시공단계 감리 자동화를 위한 첨단검측 기술 적용 계획 수립

조석연 한국기술교육대학교 일반대학원 2023 국내석사

국내외 건설 프로젝트의 대형화 및 복잡화가 가속화되고 있는 추세에 따라 시공 단계에 투입되는 자원인 자재, 장비, 인력과 같은 자원의 집중적 투자 및 최신 공법의 활용으로 인한 시공 난이도 또한 증대되고 있다. 시공 난이도 증가는 계약 공기를 준수해야 하는 시공주체에게 부담으로 작용하여 시공 품질 확보에 위협이될 수 있다. 시공주체는 공기 준수를 위해 세부 공정별 적용공법에 따른 공기 및자원투입 계획과 더불어 공정의 진행에 따른 품질관리 계획을 수행해야한다. 그러나 대규모 현장의 복잡하고 다양한 공사수행 과정에서 공기 준수를 위한 공정계획에 비해 품질관리 계획은 선제성과 체계성이 부족한 경향이 있다. 품질관리를 위해 건설자재 및 시공 생산품에 대한 검측 업무는 가장 기본적인 업무로써 인력에 대한 의존도가 매우 높다. 최근 전문 건설 인력의 감소와 고령화로 인해 기술자 미확보가 국내 건설 프로젝트 관리의 주요 리스크로 대두되고 있다. 건설업 인구의 고령화는 건설 프로젝트의 생산성 및 품질을 떨어뜨리고 현장 작업에서 안전사 고를 증가시키는 직접적인 원인이 된다. 이러한 건설업의 인구구조 변화와 특성에 따라 한정된 검측 인력으로 현장 검측 업무를 정확하고 효율적으로 수행하기 위해 서는 검측 인력의 업무를 대체할 수 있는 첨단 기술 및 장비를 통한 검측 업무 자동화의 도입이 필요하고 품질관리 및 유지관리 업무의 중요성이 높아짐에 따라 건설공사 현장에서의 검측 업무의 중요성 또한 강조되고 있다. 동시에 최근 ICT 기술의 상용화 및 발전과 함께 건설 현장에서 검측 업무를 기계가 대체하는 업무 형태가 증가하고 있다. 이에 본 연구는 건설 현장에서 사용할 수 있는 검측 자동화를 위한 알고리즘 개발과 프레임워크를 제안한다. 이를 위해 건설 현장에서 의무적으로 시행해야 하는 책임 상주 감리 체크리스트의 검사 항목을 검측 대상, 검측 방법, 검측 시기, 검측 작업 범위의 세분화된 기준으로 분류하여 프레임워크를 개발하였다. 또한 검측 자동화 장비 사용 시 현장에서 검측에 제약 요소가 될 수 있는 요소를 파악하고 자동화 과정에서 제거하기 위해 표준 품셈을 바탕으로 현장에서 제약 요소가 될 수있는 자재, 장비, 인력 품셈에 대해 정리하여 자동화 알고리즘에 반영하였다. 분류된 체크리스트 프레임워크와 제약 요소 품셈 데이터를 바탕으로 검측 자동화를 위 - i - 한 알고리즘을 개발하였다. 검측 지시서가 발주되면 검측할 항목을 선택하고, 선택한 검측 항목에 대해 검측 업무를 수행할 검측 시기를 설정한다. 그 후, 검측 자동 화가 가능한 항목과 필요 없는 항목으로 나누고 검측 자동화가 필요 없는 도면, 시방서 및 서류 확인 항목들은 자동화 알고리즘 진행 전에 분류되게 된다. 검측 자동화가 가능한 검측 항목들에 대해서 검측 방법과 작업 범위를 선택하고 방법과 작업 범위의 성격에 따라 투입할 검측 장비를 결정하게 된다. 장비 결정 후 장비를 현장에 투입하였을 때 검측 업무 액티비티 자동 생성에 제약 요소가 되는 항목을 순서도에 반영하여 검측 업무 액티비티 자동 생성을 시작하게 된다. 개발된 알고리즘을 바탕으로 토공사와 철근 콘크리트 공사 실제 체크리스트에 검측 자동화 프레임워크를 적용한 결과 해당 공사 체크리스트 항목의 자동 생성을 위한 검측 대상, 방법, 시기, 작업 범위에 대한 정보를 도출해낼 수 있었다. 개발된 건설 검측 업무 액티비티 자동 생성 프레임워크는 현재 건설 현장 검측을 위해 사용되고 있는 검측 장비 및 다양한 첨단 기술과 연계하여 적용할 수 있으며 향후 검측 업무를 자동화시키기 위한 기초자료가 될 수 있을 것이다. Quality control (QC) is an essential work for the successful construction project execution. Recently, robust application of ICT to the QC tasks leads to utilizing innovative technologies and equipment. However, overall planing of QC works needs to take place before applying new technologies to each and individual QC task. The objectives of this research involve developing a database and an algorithm that identifies QC tasks and related information upfront. In addition, the researchers developed a methodology to generate inspection tasks in conjunction with construction work tasks. The Korean Ministry of Land and Transportation provides standard supervision checklists. They were classified based on criteria of inspection items, methods, period and the scope. Reinforced concrete work was selected as a case study for validation of the method. This framework can function when planing construction tasks with any type of planning tools and innovative technologies. The researchers expect this framework may contribute to various construction projects when developing QC plans and tasks with applicable technologies. Using the framework, unmanned vehicles could be automatically generated at the construction site. By analyzing the disaster factors at the site, test items that can be replaced with unmanned vehicles in the existing test work were classified and analyzed. Through the analysis of disaster factors, the timing and area of the test were clarified, and the constraints of the flight path of the unmanned vehicle were derived, and the autonomous operation plan of the unmanned vehicle was suggested. It is believed that it will be used as the basis for deriving the optimal route when autonomous driving of unmanned vehicles at construction sites in the future.

컴퓨터 생성 홀로그래피를 위한 고성능 대규모 고속 푸리에 변환

이재홍 한국기술교육대학교 일반대학원 2022 국내석사

Computer-generated holography is a technology to record 3D scenes into a hologram by calculating the propagation of wavefront from virtual 3D objects. Fast Fourier Transform and FFT-shift are used to analyze the spatial frequency domain of complex matrix and calculate waves of light. Since hologram resolution is hundreds 2 of times bigger than the general liquid crystal display, holography utilizes hardware acceleration like GPU. However, Utilizing GPUs for calculating a large-scale hologram is challenged because GPUs have 2-24GB device memory, which is smaller than hundreds of GB from a large-scale hologram. In order to solve these challenges, this study proposes the High-performance large scale for computer generated holography even the size of the FFT problem is overwhelming the GPU memory. In this study, two-dimensional Fourier transform is divided into one-dimensional Fourier transforms and transpositions. In addition, shiftTranspose, which concurrently calculates the transposition and FFT-shift, is implemented. In addition, this study uses pinned-buffer to utilize pinned memory which is hard to utilize for large-scale data. Moreover, the communication overhead between CPU and GPU is reduced by multi-threading and multi-streaming. As a result, this study shows 3.24 times faster performance than the conventional FFT method and reduces the time of generating hologram to 74%. Additionally, this study verifies that the proposed FFT method effectively generates large-scale holograms by generating and reconstructing a 100K 2 hologram. 컴퓨터 생성 홀로그래피는 가상의 3차원 물체에서 전파되는 빛의 파동을 컴퓨터로 연산하여 3차원 영상을 홀로그램에 기록하는 기술이다. 빛의 파동을 연산하기 위해서는 복소수 행렬의 공간주파수를 분석하는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)와 FFT-shift 연산을 수행해야 한다. 홀로그래피는 일반 디스플레이에 비해 (수 백) 2 수준의 높은 해상도를 요구하기 때문에 GPU와 같은 연산 가속 장치를 필요로 한다. 하지만, 일반적인 GPU의 메모리는 2~24GB로 수 백 GB이상의 초고해상도 홀로 그램을 위한 대규모 FFT 연산이 어려운 문제점이 존재한다. 따라서 본연구에서는 홀로그램 데이터 크기가 GPU보다 큰 경우에도 고속으로 연산 할 수 있는 고성능 대규모 고속 푸리에 변환을 제안한다. 본 연구에서는 이차원 고속 푸리에 변환을 처리하기 위해서 연산 과정을 일차원 고속 푸리에 변환과 행렬전치로 분할 하였고, 행렬전치와 FFT-shift를 동시에 처리하는 shiftTranspose를 구현하였다. 추가적으로데이터의 크기가 너무 커서 사용할 수 없던 핀드 메모리(pinned-memory) 를 작은 버퍼 형태로 할당한 핀드-버퍼를 이용하여 사용 가능케 하였으 며 데이터의 연산 과정 다중 스레드와 다중 스트림을 이용하여 GPU 통 신 오버헤드를 줄였다. 결과적으로 기존 FFT 대비 최대 3.24배의 성능향상을 이루었고 기존 홀로그램 생성시간을 74% 수준으로 줄였다. 추가적으로 100K 2 급 초고해상도 홀로그램을 생성하고 광학복원을 하여 본 연구가 제시한 고성능 대규모 고속 푸리에 변환이 홀로그램 생성에 적합한 것을 검증하였다.

토픽모델링 분석을 통한 국내 태양광산업의 기술 트렌드 분석

박상원 한국기술교육대학교 일반대학원 2023 국내석사

본 연구는 국내 태양광산업 특허의 최근 5년 치 데이터를 대상으로 LDA 모델링을 적용하여 태양광산업 기술 트렌드를 추론하였다. 이를 위 해 해당 데이터를 태양광 발전 기술의 기본 구조 및 원리, 다양한 형태의 태양광 발전 시스템, 성능 향상 및 기능 다양화, 건물 및 주택용 태양광 기술, 이동형 및 휴대용 태양광 기술, 태양광 기술과 다른 기술의 융합, 그리고 태양광 발전 시스템 관리 및 유지보수 등 27개의 토픽으로 분류하 였다. 토픽모델링 분석을 수행한 결과 태양광산업의 기본적 원리 및 구조를 연구하여 전체적인 효율성과 안정성을 개선하는 기술에 대한 특허들이 출 원되고 있음을 확인하였다. 또한, 특정 환경 및 조건에 적합한 태양광 발 전 기술의 개발이 이루어지고 있고 기능 다양화 및 성능 향상을 위한 기 술 연구를 통해 태양광 발전의 효율과 안정성이 증대되고 있음을 알 수 있었다. 도시 지역의 에너지 수요 충족과 지속 가능한 발전을 위해 건물 및 주택용 태양광 기술이 개발되고 있으며, 이동 상황에서의 에너지 소비 를 충족할 수 있는 이동형 및 휴대용 태양광 기술도 개발되고 있다. 본 연구는 2018년 1월부터 2023년 3월까지 출원된 국내 태양광산업 특 허를 분석하였기에 이 기간 외의 데이터에 대한 분석이 누락되어 있다는 한계가 있다. 또한, LDA 토픽모델링 방식의 한계로 인해 일부 주제들이 완전히 구분되지 않거나 중복 영역이 발생할 수 있다. 추후 연구는 더 넓 은 기간의 데이터를 포함하여 태양광산업의 전체적인 동향을 파악하는 방 향으로 확장하고, 다양한 토픽모델링 알고리즘을 적용하여 LDA의 한계를 극복해 더욱 엄밀하게 주제를 분석할 필요가 있다. 본 연구를 통해 도출된 기술 동향은 태양광산업 분야의 R&D 정책 수 립과 산업계의 기술전략 수립을 위한 의사결정에 도움을 줄 것으로 기대 된다. 또한. 향후 연구개발 방향 및 특허 전략 수립에 본 연구의 세부 요 소 기술 분류와 토픽 분석 결과를 활용할 수 있을 것이다. 이를 통해 태 양광산업의 발전과 지속 가능한 에너지 확보를 위한 기술적 기반을 마련 하는데 기여할 수 있을 것이다. In this research, Latent Dirichlet Allocation (LDA) modeling was utilized to scrutinize patent data from the domestic solar industry over the last five years, the objective being to identify prevalent trends within solar industry technology. The endeavor resulted in the classification of 27 distinct topics, covering the fundamental structure and principles of solar power generation technology, a spectrum of solar power generation systems, progress in performance enhancement and functional diversification, advancements in building-integrated and residential solar technology, developments in mobile and portable solar technologies, intersections of solar technology with other domains, and aspects of solar power generation system management and maintenance. The analytic outcomes reveal that technologies bolstering overall efficiency and stability, which delve into their underpinning principles and structures, are increasingly being patented. Concurrently, efforts to develop solar power generation technologies, tailored to accommodate specific environmental conditions and constraints, are ongoing. Investigations into multifarious functions and performance-enhancement technologies substantiate a consistent augmentation in the efficiency and stability of solar power generation. Innovations in solar technologies for buildings and residences are being driven by the imperative to meet urban energy requirements and further sustainable development goals. In a similar vein, mobile and portable solar technologies are being evolved to fulfill energy demands in contexts where mobility is paramount. Although this research furnishes an extensive analysis of domestic solar industry patents spanning January 2018 to March 2023, it acknowledges its limitations—specifically, the absence of data analysis beyond this period. Moreover, the inherent limitations of the LDA topic modeling method may result in certain topics not being distinctly segregated, or potential overlaps. Future research endeavors could widen the scope to encompass data from an extended period, deploy diverse topic modeling algorithms to surmount the limitations of LDA, and conduct more precise topic analyses. The technology trends discerned in this research hold promise in aiding decision-making processes related to the formulation of R&D policies within the solar industry and the development of comprehensive technological strategies. By delivering detailed technical classifications and topic analysis results, the study aims to provide a solid base for devising nuanced research trajectories and patent strategies. The insights gleaned from this research may lay the groundwork for shaping the future of the solar industry and for the procurement of sustainable energy resources.

중국과 한국의 기술 혁신 체제를 비교 연구 : 화웨이와 삼성을 중심으로

손시함 한국기술교육대학교 일반대학원 2020 국내석사

With the development of information technology revolution and economic globalization, knowledge and technology play a more important role in social production. In order to better improve national competitiveness, countries around the world pay more and more attention to scientific and technological innovation ability, and begin to establish and improve national innovation system, enhance their own technological innovation ability, and narrow the technological gap between countries. China and South Korea, both built from the ashes, are striving to improve their national competitiveness. After years of establishment of the national innovation system, the national innovation system of both countries has basically taken shape. South Korea is recognized as an innovation-oriented country in the world. Scientific and technological innovation has played a significant role in fostering and supporting its economic development, which is also one of the main reasons why South Korea's economy continues to develop rapidly and ranks among developed countries. Especially Samsung electronics in South Korea has played an important role in national innovation construction. China's national innovation system, though not perfect, is constantly improving. In recent years, China's Huawei has demonstrated its strong innovation ability in its development, attracting worldwide attention. This paper analyzes the construction of China and Korea through the model of national innovation system. At the same time, this paper will also take Huawei and Samsung electronics as the classic cases to analyze their technological innovation and development process, and make a comparison through the McKinsey 7S model analysis. Provide effective Suggestions for China's national innovation system and technological innovation development in other industries. From the conclusion, we can draw the following Suggestions: the government should establish sound policies and regulations to ensure the construction of the national innovation system and provide a good environment for the construction of the national innovation system. The government should strengthen the guidance of enterprise R&D institutions and other private R&D institutions to carry out innovative R&D. Enterprises should accelerate the upgrading of their technological innovation capabilities. Encourage, support and build enterprises' own technological innovation R&D institutions. It gives full play to the cohesive role of intermediary agencies and continuously promotes the cooperation between industry, university and research institute.

다중 입출력 그리드 분류 시스템에서 다중 에이전트 강화 학습 기반 분류 및 플로우 제어

최호빈 한국기술교육대학교 일반대학원 2021 국내석사

내부물류는 유통 또는 주문 처리 센터 내에서 공급, 생산 및 유통의 모든 물류 물리적 흐름을 최적화, 통합, 자동화 및 관리하는 프로세스를 의미한다. 이러한 프로세스는 점점 복잡해지고 있으며 특히, 택배, 소포 및우편 분야에서 늘어나는 물량에 대해 더 빠르고 정확한 처리가 요구되고 있다. 하지만, 대다수 기업에서 해당 처리는 수작업으로 이루어지는 실정 이며 과도한 노동으로 이어지고 있다. 본 논문에서는 소포를 자동으로 분류할 수 있는 다중 입출력 그리드 분류 시스템을 설계하고 강화 학습 환경으로 사용한다. 이 다중 입출력 그리드 분류 시스템은 독립적인 모듈을 활용하여 레이아웃을 자유롭게 생성 및 변경할 수 있다. 즉, 유연성이 높아 다양한 레이아웃 구성이 가능하므로 실제 물류센터에 적용할 수 있다. 또, 본 논문에서는 Deep Q-Learning 알고리즘을 기반으로 한 다중 에이전트 강화 학습 알고리즘 Behavior Prediction Q-Learning을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 각 소포가 에이전트가 되어 독립적으로 행동하며 에이전트에게 다른 에이전트들의 행동을 예측하여 시스템 전체의 처리량을 높이는 다양한 행동을 유도한다. 실험은 다중 입출력 그리드 분류 시스템의 다양한 레이아웃을 대상으로 진행하며 효율적으로 분류됨을 나타내는지표 Sortation Performance Index를 제시한다. 해당 지표를 통해 모든 레이아웃에서 효율적인 제어가 가능함을 입증하며 성공적인 일반화에 대한 추가적인 실험도 진행한다. 마지막으로 독일의 Karlsruhe Institute of Technology와 GEBHARDT에서 개발한 GridSorter의 알고리즘과 본 논문에서 제안하는 Behavior Prediction Q-Learning 알고리즘의 비교실험을동일한 레이아웃에서 수행한다. Intralogistics means the process of optimizing, integrating, automating, and managing all of the logistical physical flows of supply, production and distribution within a distribution or fulfillment center. These processes are becoming increasingly complex. In particular, faster and more accurate processing is required for the growing volume of goods in the delivery, parcel and postal sectors. However, in most companies, the process is done manually and leads to overwork. This paper designs a multi-input/output grid sortation system that can automatically sort parcels, and use it as a reinforcement learning environment. This multi-input/output grid sortation system can freely create and change layouts using independent modules. In other words, it is possible to configure various layouts due to its high flexibility, so it can be applied to actual distribution centers. In addition, this paper proposes multi-agent reinforcement learning algorithm Behavior Prediction Q-Learning based on the Deep Q-Learning algorithm. In the proposed algorithm, each parcel becomes an agent and acts independently, and induces various actions to the agent to increase the overall system throughput by predicting the actions of other agents. The experiment targets various layouts of the multi-input/output grid sortation system and presents the Sortation Performance Index that indicates efficient sortation. This index proves that efficient control is possible in all layouts, and additional experiments for successful generalization are also conducted. Finally, a comparison experiment between algorithm of GridSorter developed by Karlsruhe Institute of Technology and GEBHARDT in Germany and the Behavior Prediction Q-Learning algorithm proposed in this paper is performed in the same layout.

기술위험에 대한 정보공정성 인식이 위험정보공유의도에 미치는영향

김건 한국기술교육대학교 일반대학원 2022 국내박사

현대사회에서 새로이 나타나는 위험의 대부분은 인류의 기술개발 또는 인위적 자연환경 조작에 의한 제조된 위험의 성격을 갖는다. 특히 기술의 개발과정에서는 기술로 인해 발생하는 기술위험이 동반되는 경우가 많다. 기술위험과 관련된 위험정보의 사회적 확산은 주로 인터넷, 소셜미디어를 통한 소비자들 간의 정보공유를 통해 이루어지고 있다. 하지만 위험정보의 생성 및 확산과정에 있어 별도의 검증절차가 존재하지 않는 온라인 정보 환경의 특성 상 과학적 검증이 부족하거나, 이해관계에 의해 편향된 또는 의도적으로 조작된 위험정보가 무분별하게 확산될 수 있다. 이는 기술을 개발 및 활용하는 기업들이 생산하는 제품에 대한 낙인을 형성하여, 소비자들의 구매의도 및 기업의 브랜드이미지에 부정적 영향을 미칠 수 있다. 이에 기업들은 이러한 피해를 최소화하기 위해 기술관련 소비자들의 위험정보공유의도가 어떤 요인에 의해 나타나는지를 분석하여 검증되지 않은 위험정보의 무분별한 확산을 관리할 수 있어야 한다. 이를 위해 본 연구는 소비자들의 기술위험과 관련된 위험정보공유의도를 최종 종속변수로 설정하고, 기술위험에 대한 정보공정성 및 위험정보탐색행동, 기술에 대한 위험인식과 이타심이 이에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 본 연구는 위험관련 정보공정성 지각 수준이 소비자들의 기술에 대한 위험인식에 부(-)적 영향을 미칠 것으로 예상한 가설 1을 설정했다. 기술위험에 대한 정보공정성을 낮게 인식할수록 해당 기술의 위험을 관리 하는 주체인 기업에 대한 신뢰는 낮아지고, 기술에 대한 감정은 부정적으로 형성되기 때문이다. 또한 이러한 정보공정성 인식이 소비자들의 위험정보 탐색행동에 미치는 부(-)적 영향을 예상한 가설 2를 설정하였다. 자신이 보유한 위험정보가 위험에 적절히 대처하기에 충분치 않다고 생각할수록 소비자들은 위험관련 정보를 더 적극적으로 탐색하기 때문이다. 그리고 위험인식이 높을수록 소비자들의 예방행동이 활발히 나타남에 기초하여 본 연구는 기술에 대한 위험인식이 위험정보탐색행동에 정(+)적 영향을 미칠 것으로 예상한 가설 3을 설정하였다. 위험에 적절히 대처하기 위해 나타나는 소비자들의 기본적인 예방행동이 바로 위험정보탐색행동이기 때 문이다. 이에 더해 본 연구는 소비자들의 위험정보탐색행동이 위험정보공 유의도에 정(+)적 영향을 미칠 것으로 예상한 가설 4를 설정하였다. 기술 위험 관련 위험정보탐색행동이 활발한 소비자들일수록 기술위험과 관련된 타인들과의 상호작용을 활성화시키기 위한 수단으로서 자신이 가진 위험 정보를 타인들과 공유할 가능성이 높기 때문이다. 마지막으로 본 연구는 기술에 대한 위험인식과 위험정보공유의도 간의 관계를 이타심이 조절할 것으로 예상한 가설 5를 설정하였다. 위험인식에 의한 소비자들의 위험정 보공유의도는 자신뿐 아니라 타인들 또한 위험에 적절히 대처하길 바라는 친사회적 동기에 의해 나타나기에, 타인을 돕고자 하는 이타심이 이 두 변수간의 관계에서 조절적 역할을 수행할 것이라 예상했기 때문이다. 본 연구는 이러한 5가지 가설의 검증을 위해 코로나 19 mRNA 백신 사례를 제시한 자기기입식 설문지를 통해 각 변수들의 데이터를 획득하였다. 그리고 구조방정식 모형을 통한 이를 분석한 결과, 본 연구에서 설정했던 모든 가설이 채택되었다. 이에 기초하여 본 연구는 해당 가설검정 결과가 어떻게 해석될 수 있으며, 이러한 결과들이 기술위험 관련 소비자들의 정 보행동 분석에 있어 어떠한 학문적 의의를 가지는지, 실무적 측면에서 기 업들이 소비자들의 위험정보공유의도를 적절히 관리하기 위해서는 어떤 전략의 수립이 필요한지에 대한 제안을 제시하였다. 그리고 마지막으로 본 연구의 한계점 및 이에 기초한 향후 연구 과제를 제시하였다. Today’s society is facing the amplification of risk information related to technological risk mainly through internet or social media where people can share information easily. However, in this social amplifying process without scientific verification, information related to technological risk can be spread indiscriminately. Additionally, these misleading information’s amplification can cause a negative effect of corporation’s sales or brand image. Thus, this study analyzed the effect of technological risk perception, risk information seeking and altruism on consumer’s risk information sharing intention, based on perceived informational fairness relevant to technological risk. As a result, the lower perception of informational fairness increases the levels of technological risk perception and risk information seeking. Moreover, technological risk perception accelerates the risk information seeking. And this dissertation found that altruism moderates the effect of technological risk perception on risk information sharing intention. Based on these results, implication for research on consumers’ risk information behavior are discussed.

미러 디스플레이 제품을 위한 GUI 디자인 가이드라인 개발 : 척추 기능 평가 서비스를 중심으로

우은경 한국기술교육대학교 일반대학원 2024 국내석사

The advancement of multimedia has led to the emergence of various display technologies beyond traditional liquid crystal displays (LCDs), developed for commercial purposes. Unlike conventional one-way LCDs, these new technologies leverage the environment and user appearance as additional elements for information provision. Despite the rapid development of these display technologies, there is insufficient emphasis on the service provision environment for products utilizing them. Specifically, GUI design, crucial for user-product interaction, has predominantly focused on the service UIs of past LCD methods rather than evolving interfaces. To address this gap, this study aims to establish appropriate GUI design principles for services provided in the widely distributed and commercialized mirror display environment. Through comprehensive analysis, including literature review and evaluation of existing mirror display products, this study examines the overall mirror display product environment and develops GUI design guidelines for new mirror display products. Given the scarcity of prior studies on the characteristics of GUI design in mirror display environments, this research analyzed GUI components from actual mirror display application case products to identify common characteristics. Based on these findings, GUI design guidelines for mirror display products were developed, followed by usability evaluations to validate these guidelines. To gather detailed user perspectives, questionnaire evaluations and Think Aloud evaluations were conducted, leading to the formulation of GUI design principles for mirror display products. The final results include a spine function evaluation service, providing a design format aligned with the service information encountered by users during their service search, spine function evaluation, and result review processes. This study is significant as it offers a standard for service interface design in the novel mirror display environment and serves as foundational data for interface design research focused on new interaction technologies, moving beyond traditional service-oriented UI design research frameworks. 멀티미디어의 발전과 함께 이를 사용자에게 전달하는 디스플레이의 기술이 점차 발전하면서 기존의 액정 디스플레이를 넘어 다양한 형태의 디스플레이 기술이 등장하고 상용화를 목적으로 발전해 나가고 있다. 미러 디스플레이는 기존의 단방향 정보제공의 액정 디스플레이의 한계를 넘어 환경뿐만 아니라 사용자의 모습을 정보제공의 또 다른 요소로 활용하여 확장적인 정보를 제공할 수 있다는 기술적인 장점을 지니고 있다. 하지만 꾸준한 개발 및 연구를 통해 등장하는 다양한 디스플레이 기술의 발전에 비해 이를 활용한 제품의 서비스 제공환경에 대해서는 많은 관심과 중요성이 강조되지 않고 있다. 특히 사용자와 제품 간의 인터렉션에서 가장 큰 역할을 하는 GUI 디자인의 경우, 디스플레이 등의 인터페이스 발전에 비해 여전히 과거의 액정 디스플레이 방식의 서비스 UI를 중심으로 연구가 이루어지고 있다. 기술이 발전함에 따라 그와 상호작용하는 사용자의 경험이 강조되므로, 새로운 디스플레이 기술 환경에서의 GUI 디자인 원칙에 관한 연구가 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 여러 디스플레이 기술 중 보편적으로 보급되어 상용화된 미러 디스플레이 환경에서 제공되는 서비스의 올바른 GUI 디자인 원칙을 도출하고자, 문헌 연구를 비롯한 미러 디스플레이 제품 환경을 전반적으로 분석하고 이를 토대로 새로운 미러 디스플레이 제품을 위한 GUI 디자인을 개발하고자 하였다. 미러 디스플레이 환경에서 GUI 디자인의 특성을 분석한 기존 선행 연구가 부족하므로 실제 제작된 미러 디스플레이 적용사례 제품을 중심으로 GUI 구성요소에 대한 분석을 진행하여 이의 공통적인 특징을 도출하였다. 도출된 특징을 기반으로 미러 디스플레이 제품의 GUI 디자인 가이드라인을 개발하였으며, 이를 검증하기 위해 사용자를 대상으로 사용성 평가를 진행하였다. 보다 구체적인 사용자 관점의 의견을 수집하기 위해 설문 평가 및 Think Aloud 평가를 진행하였으며, 수집한 의견의 특징을 정리하여 미러 디스플레이 제품의 GUI 디자인 원칙을 제시하였다. 이를 통해 최종 결과물인 척추 기능 평가 서비스에서 사용자가 서비스를 탐색하고, 척추 기능 평가를 수행하며, 그 결과를 확인하는 과정에서 접하는 서비스 정보에 따른 디자인형식을 제작하였다. 본 연구는 미러 디스플레이라는 새로운 디스플레이 환경에서 서비스 인터페이스 설계의 기준으로 활용될 수 있으며, 기존의 서비스 중심 UI 디자인 연구 형식을 벗어나 새로운 상호작용 기술 중심의 인터페이스 디자인 연구에 대한 기초 자료로 활용될 수 있다는 점에서 의의를 가진다.

Li-SOCl2 전지 고율특성 향상을 위한 나노구조 탄소 양극재 합성 및 전기화학적 특성에 관한 연구

박상선 한국기술교육대학교 일반대학원 2020 국내박사

Li/SOCl 2 전지의 고출력 성능향상을 위해 상용 실리카 템플릿 방법을 사용하여 양극 카본소재로서 기공구조가 제어된 무질서한 메조기공 탄소 (disordered mesoporous carbon)을 합성하였다. 실리카/수크로스 비율에 따른 합성카본의 비표면적 및 기공분포 등이 전극 제조공정 및 전기화학적 특성에 미치는 영향을 규명하였고, 상용 실리카 콜로이드의 출발물질에 따른 비표면적 및 기공분포의 영향과 이에 따른 출력특성을 평가하고 이러한 특성이 전지성능에 미치는 영향에 대해 규명하였다. 고성능 Li/SOCl 2 전지의 탄소재료로서 DMC 특성 : 비표면적 및 기공 분포를 제어를 통해 평균 기공크기가 10 nm인 카본소재를 합성하였으며, 고율 및 고용량 특성이 우수한 Li/SOCl 2 전지성능을 구현하였다. 높은 비표면적 997.8 m 2 /g을 갖는 DMC 소재가 1.25 mA/cm 2 방전전류밀도에서 41 mAh/cm 2 의 용량이 구현되었으며, 방전전류밀도 10 mA/cm 2 에서는 비표면적에 따른 방전용량의 차이가 크게 발생하지 않았다. 카본 양극의 고율 방전용량 특성은 소재의 비표면적 및 기공율에 비례하는 경향을 나타내었으며, 물질의 확산과 관련된 전극 기공율은 전지의 고용량 특성과 높은 상관관계를 나타내었고, 전지의 고출력 특성과 관련된 작동전압은 비표면적과 상관관계가 크게 있음을 규명하였다. 전기화학적 특성에 대한 DMC 소재의 미세구조 영향 : 평균 기공크기 20 nm를 갖는 DMC 소재의 미세구조 및 기공부피를 조성비를 통해 제어 하였다. 콜로이드 실리카의 배합비가 증가함에 따라 비표면적 값은 증가하는 경향을 나타내었으며, DMC-1.5 조성에서 가장 높은 1398.7 m 2 /g 비표면적 값과 4.17 cc/g의 전체 기공부피 값을 나타내었다. 전지 성능은 비표면적 값과 전체 기공부피 값에 비례하는 경향을 보였으며, 10 mA/cm 2 방전전류밀도에서 970.4 mAh/g-C의 용량 및 중간 방전전압 3.293 V를나타내어 출력 및 용량특성이 가장 우수하였다. 고출력 및 고용량을 구현하기 위한 반응속도는 확산이 가장 중요한 인자로 확인되었으며, 카본 소재의 미세구조 제어가 Li/SOCl 2 전지의 고출력 특성향상에 효과적임을확인하였다. 이와같은 결과를 통해 상용 실리카 콜로이드 합성방법을 통한 카본 소재의 비표면적 및 기공구조 제어가 가능함을 확인하였으며, 이에 따른 Li/SOCl 2 전지의 출력 및 용량에 대한 상관관계를 규명하였다. In order to improve the high power performance of Li/SOCl 2 cells, a di sordered mesoporous carbon (DMC) with controlled pore structure was synthesized as an carbon cathode material using a method of commerci ally available silica template. The effects of the specific surface area a nd pore distribution of DMC was investigated on the electrode manufa cturing process and electrochemical characteristics. DMC as an electode material for high performance Li-SOCl 2 batt eries : DMC was synthesized with an average pore size of 10 nm and showed high Li/SOCl 2 battery performance with high rate and high ca pacity characteristics. A DMC material with a high specific surface are a of 997.8 m 2 /g achieved with a capacity of 41 mAh/cm 2 at a discharg e current density of 1.25 mA/cm 2 . The high rate discharge capacity characteristics of carbon cathode see ms to be affected the specific surface area of the material and the por osity, and the electrode porosity related to the diffusion of the electroly te shows a high correlation with the high capacity characteristics of the battery. It was clarified that the operating voltage has a strong corr elation with the specific surface area. Effect of imcrostructure of DMC on the electrochemical performa nce of Li-SOCl 2 batteries : The microstructure of DMC material wit h average pore size of 20 nm were controlled via composition ratio. T he value of specific surface area has been shown gradually to increase as the compounding ratio of colloidal silica increases, and the highest s pecific surface area value of 1398.7 m 2 /g and total pore volume value o f 4.17 cc/g are obtained for the composition of DMC-1.5. Battery performance turns out to be proportional to the value of specifi c surface area and the value of total pore volume. The capacity of 970.4 mAh/g-C at a discharge current density of 10 mA/cm 2 and the intermediate discharge voltage of 3.293 V were obtain ed from DMC-1.5 Diffusion has been confirmed as the most important factor, and control ling the microstructure of the carbon material is effective for improvin g the high output characteristics of Li/SOCl 2 batteries. From these results, it was confirmed that it is possible to control the specific surface area and pore structure of the carbon material through the method of synthesizing a commercially available silica colloid.

일반예측제어를 이용한 밀폐된 실험실 공간의 온도, 습도 제어

빈상도 한국기술교육대학교 일반대학원 2022 국내박사

In the situation where '3 level on-off control' has been popularized in the field for the control of temperature and humidity in a plant, which is usually called a 'constant temperature and humidity unit', this paper presents the results and procedure for obtaining satisfactory performance and efficiency in temperature and relative humidity control in a closed process/test room using GPC (generalized predictive control). First, it was revealed that temperature control and relative humidity control in a constant temperature and humidity facility are MIMO plants with mutual interference, instability and non-minimum phase. That is, the temperature control can easily achieve the control purpose through the refrigerator and the reheater, but the humidity control interferes with the temperature decrease when the absolute humidity is reduced due to the condensation of the saturated liquid by the latent heat load of the evaporator of the refrigerator. It has to be heated with a reheater, and at the same time, the flow characteristics of temperature and humidity in the thermo-hygrostat were verified through physical modeling that the plant exhibits a non-minimum phase phenomenon in which thermal reaction is slow and mutual interference occurs. In particular, relative humidity was derived from absolute humidity, and a state variable model with temperature and absolute humidity as outputs was derived. Next, it was revealed that the 3-level on-off controller commonly used in the field is not optimal in controlling the temperature and relative humidity of a constant temperature and humidity facility and has limited performance. In other words, it was verified through experiments that it is a high-cost controller that has a slow reaction speed in following a target value and uses input energy inefficiently. Therefore in this paper, a GPC-based predictive controller was designed for a MIMO plant that outputs temperature and relative humidity to achieve superior performance and stability at low cost compared to the existing 3-level on-off controller. To this end, first, based on the thermal/dynamic model, mathematical modeling of the system with temperature and relative humidity as outputs was induced. CARIMA was selected as the candidate model structure. For system identification, the PEM algorithm was implemented in the Matlab environment, the identification model was obtained by applying the actual experimental data, and the validity of the noise model verification was confirmed with the chi-square method. A GPC controller for a MIMO plant with 2 outputs and 3 inputs was designed by obtaining the cost function and optimal input, and developed in Matlab code form. Finally, the good tracking performance and stability of this controller were verified through simulation by comparing it with the results of the existing 3-level on-off controller. 본 논문은 통상 ‘항온항습 설비’로 불리는 플랜트 곧, 밀폐된 공정/시험 공간의 온도와 습도의 제어를 위해 그동안 현장에서 ‘3 레벨 on-off 제어’ 가 대중화되어 있는 상황에서, 일반예측제어기(GPC)를 기반으로 온도 및상대습도 제어에서 만족할만한 성능과 효율을 획득한 결과와 그 과정을 제시한다. 우선, 항온항습 설비에서의 온도제어와 상대습도제어가 상호간섭, 불안정성 및 비최소위상을 갖는 MIMO 플랜트임을 밝혔다. 즉, 온도제어는 냉동 기와 재열기를 통하여 쉽게 제어 목적을 달성할 수 있으나, 습도제어는 냉동기의 증발기 잠열부하에 의한 포화액의 응축으로 절대습도가 감소될때 온도가 저하하는 간섭현상이 일어나므로 재열기로 가열해 주어야 하며, 동시에 항온항습기에서 온도와 습도의 유동 특성은 열 반응이 느리고 상호 간섭이 일어나며, 동시에 비최소위상 현상을 보이는 플랜트임을 물리적 모델링을 통해 검증하였다. 특별히 절대습도에서 상대습도를 유도하 여, 온도와 절대습도를 출력으로 하는 상태변수 모델을 유도하였다. 다음 으로, 현장에서 통상적으로 사용하는 3 레벨 on-off 제어기는 항온항습 설비의 온도 및 상대습도의 제어에서 최적이 아니며, 따라서 그 성능에서 제한적임을 밝혔다. 곧, 목표치 추종 성능에서 반응속도가 느리며 또한 입력에너지를 비효율적으로 사용하는 고비용 제어기임을 실험을 통해 검증하였다. 이에 본 논문에서는 온도와 상대습도를 출력으로 하는 MIMO 플랜트를 대상으로 GPC 기반의 예측제어기를 설계하여 기존의 3 레벨 on-off 제어기보다 저비용의 우월한 성능과 안정성을 달성하였다. 이를 위해 먼저, 열 /동역학 모델에 기반을 두어 온도와 상대습도를 출력으로 하는 시스템의수학적 모델링을 유도하였고, 이를 기초로 시스템 식별을 위한 플랜트 형태를 확정하였고, 플랜트의 비선형적 외란 효과를 제거하는 최적의 입-출력 모델구조는 CARIMA임을 밝히고 이를 후보모델로 채택하였다. 시스템식별은 PEM 알고리즘을 Matlab 환경에서 구현하였으며, 실 실험 데이터를 적용하여 식별모델을 구하였고, 잡음모델 검증은 chi-자승 기법으로 타당성을 확인하였다. 다음으로, 출력 2개 입력 3개인 MIMO 플랜트를 대상으로 하는 GPC 제어기를 비용함수 및 최적입력을 얻어 설계하였고, 이를 Matlab code로개발하였다. 마지막으로, 모의실험을 통하여 본 제어기의 양호한 추종 성능과 안정성을 기존 3레벨 on-off 제어기 결과와 비교함으로써 확인하였다.

흡수역량을 매개로 중소기업의 조직요인이 경영성과에 미치는 영향 : 기술혁신형 중소기업을 중심으로

성기욱 한국기술교육대학교 일반대학원 2022 국내박사

개방형 혁신의 확산과 4차 산업혁명의 도래로 기업 외부의 새로운 지식 을 탐색하고 이를 조직 내의 기존 지식과 결합하여 활용하는 흡수역량이 기업성과를 높이는 데 중요한 역할을 하는 것으로 나타나고 있다. 본 연구 는 기술혁신형 중소기업에서 흡수역량을 매개로 조직요인인 임파워링 리더 십, 조직학습 문화, 인력 유연성 그리고 부서간 협력이 경영성과에 미치는 영향관계를 실증적으로 분석하였다. 이를 위해 이노비즈협회 회원사 15,227 개 기업을 대상으로 설문조사를 수행하였으며, 수집된 326건의 설문응답 내용을 구조방정식 모형을 이용하여 분석하였다. 분석결과에 의하면 흡수 역량의 유형에 따라 기업의 조직요인이 흡수역량에 미치는 영향관계가 달 리 나타났지만 임파워링 리더십, 조직학습 문화, 인력 유연성 그리고 부서 간 협력 등 조직요인들은 흡수역량의 선행요인 임이 입증되었으며, 기업의 조직요인과 경영성과와의 관계에서 탐색흡수역량이 매개효과가 있는 것으 로 나타났다. 본 연구결과는 기업이 혁신을 통해 경영성과를 창출하기 위 해서는 조직역량의 강화뿐 아니라 외부의 지식 및 기술을 습득하고 활용하 는 흡수역량을 함양하는 것이 무엇보다도 중요하며, 기업의 흡수역량의 크 기에 따라 혁신성과도 달라질 수 있다는 점을 시사한다. With the spread of open innovation and the advent of the 4th industrial revolution, the ability to search for new external knowledge and combine it with the organization's existing knowledge has been recognized to play an important role in improving corporate performance. This study empirically analyzed the influence of such organizational variables as empowering leadership, organizational learning culture, the flexibility of manpower utilization and interdepartmental cooperation on business performance of innovative technology SMEs focusing on the mediating effects of absorption capacity. For this purpose, a survey was conducted on 15,227 INNOBIZ SMEs, and 326 usable questionnaires were collected and analyzed using the structural equation model. It was found that the effect of organizational factors on absorptive capacity differed according to the type of absorption capacity, but organizational factors such as empowering leadership, organizational learning culture, manpower flexibility, and inter-departmental cooperation were the leading factors for absorption capacity. It has been proven, and it has been shown that potential absoption capacity has a mediating effect in the relationship between organizational factors and business performance. The results of this study show that, in order for a company to create business performance through innovation, it is most important not only to strengthen organizational capabilities, but also to cultivate absorption capabilities to acquire, embody, and utilize external information, knowledge, and technology. This suggests that innovation performance may vary depending on the size of a company's absorption capacity