Reliability based design optimization of vehicle multimedia encapsulating module = 차량용 멀티미디어 탑재기구의 신뢰성기반 최적설계

국문 초록 (Abstract)

확정론적 방법을 사용한 최적 설계 방법은 통계학적 최적 설계 방법보다 덜 복잡하고 빠르게 수렴하는 장점이 있으나 설계 변수나 시스템 파라미터에 존재할 수 있는 불확정성으로 인해 발생할 수 있는 목적함수나 구속 조건의 변동을 고려하지 못한다는 단점으로 인하여 최적설계 결과에 대한 신뢰도의 적용성이 다소 떨어질 수 있다. 즉 통계학적 최적 설계 방법은 설계 변수와 시스템 파라미터의 불확정성이 목적함수와 제한 조건에 미치는 영향을 고려한다는 점에서 확정론적 최적 설계와 차이가 있다. 제품의 수명을 향상시키기 위해서는 다양한 사용 및 환경 조건하에서 평균 수명이 일관성 있게 길어야 한다. 제품의 수명은 설계 변수의 허용 오차나 제품의 사용 및 환경 조건에 영향을 받는다. 그러나, 생산자가 제품의 사용 및 환경 조건을 직접적으로 통제할 수 없을 뿐만 아니라 제품에 사용되는 부품은 허용 오차를 가지므로 제품 수명은 필연적으로 어떠한 산포를 가지게 된다. 신뢰성 기반 최적 설계는 구조 설계에 있어서 설계단계에서부터 신뢰성과 최적화를 동시에 고려하는 것에 그 목적이 있다. 본 논문에서는 무선 인터넷, GPS, 무선결제 단말기, 모바일 오피스 등 각각의 단말기 어플리케이션 기술들로 인하여 정보 검색, 자동차 네비게이션, 무선 전자 상거래, 문서 작성 등과 같은 사무를 볼 수 있게 환경을 구축하는 기구를 다룬다. 즉, 설계단계에서부터 신뢰성을 고려하여 최적설계를 수행하는 신뢰성 기반 최적 설계를 이용하여 차량 내에서 무선 인터넷을 즐길 수 있는 차량용 멀티미디어 탑재기구의 최적화된 설계 변수를 얻고자 한다. 일계이차 모멘트 방법에 의해 신뢰성을 평가하였고 성능 평가 함수를 근사적인 명시 함수, 즉 한계상태식으로 표현하고, 한계상태식이 불명확할 때 효율적으로 사용할 수 있는 실험계획법과 반응표면법을 사용하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Deterministic optimization methods have advantages simpler and more rapid process than optimization which contains stochastic character. But deterministic optimization methods couldn’t apply fluctuations of objective function and constraints well because of uncertainties from design variables and system parameters. It is different from deterministic optimization that stochastic optimization considers uncertainties of design variables and system parameters which have effects on objective function and constraints. Average life span of products should be long consistently without failure under varies usage and environment conditions. The life span of products is influenced by permitted error of design variables and environmental conditions on products. But designers couldn’t control the environments directly, and product parts have been permitted error definitely. Therefore life span of products has a statistic distribution inevitably. The object of reliability based design optimization is to combine reliability considerations and optimization procedure in a single framework for structural design from design step. This paper deals equipment which can create documents, search information, do car navigation system, and make wireless electronic commerce using each terminal application technology like wireless internet, GPS, wireless settlement, and mobile office. In this paper, I tried to design multimedia equipment loaded in vehicles, based on the reliability based design optimization considering reliability from design step and achieving optimal design. FOSM method is uses to construct limit state function, and DOE and RSM is utilized for exploring the design space and for constructing the regression models to facilitate the effective solution of optimization problems.

목차 (Table of Contents)

• Table of Contents = i
• List of Figures = iii
• List of Tables = v
• Abstract = vii
• Chapter1 Introduction = 1
• 1.1 Background = 1
• 1.2 Objectives & scopes of the study = 1
• Chapter2 Optimization method = 3
• 2.1 Deterministic optimization = 3
• 2.1.1 Concept of design optimization = 3
• 2.1.2 Design of experiments = 6
• 2.1.3 Sensitivity Analysis ANOM = 7
• 2.1.4 Response Surface Method = 8
• 2.2 Reliability based design optimization = 9
• 2.2.1 Eeliability engineering = 9
• 2.2.2 Limit state function = 10
• 2.2.3 First order reliability methods(FORM) = 13
• 2.2.4 Methodology of reliability based design optimization = 15
• 2.3 Summary = 17
• Chapter3 Application RBDO to thin plate problem = 18
• 3.1 Methodology = 18
• 3.2 Design of experiments & response surface method = 20
• 3.3 Results of RBDO = 23
• 3.3.1 RBDO about stress = 23
• 3.3.2 RBDO about natural frequency of 1^(st) torsion = 25
• 3.3.3 RBDO about stress and natural frequency of 1^(st) torsion = 27
• 3.4 Summary = 29
• Chapter 4 Application RBDO to vehicle multimedia encapsulating module = 31
• 4.1 Vehicle multimedia encapsulating module = 31
• 4.2 Model and initial condition = 32
• 4.3 RBDO process = 35
• 4.4 Sensitivity analysis = 37
• 4.5 Design of Experiments & Response Surface Method = 40
• 4.6 Results of RBDO = 45
• 4.6.1 RBDO about stress = 45
• 4.6.2 RBDO about natural frequency of 1^(st) torsion = 47
• 4.6.3 RBDO about stress of external load and natural frequency of 1^(st) torsion = 49
• 4.7 Summery = 51
• Chapter 5 Conclusion = 53
• Bibliography = 56
• 국문요약 = 58