최적화 알고리즘인 Multi-layered Harmony Search Algorithm (MLHSA)을 제안하였다. 개발된 MLHSA는 기존 HSA에 추가적으로 구조적인 특성을 부여하여 전역 탐색 및 지역 탐색 성능을 개선하였다. 또한, 제안된 기법의 효율성과 적용성을 검증하기 위해 이전 최적화 알고리즘 관련 문헌에서 다양한 알고리즘이 적용된 바 있는 수학적 최적해 탐색 문제와 상수도 관망의 최적 관경 설계에 MLHSA를 통한 최적화를 수행하였다. 적용 결과 본 연구에서 개발된 MLHSA는 기존 알고리즘을 효과적으로 대체할 수 있는 최적화 기법임을 확인할 수 있었다.

자심코일의 Q의 주파수특성을 고려한 회로의 최적화설계 (Optimal circuit desgn Taking into Account The frquency dependence of coil's Q)

  • 박송배
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.23-28
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    • 1974
  • 이심코일을 포함한 회로를 정밀하게 설계하는데 있어서 늘 골치거리가 되는 것은 실제의 코일의 Q가 주파수에 따라 변하는 사실을 어떻게 처리할 것인가 하는 것이다. 자심손실 자체가 주파수에 따라 복잡하게 변하기 때문에 일정한 직렬저항, 병렬커패시턴스를 부가한 종래의 등가회로는 이 경우 거의 유용성을 상실한다. 본논문에서는 우선 주어진 자심의 Q를 인덕턴스와 주파수의 함수로 표시하는 수학적 표시식을 가정하고 그것이 자심제조업자가 제공하는 또는 실험적으로 얻어지는 data에 가장 잘 들어맞도록 표시식의 퍼래미터들을 결정한다. 다음에 회로설계는 최적화방법을 쓰되 그 각 반복단계에서 요구되는 회로의 주파수응답의 정밀한 계산을 위에서 얻은 Q의 표시식을 이용하여 수행한다. 환언하면 본 논문에서 제시된 방법은 코일의 Q의 근사적 표시식과 최적화방법을 효과적으로 함께 사용한 것이며 이것으로서 상술한 실제적 코일에 부수된 난문제는 많이 해결되었다고 본다. 최적화방법으로서는 Fletcher-Powell 방법을 이용했으며 한가지 예제를 들어 본 논문에서 제시한 방법을 설명하였다.

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매개변수 자가적응 화음탐색 알고리즘의 성능 비교를 통한 최적해 탐색 효율 향상 (Improvement of Search Efficiency in Optimization Algorithm using Self-adaptive Harmony Search Algorithms)

  • 최영환;이호민;유도근;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-11
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    • 2018
  • 다양한 공학분야의 최적화 문제를 해결하기 위해 적절한 매개변수를 설정하기란 번거로운 작업이며, 매개변수 민감도 분석을 통해 적절한 매개변수를 설정하더라도 설정된 매개변수가 모든 문제에 적절한지 판단하기에는 한계가 있다. 이러한 이유로 매개변수를 문제에 따라 적절하게 설정하는 매개변수 자동검보정 (Self-adaptive) 화음탐색 알고리즘이 개발되고 발전하고 있다. 본 연구에서는 지금까지 개발된 자가적응형 하모니서치를 조사하고 그의 특성을 해탐색, 설정 매개변수, 적용성 등으로 구분하였으며, 이 중 매개변수 설정의 번거로움을 없애고, 적절한 매개변수 설정을 통해 해의 성능 향상을 위해 개발 된 6 가지 자가적응형 화음탐색 알고리즘을 선택하여 비교 분석을 수행하였다. 최적화 결과의 객관적인 비교를 위해 대표적인 수학적, 공학적 최적화 문제를 모두 적용 하였고, 다양한 성능 지수 (Performance index)를 사용하여 각 알고리즘의 성능을 정량적으로 비교하였다. 이것은 향후 신규 최적화 알고리즘을 개발하거나 해 탐색의 성능을 향상시키는 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

위상 최적화 기법을 이용한 충격하중에 대한 차량 탑재형 전력변환장치의 마운트 경량화 설계 (Using Topology Optimization, Light Weight Design of Vehicle Mounted Voltage Converter for Impact Loading)

  • 고동신;이현경;허덕재
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.353-358
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    • 2018
  • 본 연구는 전기자동차 충전시스템에서 전력변환장치의 경량화를 위한 최적화 분석프로세스에 대한 내용을 서술하였다. 최적화 설계는 재료 물성치에 대한 설계민감도와 수학적 최적화를 결합하여 주어진 재료량 제한조건 하에 최적의 재료분포를 찾는 설계기법으로 위상의 고정화, 자유도가 묶이는 문제 등을 해결할 수 있는 위상 최적화방법을 사용하였으며, 위상 최적화 방법 중 비교적 수식화가 간단하고 수렴성이 좋은 SIMP법(solid isotropic material with penalization)에 의해 경량화 설계를 수행하였다. 경량화 설계는 3단계의 절차로 구성하였으며, 첫 번째 단계로 전력변환장치의 기본 설계에 대한 유한요소모델을 구성하고, 하중에 대한 정적해석을 수행하였다. 두 번째 단계로 정적해석 결과에 대해 등방성 재료의 강성계수를 적용한 밀도법을 이용하여 위상 최적화를 수행하여 경량화를 위한 최적 형상을 도출하였다. 세 번째 단계로 최적 형상에 대해 차량 탑재 부품의 충격시험기준에 만족하는 반정현파 펄스형태 충격하중을 인가하여 충격해석을 수행하였다. 위상 최적화단계에서 사용 환경조건으로 설계영역 정의는 마운팅 브래킷 영역으로 제한하였으며, 마운팅 브래킷의 설계 최적화를 통해 최종적으로 기본설계대비 20%이상의 경량화가 가능한 설계기술을 확보하였다.

컨테이너 정기선 선사의 전략적 제휴를 위한 수리적 모형 연구 (Mathematical Model for Liner Shipping Alliance Problem)

  • 정기호
    • 경영과정보연구
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    • 제33권5호
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    • pp.85-95
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    • 2014
  • 동일 항로를 운항하는 해운사들 간의 전략적 제휴는 과당 경쟁을 피하고 운송합리화를 통한 비용 절감 목적으로 다양한 형태와 방식으로 진행되어 왔다. 특히 컨테이너 정기선 선사들 간의 전략적 제휴 형태로 가장 활발하게 시도되고 있는 것이 공동배선을 통한 컨테이너 수송이다. 동일 항로를 운항하는 제휴사들 간에 이와 같이 공동배선을 통해 수송하게 되면 제휴를 맺은 선사들 공히 비용을 줄이고 수익을 높일 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전략적 제휴를 맺고 공동배선을 하는 경우 총 비용을 최소화하는 수학적 모형을 제시하였고, 이를 풀기 위한 해법으로서 엑셀의 최적화 도구를 사용하는 방법을 제시하였다. 기존 논문들에서도 동일한 문제를 대상으로 수학적 모형을 제시하고 있으나, 이들 모형은 비선형계획법 모형으로서 해법을 적용하여 풀기에 한계가 있다는 단점이 있었다. 본 연구에서 제시하는 모형은 선형계획법 모형으로서, 기존 논문들에서 제시하고 있는 비선형계획법 모형에 비해 개선된 모형이라고 할 수 있다. 기존 비선형계획법 모형을 이용하여 항로별 컨테이너 수송 할당 방법을 찾고자 할 경우 현실적인 문제를 대상으로 풀기가 까다로워 현실 적용가능성 측면에서 상당히 많은 제약이 따르게 되지만, 본 연구에서 제시하는 모형을 적용하면 현실적인 문제에 대해서 쉽게 해결할 수 있는 장점이 있다. 본 모형의 현실 적용가능성을 테스트하기 위해 기존 논문에서 사용한 예제 문제와 동일한 문제를 대상으로 적용해 보았다. 추가기능 프로그램인 Premium Solver Platform을 엑셀 최적화 도구에 연동하여 풀어 본 결과, 자사 선박 및 제휴사 선박에 대한 최적 할당방법을 아주 쉽게 찾을 수 있었다. 그리고 자사 단독으로 컨테이너 수송하는 경우의 모형도 제시하여 동일한 문제를 대상으로 적용해 본 결과, 제휴 선사와 공동배선을 하는 경우가 자사 단독으로 컨테이너 수송하는 경우보다는 총비용 측면에서 많은 절감이 있다는 사실을 알 수 있었다.

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