• Title/Summary/Keyword: 제한조건의 강건성

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Development of an Optimization Technique for Robust Design of Mechanical Structures (기계 구조의 강건 설계를 위한 최적화 기법의 개발)

  • Jeong, Do-Hyeon;Lee, Byeong-Chae
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.24 no.1 s.173
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    • pp.215-224
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    • 2000
  • In order to reduce the variation effects of uncertainties in the engineering environments, new robust optimization method, which considers the uncertainties in design process, is proposed. Both design variables and system parameters are considered as random variables about their nominal values. To ensure the robustness of performance function, a new objective is set to minimize the variance of that function. Constraint variations are handled by introducing probability constraints. Probability constraints are solved by the advanced first order second moment (AFOSM) method based on the reliability theory. The proposed robust optimization method has an advantage that the second derivatives of the constraints are not required. The suggested method is examined by solving three examples and the results are compared with those for deterministic case and those available in literature.

Robust Optimization of Automotive Seat by Using Constraint Response Surface Model (제한조건 반응표면모델에 의한 자동차 시트의 강건최적설계)

  • 이태희;이광기;구자겸;이광순
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2000.04b
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    • pp.168-173
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    • 2000
  • Design of experiments is utilized for exploring the design space and for building response surface models in order to facilitate the effective solution of multi-objective optimization problems. Response surface models provide an efficient means to rapidly model the trade-off among many conflicting goals. In robust design, it is important not only to achieve robust design objectives but also to maintain the robustness of design feasibility under the effects of variations, called uncertainties. However, the evaluation of feasibility robustness often needs a computationally intensive process. To reduce the computational burden associated with the probabilistic feasibility evaluation, the first-order Taylor series expansions are used to derive individual mean and variance of constraints. For robust design applications, these constraint response surface models are used efficiently and effectively to calculate variances of constraints due to uncertainties. Robust optimization of automotive seat is used to illustrate the approach.

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A Study on the Quality Deviation of Passenger Cars using the Robust Design (강건 설계 기법을 이용한 승용차의 품질 산포에 관한 연구)

  • Kim, Ki-Chang;Kim, Chan-Mook
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.110-113
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    • 2006
  • This paper describes the development process of body and full vehicle for reduced idle vibration through the data level of frequency and sensitivity. The vibration mode map is used to separate body structure modes from resonance of engine idle nm and steering system. This paper describes the analysis approach process to reduce the variation of uncertainties for idle vibration performance at initial design stage. The robust design method is performed to increase the stabilization performance under vehicle vibration. It is used to predict the effects of the stiffness deviation according to the spot welding condition of the body structure. The tolerance associated with hood over slam bumper is analyzed for the quality deviation of the moving system in full vehicle. And the glass sealant stiffness and weight difference is considered for the deviation characteristic. The design guideline is suggested considering sensitivity about body and full vehicle by using mother car at initial design stage. It makes possible to design the good NVH performance and save vehicles to be used in tests. These improvements can lead to shortening the time needed to develop better vehicles.

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Robust Optimization of the Solenoid Assembly in Electromagnetic Limited Slip Differential by Considering the Uncertainties in Machining Variables (가공변수의 불확실성을 고려한 전자제어식 차동제한장치 솔레노이드 어셈블리의 강건 최적설계)

  • Oh, Sang-Kyun;Lee, Kwang-Ki;Suh, Chang-Hee;Jung, Yun-Chul;Kim, Young-Suk
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.10
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    • pp.1307-1313
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    • 2011
  • The mechanical limited slip differential (LSD) in vehicles is being replaced by the electromagnetic LSD because of its fast response and better active control characteristics. The coil housing made of STS 304 is one of the most important parts in the solenoid assembly of the electromagnetic LSD. High geometrical accuracy is a prerequisite for the manufacture of such coil housings, but precision machining is difficult because of the use of STS 304 thin plate and the variance in machining variables. The aim of this study is to optimize the mean and variance of the shape accuracy in the coil housing by finding a robust solution for the machining process conditions. The mean and standard deviation of the jaw contact pressure, cutting speed, and feed rate are considered to be the major parameters for minimizing the geometrical mean and variance. The response surface model based on the second-order Taylor series is combined together to minimize the mean and variance of the shape accuracy of the coil housing.

Expansion of Sensitivity Analysis for Statistical Moments and Probability Constraints to Non-Normal Variables (비정규 분포에 대한 통계적 모멘트와 확률 제한조건의 민감도 해석)

  • Huh, Jae-Sung;Kwak, Byung-Man
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.11
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    • pp.1691-1696
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    • 2010
  • The efforts of reflecting the system's uncertainties in design step have been made and robust optimization or reliabilitybased design optimization are examples of the most famous methodologies. The statistical moments of a performance function and the constraints corresponding to probability conditions are involved in the formulation of these methodologies. Therefore, it is essential to effectively and accurately calculate them. The sensitivities of these methodologies have to be determined when nonlinear programming is utilized during the optimization process. The sensitivity of statistical moments and probability constraints is expressed in the integral form and limited to the normal random variable; we aim to expand the sensitivity formulation to nonnormal variables. Additional functional calculation will not be required when statistical moments and failure or satisfaction probabilities are already obtained at a design point. On the other hand, the accuracy of the sensitivity results could be worse than that of the moments because the target function is expressed as a product of the performance function and the explicit functions derived from probability density functions.

A Fuzzy-based License Plate Extraction Method under Real Conditions (퍼지원리에 기반한 차량 번호판 추출 방법)

  • Kwon, Sung-Jin;Kim, Gyeong-Hwan
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.07b
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    • pp.850-852
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    • 2005
  • 차량을 포함하는 임의의 영상에서 번호판 추출은 다양한 조명조건 및 배경, 촬영 각도, 번호판 종류 등의 요인으로 인해 고도의 영상처리 과정을 필요로 한다. 본 논문에서는 실제 환경에서 발생할 수 있는 이러한 요인들에 대해 강건한 번호판 추출 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 입력영상의 RGB 성분들을 색상성분과 영암성분으로 분리할 수 있는 칼라모델 HSI로 변환하고 H(hue)와 S(saturation)성분을 이용하여 번호판의 배경색상을 고려한 칼라 퍼지지도를 구성한다. 또한, I(intensity)성분을 이용하여 에지밀도를 추출하고 에지밀도 지도에 기반한 영역분리 퍼지지도를 생성한다. 마지막으로, 후보영역 탐색을 위해 칼라 퍼지지도와 영역분리 퍼지지도를 결합하고, 연결성분 해석(Connected Component Analysis)을 통해 ROI(Region Of Interest)를 추출한다. 제안하는 방법의 유효성 검증을 위해 조명 및 촬영 각도에 제한을 거의 두지 않고 촬영된 차량 영상 410장을 실험 영상으로 사용하였다. 실험 결과에서는 $97.1\%$의 효과적인 추출 성공률을 볼 수 있었다.

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전기유동유체(ERF)를 이용한 지능구조물 시스템의 구성 및 응용

  • 최승복;박용군
    • Journal of KSNVE
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    • v.5 no.3
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    • pp.275-283
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    • 1995
  • 본 글에서는 지능구조물의 개념설명과 더불어 ERF의 특성, ERF를 함유란 함유 한 지능구조물 시스템의 구성, 동적 모델링과 진동제어 그리고 그 응용성에 관한 연구 현황과 방향에 대해 살펴보았다. 설명한 바와 같이 지능구조물은 새로운 차원의 신생 하는 첨단분야로서, 소음 및 진동에 관련된 무한한 잠재력과 다양한 응용성으로 미루 어 볼때 아주 매력적인 연구 분야이다. 그러나, 여러 응용 시스템의 상품화 단계로의 도약에 있어서 각 시스템 구성 요소 분야별 해결해야할 연구 사항들이 있다. 먼저, 액추에이팅을 수행하는 ERF 자체의 내구성 문제로서 고온에서 ERF의 효과 하락과 장시간 사용시 ERF에 의한 마멸, 고체 입자의 침전에 의한 초기 상태 불안정 등이 있다. 아울러 기존의 장치의 성능을 능가하기 위해 보다 큰 효과를 나타내는 새로운 차원의 ERF개발이 요구된다. 그리고 센서기술 분야에서는 호스트 재료에 보다 쉽게 결합이 되고 여러가지 형태의 요구조건을 만족시킬 수 있으며 외부 환경조건에 강건 하고 다양한 센서 개발이 요구된다. 또한, 보다 일번적인 동적 모델링을 통해 적용 시스템에 적합하고 강건한 제어기에 대한 연구가 진행되어야 한다. 마지막으로 능동 제어기를 실제로 구현하기 위한 호스트 재료 각 요소마다 센서의 설치, 페회로 피드백 시스템 장착, 상호간의 인터페이스 등의 기술 발전이 요구되며, 아울러 보다 효율적 인 시스템의 성능 특성을 실현할 수 있는 호스트 재료와 기계 메카니즘이 필요로 된다. 이상의 설명에서 알 수 있듯이 지능구조물에 대한 연구는 어느 한 분야에서만 아니라 기계, 전기전자, 토목, 물리, 재료과학 등 통합형식에 의한 접근 방향으로 추진되어야 할 것이다.서 세탁기의 진동 소음을 저감시키기 위해 진동 소음원에 대해 논술하고, 진동해석을 위해 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 이용한 저진동 기술 개발에 대하여 기술하고자 한다.rotary piston)식 압축기는 약 20여년 전 부터 냉방용 압축기에서부터 널리 쓰이게 되었다. 약 10여년전부터 상용화 된 스크롤(scroll) 형 압축기도 현재 상대적으로 용량이 큰 가정용 냉방기를 중심으로 많이 쓰이고 있다. 스크류형 압축기는 보통 중대형 상업용에 주로 쓰인다. 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS.

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Study on Feasibility of Applying Function Approximation Moment Method to Achieve Reliability-Based Design Optimization (함수근사모멘트방법의 신뢰도 기반 최적설계에 적용 타당성에 대한 연구)

  • Huh, Jae-Sung;Kwak, Byung-Man
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.2
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    • pp.163-168
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    • 2011
  • Robust optimization or reliability-based design optimization are some of the methodologies that are employed to take into account the uncertainties of a system at the design stage. For applying such methodologies to solve industrial problems, accurate and efficient methods for estimating statistical moments and failure probability are required, and further, the results of sensitivity analysis, which is needed for searching direction during the optimization process, should also be accurate. The aim of this study is to employ the function approximation moment method into the sensitivity analysis formulation, which is expressed as an integral form, to verify the accuracy of the sensitivity results, and to solve a typical problem of reliability-based design optimization. These results are compared with those of other moment methods, and the feasibility of the function approximation moment method is verified. The sensitivity analysis formula with integral form is the efficient formulation for evaluating sensitivity because any additional function calculation is not needed provided the failure probability or statistical moments are calculated.

Sensitivity Analysis of Volcanic Ash Inherent Optical Properties to the Remote Sensed Radiation (화산재입자의 고유 광학특성이 원격탐사 복사량에 미치는 민감도 분석)

  • Lee, Kwon-Ho;Jang, Eun-Suk
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.30 no.1
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    • pp.47-59
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    • 2014
  • Volcanic ash (VA) can be estimated by remote sensing sensors through their spectral signatures determined by the inherent optical property (IOP) including complex refractive index and the scattering properties. Until now, a very limited range of VA refractive indices has been reported and the VA from each volcanic eruption has a different composition. To improve the robustness of VA remote sensing, there is a need to understanding of VA - radiation interactions. In this study, we calculated extinction coefficient, scattering phase function, asymmetry factor, and single scattering albedo which show different values between andesite and pumice. Then, IOPs were used to analyze the relationship between theoretical remote sensed radiation calculated by radiative transfer model under various aerosol optical thickness (${\tau}$) and sun-sensor geometries and characteristics of VA. It was found that the mean rate of change of radiance at top of atmosphere versus ${\tau}$ is six times larger than in radiance values at 0.55 ${\mu}m$. At the surface, positive correlation dominates when ${\tau}$ <1, but negative correlation dominates when ${\tau}$ >1. However, radiance differences between andesite and pumice at 11 ${\mu}m$ are very small. These differences between two VA types are expressed as the polynomial regression functions and that increase as VA optical thickness increases. Finally, these results would allow VA to be better characterized by remote sensing sensors.