• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.249-257
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• 2007

사각파 모형은 회분식 공정-저장조 망구조의 최적설계에 성공적으로 적용되었다. 설계된 망구조는 재순환 흐름을 포함하는 회분식의 모든 생산 재고 및 분배 체계를 내포한다. 본 연구에는 사각파 모형의 적용범위를 연속 또는 회분식 공정 뿐 만 아니라 반연속 공정에 까지 확대하려 한다. 이전의 연구에서는 원료조성이나 제품수율은 알려진 상수로 취급되었다. 본 연구에서는 이러한 제약이 완화되어 원료조성이나 제품 수율이 최적화 되어져야 하는 독립변수로 취급된다. 이러한 수정은 정유공장에서 흔히 접하는 최적제품 배합문제를 취급할 수 있게 한다. 원료조성과 제품수율이 독립변수일 때 발생하는 많은 문제의 복잡성에도 불구하고 사각파 모형은 여전히 해석적인 최적용량 공식을 제공한다. 최적공장설계에 적용되는 본 연구의 유용성은 고밀도 폴리에틸렌 공장설계의 예를 통해 나타내었다. 연구결과를 토대로 모든 공정의 최적성을 비교할 수 있는 척도를 제시하였다. 이 척도는 다수의 공정의 성능을 직접 비교할 수 있게 하므로 공정의 상태를 진단하는 유용한 도구가 될 것이다. 공정의 비용이 유속의 제곱근에 비례한다는 결과는 공장설계에서 늘리 알려진 6/10 경험법칙과 유사하다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.245-256
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• 2010

최근 들어 안전관리의 패러다임은 사후분석에서 사전예방으로 바뀌고 있다. 이러한 추세에 맞추어 본질적인 안전관리에 대한 관심이 늘어나고 있다. 공정에 본질적인 안전을 추구하는 방법은 크게 5가지로 나누어 질 수 있으며, 공정의 배치를 통해서 사고를 영향을 최소화하는 방법은 공정의 설계단계에서 적용할 수 있는 좋은 방법이다. 본 연구에서는 공정의 설비가 가지는 위험성을 기반으로 안전거리에 대한 지침을 제시하고 있다. 사고결과와 사고발생빈도를 기반으로 개인적 위험성(Individual Risk: IR)을 계산하였으며, 계산된 값을 기반으로 최적의 안전거리 계산을 수행할 수 있었다. 계산된 IR과 문헌에서 제시된 안전거리를 바탕으로 작업자가 거주하는 건물과 공정경계 까지의 적절한 거리와 설비간의 최적의 거리를 계산하게 된다. Mixed Integer Linear Programming(MILP)를 이용하여 각각설비의 안전거리가 확보된 시설물 배치와 최소 부지 면적 등을 알 수가 있다. 이 연구를 통해 최적화된 부지면적과 파이프라인의 시설물 배치는 물론 공정건설이나 초기 디자인 단계 및 안전성확보측면에서 본질적인 안전을 구현하는데 유용하게 적용될 수 있다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.209-213
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• 1998

방적공정중에서 섬유속의 선밀도 감소와 평행화도 증가를 위해서 행해지는 드래프트 공정은 섬유속의 선밀도를 감소시킴과 동시에 불균제도를 증가시키게 된다. 실제의 생산설비는 드래프트로 인해 발생되는 불균제를 최소화하기 위해 여러 가지 다양한 기구를 사용한다. 드래프트 공정에서의 불균제도 증가는 드래프트 공정의 조건에 따라 그 정도를 달리하게 되는데, 최적의 공정조건은 공급되는 섬유속의 특성에 따라 변화시켜주어야 한다.(중략)

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.35-41
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• 2017

사물 인터넷 기술의 발전에 따라 모바일 기기와 센서 등에 대한 수요가 급증하고 있으며, 다양한 전자 제품에 대한 개발이 이루어지고 있다. 이러한 신제품들에 사용될 반도체 소자와 재료, 공정 장비들도 다양해지고 있으며, 공정마다 최적의 공정 변수를 찾는 과정들이 수반된다. 효율적인 공정 최적화를 위하여 시뮬레이션을 이용하거나 실시간 공정 제어 시스템을 사용하여 공정 변수를 찾을 수 있겠지만, 공정 데이터의 피드백과 비용, 범용성 등의 한계가 있다. 본 연구에서는 효율적으로 최적의 공정 변수를 찾기 위해 소자의 목표 특성과 제작된 소자의 특성을 비교하여 공정 장비를 자동으로 제어하는 시뮬레이터를 개발하였다. 이 시뮬레이터의 범용성을 극대화하기 위하여 온라인 기능이 구현되어 있지 않은 반도체 공정 장비에 장착할 수 있는 각종 센서 모듈과 조작 모듈들을 제작하였고, 이 모듈들을 원격에서 접근이 가능하도록 사물 인터넷 기술을 접목하였다. 최적의 공정 변수를 찾기 위한 방법은 딥러닝 기반의 인공지능을 사용하였다. 제안하는 시뮬레이터는 기존의 공정 장비들을 온라인으로 제어하고 최적의 공정 변수들을 찾을 수 있기 때문에 신제품 개발에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서는 STS316 스테인리스강에 가스텅스텐아크용접을 수행하였다. 더블토치 장치를 이용하여 스텔라이트계 육성용접을 실시하였고, 다구찌 기법을 적용하여 경도 측정값에 대한 응답변수를 산출하여 공정 최적화를 도출하였다. 또한 이 공정변수가 육성용접의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 다구찌 기법에 의한 육성용접의 공정설계에 있어서 다중응답 변수를 고려한 최적공정설계는 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 응답변수에 대한 공정변수의 기여도 및 기여도에 대한 영향을 손쉽게 분석할 수 있었다. 육성용접에서 중요한 기계적 특성 요소인 경도값을 고려한 최적공정 조건은 전류 105 A, 전압 18V, 예열온도 $200^{\circ}C$, 후열온도 $100^{\circ}C$로 확인 되었다. 더블토치를 이용한 가스텅스텐아크용접의 최적조건에서 제작된 시험편의 경우 단일 토치를 사용 하였을 때 보다 더블토치를 사용하는 조건에 의해 제작된 시험편의 경우 경도는 8.19% 높은 양호한 특성을 나타내었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.77-79
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• 2004

Optical Disc(DVD) 생산 공정에 있어서 생산 효율성을 극대화하는데 많은 어려움이 존재한다. 최적공정 변수를 예측하기가 어렵기 때문에, 사출 성형 공정 시 발생하는 여러 가지 불량에 대한 체계적인 기술이 정립이 되지 않고 있는 실정이다. 본 연구는 Optical Disc 생산 시 요구되는 일반적인 사항들을 고찰하고, 불량품을 최소화하기 위한 여러 가지 사례연구 및 분석을 통하여 얻어진 지식을 바탕으로 문제 해결을 위한 지능형 시스템을 개발하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1002-1007
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• 2012

에너지 수요의 지속적인 증가는 화석 연료의 사용을 통해 상당한 부분이 충족되고 있으며 이로 인한 이산화탄소의 배출은 지구온난화의 주요 원인으로 인식되고 있다. 대규모 발생원으로부터 이산화탄소를 포집하기 위한 방안의 하나로 흡수 공정이 적용되고 있으며, 흡수제의 흡수 및 재생으로 구성된 연속 순환 공정 특성상 흡수제의 특성뿐만 아니라 흡수 재생 운전 조건은 전체 공정 성능에 매우 중요한 부분을 차지한다. 이러한 최적의 운전 조건은 실제로 운전되고 있는 공정에서 찾아내는 것이 최선이라 할 수 있으나, 이를 위해 실제 상용 공정의 운전 변수를 임의로 변경하는 것은 공정 안정성 측면에서 현실적으로 불가능한 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 이러한 현실적인 제약을 극복하고자 흡수제의 기-액 상평형에 대한 이론적인 접근법을 적용하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 $CO_2$ 흡수 공정에서 최적 흡수 재생 조건 파악에 적용된 이론적인 접근법을 20 wt% Monoethanl amine (MEA) 수용액에 적용하여 흡수제의 최적 재생 조건을 예측하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 $CO_2$ 흡수 재생 공정에 사용할 경우, 재생 공정으로 공급하는 흡수액의 $CO_2$ 부하(loading)를 0.4 이하로 유지하는 것이 필요한 반면, 20 wt% MEA 수용액을 사용하는 경우에는 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 대한 제한이 필요 없음을 알 수 있었다. 최적 재생 온도는 이론적 접근법을 이용해서 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 따라 결정할 수 있으며, 재생된 흡수액의 $CO_2$ 부하는 흡수 공정에서 필요한 $CO_2$ 흡수량에 따라 결정되고 이를 기준으로 최적 재생 온도에 해당하는 열원의 공급량을 결정할 수 있게 된다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 실험실 규모의 연속 $CO_2$ 흡수 재생 실험에서 최적 재생 조건을 비교적 정확하게 예측할 수 있었던 이론적 접근법을 20 wt% MEA 수용액에 적용하여 최적 재생 조건 예측에 적용할 수 있음을 확인하였고, 실제 화학흡수제를 이용한 $CO_2$의 흡수 재생 공정의 설계 및 운전에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권2호
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• pp.293-303
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• 2016

식물 및 동물성 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수분해물은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 연산 오계의 날개육 단백질로부터 bromelain 프로티아제를 이용하여 펩타이드 형태의 단백질 가수분해 최적공정을 수행하고 생성물의 특성을 분석하였다. 최적공정은 표면반응 분석법을 이용하여 수행을 하였고 공정의 범위는 반응온도 $40-60^{\circ}C$, 반응 pH 6-8, 효소의 농도 1-3%(w/v)이었다. 오계 날개육의 단백질 최적 효소가수분해 공정조건은 효소 반응온도 $48-50^{\circ}C$, 반응 pH 7.0-7.2, 효소의 양은 3%(w/v)에서 결정 되었다. 이때 단백질 가수분해 수율은 68-69%에 도달하였다. 생산된 대부분 가수분해물의 분자량들은 전형적인 펩타이드인 분자량 500-1,200 Da로 분포되었다. 생산된 펩타이드 중에 항산화 기능을 보여주는 소수성 아미노산들 histidine, proline, methionine, cystein, tyrosine, tryptophan, phenylalanine 들이 43.07%을 차지하였다. 또한 구성아미노산의 함량 glutamic acid가 전체 구성아미노산의 13.6%로 가장 많은 함량을 차지하여 건강 기능 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대를 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 시멘트 심포지엄
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• 29호
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• pp.245-252
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• 2002

소성 영역(Sintering zone)에서 클링커(Clinker)의 형상 형성은 시멘트 생산 공정에서 가장 중요한 생산 공정중의 하나이다. 소성공정의 진단 및 최적 제어의 핵심은 써모그래프(Thermo graph), 즉 적외선 카메라를 이용한 온도 분포의 측정이다. 여기에서 다룰 ''PIT Indicator'' 시스템은 분진이 많은 열악한 산업 현장의 연소 시스템에 적용할 수 있도록 특별히 설계한 공냉식의 2개 채널을 가진 광학 장비에 기초하고 있다. 비디오 영상과 써모그래프 이미지 그리고 다양한 연소 특성이 카메라를 통하여 얻어지고 자기 학습 기능을 가진 소프트웨어에서 기록되고 분석된다. 이때 얻은 데이터는 수학적 모델에서 온라인으로 Free Lime 함유율을 예측하는데 이용된다. 열분포의 써모그래프 표시와 공정상의 다양한 운전 특성을 분석하여 주는 ''PIT Indicator'' 소프트웨어를 통하여 다른 공정 제어 시스템과 연결이 가능하다. 이와 같은 하드웨어와 소프트웨어를 이용하여 최적화가 필요한 여러요소들의 최적화를 동시에 그리고 온라인으로 수행할 수가 있다. Free Lime 함유율의 연속적인 온라인 연산을 통해 생산 설비 및 공정에 맞는 최소한의 에너지를 Kiln 에 공급함으로써 근본적으로 1차 연료의 절감이 가능하고 NOx와 같은 유해 가스의 배출량도 제어할 수 있다. 또한 별도로 NOx에 대한 모델을 개발하여 NOx를 정확하게 예측하는 것도 가능하다.