볼 및 롤러 LM가이드의 마찰특성 비교분석에 관한 연구

라현정,김동욱,이준만,류한선,정재한,정영훈 한국정밀공학회 2023 한국정밀공학회지 Vol.40 No.11

The linear motion guideway (LM guide) is one of the key parts of precision motion and positioning, and it requires high straightness, form accuracy, stiffness, and surface quality. LM guides are actively used in manufacturing facilitiesfor automobiles, aerospace, optics, semiconductors, robots, displays, and portable communication equipment. At present, most of LM guides are based on rolling contact, using either balls or rollers. Roller LM guides have been in high demand in recent years in various industrial fields that require high rigidity. In this study, the friction characteristics of ball and roller LM guides with the same rail width were compared, and friction behavior was analyzed. An experimental setup consisting of a driving unit, specimen, force sensor, and signal acquisition unit was constructed, and signals were collected under various conditions. Three lubrication conditions were used: no lubrication (dry surface), ISO-VG 32, and 68, and a wide feed-rate range from 1 to 100 mm/s was selected. The experimental results showed that the ball LM guide and the roller LM guide had significantly different friction characteristics, which were analyzed from the aspect of Stribeck curve components. In conclusion, friction behavior differed according to lubrication conditions in the no-payload state of the ball and roller LM guides, and the effect of lubrication conditions on friction behavior was shown.

비전형적인 품질 요구사항을 고려한 실용적 소프트웨어 아키텍처 설계 기법

라현정,김수동,La, Hyun Jung,Kim, Soo Dong 한국정보처리학회 2017 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.6 No.8

소프트웨어 아키텍처는 비기능적 요구사항(Non-Functional Requirement, NFR), 즉 품질 요구사항과 제약사항을 만족시키는데 중요한 역할을 한다. 현재까지 진행된 대부부의 연구는 전형적인 NFR을 위한 아키텍처 설계 방법과 설계 택틱에 국한된다. 그러나, 목표 시스템에 특화된 비전형적인 NFR을 위한 설계 방법에 대한 연구는 많이 진행되고 있지 않고, 소프트웨어 아키텍트가 보유한 지식과 경험에 의해 비전형적인 NFR을 만족시킬 수 있는 효과적인 방법과 택틱을 유도하고 이를 기반으로 아키텍처를 설계한다. 그러므로, 비전형적인 NFR을 고려하여 아키텍처를 설계하는 효과적인 방법 및 택틱을 고안하는 것이 어렵다. 본 논문에서는 비전형적인 NFR을 만족시키는 소프트웨어 아키텍처를 설계하는 효과적이며 체계적인 아키텍처 설계 방법론을 제안한다. 이 방법론은 전형적인 NFR을 고려한 아키텍처 설계에도 적용될 수 있다. 제안된 방법론은 5개의 스텝으로 구성된 프로세스, 각 스텝에 대한 상세 활동 지침을 포함한다. 그리고, 제안된 프로세스가 잘 설계되었음을 보이기 위해, 산출물 간의 추적성 관계를 확인한다. 마지막으로, 제안된 방법론의 효율성과 실용성을 평가하기 위해 사례 연구를 수행한 결과를 제시한다. Software architecture plays a key role in satisfying non-functional requirement (NFR), i.e. quality requirements and constraints. Architecture design methods and tactics for conventional NFR are largely available in literatures. However, the methods for the target system-specific non-conventional NFRs are not readily available; rather architects should invent the design methods from their experiences and intuitions. Hence, the hardship to design architectures for non-conventional NFRs is quite high. In this paper, we provide a systematic architecture design methodology for non-conventional NFRs. We provide a five-step process, and detailed instructions for the steps. In the process, we treat the traceability among artifacts and seamlessness as essential values for supporting effective architecture design. We apply the methodology on designing architectures for a platform software system. We believe that the proposed methodology can be effectively utilized in designing high quality architectures for non-conventional NFRs.

오디오 컨텍스트의 선호 경향 및 활동 패턴 분석 기법

라현정(Hyun Jung La),김문권(Moon Kwon Kim),정한터(Han Ter Jung),김수동(Soo Dong Kim) 한국정보과학회 2018 정보과학회논문지 Vol.45 No.4

최근엔 SNS, UCC, 디지털 다이어리 등의 개인 컨텍스트가 많아지고 있으며, 그 종류도 다양화되고 있다. 이에 따라 개인 컨텍스트를 통한 시맨틱 분석에 대한 관심이 증가하고 있다. 시맨틱 분석을 통해 개인 컨텍스트로부터 라이프 스타일, 삶의 질 등의 개인이 인지하지 못하는 다양한 측면을 추론해 낼 수 있다. 본 논문에서는, 개인 컨텍스트 중 오디오 컨텍스트에 대한 시맨틱 분석의 방법론을 제안한다. 특히, 시맨틱 분석의 종류 중 하나인 개인 선호도와 행동 패턴 분석에 대하여 상세한 알고리즘을 제안한다. 그리고, 제안된 기법을 평가하기 위하여, 스마트 다이어리 시스템 개발에 시맨틱 분석 프로세스를 적용하고, 실험한 평가 결과를 제시한다. 제안된 기법을 평가한다. 제안하는 알고리즘을 통한 개인 컨텍스트의 분석 결과는 개인 비서 서비스, 추천 서비스, 광고 서비스 등의 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Recently, there has been a trend for collecting various rich personal contexts, such as social network services (SNS), user created contents (UCC), and digital diaries. Because of this trend, much more attention to semantic analysis with personal contexts is being paid. The semantic analysis allows users to analyze and understand diverse aspects of their lives such as their lifestyle and quality of life which are not easily recognized by them. Hence, in this paper, we propose a process to infer semantics from personal contexts, more specifically, audio contexts. This paper is focused on proposing detailed algorithms for analyzing user’s preference tendencies and activity patterns. To evaluate the proposed methods, we apply them to developing a system, called Smart Diary System, which is used to analyze a user’s preference tendency and activity pattern from audio diaries, and we present experiment results with the system. We expect to use the proposed process and algorithms in various application domains such as personal secretary service, recommendation services, and advertising services.

서비스 시스템 구축을 위한 효율적 아키텍처 설계

라현정(Hyun Jung La),김성안(Sung Ahn Kim),김수동(Soo Dong Kim) 한국정보과학회 2008 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.35 No.3

서비스 시스템은 서비스를 시스템 개발의 기본 구성 단위로 이용하는 시스템으로, 새로운 응용분야로 등장하고 있다. 서비스 시스템은 웹 환경 외에 움직이는 여러 장치들이 유선 또는 무선으로 연결되어 있는 유비쿼터스 환경에서도 운영되며, 사용자가 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스는 사용자가 수행하는 작업을 수월하게 하기 위해 제공 받는 기능의 단위로, 사용자의 요구뿐만 아니라 사용자 주변의 여러 컨텍스트 정보를 고려해서 가장 적절한 서비스가 실행되어야 한다. 그러므로, 사용자의 요구에 충분히 만족하는 서비스를 제공하기 위해서 서비스 시스템은 컨텍스트 인지와 컨텍스트에 맞게 서비스를 적응시키는 것이 매우 중요하다. 이러한 특성 때문에 동일한 서비스는 사용자의 컨텍스트에 따라 다수의 사용자에게 다르게 제공될 수 있으며 이는 서비스 시스템의 가변성이 생기는 주요한 원인이 된다. 컨텍스트 인지와 관련된 많은 연구에서는 컨텍스트에 따라 시스템을 적응시키는 것을 다소 정형화되지 않은 임시적인 방법을 이용해서 해결하려고 시도했었다. 본 논문에서는 컨텍스트에 따라 다양하게 서비스가 제공되는 것을 가변성으로 간주하고, 가변성을 체계적인 방법으로 다루기 위해서 대표적인 재사용 방법론 중의 하나의 프로덕트 라인 공학 개념을 적용함으로써 컨텍스트 기반의 동적으로 적응 가능한 아키텍처를 제안한다 Services system which has been emerging as a new way of application development utilizes services as fundamental units for developing a system. Services system can offer services within web environment as well as the ubiquitous environment where mobile devices are connected to wired or wireless network. In order to provide the functionality that meets users’ requirements, the most appropriate service should be selected among candidate services by taking requests and context information into account. Therefore, it is important that the service system should provide services to users by dynamically adapting to users’ requirements and context information. Since different users request same functionality with different context information, one service can be differently offered to users so that variability can happen to the service systems. Most researches on context-aware systems have a tendency to solve dynamic adaptation by using more or less ad hoc manner. In this paper, we consider various types of services which are performed according to context information as variability and propose adaptable architecture by applying concepts of product line architecture in order to deal with variabilities systematically.

제품 계열 공학에서의 산출물간의 추적성 기법

라현정(Hyun Jung La),장수호(Soo Ho Chang),김수동(Soo Dong Kim) 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.32 No.4

제품계열 공학(Product Line Engineering, PLE)은 핵심 자산을 이용하여 어플리케이션을 경제적으로 개발하는 대표적인 재사용 기술이다. PLE는 프레임웍(Framework) 공학과 어플리케이션 공학으로 구성된다. 프레임웍 공학은 한 도메인 내에 있는 여러 패밀리 멤버들이 가지고 있는 공통적인 기능인 핵심 자산을 개발하는 단계이고, 어플리케이션 공학은 핵심 자산을 패밀리 멤버에 맞게 인스턴스화하여 어플리케이션을 생산하는 단계이다. PLE는 핵심 자산을 이용하여 특정 어플리케이션을 개발함으로써 재사용성이 높을 뿐 아니라 어플리케이션을 적은 시간과 노력으로 만들 수 있으므로 개발하는 효율성도 높다. 그러나, PLE 개발 절차에 대한 산출물 정의 및 템플릿 제공이 미비하여 개발자들이 PLE 프로세스를 따라 산출물을 만드는데 어려움이 있고, 산출물간 관계 정의가 충분하지 못하여 산출물간 일관성을 유지하기 힘들어 개발자들은 PLE 프로세스의 실용적 적용에 어려움이 있다. 본 논문에서는 PLE의 핵심단계인 프레임웍 공학 과정의 각 단계마다 도출되는 산출물의 메타모델을 정의하고 각 산출물간의 추적 관계를 추적성 맵(Traceabitliy Map)으로 나타내며 산출물간 추적 관계를 적용할 수 있는 지침을 제시한다. 마지막으로, 추적성 맵에 대한 평가와 적용되는 방법을 제시한다. Product Line Engineering(PLE) is one of the technologies that develop applications economically reusing core assets. PLE consists of Framework Engineering(FE) and Application Engineering. Framework Engineering is to develop core assets that have common functionality shared by a set of family members. Application Engineering is to develop a specific application by instantiating the core assets. The PLE process increases reusability and efficiency because a specific application is developed by using core assets with less time and effort. Since definition of PLE artifacts and relationship between artifacts are not clear, developers have several troubles to make artifacts based on PLE process, are difficult to maintain consistency between artifacts, and do not use PLE process more practically. In this paper, we define meta-models of artifacts that are produced in FE activities of PLE process and describe the traceability relationship between artifacts by using traceability map and guidelines that can apply traceability relationship. Finally, we define the way how trace links and guidelines of traceability map are applied.

제품계열공학 핵심자산의 범용 아키텍처 구성요소

라현정(Hyun Jung La),장수로(Soo Ho Chang),김수동(Soo Dong Kim) 한국정보과학회 2004 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.31 No.2Ⅱ

제품 계열 공학(Product Line Engineering, PLE)는 패밀리 멤버들의 공통성과 가변성을 분석하여 만든 핵심 자산을 특화시켜 어플리케이션을 개발함으로써 재사용과 이용가능성을 증대시키는 접근 방법이다 [1]. 핵심 자산은 제품 계열에 속하는 패밀리 멤버들이 어플리케이션을 만드는데 기초가 되는 모든 자산을 포함하며, 아키텍처, 컴포넌트 등이 포함될 수 있다. 범용 아키텍처는 패밀리 멤버들이 공통적으로 사용할 수 있는 아키텍처로, 제품 계열에 속하는 제품들의 구조를 정의하고 컴포넌트의 인터페이스 명세를 제공하여 컴포넌트만큼 중요한 재사용 단위이다 [2]. 본 논문에서는 대표적인 PLE 방법론에서 정의한 제품 계열 아키텍처와 일반 소프트웨어 아키텍처를 비교하여 범용 아키텍처에 포함되는 요소들을 선정하고, 메타모델을 이용하여 범용 아키텍처 구성요소와 구성요소간 관계를 명확히 정의함으로써, 개념적인 아키텍처를 보다 실용적으로 설계하는데 도움이 되게 하고자 한다.

기획특집 : 사물 인터넷 ; IoT 애플리케이션 개발에서 비전형적 이슈 및 솔루션

라현정 ( Hyun Jung La ),김수동 ( Soo Dong Kim ) 한국정보처리학회 2014 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.3 No.10

사물 인터넷(Internet-of-Things, IoT)은 무선 인터넷을 기반으로 다양한 디바이스를 연결하고 센서를 통해 환경 정보를 획득하고 이를 기반으로 제어하는 여러 기술이 융합된 컴퓨팅 패러다임이다. IoT 환경에서 애플리케이션은 네트워크에 연결된 여러 디바이스들을 이용하여 사용자에게 유용한 정보와 편의를 제공할 수 있다. IoT 디바이스들은 단순한 정보를 제공하기도 하고, 다수의 디바이스들의 협업에 의한 서비스를 제공하기도 한다. 즉, IoT 애플리케이션은 빠르게 보급되고 있는 IoT 디바이스와 같이 상호작용한다. 이런 이유로 IoT 애플리케이션의 개발은 소프트웨어 기능만으로 구성된 소프트웨어 시스템 개발에는 나타나지 않는 비전형적인 기술적 이슈를 가지고 있다. 나아가 임베디드 컴퓨팅, 모바일 컴퓨팅 등의 패러다임과도 구별되기 때문에, 기존 형태의 시스템 개발에서 볼 수 없었던 이슈를 가지고 있다. 본 논문은 IoT 애플리케이션 개발에서 발생하는 기술적 어려움을 분석하고, 이들을 효과적으로 해결할 수 있는 기법들을 제시한다. 제시된 이슈들과 기법들을 검증하기 위하여, IoT 애플리케이션을 개발한 사례연구 결과를 보여준다. 이를 통하여, IoT 애플리케이션 개발의 비전형적인 기술적 이슈들이 구체적으로 어떻게 발생하여, 제시된 솔루션들이 어떻게 효과적으로 적용되었는지 분석한다. Internet-of-Things(IoT) is the computing paradigm converged with different technologies, where diverse devices are connected via the wireless network, acquire environmental information from their equipped sensors, and are actuated. IoT applications provide smart services to users by interacting with multiple devices connected to the network. IoT devices provide the simple set of the information and also offer smart services by collaborating with other devices. That is, IoT applications always interact with IoT devices which are becoming very popular at a fast pace. However, due to this fact, developing IoT application results in unconventional technical challenges which have not been observed in typical software applications. Moreover, since IoT computing has its own characteristics which are distinguished from other former paradigms such as embedded computing and mobile computing, IoT applications also reveal their own technical challenges. Therefore, we analyze technical challenges occurring in developing IoT applications and present effective solutions to overcome the challenges. To verify identified issues and presented solutions, we present the result of performing a case study of developing an IoT application. Through the case study, we verify how the unconventional technical issues are raised in a real domain and analyze effectiveness of applying the solutions to the application.

LM 가이드의 마찰 저항에 대한 연구

라현정(H. J. Ra),김정화(J. H. Kim),정영훈(Y. H. Jeong) Korean Society for Precision Engineering 2022 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2022 No.5

롤러 LM 가이드의 이송속도에 따른 구름 저항 측정

라현정(H. J. Ra),전현섭(H. S. Jeon),정영훈(Y. H. Jeong) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월

LM 가이드는 직선운동시스템 분야에서의 핵심 부품으로 높은 위치 결정도와 강성을 가져 반도체, 공작기계, 의료장비 등 직선운동을 요구하는 산업 분야에서 널리 활용되고 있다. 특히 롤러 리테이너 타입의 LM 가이드는 볼 베어링 타입에 비해 베어링의 접촉 면이 커 더 큰 하중을 견딜 수 있다는 장점을 가진다. LM 가이드 구동 시 롤러 베어링에서 구름 저항이 발생하는데, 이를 분석하여 롤러의 운동 상황 확인, LM 블록의 조립 상태 평가 및 고장 진단에 적용시킬 수 있고, 이를 위해 다양한 구동 조건(윤활, 이송속도, 롤러 직경)에서의 구름 저항 데이터 확보가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 롤러 LM 가이드의 구름 저항 측정을 위한 실험장비를 구성하여, LM 가이드의 구동 조건을 변화시키며 그에 따른 구름 저항을 측정할 수 있도록 하였다. 실험 장비는 롤러 베어링 LM 가이드(SRG 45C, 삼익 THK)와 구동 스테이지(PSA 165, i-ROBO), 그리고 구름 저항 측정을 위한 로드셀(S2M, HBK)로 구성하였고, 전압 입력 모듈(NI 9205, National Instruments)로 로드셀로부터 구름 저항 데이터를 수집하여 LabVIEW 소프트웨어를 활용해 처리하였다. 본 연구에서는 이상의 실험장비를 활용하여 LM 가이드의 이송속도를 변화시켜가며 구름 저항 데이터를 수집하였고, 이에 대한 구름저항 거동 특성을 Stribeck 곡선 기반으로 규명하고 데이터베이스화 하였다.

IoT 디바이스의 동적 특성의 효과적 관리를 위한 프레임워크

라현정(Hyun Jung La),박춘우(Chun Woo Park),김수동(Soo Dong Kim) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.41 No.8

최근 각광받고 있는 연구분야 중 하나인 Internet of Things (IoT)은 사물들이 네트워크 상에 연결되어 있는 있는 컴퓨팅 환경으로, 이 환경을 구성하는 여러 IoT 디바이스들이 협업을 통해 사용자에게 유용한 기능을 제공할 수 있는 장점이 있다. IoT 디바이스의 제한된 배터리 수명, 이동성과 같은 동적인 특성으로 인해 IoT 디바이스의 상태는 계속해서 변하게 되며, 이로 인해 IoT 디바이스를 관리하는 데에 어려움이 있다. 본 논문에서는 IoT 디바이스의 동적인 특성에 의한 IoT 디바이스 관리 문제를 도출하고 이를 해결하기 위한 디바이스 관리 프레임워크를 제안한다. 그리고, 디바이스 검색, 디바이스 상태 확인, 디바이스 선택 및 연결, 그리고 디바이스 교체를 포함한 네 가지의 기법을 제시한다. 또한 제시된 기법들을 기반으로 디바이스 관리 프레임워크를 구현하고 실험을 통하여 제안한 기법들의 실효성을 검증한다. Internet of Things (IoT), one of the emerging research areas, is the computing paradigm where various things connect to the network and cooperate with their neighbors to reach common goals. Computing with IoT devices opens up a new array of opportunities for providing value-added smart services and applications to end users. That is, IoT devices play an important role of providing useful services to the users. However, the states of IoT devices are dynamically changed at runtime, which come from their mobility, network connectivity, and a battery drain problem. This dynamism results in difficulties in managing these IoT devices. In this paper, we propose a framework to manage those IoT devices with dynamism. Hence, we first derive issues from IoT devices’ dynamism. And, we define a set of requirements to manage the IoT devices and present a framework to manage the device dynamism. The framework is equipped by a device discovery method, a device status monitoring method, a device selection and connection method, and a device replacement method. Finally, we verify the feasibility and effectiveness of the framework through experiments.