소프트웨어 개발 중 분석과 설계 단계에서 만들어진 산출물을 이용하여 개발될 소프트웨어의 신뢰도를 예측하는 초기 소프트웨어 신뢰도 모델은 소프트웨어의 품질을 보증하는 유용한 도구로써 사용될 수 있다. 기존의 소프트웨어 신뢰도 모델은 개발될 소프트웨어의 품질에 한정하여 신뢰도를 예측함으로써 기존 시스템과 연계된 신뢰도를 예측하는데 한계가 있다는 단점과 개발자의 개발 능력이 개발될 소프트웨어 신뢰도에 미칠 영향을 고려하는데 한계가 있다는 단점이 있었다. 그러므로, 본 논문은 기존 시스템과의 연관성을 고려한 초기 소프트웨어 신뢰도 모델을 기준으로 개발자의 개발 능력을 고려한 종합적인 초기 신뢰도 모델을 제시하였다.
수평위치 결정에서 오차해석은 중요하다. 오차해석의 경우 표준오차타원이 정밀도의 척도로써 사용되나, 오차한계의 설정이나 측정치의 합격기준과 상대오차를 비교하는데 한계가 있어, 캐나다나 미국에서는 작업규정 에 95%신뢰타원을 오차한계로 설정하고 있다. 본 연구에서는 수평위치 결정시 신뢰타원을 오차해석에 적용하여 분석하였다. 최소제곱법과 오차해석이론에 대해 검토하였으며 , 컴퓨터 프로그램으로 E.D.M 삼변망에 대해 오차분석을 하였다. 본 연구결과 오차한계의 설정 , 측정치의 합격기준, 상대오차를 비교할 때 95%신뢰타원이 합리적이므로 작업규정에 95%신뢰타원을 도입하는 것이 필요하다. 또한 경제성있는 최적망 설계를 위해 측량망의 예비분석에도 95%신뢰타원이 효과적으로 적용될 수 있다고 사료된다.
VTR 제품에 대해 소비자가 만족하는 신뢰성을 보증하기 위해, 내구수명시험을 10,000시간 실시하여 제품의 특성치 변화와 고장률이 만족하는지 검토하였다. 아울러 시간의 경과에 따른 제품의 특성치 변화를 관측하여 고장분포를 추정하였고 실험실에서의 고장유형과 시장에서의 불량유형과 일치여부를 분석하였다. 내구수명시험 결과에서 제품의 특성치 변화와 Field의 시장불량 관계등은 제품에 중요한 요인이기 때문에 이를 바탕으로 신뢰성 방향을 재검토하는 계기가 되었다. 제품의 신뢰성을 향상시키기 위해 시험을 많이 실시하지만, 시험으로 모든 것을 검출하기에는 한계가 있으며 또한 많은 시험 시간이 소요되기 때문에 현업에 적용하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 제품의 신뢰성을 향상시키기 위해 내구수명시험과 더불어 제품의 설계 마진 분석, 그리고 고장분석을 같이 추진해야만 단시간 신뢰성을 향상시키는데 좋은 지름길임을 제시하였다.
유공케이슨 방파제의 한계상태설계법 개발을 위해 하중저항계수 보정을 수행하였다. 전국 항만의 12개 유공케이슨식 방파제에 대하여 설계변수의 불확실성을 고려한 신뢰성해석을 수행하였다. 목표신뢰성지수에 따른 부분 안전계수와 하중, 저항계수를 차례로 산정하였다. 최적화기법을 통해 한계상태설계법 개발을 위한 하중계수와 저항계수를 도출하였다. 최종 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계하였으며 목표수준의 신뢰성지수를 상회하는지 검증하였다. 목표신뢰성지수를 변화시켜 해당 수준에 맞는 하중저항계수를 최종 제시하였다.
본 연구에서는 구조물의 사용성 한계상태와 유한요소 해석 결과를 기초한 랜덤 진동 이론에 의한 확률적 신뢰성 해석 방법에 대해 연구하였다. 한계상태 모형은 보다 실제적인 방사능 누출 한계 균열에 대한 사용성 한계상태로 정의하여 연구하였다. 차폐구조물은 SAP V-2를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 하였으며, 본 연구에 적합하게 수정 개발한 HRAS 신뢰성 프로그램으로 신뢰성 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 하중조합 설계규준 보정 기법을 이용하여 국내의 철근콘크리트 차폐 구조물에 적합한 하중계수를 제안하였으며, 현행 ASME 규준과 비교하였다. 제안한 하중계수는 시방서 목적과 잘 일치하며, 한계상태 확률이 일관성 있음을 입증하였다.
프리스트레스하중이 작용되는 강합성교인 PSSC 교량에서 프리스트레스의 효과와 단면의 변형에 따른 텐돈의 변형의 영향을 밝히기 위해 사하중 및 활하중이 작용될 때 합성전 후에 발생하는 부재내의 변형도 및 응력변화와 허용응력 한계상태, 항복응력 한계상태 및 강도한계상태의 단면력과 부재내의 변형도 및 응력변화를 구한다. 또한 거더의 처짐 및 응력과 휨강도를 변수로 하는 한계상태들을 가정하고 이에 대한 신뢰도 분석을 수행한다. 허용응력에 맞추어 설계한 예제 단면의 응력에 대한 신뢰도 지수가 0 부근임에 비하여, 처짐 및 휨강도에 대한 신뢰도 지수는 높은 값을 주고 있어서 도로교설계기준의 허용응력에 대하여 설계한 PSSC 거더는 처짐 및 휨강도에 대하여 높은 신뢰도를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
철도교량의 신뢰도 기반 한계상태설계법 도입 시 목표신뢰도지수 산정을 위하여 기존 철도교량의 신뢰도지수 산정이 선행되어야 한다. 대표적인 복선 철도교량 중 하나인 6주형 PSC-I형 거더교량에 대해 신뢰도지수를 산정하였다. 최외측 거더의 휨모멘트에 대한 신뢰도 해석을 수행하였다. 휨저항강도 및 고정하중효과는 도로교 한계상태설계법 도입 시 적용된 선행연구자들의 평균과 변동계수를 활용하였고, 열차의 활하중 효과는 여객/화물 혼용선 중 중량화차 통행이 빈번한 중앙선에서 현장계측 데이터를 활용하였다. 한계상태방정식에 대하여 개선된 일계이차 모멘트법(AFOSM)으로 신뢰도 분석을 수행하였으며, 하중효과와 저항효과의 각 요소가 신뢰도지수에 미치는 민감도를 분석하여 중요도를 검토하였다.
소파블록 피복제 제체의 한계상태설계법 개발을 위해 하중저항계수 보정을 수행하였다. 실제 시공된 소파블록 피복제 제체의 설계자료를 분석하여 신뢰성해석을 수행하였으며 목표신뢰성지수에 따른 부분안전계수와 하중, 저항계수를 차례로 산정하였다. 최적화기법을 통해 한계상태설계법 개발을 위한 하중계수와 저항계수를 도출하였다. 최종 하중저항계수를 이용하여 방파제를 재설계하였으며 목표수준의 신뢰성지수를 상회하는지 검증하였다. 해외기준의 하중저항계수와 본 연구에서 구한 하중저항계수를 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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