• 정보과학회 논문지
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• 제42권7호
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• pp.823-833
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• 2015

하이브리드 시스템은 연속 시스템과 이산 시스템으로 구성된 동적 시스템이다. 하이브리드 시스템은 자동차, 항공, 군사 방어 등 시스템을 명세 하는데 사용되고 있으며 이를 위해 다양한 모델링 언어와 지원 도구가 개발되고 사용되어 왔다. 제안되어 사용되고 있는 언어와 도구들은 목적에 따라 특정한 특징들을 갖고 있다. 한국전자 통신연구원에서 제안한 하이브리드 시스템 모델링 언어인 ECML (ETRI CPS Modeling Language)은 DEV&DESS (Differential Event and Differential Equation Specified System) 형식론을 CPS (Cyber-Physical System) 환경에 맞게 확장한 언어이며 모델링 및 시뮬레이션을 지원한다. 논문에서는 ECML을 소개하고 정형 정의를 제안한다. 또한 제안된 정의에 따라 간단한 차량 모델을 명세한 사례연구를 수행한다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제10권8호
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• pp.287-300
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• 2021

협업 사이버-물리 시스템(Collaborative Cyber-Physical Systems, CCPS)은 물리 세계와 사이버 세계가 밀접하게 결합하여 공동의 목표를 달성하기 위하여 협업을 수행하는 시스템이다. 한편, 단일 사이버-물리 시스템(Cyber-Physical System)의 경우에는 ISO 26262 또는 IEC 61508과 같은 표준을 따르거나 다양한 위험 분석 기법을 적용함으로써 그 안전을 확보할 수 있다. 그러나 CCPS에서는 협업을 수행중인 한 CPS의 결함으로 인하여 다른 협업 중인 CPS에게 수많은 결함을 발생시키기 때문에 안전의 확보가 매우 어렵다. 본 논문에서는 이러한 CCPS의 위험을 분석하여 안전을 확보하기 위해 복합적인 위험 분석과 위험 분석 산출물 사이의 관계를 기반으로 하는 위험 치명도 매트릭스(Fault Criticality Matrix, FCM)를 제시한다. FCM에서는 결함, 결함의 치명도, 안전 가드와 안전 가드의 발생 확률, 결함의 영향 및 순위를 나열하여 분석한다. 안전 엔지니어는 이를 통해 시스템의 설계 단계에서 각 결함의 치명도와 영향을 분석하고, 설계된 안전 가드를 통해 식별된 고장을 효과적으로 관리하고 제어함으로써 안전한 CPS를 개발할 수 있다. 제시된 방법의 유용성을 확인하기 위해 CCPS의 대표적 예인 군집주행에 대하여 사례 연구를 수행하였다. 본 연구에서 개발된 도구를 사용하여 군집주행 시스템에 FCM을 적용함으로써 상세한 결함 치명도 분석을 수행하였고, 분석 결과는 적합성과 효과성 관점에서 점검되었다. 또한 군집 주행에 대한 시뮬레이션 수행을 통해 FCM을 사용하여 결함 치명도를 분석한 군집주행 시스템이 발견된 모든 결함을 완화시켜 충돌 가능성을 크게 낮추었음을 보였다.

• 정보과학회지
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• 제33권12호
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• pp.24-31
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• 2015

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.227-237
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• 2019

Ultra-low latency control is one of the characteristics of 5G cellular network services, which means that the control loop is handled in milliseconds. To achieve this, it is necessary to identify time delay factors that occur in all components related to CPS control loop, including new 5G cellular network elements such as MEC, and to optimize CPS control loop in real time. In this paper, a novel CPS architecture for ultra-low latency control of CPS is designed. We first define the ultra-low latency characteristics of CPS and the CPS concept model, and then propose the design of the control loop performance monitor (CLPM) to manage the timing information of CPS control loop. Finally, a case study of MEC-based implementation of ultra-low latency CPS reviews the feasibility of future applications.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제7권5호
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• pp.241-246
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• 2012

As the convergence between the conventional physical systems and IT computing resource is increased, the new paradigm of embedded system called Cyber Physical System (CPS) emerged. CPSs have many sensors, actuators and computing devices to understand and to control the physical system. As these all components are tightly coupled each other, standardized middleware such as Data Distribution Service (DDS) is considered to be deployed. But DDS takes too long time to discover each other in the large-scal CPS environment and has not precise specification of its execution architecture to provide efficient data exchange. In this paper, we design the efficient DDS architecture for development with interoperability to provide the high reliable data distribution. in real-time and propose the communication entity discovery procedure.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.197-205
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• 2022

The Cyber Physical System(CPS) is an important concept in achieving SMSs(Smart Manufacturing Systems). Generally, CPS consists of physical and virtual elements. The former involves manufacturing devices in the field space, whereas the latter includes the technologies such as network, data collection and analysis, security, and monitoring and control technologies in the cyber space. Currently, all these elements are being integrated for achieving SMSs in which we can control and analyze various kinds of producing and diagnostic issues in the cyber space without the need for human intervention. In this study, we focus on implementing a production equipment monitoring system related to building a SMS. First, we describe the development of a fog-based gateway system that links physical manufacturing devices with virtual elements. This system also interacts with the cloud server in a multimedia network environment. Second, we explain the proposed network infrastructure to implement a monitoring system operating on a cloud server. Then, we discuss our monitoring applications, and explain the experience of how to apply the ML(Machine Learning) method for predictive diagnostics.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.185-186
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• 2009

오늘날 분산 컴퓨팅 환경은 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 요구하고 있다. 미국의 경우 최근 몇 년간 CPS에 대한 개념을 도입하여 차세대 임베디드 산업에 대한 새로운 패러다임을 제시하였고, 유비쿼터스 기술은 CPS 기술의 형태로 변화되기 시작하였다. 여기에 더해 실시간의 컴퓨팅 관리와 사용을 위해 자율 컴퓨팅 기술이 필요하며 기존과 달리 CPS 형 자율 컴퓨팅이 요구되고 있다. 본 논문은 기존의 분산 컴퓨팅과 CPS 컴퓨팅에서의 자율 컴퓨팅 요구를 소개하였다. 따라서 CPS 환경을 위해 주목해야 할 요소 기술들을 정리하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.1122-1129
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• 2022

The concept of Digital Twin (DT) has been receiving an increasing amount of attention in the construction management and building engineering research domains. Although the benefits of DT are evident, confusion with regards to the concept of DTs and its relationship with others such as Cyber-Physical Systems (CPS), Building Information Modelling (BIM) and Internet of Things (IoT) remains. This paper aims to help allay this confusion through an in-depth analysis of the definition of DT and its unique characteristics. As such, a review of the past and current definitions of DT and CPS in various domains is performed. An analysis is then conducted to identify the overlaps between the definition of DT with CPS, as well as with BIM and IoT. Finally, given the relatively closer resemblances between DT and CPS, a set of four distinct dimensions enabling their comparative analysis and highlighting their shared and unique characteristics is discussed. This paper contributes to the existing literature by exploring the definition of DT and presenting two original conceptualizations that help further refine the concept of DT in the construction and management and building engineering domain.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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• pp.305-307
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• 2023

현재 제조업에서 설비 라인 증축 및 최적화를 위해서는 공정 분석과 설비 시스템 테스트가 요구되며, 많은 시간과 비용이 소요된다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 가상의 설비모델을 이용해 설비검증과 라인 테스트를 수행할 수 있는 다양한 CPS(Cyber Physical System)가 연구되고 있다. 본 논문에서는 다양한 설비 이해관계자 사이의 상호운용성을 확보하기 위해 독일의 Industry 4.0에서 제안한 표준 설비 명세인 AAS(Asset Administration Shell)를 활용한 CPS 구현을 제안한다. SMT(Surface Mounting Technology) 라인 중 Screen Printer를 대상으로, 총 3개의 서브 모델(Sub model)과 17개의 속성(Property)을 AAS 명세하고 이를 이용한 CPS를 구현하는 사례연구를 수행했다. 제안 방법은 표준명세를 활용한 제조 분야 CPS 구현에 적용될 수 있다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제7권9호
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• pp.227-234
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• 2018

실시간 시스템, 네트워크 제어 시스템, 사이버물리시스템과 같이 지연에 민감한 시스템의 서비스 품질을 위해 종단 간 지연 데드라인을 보장하는 것은 중요하다. 대부분의 라우팅 알고리즘은 일반적으로 종단 간 평균 지연을 성능 메트릭으로 사용하고 평균 성능 향상을 위해 이를 최소화하는 라우팅 경로를 선택한다. 하지만 최소 평균 지연은 평균값만을 나타내기 때문에 예측할 수 없는 무선 채널의 특성을 반영하기에 불충분한 라우팅 메트릭이다. 본 논문에서는 평균 지연보다는 평균 분포를 고려하여 사이버물리시스템의 주어진 데드라인 내에 패킷이 도착할 확률을 최대화하는 데드라인 인지 라우팅 알고리즘을 제안한다. 제안한 라우팅 알고리즘은 단일 홉 지연이 지수 분포를 따른다는 가정 하에 주어진 네트워크 토폴로지에서 종단 간 지연 분포를 구성한다. 시뮬레이션 결과는 제안한 라우팅 알고리즘이 데드라인을 만족할 확률을 최대화 하는 라우팅 경로를 제공하여 사이버물리시스템의 서비스 품질과 네트워크 제어 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.