• 제목/요약/키워드: 제약조건 최적화

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공간연산의 복잡도를 이용한 공간제약조건 최적화 (Optimization of Spatial Constraints Using Complexity of Spatial Operation)

  • 임정옥;조숙경;김경배;이영걸;배해영
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1998년도 가을 학술발표논문집 Vol.25 No.2 (1)
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    • pp.102-104
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    • 1998
  • 공간 질의 제약조건 검증을 위해서는 다양한 공간객체와 이에 대응하는 복잡한 공간 연산자를 고려한 최적화가 필요하다. 그러나 이에 대한 연구가 아직은 미진한 상태이고, 공간 데이터베이스 시스템의 공간 술어는 기존의 단순 비교 술어와 비교할 때 수행시 많은 시간이 소비되기 때문에 기존의 질의 최적화 기법을 공간 최적화 기법에 적용하기에는 부적합하므로 공간 술어가 포함된 제약 조건이나 질의에 대해 효과적인 최적화 기법의 확장이 요구된다. 본 논문에서는 공간 제약조건 검증시 최적의 수행계획을 얻기 위하여 먼저 중복되는 공간 연산을 제거하고 공간 연산을 위한 선택인자와 복잡도를 계산하여 산출된 랭킹을 기반으로 재배치 기법을 사용하는 공간 제약조건 최적화 기법을 제안한다. 제안된 기법은 선택인자와 데이터베이스 접근시간 뿐만 아니라 공간 연산의 복잡도까지 반영하므로 최적화된 수행계획을 얻을 수 있는 장점을 지니고 있으며, 향후 공간 질의의 최적화 기법에도 적용이 가능하다.

제약조건 처리기법에 따른 하모니써치 알고리즘의 효율성 평가 : 관로 최소비용설계 문제의 적용 (Efficiency Evaluation of Harmony Search Algorithm according to Constraint Handling Techniques : Application to Optimal Pipe Size Design Problem)

  • 유도근;이호민;이의훈;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권7호
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    • pp.4999-5008
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    • 2015
  • 제약조건이 있는 공학 최적화 문제에서 보다 좋은 결과를 얻기 위해서는 효율적인 제약조건 처리기법의 적용은 필수적이다. 본 연구에서는 네 가지의 제약조건 처리기법을 적용하여 메타휴리스틱 최적화 기법으로 널리 사용되고 있는 Harmony Search 알고리즘의 최적화 효율성을 평가하였다. 평가를 위해 대표적인 이산형 최적화 문제 중 하나인 상수관로 최소비용설계 문제를 적용하였다. 적용결과 전통적인 제약조건 처리방법으로 사용되던 벌칙함수에 비해 제안된 제약조건 처리기법의 결과가 효율적임을 확인하였다. 특히, ${\varepsilon}$-Constrained Method의 경우 기존방법에 비하여 효율적이고 안정적인 결과를 도출하였다. 제안된 방법은 새로운 최적화 알고리즘의 개발 필요 없이 HS의 성능을 증가시킬 수 있다는 점에서 의의가 있다고 판단된다. 또한 400개 이상의 결정변수를 가지는 대규모 문제의 적용을 통하여, 제안된 방법이 대규모 공학 최적화 문제에서도 활용이 가능함을 확인하였다.

다단계분할법에 의한 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화에 관한 연구 (Optimum of Reinforced Concrete Framed Structures by Multilevel Decomposition)

  • 변근주;최홍식
    • 콘크리트학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.87-94
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    • 1989
  • 철근콘크리트 뼈대구조와 같이 설계변수가 과다하고, 제약조건식이 복잡한 구조물의 최적화를 위하여는 구조물을 여러개의 부분구조물로 분할하여 최적해를 구하는 분할법이 많이 사용되고 있다. 그러나 기존의 분할법에 의한 최적화는 구조해석과정과 고정된 부재력에대한 단면설계변수의 부분최적화 과정만으로 이루어지기 때문에, 최적해를 구하려면 반복적인 재해석과정만을 수행하지 않으면 안된다. 따라서 본 연구에서는 다단계분할법에 의하여 철근콘크리트 뼈대구조의 최적화 문제를 3단계로 형성하고, 분할된 부분최적화문제의 최적화시 전체구조의 강성 및 부재력 변화가 반영되어 부분 구조물의 결합을 유지시킬 수 있는 최적화 알고리즘을 제안하였다. 최적화 문제에서 설계변수로는 단면의 크기, 철근량, 모멘트 재분배율등을 취하고,목적함수는 경비함수, 제약조건으로는 강도설계법에 의한 부재강도, 시방서의 요구사항등을 고려하여 문제를 형성하였다. 본 연구에서 개발한 다단계 최적화과정의 첫째 단계에서는 탄성해석에 의하여 재분배모멘트의 설계공간을 형성한다. 이 때 부재력변화량추정(forece approximation technique)에 의하여 단면치수의 변화에 따른 부재력의 변화를 제약조건식 내에 포함시킬 수 있도록 하였다. 둘째 단면에서는 첫째 단계에서 구한 부재력변화량추정이 포함된 제약조건식 내에서 무제약최소화기법에 의하여 단면치수를 최적화하도록 하였다. 셋째 단계에서는 재분배 모멘트를 최적화하였으며, 이 때 재분배모멘트의 변화에 따른 단면설계 변수의 변화는 둘째 단계에서 구한 설계민감도(design sensitivity)를 이용하여 반영시키도록 하였다. 제안된 알고리즘을 1층 2경간 및 2층 1경간 뼈대구조에 적용하여 알고리즘의 타당성과 효율성을 입증하였다. 따라서 본 연구의 알고리즘은 철근 콘크리트 뼈대구조의 최적설계에 안정성있게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

장애 함수를 이용한 신뢰성 기반 최적 설계 (Reliability Based Design Optimization Using Barrier Function)

  • 이태희;최운용;이광기
    • 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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    • 한국신뢰성학회 2002년도 정기학술대회
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    • pp.211-216
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    • 2002
  • 실제적인 문제에서 신뢰성 기반 최적 설계(RBDO)를 구현하기 위해서는 유한요소 모델을 해석하기 위한 상용 프로그램과 설계한 것에 대한 신뢰성을 산정할 수 있는 프로그램을 통합하고 최적화 알고리듬을 적용하여야 최적화를 수행하여야만 한다. 또한 최적화 과정에서 최적상태에서 제약조건이 비활성 영역에서 놓이게 되는 것을 방지하기 위해서 제약조건 최적화 문제를 비제약 조건 최적화 문제로 바꾸어 주는 장애 함수를 사용하여 최적화를 수행하였다. 그리고 이 방법론을 기존의 신뢰성기반 최적화 방법론, 즉 신뢰도지수 접근방법과 목표성능치 접근방법과의 비교를 하였다.

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제약 조건을 적용한 셀프 캘리브레이션 방법 (A Constrained Self-Calibration Technique)

  • 김성용;한준희
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제28권4호
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    • pp.358-368
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    • 2001
  • 셀프 캘리브레이션은 영상 시퀀스에 대한 특징점 정합 결과를 이용하여 카메라 내부 파라미터를 계산하는 기법이다. 이는 임의로 움직이는 카메라를 이용하여 얻은 영상 시퀀스를 이용하여 유클리디안 복원을 수행하는데 응용될 수 있다. 안정적인 3차원 복원결과를 얻기 위하여 본 논문에서는 두 가지 제약 조건을 사용한다(카메라 내부 파라미터의 개수에 대한 제약 조건과 복원할 장면의 기하학적 구조를 이용한 제약 조건). 카메라 내부 파라미터에 대한 제약 조건은 카메라의 하드웨어적인 특성을 반영하며 이러한 제약 조건을 적용함으로써 셀프 캘리브레이션 중 비선형 최적화 과정의 수렴도를 높일 수 있다. 또, 기하학적 제약 조건은 대상 장면의 직각 구조를 이용하여 이에 대한 조건을 분석하여 제약 조건에 대한 수식을 유도한 다음 이를 최적화 과정에 포함시킨다. 합성 영상과 다양한 종류의 실제 영상에 대한 실험을 통하여 본 논문에서 제안된 방법을 이용하면 개선된 유클리디안 복원 결과를 얻을 수 있음을 보인다.

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강의 시간표 최적화를 위한 제약 프로그래밍 모델 (A Constraint Programming Model for Lecture Timetable Optimization)

  • 김춘식;황준하
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2017년도 제55차 동계학술대회논문집 25권1호
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    • pp.13-14
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    • 2017
  • 본 논문에서는 강의 시간표 최적화를 위한 제약 프로그래밍의 적용 방안을 제시한다. 제약 프로그래밍은 제약 만족 문제를 해결하기 위한 기법으로 대상 문제를 결정 변수, 도메인, 제약조건으로 표현한다. 본 논문에서는 시간표 작성 최적화 문제의 결정 변수로 강의실, 요일, 교시를 사용하였으며, 추가로 요일과 교시를 결합한 변수를 사용함으로써 보다 쉽게 제약 조건을 표현할 수 있도록 하였다. 또한 제약 프로그래밍에 의해 도출된 초기해를 또 다시 제약 프로그래밍을 통해 반복적으로 개선함으로써 더 좋은 강의 시간표를 작성할 수 있도록 하였다. 특정 학과의 강의 시간표 문제를 대상으로 한 실험 결과, 본 논문에서 제안한 방법을 통해 보다 빠른 시간 내에 초기해를 도출할 수 있을 뿐 아니라 최종적으로 더 좋은 해의 도출이 가능함을 확인하였다.

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병렬화를 위한 자료 종속성 분석 기법 (Data Dependence Analysis for Parallelization)

  • 김진미;민옥기;우영춘;변석우
    • 전자통신동향분석
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    • 제12권5호통권47호
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    • pp.73-83
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    • 1997
  • 최적화 컴파일러 및 병렬 컴파일러는 종속성 분석을 통하여 프로그램의 문장 사이, 동작들 간에 가해지는 실행 순서 상의 제약 조건을 추출한다. 이러한 제약 조건은 계산의 의미를 보존하기 위한 필요 조건들이며, 컴파일러의 성능을 향상시키기 위한 프로그램의 변환은 이 제약 조건을 만족하는 범위에서 수행되어야 한다. 본 고에서는 컴파일러에서 최적화 및 병렬화할 프로그램의 부분과 적용될 변형 기법 등을 결정하기 위해 필요한 종속성 분석에 대한 내용을 다룬다.

다단계 다목적함수 최적화를 이용한 구조물의 최적설계 (Multilevel Multiobjective Optimization for Structures)

  • 한상훈;최홍식
    • 전산구조공학
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    • 제7권1호
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    • pp.117-124
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    • 1994
  • 본 논문에서는 다단계다목적함수 최적화(MLMO)를 통해 철근콘크리트 뼈대구조의 최적해를 일단계단일 목적함수 최적화(SLSO)에 의한 결과와 비교하였다. MLMO방법에 의해서 간단히 가중치(Weighting factor)를 도모함으로써 경비와 처짐의 두가지 목적함수를 만족시키는 것이 가능했으며, 단계별로 제약조건식의 수를 감소시키고, 문제형성의 비선형성을 감소시킴으로써 최적화의 과정을 효율적으로 수행할 수 있었다. 또한 각 부구조물간의 설계변수의 변화에 의한 부재력의 변화를 제약조건에 반영하기 위하여 부재력변화량 추정을 하였고 부구조물의 최적화시 부재감 결합(coupling)이 가능하도록 하였다. 부구조물의 최적화시 선형화된 구조시스템의 선형화된 목적함수와 제약조건식을 사용하여 재해석 과정을 효율적으로 감소시킬 수 있었다. 최적화 과정중 초기에는 설계변수에 대한 비교적 큰 이동한계의 사용이 가능하였으며 반복회수 4호 정도에 최적해로의 효율적인 수렴이 이루어졌다.

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제약 만족 최적화 문제의 해결을 위한 지역 탐색과 제약 프로그래밍의 결합 (An Integration of Local Search and Constraint Programming for Solving Constraint Satisfaction Optimization Problems)

  • 황준하
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.39-47
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    • 2010
  • 제약 만족 최적화 문제는 복잡한 제약 조건을 포함하는 동시에 비용을 최소화하는 최적화 문제로 정의된다. 지역 탐색과 제약 프로그래밍은 각각 이와 같은 문제의 해결을 위한 도구로서 활용되어 왔다. 본 논문에서는 탐색 성능 향상을 위해 지역 탐색과 제약 프로그래밍을 결합하는 방안을 제시하고 있다. 기본적으로 대상 문제의 해결을 위해 지역 탐색을 사용한다. 그러나 지역 탐색만을 사용할 경우 제약 조건을 모두 만족하는 실행 가능한 이웃해를 생성하는 것이 매우 힘들어진다. 따라서 본 논문에서는 이웃해 생성을 위한 도구로 제약 프로그래밍을 도입하였다. 가중치가 부여된 N-Queens 문제를 대상으로 한 실험 결과, 본 논문에서 제시한 방법을 통해 탐색 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

탄성콘크리트 댐의 모양최적설계 (Shape Optimal Design of Elastic Concrete Dam)

  • 유영면
    • 대한토목학회논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.9-14
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    • 1985
  • 본 연구에서는 평면 변형도상태 하에서 정수압을 받는 2차원 탄성 콘크리트 댐의 단면 모양을 최적화함으로써 댐의 질량을 최소화하였다. 최적화 문제의 목적함수로는 댐의 단면적이, 제약조건으로는 주응력 제약조건과 두께 제약조건들이, 설계변수로는 모델 경계의 모양이 채택되었다. 모델 영역의 변화에 따른 설계감도해석을 위해 최적화 문제를 범함수 형태로 변환한 후 연속체 역학의 물질미분 개념과 Adjoint Variable Technique 을 활용하였고, 최적화를 위해서는 Gradient Projection Method 를 사용하였다. 연구 결과 본 연구에 적용된 이론이 효율적이고 실제 탄성구조물 설계에 광범위하게 응용될 수 있음이 밝혀졌다.

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