• 제목/요약/키워드: mathematical programming models

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선박 정박과정의 시간변위 자동 시뮬레이션을 통한 일반 및 저속 수학모델의 비교 분석 (Comparative Analysis between Mathematical Models for Normal and Low advance speeds of ships on Automatic Time-Domain Simulation of Berthing Operation)

  • 정광식;정진우;김인규;이승건
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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    • pp.299-300
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    • 2013
  • 본 연구에서는 선박의 정박과정 중 거동을 분석하기 위하여 저속과 고속의 전진속도에 쓰이는 서로 다른 수학 모델을 비교하며 시간변위 시뮬레이션이 수행되었고 그 결과가 제시되었다. 시뮬레이션 프로그램 개발의 첫 번째 단계로 선박의 속도와 타각 제어를 위하여 일반적인 PD (Proportional Derivative) 제어기가 사용되었으며 시뮬레이션 모델로서 탱커가 사용되었다. 본 연구는 선박의 정박과정을 위한 효과적인 시간변위 시뮬레이션 프로그램을 개발하기 위하여 정박 시뮬레이션에서의 비교 분석 결과를 제시한다.

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컨테이너 정기선 선사의 전략적 제휴를 위한 수리적 모형 연구 (Mathematical Model for Liner Shipping Alliance Problem)

  • 정기호
    • 경영과정보연구
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    • 제33권5호
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    • pp.85-95
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    • 2014
  • 동일 항로를 운항하는 해운사들 간의 전략적 제휴는 과당 경쟁을 피하고 운송합리화를 통한 비용 절감 목적으로 다양한 형태와 방식으로 진행되어 왔다. 특히 컨테이너 정기선 선사들 간의 전략적 제휴 형태로 가장 활발하게 시도되고 있는 것이 공동배선을 통한 컨테이너 수송이다. 동일 항로를 운항하는 제휴사들 간에 이와 같이 공동배선을 통해 수송하게 되면 제휴를 맺은 선사들 공히 비용을 줄이고 수익을 높일 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 전략적 제휴를 맺고 공동배선을 하는 경우 총 비용을 최소화하는 수학적 모형을 제시하였고, 이를 풀기 위한 해법으로서 엑셀의 최적화 도구를 사용하는 방법을 제시하였다. 기존 논문들에서도 동일한 문제를 대상으로 수학적 모형을 제시하고 있으나, 이들 모형은 비선형계획법 모형으로서 해법을 적용하여 풀기에 한계가 있다는 단점이 있었다. 본 연구에서 제시하는 모형은 선형계획법 모형으로서, 기존 논문들에서 제시하고 있는 비선형계획법 모형에 비해 개선된 모형이라고 할 수 있다. 기존 비선형계획법 모형을 이용하여 항로별 컨테이너 수송 할당 방법을 찾고자 할 경우 현실적인 문제를 대상으로 풀기가 까다로워 현실 적용가능성 측면에서 상당히 많은 제약이 따르게 되지만, 본 연구에서 제시하는 모형을 적용하면 현실적인 문제에 대해서 쉽게 해결할 수 있는 장점이 있다. 본 모형의 현실 적용가능성을 테스트하기 위해 기존 논문에서 사용한 예제 문제와 동일한 문제를 대상으로 적용해 보았다. 추가기능 프로그램인 Premium Solver Platform을 엑셀 최적화 도구에 연동하여 풀어 본 결과, 자사 선박 및 제휴사 선박에 대한 최적 할당방법을 아주 쉽게 찾을 수 있었다. 그리고 자사 단독으로 컨테이너 수송하는 경우의 모형도 제시하여 동일한 문제를 대상으로 적용해 본 결과, 제휴 선사와 공동배선을 하는 경우가 자사 단독으로 컨테이너 수송하는 경우보다는 총비용 측면에서 많은 절감이 있다는 사실을 알 수 있었다.

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수학적 모델과 폭발사고 모델링을 통한 산화에틸렌 공정의 설비 배치 최적화에 관한 연구 (Study for the Plant Layout Optimization for the Ethylene Oxide Process based on Mathematical and Explosion Modeling)

  • 차상훈;이창준
    • 한국안전학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.25-33
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    • 2020
  • In most plant layout optimization researches, MILP(Mixed Integer Linear Programming) problems, in which the objective function includes the costs of pipelines connecting process equipment and cost associated with safety issues, have been employed. Based on these MILP problems, various optimization solvers have been applied to investigate the optimal solutions. To consider safety issues on the objective function of MILP problems together, the accurate information about the impact and the frequency of potential accidents in a plant should be required to evaluate the safety issues. However, it is really impossible to obtain accurate information about potential accidents and this limitation may reduce the reliability of a plant layout problem. Moreover, in real industries such as plant engineering companies, the plant layout is previously fixed and the considerations of various safety instruments and systems have been performed to guarantee the plant safety. To reflect these situations, the two step optimization problems have been designed in this study. The first MILP model aims to minimize the costs of pipelines and the land size as complying sufficient spaces for the maintenance and safety. After the plant layout is determined by the first MILP model, the optimal locations of blast walls have been investigated to maximize the mitigation impacts of blast walls. The particle swarm optimization technique, which is one of the representative sampling approaches, is employed throughout the consideration of the characteristics of MILP models in this study. The ethylene oxide plant is tested to verify the efficacy of the proposed model.

Prediction of residual compressive strength of fly ash based concrete exposed to high temperature using GEP

  • Tran M. Tung;Duc-Hien Le;Olusola E. Babalola
    • Computers and Concrete
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    • 제31권2호
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    • pp.111-121
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    • 2023
  • The influence of material composition such as aggregate types, addition of supplementary cementitious materials as well as exposed temperature levels have significant impacts on concrete residual mechanical strength properties when exposed to elevated temperature. This study is based on data obtained from literature for fly ash blended concrete produced with natural and recycled concrete aggregates to efficiently develop prediction models for estimating its residual compressive strength after exposure to high temperatures. To achieve this, an extensive database that contains different mix proportions of fly ash blended concrete was gathered from published articles. The specific design variables considered were percentage replacement level of Recycled Concrete Aggregate (RCA) in the mix, fly ash content (FA), Water to Binder Ratio (W/B), and exposed Temperature level. Thereafter, a simplified mathematical equation for the prediction of concrete's residual compressive strength using Gene Expression Programming (GEP) was developed. The relative importance of each variable on the model outputs was also determined through global sensitivity analysis. The GEP model performance was validated using different statistical fitness formulas including R2, MSE, RMSE, RAE, and MAE in which high R2 values above 0.9 are obtained in both the training and validation phase. The low measured errors (e.g., mean square error and mean absolute error are in the range of 0.0160 - 0.0327 and 0.0912 - 0.1281 MPa, respectively) in the developed model also indicate high efficiency and accuracy of the model in predicting the residual compressive strength of fly ash blended concrete exposed to elevated temperatures.

비교가치이론과 온라인 비교도전 광고 (Theory of Comparison Value and Online Comparison Challenge Advertising)

  • 이재원;이재규
    • 경영과학
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    • 제20권2호
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    • pp.197-204
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    • 2003
  • Comparison challenge approach is proposed as a form of challenger-activated. just-in-time Internet advertising. To develop a framework for a comparison challenge, we propose a theory of comparison value. A comparison is regarded valuable if a comparison opportunity is available and if the comparison is relevant and informative, has an appropriate level of detail, and is advantageous and trustworthy. Based on this theory, the CompareMe and CompareThem strategies are devised, and comparable objects are classified in terms of price and performance dominance as well as the scope of proximity. The idea is demonstrated with a comparison of PCs from five leading manufacturers. To assist in the planning of the comparison challenge, a mathematical programming model was formulated to maximize the value of comparison under the constraints of the comparison opportunity and budget. The model is applied to eight scenarios in terms of the range of comparing objects. The models under various scenarios are tested and contrasted with the real-world example of PCs. We found the ad effect of comparison challenge to be substantially better than banners (4.75 times) and similarity-based comparisons (2.77 times), providing customers with better performance and reduced prices.

불확실한 수요를 갖는 주문 조립 환경에서의 부품 조달 계획에 관한 연구 (Component Procurement Planning with Demand Uncertainty Under Assemble-to-Order Environments)

  • 이근철;김정욱;홍정만
    • 경영과학
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    • 제29권3호
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    • pp.121-134
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    • 2012
  • In this study, we consider a component procurement planning problem where the procurement amounts of components are determined under assemble-to-order systems with demand uncertainty. In the problem, procurement amount of each component is decided before the demands of finished products are known and after the demands are identified the assembly amounts of the finished products are decided. In this study, the objective function of the problem is minimizing the total costs which are composed of purchase and inventory costs of the components and the backorder costs of the finished products. We assume that the uncertain demand information is given as multiple scenarios of the demands, and we propose procurement planning methods based on stochastic models which considering the multiple demand scenarios. To evaluate the performances of the proposed methods, computational experiments were carried out on the proposed methods as well as benchmarks including a method based on deterministic mathematical model and a heuristic. From the results of the computational tests, the superiorities of the proposed methods were shown.

동적 변위민감도 해석을 이용한 고층 RC 골조구조물의 정량적인 횡변위 제어 방안 (Quantitative Lateral Drift Control of RC Tall Frameworks using Dynamic Displacement Sensitivity Analysis)

  • 이한주;김호수
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.103-110
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    • 2006
  • 본 연구에서는 지진하중을 받는 고층 RC 골조구조물의 횡변위를 정량적으로 제어할 수 있는 방안을 제시한다. 이를 위해 수학적인 일반성을 가지면서 큰 규모의 문제도 효율적으로 다룰 수 있는 근사화 개념을 도입하여 횡변위 구속조건식을 설정한다. 아울러 구조부재의 단면특성 관계식을 설정함으로써 설계변수의 수를 줄여주고, 초기에 주어진 단면형상이 최적설계 과정동안 계속 유지된다는 가정을 이용하여 최적설계결과에서 구해진 단면특성에 따라 부재단면크기를 산출하는 방안을 강구한다. 특히 근사화된 횡변위구속조건식을 정식화 하기 위해 동적 변위민감도해석 방안이 고려된다. 이와 같이 제시된 동적 강성최적설계 기법의 효용성을 검토하기 위해 10층과 50층 규모의 삼차원 RC 골조구조물 모델이 고려된다.

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망 생존도를 보장하는 광전송망 설계 (Fiber-Optic Network Design Supporting Network Survivability)

  • 이인행;정순기
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권5C호
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    • pp.422-434
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    • 2002
  • 본 논문에서는 대용량 트래픽의 효율적 전송을 위해 B-DCS(Broadband-Digital Cross-connect System)망, 간선링, 지선링의 3계위 구조 광섬유 기간전송망을 제안하며 각 계위에서 경제적으로 망의 생존도를 보장하는 설계방법을 연구한다. 링 구축비용을 혼합정수계획(MIP) 모델을 이용해 수리적으로 최적화할 경우 비다항식 완전 문제(NP-complete problem)가 되어 실시간 내에 해를 구하기가 어려워지므로 본 논문에서는 B-DCS망을 위한 운용회선 및 예비회선의 최적할당 문제, 간선링을 위한 다중링 부하최적화 문제, 지선링을 위한 중첩링 부하최적화 문제에 대한 휴리스틱 알고리즘을 각각 개발하여 사례분석을 통해 그 효용성을 보인다.

보강원통셀의 최적구조설계에 관한 연구 (A Study on the Ooptimization of the Stiffened Cylindrical Shell)

  • 이영신;김대원
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.205-212
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    • 1989
  • 본 연구에서는 축방향 압축력을 받는 단순지지 직교보강원통셸을 구배투영법 (Gradient Projection Method)으로 최적화 하였으며, 이 과정에서 좌굴해석은 확산법 (Smeared-Out Method)으로 수행하였다. 사용한 설계변수는 최대 8개이고, 고려한 제한조건은 좌굴, 응력 및 기하학적 제한조건으로 전체 21개이다.본 연구에서 적용한 설계예는 사각형, I형 및 T형 보강재를 갖는 원통셸이다. 사각형 및 I형의 경우는 기존의 연구결과와 비교하여 본 해석의 유용성 및 정밀도를 입증하고 보강재의 형태에 따른 효율성도 아울러 검토하고자 한다.

A DECISION-MAKER CONFIDENCE LEVEL BASED MULTI-CHOICE BEST-WORST METHOD: AN MCDM APPROACH

  • SEEMA BANO;MD. GULZARUL HASAN;ABDUL QUDDOOS
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제42권2호
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    • pp.257-281
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    • 2024
  • In real life, a decision-maker can assign multiple values for pairwise comparison with a certain confidence level. Studies incorporating multi-choice parameters in multi-criteria decision-making methods are lacking in the literature. So, In this work, an extension of the Best-Worst Method (BWM) with multi-choice pairwise comparisons and multi-choice confidence parameters has been proposed. This work incorporates an extension to the original BWM with multi-choice uncertainty and confidence level. The BWM presumes the Decision-Maker to be fully confident about preference criteria vectors best to others & others to worst. In the proposed work, we consider uncertainty by giving decision-makers freedom to have multiple choices for preference comparison and having a corresponding confidence degree for each choice. This adds one more parameter corresponding to the degree of confidence of each choice to the already existing MCDM, i.e. multi-choice BWM and yields acceptable results similar to other studies. Also, the consistency ratio remained low within the acceptable range. Two real-life case studies are presented to validate our study on proposed models.