투입산출 구조분해를 이용한 지역별 산업구조와 생산성의 연계성 분석

김의준,이유진,장재원,최은진 한국지역학회 2011 지역연구 Vol.27 No.4

The purpose of this study is to examine the relationship between regional industrial structure and the productivity growth. For this purpose, this paper uses three structural decomposition methods to analyse regional industry differences in 2005 Multiregional Input-Output table such as push-pull analysis, Q-analysis, and output decomposition analysis. This paper finds that the forward and backward effects of service sectors are substantially strong in Seoul Metropolitan, Kangwon and Jeju area in terms of Push-Pull analysis and Q-analysis. In addition, the output decomposition analysis shows that the above three regions could lead to high levels of technological innovation in the service sectors. However, the result cannot confirm any causality between the service intensive growth and the productivity level for Baumol's paradox in Korea. 본 연구의 목적은 투입산출 구조분해를 이용하여 지역별 산업구조와 생산성 증대효과에 대한 연계성을 분석하는 것이다. 2005년도 지역 산업연관표의 압출-흡입 분석(Push-Pull Analysis)과 Q-분석을 통해 지역 간 산업구조의 차이를 규명하고, 생산량 변화 분해 분석(Output Decomposition Analysis)을 통해 지역별 생산성의 차이를 분석하였다. 압출-흡입 분석에 있어서는 수도권, 강원권 및 제주권의 서비스업 연계효과가 높은 값을 나타냈다. 또한, 수도권, 강원권, 제주권의 서비스업 전방연계효과가 높게 나타나고, 강원권, 제주권은 후방연계효과에서도 높은 값을 나타냈다. 마지막으로 서비스화와 생산성 변화 간의 연관관계를 살펴보기 위해 전 산업의 기술 수준에 따른 생산량 순위를 살펴본 결과, 지역의 서비스화와 전체 산업의 생산량 순위는 일치하지 않아 결과적으로 국내에서는 보몰의 역설이 성립하지 않는 것으로 나타났다.

국내 제조업부문에 대한 에너지소비 요인 분해 분석

김수이 한국환경경제학회 2022 자원·환경경제연구 Vol.31 No.4

This paper analyzed the factors for increasing energy consumption in the domestic manufacturing sector using the LMDI (Log mean division index) decomposition method for the period from 1999 to 2019. Among the LMDI decomposition analysis methods, both additive and multiplicative factor decomposition methods were used. in this analysis. According to the result of the analysis, the factor that increased energy consumption in the domestic manufacturing industry was the production effect, and the structure effect and intensity effect were found to be the factors that decreased energy consumption. In particular, the reduction of energy consumption due to the structure effect was greater than that of energy consumption effect due to the intensity effect. By period, it can be seen that energy consumption increased rapidly due to the production effect until 2011, but after that, the increase in energy consumption due to the production effect slowed down. On the other hand, after that, the energy reduction effect due to the structure effect and the intensity effect became prominent. In order to save energy in the manufacturing sector in the future, energy diagnosis and management through EMS (Energy management system) and FEMS (Factory energy management system) are more necessary. In addition, restructuring into a low-energy consumption industry seems more necessary. 이 논문은 국내 제조업부문의 에너지소비 증가 요인을 LMDI(Log mean divisia index) 분해 분석방법을 이용하여 분석하였다. 1999년부터 2019년까지 20년간의 에너지소비 변화를 분석하였다. LMDI 분해 분석방법 중 에너지소비 증가량을 분석한 가법적 요인분해 분석과 에너지소비 증가율을 분석한 승법적 요인분해 분석 모두를 사용하였다. 분석결과, 국내 제조업의 에너지소비를 증가시킨 요인은 생산효과이며, 구조효과와 집약도 효과는 에너지소비를 감소시키는 요인으로 나타났다. 특히 구조효과에 의한 에너지소비 감소가 집약도 효과에 의한 에너지소비 효과보다 더 크게 나타났다. 시기별로 보면, 2011년까지는 에너지소비가 생산효과에 의해 급속히 증가한 반면 그 이후에는 생산효과에 의한 에너지소비 증가가 둔화된 것을 알 수 있다. 이에 반해 그 이후에는 구조효과와 집약도효과에 의한 에너지 감소효과가 두드러지고 있는데 이는 2011년부터 실시된 온실가스ㆍ에너지목표관리제와 2015년 이후 실시된 배출권거래제의 효과가 나타난 결과로 보인다. 향후 제조업부문의 에너지절약을 위해서는 EMS(Energy management system), FEMS(Factory energy management system) 등을 통한 에너지진단과 관리가 더욱 필요해 보인다. 아울러 에너지저소비형 산업으로의 구조조정도 더 필요해 보인다.

블록화기법을 이용한 대형구조물의 해석방법

정성진,이민섭 한국구조물진단유지관리공학회 2014 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.18 No.2

본 연구에서는 개인 컴퓨터의 플래시 메모리가 충분하지 않을 경우 대용량의 플래시 메모리를 필요로 하는 구조해석을 컴퓨터 프로그램으로 수행하는 방법론을 연구하였다. 이러한 문제점의 해결방안으로 강성행렬의 블록화기법 -강성행렬이 몇 개의 블록으로 나뉘고 각각의 블록에 대하여 행렬분해가 수행되는 방법- 을 제안하였으며 제안된 방법론을 바탕으로 컴퓨터 프로그래밍이 가능한 알고리즘을 제시하였다. 끝으로, 본 연구를 바탕으로 구조해석 프로그램을 개발하였으며 몇 가지 기초적인 구조해석 예제를 통하여 개발 알고리즘의 정합성 및 효율성을 확인할 수 있었다. In this study, we studied how to perform the structural analysis which need a large-capacity flash memory with the computerprogram when the flash memory storage of a personal computer has no enough room for the analysis of structure. As one of thesolutions of this problem, the blocking method of stiffness matrix, which is a method that stiffness matrix is divided by a few blocks and each block is sequentially used for the calculation of matrix decomposition, is proposed and an algorithm available incomputer program is derived on the method. Finally, A structural analysis program (sNs) based on this study is developed and the correctness and efficiency of the algorithm is founded through some examples which are fundamental in structural analysis.

POD를 활용한 고세장비 날개의 효율적인 구조 최적 설계 기법

김의영,장성민,이동호,조맹효 한국항공우주학회 2013 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.11

세장비가 큰 날개의 경우 구조적 변형이 크게 발생할 수 있기 때문에, 해석 과정에서 비선형 구조를 다룰 수 있어야 한다. 여기에 더하여 세장비가 큰 날개에 대한 최적 설계 문제에 접근하는 경우, 비선형 구조 해석을 바탕으로 하는 공력-구조 연계 해석을 최적 설계 과정 내부에서 반복적으로 수행하여야 하므로 문제의 규모 및 복잡성이 커지게 된다. 본 연구는 축소 기법을 활용하여 효율적으로 이 최적 설계 문제에 접근하는 기법을 다룬다. 축소 기법 중 적합직교분해(Proper Orthogonal Decomposition, POD) 기법을 활용하여 연계 해석 및 최적 설계 과정을 효율적으로 압축하는 방법을 제안하며, 제안된 기법을 토대로 실제 고세장비 날개 모델의 최적 설계 문제에 적용한다. For a wing which has high aspect ratio, large deformations occur easily. Structural analysis should be performed with the consideration of non-linearities caused by large deformations. Moreover, a structural optimization process of a high-aspect-ratio wing requires repetition of aero-structural interaction analysis based on nonlinear structural analysis. To deal with this complexity of the optimization process, here we propose the method involving reduced order model called proper orthogonal decomposition. The optimization process can be trimmed efficiently based on the proposed scheme. Then, we demonstrate a process of solving an optimization problem of a high-aspect-ratio wing.

연구 논문 : 구조분해분석을 통한 국내 산업별 에너지 소비 변화요인 연구

김진수 ( Jin Soo Kim ),허은녕 ( Eun Nyeong Heo ) 한국환경경제학회 한국자원경제학회 2005 자원·환경경제연구 Vol.14 No.2

1980년~2000년의 기간 동안 우리나라의 산업부문 최종에너지 소비량은 수송·가정·상업·기타부문의 최종에너지 소비량에 비해 더욱 가파르게 상승하였으며 외환위기의 영향도 다른 에너지 소비부문에 비해 적게 받고 있는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 꾸준한 증가추세로 나타난 국내 산업부문의 에너지 소비량의 변화 요인 및 산업계의 에너지 저소비형 산업구조 구축을 위한 노력 여부를 산업별로 분석하기 위하여 Chen and Rose (1990)의 two-tier KLEM모형형 구조분해분석(Structural Decomposition Analysis)모형을 확장하여 총 17가지 요인으로 1980년~2000년의 기간 동안의 국내에너지 소비량의 변화를 분석하였다. 본 연구에서 사용한 산업 분류는 2000년도 산업연관표에서 석탄과 석탄제품, 연료유, 전력, 도시가스의 에너지 부문과 대분류를 기준으로 한 28개 산업부문으로 분류하였으며 개별 산업별로 분석함으로써 산업별 에너지소비구조 변화 요인을 확인하고 의미있는 소비구조 변화가 있었던 전기·전자 제조업, 건설업, 제1차금속 제조업을 대상으로 비교분석을 하였다. 분석결과 에너지를 많이 사용하는 산업인 제1차금속제품 제조업, 화학제품 제조업, 비금속광물제품 제조업 등이 1980년~2000년의 20년간 에너지 소비구조를 개선하기 위한 노력을 가장 많이 했다는 결과를 얻을 수 있었다. 이들 산업은 에너지, 재료의 생산성이나 중간수요 수입, 에너지간 대체, 재료간 대체 효과 등에서 고루 에너지 저소비구조로의 개선 노력이 보이고 있으므로 산업의 특성상 에너지 사용량이 많기는 하지만 에너지를 최대한 효율적으로 사용하기 위한 노력을 기울여 왔다고 할 수 있다. 또한 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르게 나타났으며 전기전자산업과 1차금속산업, 건설산업을 비교했을 경우 전기전자산업은 생산성을, 건설산업은 투입 구조를 에너지 저소비구조로 개선하기 위한 노력이 필요한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 에너지 다소비산업이 에너지 소비구조를 개선하기 위하여 에너지 생산성과 에너지원 대체 요인을 중심으로 상당한 노력을 하였음을 알 수 있으며 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르므로 에너지소비절약을 위한 정책 역시 산업별로 이루어져야 함을 확인할 수 있다. Korean energy use in industrial sector has increased more rapidly than other sectors during 1980~2000 periods. Relatively higher increases in industrial sector energy consumption raise questions whether government policy of rationalization of industrial energy use has been effective. In this study, we use 80-85-90 and 90-95-00 constant price input-output table to analyze increases in industrial energy use. Using an adjusted version of structural decomposition model introduced by Chen and Rose (1990), we decompose Changes of energy use into 17 elements. We classify entire industry sector into 32 sectors including four energy sectors (coal and coal products, refined petroleum, electricity and town gas). We then analyze changes of energy use by industrial level to check differences among industrial energy demand structures. Finally, we compare three industries, electronic product manufacturing, metal manufacturing and construction, that represent technology and capital intensive, energy and material intensive and labor and capital intensive industry. As results, we find that high energy using industries make the most effort to reduce energy use. Primary metal, petrochemical and mon-metal industries show improvements in elements such as energy and material productivity, energy and material imports, energy substitution and material substitutions towards energy saving. These results imply that although those industries are heavy users of energy, they put the best effort to reduce energy use relative to other industries. We find various patterns of change in industrial energy use at industrial level. To reduce energy use, electronic product manufacturing industry needs more effort to improve technological change element while construction industry needs more effort to improve material input structure element.

구조분해분석을 통한 국내산업별 에너지 소비 변화요인 연구

김진수,허은녕 한국환경경제학회 2005 자원·환경경제연구 Vol.14 No.2

Korean energy use in industrial sector has increased more rapidly than other sectors during 1980~2000 periods. Relatively higher increases in industrial sector energy consumption raise questions whether government policy of rationalization of industrial energy use has been effective. In this study, we use 80-85-90 and 90-95-00 constant price input-output table to analyze increases in industrial energy use. Using an adjusted version of structural decomposition model introduced by Chen and Rose(1990), we decompose changes of energy use into 17 elements. We classify entire industry sector into 32 sectors including four energy sectors(coal and coal products, refined petroleum, electricity and town gas). We then analyze changes of energy use by industrial level to check differences among industrial energy demand structures. Finally, we compare three industries, electronic product manufacturing, metal manufacturing and construction, that represent technology and capital intensive, energy and material intensive and labor and capital intensive industry. As results, we find that high energy using industries make the most effort to reduce energy use. Primary metal, petrochemical and mon-metal industries show improvements in elements such as energy and material productivity, energy and material imports, energy substitution and material substitutions towards energy saving. These results imply that although those industries are heavy users of energy, they put the best effort to reduce energy use relative to other industries. We find various patterns of change in industrial energy use at industrial level. To reduce energy use, electronic product manufacturing industry needs more effort to improve technological change element while construction industry needs more effort to improve material input structure element. 1980년~2000년의 기간 동안 우리나라의 산업부문 최종에너지 소비량은 수송․가정․상업․기타부문의 최종에너지 소비량에 비해 더욱 가파르게 상승하였으며 외환위기의 영향도 다른 에너지 소비부문에 비해 적게 받고 있는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 꾸준한 증가추세로 나타난 국내 산업부문의 에너지 소비량의 변화 요인 및 산업계의 에너지 저소비형 산업구조 구축을 위한 노력 여부를 산업별로 분석하기 위하여 Chen and Rose(1990)의 two- tier KLEM모형형 구조분해분석(Structural Decomposition Analysis)모형을 확장하여 총 17가지 요인으로 1980년~2000년의 기간 동안의 국내에너지 소비량의 변화를 분석하였다. 본 연구에서 사용한 산업 분류는 2000년도 산업연관표에서 석탄과 석탄제품, 연료유, 전력, 도시가스의 에너지 부문과 대분류를 기준으로 한 28개 산업부문으로 분류하였으며 개별 산업별로 분석함으로써 산업별 에너지소비구조 변화 요인을 확인하고 의미있는 소비구조 변화가 있었던 전기․전자 제조업, 건설업, 제1차금속 제조업을 대상으로 비교분석을 하였다. 분석결과 에너지를 많이 사용하는 산업인 제1차금속제품 제조업, 화학제품 제조업, 비금속광물제품 제조업 등이 1980년~2000년의 20년간 에너지 소비구조를 개선하기 위한 노력을 가장 많이 했다는 결과를 얻을 수 있었다. 이들 산업은 에너지, 재료의 생산성이나 중간수요 수입, 에너지간 대체, 재료간 대체 효과 등에서 고루 에너지 저소비구조로의 개선 노력이 보이고 있으므로 산업의 특성상 에너지 사용량이 많기는 하지만 에너지를 최대한 효율적으로 사용하기 위한 노력을 기울여 왔다고 할 수 있다. 또한 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르게 나타났으며 전기전자산업과 1차금속산업, 건설산업을 비교했을 경우 전기전자산업은 생산성을, 건설산업은 투입 구조를 에너지 저소비구조로 개선하기 위한 노력이 필요한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 에너지 다소비산업이 에너지 소비구조를 개선하기 위하여 에너지 생산성과 에너지원 대체 요인을 중심으로 상당한 노력을 하였음을 알 수 있으며 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르므로 에너지소비절약을 위한 정책 역시 산업별로 이루어져야 함을 확인할 수 있다.

접속불변에너지산업연관표 00-05-08을 이용한 산업별 에너지소비 변화량의 구조분해분석

김윤경 ( Yoon Kyung Kim ),장운정 ( Woon Jeong Jang ) 한국환경경제학회·한국자원경제학회(구 한국환경경제학회) 2011 자원·환경경제연구 Vol.20 No.2

본 논문은 2000년, 2005년, 2008년의 3개년을 대상으로 접속불변에너지산업연관표(76개의 산업분류)를 작성하여 집계통계와 함께 산업별 미시적 통계를 제시하고, 이를 이용하여 산업별로 에너지소비량의 변화에 영향을 미치는 요인과 그 크기를 분석하였다. 본 논문에서 부가가치 총액 변화, 부가가치비중 변화, 산출구조 변화, 에너지원단위 변화의 4가지 요인을 고려하였다. 분석모형으로는 우리나라가 수출주도형의 산업구조를 갖고 있다는 점을 고려하여 공급측 모형을 이용한 구조분해분석을 적용하였다. 집계통계를 이용한 분석결과에 따르면 시기에 상관없이 부가가치 총액 변화는 에너지소비량을 증가시켰지만, 산출구조 변화는 에너지소비 변화량을 감소시켰다. 부가가치비중 변화와 에너지원단위 변화에서는 시기별로 에너지소비 변화량의 증감이 반대로 도출되었다. 산업별 통계를 이용한 결과에 따르면 부가가치비중 변화는 시점과 상관없이 전자기기에서 에너지소비 변화량을 증가시키고, 석유제품, 시멘트, 석탄제품에서 에너지소비량을 감소시켰다. 그리고 에너지원단위 변화는 석유제품, 화력, 사업서비스, 금융 및 보험, 보관 및 운수관련서비스에서의 에너지원단위 변화가 에너지소비 변화량을 증가시켰다. 이상의 결과처럼 집계통계를 이용하면 각 산업에서의 현상이 나타나지 않는다. 정부가 정책을 입안하고 시행할 때에 집계통계만을 기준으로 하면 효율적 성과를 거두기 어렵다. This study made linked Energy IO Table 00-05-08 of 76 sectors in intermediate sectors and analyzed structural decomposition analysis in energy consumption change in industrial sector with both by aggregate data and micro data. Structural decomposition analysis focused value added level change, value added share change of each industry, output structural change of each industry and energy intensity change of each industry as factors. Supply side model based on Ghosh inverse matrix was applied as empirical model because Korea has export driven industrial structure. Empirical results with aggregate data showed that value added change increased energy consumption and output structural change of each industry decreased energy consumption in both 2000~2005 and 2005~2008. However value added share change and energy intensity change caused opposite direction in energy consumption change with time. Policy based on aggregate data can not evaluate effort of each industry in energy efficiency and make effective results because aggregate data delete character of each industry.

외연적 시간적분법 활용 동적 구조해석 속도 향상을 위한 적합직교분해 기반 침습적 차수축소모델 적용 연구

황영광,김명일 한국전산구조공학회 2024 한국전산구조공학회논문집 Vol.37 No.1

일반적으로 적합직교분해(proper orthogonal decomposition, POD) 기반의 침습적(intrusive) 차수축소모델(reduced order model, ROM)을 활용하면 구조 시스템의 전체 자유도를 크게 줄이고 외연적 시간 적분법에서 해의 안정성을 만족하는 임계 시간 간격을 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 POD-ROM을 활용하여 Voronoi-cell 격자 요소로 이산화된 구조 시스템의 축소와 이에 따른 외연적 시간 적분법의 임계 시간 간격 및 해석 정확도 변화를 살펴보았다. 또한 지진하중과 같은 불규칙한 하중 이력을 받는 구조물 응답해석에 POD-ROM을 적용하였다. 해석 결과 ROM을 통해 해의 정확도를 충분히 확보하면서 연산 시간을 크게 단축할 수 있음을 확인하였다. 또한 POD-ROM과 VCLM의 연계 방안의 적절성을 확인하였다. 향후 해당 연구는 고정밀 대용량 동적 구조해석의 실용성을 높이고, 설계 변수에 따른 구조물 동적 거동의 실시간 예측을 위한 기반 연구로 활용될 수 있다. Using the proper orthogonal decomposition (POD) based intrusive reduced order model (ROM), the total degrees of freedom of the structural system can be significantly reduced and the critical time step satisfying the conditional stability increases in the explicit time integrations. In this study, therefore, the changes in the critical time step in the explicit time integrations are investigated using both the POD-ROM and Voronoi-cell lattice model (VCLM). The snapshot matrix is composed of the data from the structural response under the arbitrary dynamic loads such as seismic excitation, from which the POD-ROM is constructed and the predictive capability is validated. The simulated results show that the significant reduction in the computational time can be achieved using the POD-ROM with sufficiently ensuring the numerical accuracy in the seismic analyses. In addition, the validations show that the POD based intrusive ROM is compatible with the Voronoi-cell lattice based explicit dynamic analyses. In the future study, the research results will be utilized as an elemental technology for the developments of the real-time predictive models or monitoring system involving the high-fidelity simulations of structural dynamics.

구조분해분석을 통한 철도산업의 성장요인 분석

박철민 한국철도학회 2019 한국철도학회논문집 Vol.22 No.3

This paper aims to analyze the growth factors of the Korean railway industry from 1975 to 2009 throughstructural decomposition analysis. To this end, after classifying the railway industry into three sub-industries, this papercalculated the contributions to growth by factor using the linked input-output table at constant price. The results showthat the growth of the railway industry was largely driven by domestic final demand, although trends in contributionhave been shown to vary with sub-industry or period. However, there is a difference in the fact that rolling stock, railwaytransport, and railway facilities were heavily influenced by private fixed capital formation, private consumptionexpenditure, and public fixed capital formation, respectively. In addition, export demand and import substitution haverecently emerged as important growth factors in rolling stock and railway transportation. Therefore, it is necessary todevelop a strategy for reducing dependency on imports and expanding exports and to seek diversification of growth factorsaway from the current structure, which is dependent on domestic final demand.

A hybrid structural health monitoring technique for detection of subtle structural damage

Krishansamy, Lakshmi,Arumulla, Rama Mohan Rao Techno-Press 2018 Smart Structures and Systems, An International Jou Vol.22 No.5

There is greater significance in identifying the incipient damages in structures at the time of their initiation as timely rectification of these minor incipient cracks can save huge maintenance cost. However, the change in the global dynamic characteristics of a structure due to these subtle damages are insignificant enough to detect using the majority of the current damage diagnostic techniques. Keeping this in view, we propose a hybrid damage diagnostic technique for detection of minor incipient damages in the structures. In the proposed automated hybrid algorithm, the raw dynamic signatures obtained from the structure are decomposed to uni-modal signals and the dynamic signature are reconstructed by identifying and combining only the uni-modal signals altered by the minor incipient damage. We use these reconstructed signals for damage diagnostics using ARMAX model. Numerical simulation studies are carried out to investigate and evaluate the proposed hybrid damage diagnostic algorithm and their capability in identifying minor/incipient damage with noisy measurements. Finally, experimental studies on a beam are also presented to compliment the numerical simulations in order to demonstrate the practical application of the proposed algorithm.