스케줄링을 이용한 계획표적 사격순서의 최적화 방안

황원식,이재영,Hwang, Won-Shik,Lee, Jae-Yeong 한국국방경영분석학회 2007 한국국방경영분석학회지 Vol.33 No.1

장차전은 첨단화된 무기체계와 최근의 전쟁양상을 고려해 볼 때 화력전의 성공여부가 전쟁의 결정적인 영향을 초래하게 될 것이다. 하지만 현재 한국군 포병전력은 수적으로 북한군에 비해 열세이며, 이를 극복하기 위한 방법으로 신속/정확한 사격으로 적에게 치명적인 피해를 줄 것이 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 다수 표적을 수리적 모델을 이용하여 사격순서를 정하여 사격종료시간을 최소화함으로써 작전 운영의 융통성을 부여해 줄 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 야전포병부대에서 화력계획 작성시 고려할 수 있는 지휘관의 의도, 일부 포병부대의 예상되는 사격제한(진지변환, 사거리 한계),우선순위 표적(핵심, 고가치), 화력계획의 차후 변경 등 각종 실질적 상황을 고려하여 최대한 빠른 시간에 사격을 마칠 수 있도록 하였다. 이와 같은 사격순서 결정문제를 혼합정수 계획모형(MIP: Mixed Integer Programming)으로 구성하였고 분석 수단으로 ILOG OPL을 이용하여 최적해를 구하였다. 본 연구에서 제시한 모형을 야전포병부대에서 활용한다면, 작전운용간 좀더 효과적이고 신속한 사격이 되어 전투력 향상에 기여할 수 있을 것이다. It is essential to give a fatal damage to the enemy force by using prompt and accurate fire in order to overcome the lack of artillery force. During the artillery fire operations, minimizing the firing time will secure the adapt ability in tactical operation. In this paper, we developed a mathematical model to schedule the artillery fire on the multiple targets to decrease total fire operation time. To design a program to describe a real firing situation, we consider many possible circumstances of changes such as commander's intention, firing constraints, target priority, and contingency plan to make a fire plan in an artillery unit. In order to work out the target sequencing problem, MIP is developed and the optimum solution is obtained by using ILOG OPL. If this analytical model is applied to a field artillery unit, it will improve the efficiency of the artillery fire force operations.

포병부대 계획표적 사격시간 단축을 위한 표적할당에 관한 연구

황원식,천윤환,박현수,윤상흠,Hwang, Won-Shik,Chun, Youn-Hwan,Phak, Hyon-Su,Youn, Sang-Heom 한국국방경영분석학회 2010 한국국방경영분석학회지 Vol.36 No.1

Fire sequencing problem is to find a sequence of firing on the targets. The latest, because the korea artillery force is inferior in number as compared with north korea force. It is an important question to give a fatal damage to the enemy force by using prompt and accurate fire in order to overcome the lack of artillery force. Minimizing the fire finishing time will secure the adapt ability in tactical operation. In this paper, we developed a mathematical model to do allocation the fire on the targets to decrease to total fire operation time. In order to work out the fire sequencing problem, MIP is developed and the optimum solution is obtained by using ILOG OPL. If this analytical model is applied to the field artillery unit, it will improve the artillery fire force enhancement. 현대전에 있어서 대량의 화력, 신속한 기동력은 전승의 핵심요소이기 때문에 전쟁에서 승리하기 위해서는 이에 대한 과학적인 운용이 요구된다. 따라서 첨단기술을 이용한 치밀한 화력계획과 신속 정확한 타격으로 적에게 치명적인 피해를 줄 수 있어야 한다. 특히 사격이 작전개시 전에 미리 계획하여 수행하게 되는 경우는 표적별 사격 필요량에 의해 사격부대의 사격량을 할당함과 동시에 사격순서를 결정한 후 전체사격시간을 최소화함으로써 사격의 효과를 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 사격완료시간을 최소화하기 위하여 동시에 표적을 타격하는 경우와 현재 야전부대에서 운용하고 있는 개별적으로 사격하는 문제 그리고 사격부대를 혼합하여 사격하는 경우의 최적의 사격완료시간을 비교하고, 사격시간 최소화를 위해 각 표적을 어떻게 할당할 것인지 수리모형을 이용하여 방안을 제시함으로써 작전계획에 맞는 사격계획표를 작성하는 것이다.

지반침하로 인한 공동구 균열이 내부 증기배관에 미치는 영향

황원식(Won-Shik Hwang),하승우(Seung-Woo Ha),박기만(Ki-Man Park),한태송(Tae-Song Han),백진수(Jin-Su Back),윤승환(Seung-Hwan Yoon) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.4

발전용 배관 시스템의 실시간 하중측정을 통한 위험도 평가

황원식(Won-Shik Hwang),하승우(Seung-Woo Ha),박기만(Ki-Man Park),한태송(Tae-Song Han),백진수(Jin-Su Back),한상범(Sang-Bum Han),신운호(Woon-Ho Sin),임승관(Kwan-Seung Lim) 대한기계학회 2017 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2017 No.2

고온 플랜트 배관의 국부 응력 계산을 위한 개선된 수치 해석 기법

하승우(Seung Woo Ha),황원식(Won-Shik Hwang),이재빈(Jaebin Lee) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.12

In general, thermal power plant piping is designed based on ASME B31.1. In the old power plant piping due to long-term operation, pipe damage may occur due to displacement beyond the design value. To predict pipe failure in advance, it is important to predict the local stress at the point of failure. Existing numerical analysis techniques for predicting local stresses in power generation piping could only be performed under limited boundary conditions. In this study, an Advanced numerical analysis technique using displacement and rotation information of a pipe in operation was presented, and the results of the improved numerical analysis technique for sample intuition were compared and verified with the analytical solution.

화력발전소 배관 건전성 확보 절차 개발 및 평가

하승우(Seung-Woo Ha),황원식(Won-Shik Hwang),박기만(Ki-Man Park),백진수(Jin-Su Back),노정호(Jung-Ho Roh),최석준(Suk-Joon Choi),조선영(Sun-Young Cho),전현익(Hyun-Ik Jeon) 대한기계학회 2017 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2017 No.11

‘Hot Reheat Line’, which is the reheat steam pipeline among power plant pipe system supplies the reheated steam to the turbine and maintains the constant levels in temperature, pressure and flow rate through equalizing pipeline connected by branching from the main lines. As such a type of piping is the basic configuration of the power plant pipe, most of the coal-fired power plants have the same configuration, which thereby makes damages take place in the similar section and pattern. Similar pipe damages used to occur so repeatedly over time that the only way available would be to adjust the support devices and restore the damages tentatively through repair welding, as a sort of follow-up measure. In this study, it is assumed that the most integral state of the piping should be those initially installed based on the design, so that the pipelines in the Cold condition could be positioned close to the initial construction state, under which the changes of the stress distribution responding to changes of pipe positions would be confirmed by using AutoPIPE, a commercial pipe analysis program. thereafter, the strain gauges for high-temperature purpose are put up on the highly stressed sections to acquire the data concerned, with which the verification and evaluation processes could be carried out against the results of program analysis.

디지털트윈 기반 발전용 고온, 고압 배관 구성품의 건전성 평가 기법에 대한 연구

이재빈(Jae-bin Lee),황원식(Won-Shik Hwang),박기만(Ki-Man Park),하승우(Seung Woo Ha) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

화력 발전소의 배관은 일반적으로 최고 600℃ 고온 상태로 장기간 운전에 따른 과도한 열변형이 발생한다. 또한, 복합 화력 발전소의 경우는 일주일 또는 하루 단위로 운전과 정지를 반복하는 DSS(Daily Start Stop), WSS(Weekly Start Stop)의 운전 방식으로 인하여, 고온과 중온(약 100℃) 상태에 따른 과도한 열팽창과 열수축을 발생한다. 이러한 장기적 또는 반복적인 열변형으로 인하여 배관을 지지하고 있는 배관 지지 장치의 성능이 저하될 수 있으며, 성능 저하로 인하여 배관의 거동이 설계치와 다르게 나타날 수 있다. 발전소 배관의 이상 변위는 배관 파손을 발생할 수 있어, 이를 해결하기 위한 수치 해석적 접근이 필요하다.⁽¹⁾ 기존 수치 해석 상용화 프로그램인 AutoPIPE 또는 CAESAR II의 경우는 빔(beam)요소 기반으로 T-배관과 같이 분기되는 라인에서의 국부적인 응력 계산에 있어서 보수적으로 평가될 수 있다. 또한, 온도 이력에 따른 잔류 응력 해석이 어려워 배관 거동에 따른 응력 변화를 모사할 수 없다. 본 연구에서는 2020년도에 제시한 고온 고압 플랜트 현재 가동 및 비가동 상태의 변위 및 비틀림(회전) 정보를 이용한 개선된 수치 해석 기법(2)을 통하여, 실제 운전 중인 화력 발전소의 배관 및 배관 지지 장치의 건전성을 평가하였다. 개선된 수치 해석 기법에 대한 신뢰성을 검토하기 위하여 스트레인 게이지를 부착하여 변형률을 측정 비교하였다. 개선된 수치 해석 기법 결과는 측정값 대비 최대 약 15%의 오차로 나타났으며, 경향은 유사하게 나타났다. 실제 운전 중인 화력 발전소의 고온, 고압 배관 및 배관 지지 장치의 건전성 평가를 통해 개선된 수치 해석 기법의 신뢰성을 확보하였으며, 향후 배관 지지 장치의 정비에 있어 전략적인 계획 수립에 적용될 수 있을 것으로 판단된다. The piping of a thermal power plant is generally at a high temperature of 600℃, and excessive thermal deformation occurs due to long-term operation. In addition, in the case of a combined cycle power plant, excessive thermal expansion and thermal contraction occur due to high and medium temperatures due to the operation method of DSS (Daily Start Stop) and WSS (Weekly Start Stop). Due to such long-term or repetitive thermal deformation, the performance of the pipe support device supporting the pipe may be deteriorated, and the behavior of the pipe may appear different from the design value due to the deterioration of the performance. Abnormal displacement of the power plant piping can cause piping damage, and a numerical analysis approach is required to solve this. In the case of AutoPIPE or CAESAR II, which are conventional numerical analysis commercialization programs, it can be conservatively evaluated in calculating the local stress in a branching line such as a T-pipe based on the beam element. In addition, it is difficult to analyze the residual stress according to the temperature history, so it is not possible to simulate the stress change due to the pipe behavior. In this study, the structural integrity of the piping and piping support device of a thermal power plant in actual operation through an improved numerical analysis technique proposed in 2020 was evaluated. In order to examine the reliability of the improved numerical analysis technique, a strain gauge was attached, and the strain was measured and compared. The result of the improved numerical analysis technique showed an error of up to about 15% compared to the measured value, and the trend was similar. The reliability of the improved numerical analysis technique was secured by evaluating the integrity of the high-temperature and high-pressure piping and piping support devices of the thermal power plant in operation.

머신러닝 기반 고온 플랜트 배관의 응력 예측 기법

이재빈(Jaebin Lee),황원식(Won-Shik Hwang),하승우(Seung Woo Ha),박성주(Sung-Ju Park) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.11

We present a technique for monitoring the stress of high-temperature power plant piping using machine learning. The stress is calculated through the advanced numerical analysis technique using the previously suggested displacement and rotation information of the pipe in operation, and the calculated displacement-stress data is machine-learned on the sample data. The stress of pipe in power plant can be predicted quickly by using the machine learning module presented in this paper through the displacement and rotation information measured by sensing the behavior of high-temperature plant piping. In this paper, the stress data of pipe in power plant for displacement and rotation information were calculated for a local model of an arbitrary high-temperature plant piping, and the calculated stress data was machine-learned. Not only the prediction accuracy within the range of the training data, but also the prediction accuracy outside the range were reviewed.

머신러닝을 이용한 매설 배관의 외면 부식 속도 예측에 관한 연구

이재빈(Jaebin Lee),황원식(Won-Shik Hwang),한태송(Tae-Song Han),이수경(Soo-kyong Lee),박성주(Sung-Ju Park) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11

머신러닝 기반 부유식 해상 플랫폼 계류 체인의 피로 수명 평가 기법

이재빈(Jae-bin Lee),황원식(Won-Shik Hwang),정준모(Joonmo Choung) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.3