모나코 치료계획 시스템에서 단계적 최적화 조건 실현의 유용성

김대섭,Kim, Dae Sup 대한방사선치료학회 2014 대한방사선치료학회지 Vol.26 No.2

목 적 : 모나코 치료계획 시스템은 몬테카를로 알고리즘을 기반으로 선량을 구현하는 대표적인 시스템이다. 모나코 치료계획 시스템에서 치료계획 완성 후, 같은 조건으로 최적화를 재 실시하여 처음과는 다른 치료계획이 만들어질 때 본 연구는 이러한 차이를 줄이는 방법을 제시하고자 한다. 대상 및 방법 : 모나코 치료계획 시스템은 세기변조방사선치료나 용적변조방사선치료를 위한 역 선량계산을 실시할 때, 두 단계를 거쳐 최적화를 실시한다. 본 연구는 우선 최적화 두 단계를 모두 실시하여 선량으로 완성된 치료계획을, 최적화 조건을 바꾸지 않고 일반적인 1단계부터 2단계까지 순차적 최적화를 실시하였다. 이때 2단계에선 펜슬 빔과 몬테카를로 알고리즘을 각각 적용하여 실험을 실시하였다. 두 가지 알고리즘의 치료계획 모두 처음 완성된 치료계획과 최적화를 재 실시한 치료계획을 비교하고 선량 측정기를 이용하여 치료선량을 평가하였다. 두 번째는 초기 완성된 치료계획에 대하여 최적화를 재 실시할 때 단계적으로 실시하여 치료계획을 완성하고 선량을 측정하였다. 결 과 : 초기 완성된 치료계획에서 동일한 조건으로 일반적인 최적화를 다시 실시한 결과는 동일하지 않았다. 치료계획시스템의 비교에서 보면 유사한 선량-용적 히스토그람은 유사한 경향을 나타내지만 최고선량, 선량 균질도 및 제한 선량 등은 최적화 조건을 만족 시키지 못하는 다른 값을 보였다. 또한 선량측정비교에서도 20%이상 다르게 나타냈다. 또한 선량 알고리즘이 달라져도 다른 측정 값이 나왔다. 반면, 단계적 최적화를 실시 할 경우에는, 초기 치료계획과 비교하였을 때 종양 및 정상 장기의 선량 분포가 5% 이하의 차이를 보였다. 결 론 : 치료계획의 최적화 과정은 수 많은 시행 착오를 수행하며 궁극적인 해를 찾아가는 과정이다. 이때 초기 치료계획의 완성만을 신뢰하며 최적화를 실시하면 또 다른 치료계획이 만들어 질 수 있다. 유사한 경향을 보이긴 하지만, 반드시 최적화 조건을 만족한다고 볼 수 없기 때문에, 최적화 과정을 재 실시할 경우에는 반드시 단계적인 최적화 과정을 통하여 선량분포를 확인하면서 순차적으로 최적화 조건을 적용해야 할 것이다. Purpose : We present a method to reduce this gap and complete the treatment plan, to be made by the re-optimization is performed in the same conditions as the initial treatment plan different from Monaco treatment planning system. Materials and Methods : The optimization is carried in two steps when performing the inverse calculation for volumetric modulated radiation therapy or intensity modulated radiation therapy in Monaco treatment planning system. This study was the first plan with a complete optimization in two steps by performing all of the treatment plan, without changing the optimized condition from Step 1 to Step 2, a typical sequential optimization performed. At this time, the experiment was carried out with a pencil beam and Monte Carlo algorithm is applied In step 2. We compared initial plan and re-optimized plan with the same optimized conditions. And then evaluated the planning dose by measurement. When performing a re-optimization for the initial treatment plan, the second plan applied the step optimization. Results : When the common optimization again carried out in the same conditions in the initial treatment plan was completed, the result is not the same. From a comparison of the treatment planning system, similar to the dose-volume the histogram showed a similar trend, but exhibit different values that do not satisfy the conditions best optimized dose, dose homogeneity and dose limits. Also showed more than 20% different in comparison dosimetry. If different dose algorithms, this measure is not the same out. Conclusion : The process of performing a number of trial and error, and you get to the ultimate goal of treatment planning optimization process. If carried out to optimize the completion of the initial trust only the treatment plan, we could be made of another treatment plan. The similar treatment plan could not satisfy to optimization results. When you perform re-optimization process, you will need to apply the step optimized conditions, making sure the dose distribution through the optimization process.

유전알고리즘 기반 최적화 건축설계 툴, 갈라파고스의 기능적 특성 연구

이우형 ( Lee Woohyoung ) 한국공간디자인학회 2020 한국공간디자인학회논문집 Vol.15 No.8

(연구배경 및 목적) 최근 다양한 디지털 설계지원 툴의 등장으로 건축설계에 있어 다양한 혁신의 기회를 제공하고 있다. 특히 파라메트릭 환경상의 알고리즘 기반 최적화 툴은 자의적 판단에 의존한 전통적 설계과정의 한계에 대한 과학적 객관성을 지원한다. 그러나 이러한 최적화 툴의 활용은 다음의 문제로 인해 그 실무적 활용성에 제한을 받는다. 첫째, 다양한 알고리즘 기반 최적화 툴이 존재하나 툴 간의 특징과 장단점에 대한 이해의 부족이다. 둘째, 도출된 솔루션에 대한 이해와 해석의 제한을 받는다. 이에 본 연구는 알고리즘 기반 최적화 툴 활용의 저변확대를 위해 상기 제한사항에 주목하여 현재 건축분야에서 활용도가 가장 높은 최적화 툴인 갈라파고스의 활용성과 성능평가를 수행하므로 최적화 툴의 이해와 해석을 도출하여 건축설계에 대한 잠재적 활용가능성을 확대하고자 한다. (연구방법) 본 논문은 라이노 그라스하퍼(Rhino Grasshopper)의 유전알고리즘(Genetic Algorithm) 기반 최적화 에드온(Add-On)인 갈라파고스(Galapagos)를 선정하고 그가 제공하는 두 연산기인 진화연산기(Evolutionary Solver)와 열처리연산기(Simulated Annealing Solver)를 활용하여 설정된 예제에 대한 최적화 과정을 시험하고 이를 통해 도출된 솔루션을 분석하므로 툴 간의 특성 및 활용성을 살펴본다. 이를 위해 본 논문은 다음과 같이 구성된다. 첫째, 건축설계와 최적화, 갈라파고스를 중심으로 다양한 최적화 툴들의 특징에 대한 이론적 고찰을 진행한다. 둘째, 선정된 두 연산기를 활용하여 설정된 예제에 대한 시나리오별 다양한 최적화 솔루션을 도출한다. 예제의 세부조건은 동일 면적의 볼륨에 대한 평면적 장단변비, 지붕 형태, 향에 대한 방위를 매개변수로 정의하고 외피에 대한 절기별 최적 일사량을 적합도로 설정한다. 셋째, 도출된 솔루션에 대한 적합도 수치의 수준 및 변화패턴 그리고 유전적 특징을 분석하고 이를 통해 두 연산기의 적합도 품질 및 다중목적에 대한 적합성에 관련된 결과를 도출한다. (결과) 이러한 과정을 거쳐 다음의 결론을 도출하였다 1)갈라파고스의 효율적 활용을 위해 두 연산기가 가진 검색 특징을 고려하여 양 연산기의 복합적 활용방식을 제안한다. 2)갈라파고스의 두 연산기는 건축설계가 가진 다중목적에 대한 각각의 한계를 노출하며 보다 정교한 최적화 결과를 위해 다중목적최적화에 특화된 에드온의 활용이 요구된다. 3)건축설계에 대한 최적화 툴의 적용성 확대를 위해 사용자 눈높이에 적합한 활용 매뉴얼의 개발이 요구된다. (결론) 이를 통해 최종적으로 각 연산기가 가진 최적화의 과정적 특징과 도출된 솔루션의 비교분석을 통해 두 연산기의 효율적 활용방안을 알아보는 동시에 현시점에서의 한계와 개선 방안을 도출한다. 이를 통해 궁극적으로 건축설계과정에 과학적 객관성에 기초한 종합적 설계조건의 통합적 최적화를 지원하는 새로운 설계방법의 가능성을 넓히고자 한다. (Background and Purpose) The recent emergence of various digital design tools has provided opportunities for various innovations in architectural design. In particular, the grafting of algorithm-based optimization tools in a parametric environment supports scientific objectivity to the limitations of the traditional design process that relies on arbitrary judgment. However, the use of this optimization tool is limited. First, there are various algorithm-based optimization tools, but there is a lack of understanding considering their use. Second, the understanding and interpretation of the derived solution are limited. Therefore, to expand the use of algorithm-based optimization tools, this study conducted applicability and performance evaluation of Galapagos, the most highly utilized optimization tool in the current architectural design. (Method) This study selected Galapagos, an optimization add-on based on a genetic algorithm in Rhino Grasshopper. The optimization process was tested using Galapagos’ two solvers: the Evolutionary Solver and the Simulated Annealing Solver. Moreover, the derived solution was analyzed to examine the characteristics and utility between solvers. To this end, the study is organized as follows. First, a theoretical review of the characteristics of various optimization tools was conducted, focusing on architectural design and optimization, and Galapagos. Second, using each selected solver, various optimization solutions were derived for each scenario in the example. In the detailed conditions of the example, the planar ratio with the same area, the shape of the roof, and the building orientation were defined as parameters, and the optimal solar radiation for each season was set as a fitness value. Third, we analyzed the level of fitness value, changing pattern, and genetic characteristics of the derived solution, and derived results related to the fitness quality of the two solvers and the application on multi-purpose problem. (Results) Through this process, we derived the following: (1) For efficient use of Galapagos, we propose a combined application method of both solvers; (2) the two solvers of Galapagos expose each limit to the multi-purpose of architectural design, and for more elaborate optimization results, the use of add-ons dedicated to multi-purpose optimization is required; (3) to expand the applicability of the optimization tool for architectural design, it is required to develop an application manual suitable for the user's level. (Conclusion) Finally, through the comparative analysis of the optimization process characteristics of each solver, we found the efficient utilization of them, simultaneously drawing the limitations and improvement at the present perspective. Subsequently, we intend to expand the possibilities of new design methods that ultimately support the integrated optimization of comprehensive design conditions based on scientific objectivity in the architectural design.

건강한 교회에서 교회 최적화 모형의 역할 연구

박관희 한국실천신학회 2013 신학과 실천 Vol.0 No.35

교회의 존재는 교인들로 하여금 “하나님 임재경험”을 통해 믿음과 순종의 삶을 살게 하는 것, 즉 하나님 나라의 왕적 통치 실현에 있다. 그래서 교회가 하나님의 나라를 지향하는 건강한 교회가 되려면 성령의 은혜, 목회자, 교인, 지역사회의 다양한 요소들을 고려해야만 한다. 이는 건강한 교회가 목회자나 교인들만의 노력으로 이루어지지 않기 때문이다. 그래서 건강한 교회가 되려면, 즉 하나님 임재경험과 하나님의 왕적 통치를 교회의 존재 목적에 적용하려면, 교회를 형성하는 요소들이 상호 협력하며 일체화가 되어야 한다. 이것을 설명해주는 개념이 바로 교회 최적화 모형이다. 최적화 모형(Optimization Model)은 최적화의 조건(교회건강변수)과 그에 따른 각 단계별 핵심사항(신앙생활변수)이, 가장 효과적이고 효율적인 방향으로 융합(목회철학변수)하여, 일체화된 상태(성령의 사역)를 추구하는 일련의 과정이다. 최적화의 주체는 “하나님의 주권과 섭리”에 근거한다. 그래서 최적화 모형은 가장 효과적이면서 효율적인 방향으로 융합하여 일체화된 상태를 지향하기 때문에, 절대적이라기보다는 상대적이다. 또한 최적화 모형은 크게 구성요소, 측정요소, 측정내용이 있다. 즉, 구성요소와 구성요소로부터 측정 가능한 개념으로 바꾼 측정요소와 측정내용으로 구성한다. 그래서 건강한 교회가 되기 위한 교회 최적화는 이와 같은 요소들을 균형 있게 설명하는 역할인 동시에, 개(個) 교회에 적용 가능하게 만드는 메커니즘(mechanism)이다. In this research, it has five main goals. First, it is to comprehend about healthy church correctly. Second, it is to consider and to compare church growth from the healthy church. Third, it is to observe the role of optimization model in the healthy church and the meaning of it. Fourth, it is to recognize a process of the church optimization from the healthy church in order to understand a condition of the church optimization and a stage of it. Finally, Korean Church gives an evidence for the growth and the development as the healthy church provides these factors through these data and results. As the healthy church kingly administers and serves God by experiencing the Presence of God, the church must consider intricate elements such as Holy Spirit, a pastor, a congregation, a local church, and a community. To be specific, Church Optimization Model means that the optimized condition, which a variable of a church health is equal to a variable of a measurement and a stage of the optimization is equal to a variable of the faithful life, is merged to the most effective and effectual way by a variable of a pastoral philosophy to create unification through Holy Spirit. In addition, the optimization model consists of combined elements such as a human, devotion, and innocence. It also forms a component of the Measurement that is equal to congregations, devotion, a purpose of visiting, and contents of a measurement. These factors are the same as optimization conditions and a church analysis which include visitors, a number of worshipping times, a number of visiting, and the amount of offering. Then, the optimization stage does not only go through a process for the congregation analysis that is equal to “pastoral image→visiting→settlement→nourishment→training→ministry,” but also go through a process for the pastoral analysis that is equal to “spirituality→pastoral leadership→worship,” “preaching→program,” and “church administration.” The subject of the optimization is based on the sovereignty and the providence of God. Subsequently, this model is relative, but no absolute. Overall, Church Optimization Model explains elements of the healthy church as above, and thus it can become a very useful mechanism that is available to the local church for applying to this model.

DFA 패턴 매칭을 위한 코드 최적화기의 자동적 생성

윤성림,오세만,Yun, Sung-Lim,Oh, Se-Man 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지 A Vol.14 No.1

주어진 입력 프로그램과 의미적으로 동등하면서 좀 더 효율적인 코드로 바꾸는 것을 코드 최적화라 하며, 이런 과정은 코드 최적화기예 의해 수행된다. 본 논문에서는 코드 최적화기를 자동적으로 생성하는 도구인 코트 최적화긴 생성기를 설계하고 구현하였다. 즉 패턴 형식에 대한 표현을 입력으로 받아 기술된 형태의 최적화 코드를 찾아내는 DFA 패턴 매칭을 위한 코드 최적화기를 자동적으로 생성하는 것이다. DFA 패턴 매칭은 패턴들의 정규화 과정을 통해 패턴 검색 시 발생하는 중복 비교를 제거하여, 패턴 형태의 단순화 및 구조를 개선함으로 비용이 적게든다. DFA 패턴 매칭을 위한 코드 최적화기의 자동적 생성은 다양한 형태의 중간코드로 바뀌더라도 해당하는 코트 최적화기를 만들어야 하는 수고를 덜어줌으로써 코드 최적화에 대한 정형화(formalism)를 할 수 있다. 또한, DFA로 구성되어 최적화를 하기 때문에 최적화 속도가 빠르고, 코드 최적화기를 만드는데 필요한 시간과 비용을 절약할 수 있는 장점을 가진다. Code Optimization is converting to a code that is equivalent to given program but more efficient, and this process is processed in Code Optimizer. This paper designed and processed Code Optimizer Generator that automatically generates Code Optimizer. In other words Code Optimizer is automatically generated for DFA Pattern Matching which finds the optimal code for the incoming pattern description. DFA Pattern Matching removes redundancy comparisons that occur when patterns are sought for through normalization process and improves simplification and structure of pattern shapes for low cost. Automatic generation of Code Optimization for DFA Pattern Matching eliminates extra effort to generate Code Optimizer every time the code undergoes various transformations, and enables formalism of Code Optimization. Also, the advantage of making DFA for optimization is that it is faster and saves cost of Code Optimizer Generator.

인공지능 예술의 분석을 통한 확장현실에서 사용자의 상호작용 최적화 연구

김희영 한국만화애니메이션학회 2023 만화애니메이션연구 Vol.- No.72

본 논문은 인공지능을 사용하여 제작된 작품을 분석하여 최적화하는 방법을 제시하고, 인공지능 최적화 방법을 확장현실과 사용자와의 상호작용에 적용할 수 있는 방법들에 대해 연구한다. 인공지능의 최적화 방법을 확장현실에적용하면 사용자는 보다 편리하게 확장현실 콘텐츠를 생산 및 제작하고, 확장현실 상에서 개인 및 그룹간의 다면적 상호작용을 통해 발전할 수 있다. 연구방법으로 II장에서는 확장현실의 최적화와 관련되어 언급할 만한 대표적인 인공지능 예술작품을 중심으로 분석하고, III장에서는 인공지능 예술과 확장현실의 최적화를 세 가지의 방법으로 고찰한다. 첫째, 작가와 인공지능 프로그램 간의 최적화를 분석하고, 사용자와 인공지능 프로그램의 상호작용 최적화를 연구한다. 둘째, 인공지능 예술에서 이미지와 GAN의 최적화를 분석하여이 신경망을 활용하여 사용자가 생성할 수 있는 이미지의 최적화를 연구한다. 셋째, 인공지능 예술에서 뉴럴 글리치 조작 기술의 최적화와 작가 맞춤형 알고리즘를 분석하여 사용자와 조작 기술의 최적화를 연구하고자 한다. 인공지능 예술을 분석한 결과를 바탕으로 확장현실에 대한 최적화 방안을 세 가지로고찰하면 다음과 같다. 첫째, 작가와 인공지능 프로그램 사이의 최적화는 사용자와 확장현실 관련 프로그램의 긴밀한 상호작용으로 최적화를 만든다. 둘째, 이미지와 가상공간의 최적화는 이미지와 GAN을 사용하여 초상화 작품을생성한다. 작가의 작품 선정 방식과 유사하게 확장현실에서는 사용자가 필요한 이미지와 정보를 생성하고 사용자의 선택을 통해 최적화된다. 셋째, 뉴럴글리치와 작가의 맞춤형 알고리즘과 같은 조작 기술과 만들어진 현실의 최적화는 GAN과 같은 프로그램도 사용자의 필요에 따라 조작하거나 변형시킬 수있는 사용자 상호작용으로 최적화를 이룬다. 연구의의는 개발자 중심에서 사용자 중심으로 인식의 변화를 제고하고, 확장현실 기술과 예술 문화 융합 연구의 기반을 다지는 데 이바지하고자 한다. This study investigates the optimization method of artificial intelligence art works that makes users feel artistic, the method by which artificial intelligence works have artistic value is applied to the optimization of user interaction with Extended Reality. We will improve the convenience of use by reflecting the user’s various Extended Reality experiences in the development of interactive Extended Reality. As a research method, Chapter 2 analyzes the representative artificial intelligence art works worth mentioning in relation to the optimization of Extended Reality, and Chapter 3 considers the optimization of artificial intelligence art and Extended Reality in three ways. First, the optimization between the user and the artificial intelligence program is analyzed, and the interaction optimization between the user and the artificial intelligence program is studied. Second, by analyzing the optimization of images and GANs in artificial intelligence art, we study the optimization of images that can be generated by users using this neural network. Thirdly, in artificial intelligence art, we will study the optimization of Neural Glitch manipulation technology and the optimization of user and manipulation technology by analyzing the algorithm customized to the artist. Based on the results of analyzing artificial intelligence art, three optimization methods for augmented reality are considered as follows. First, the optimization between the artist and the artificial intelligence program is made through close interaction between the user and the program related to Extended Reality. Second, optimization of image and virtual space uses image and GAN to generate portrait work. Similar to the way artists select works, in Extended Reality, the user creates the necessary images and information and optimizes them through the user’s selection. Third, manipulation techniques such as neural glitches and author’s custom algorithms and optimization of the created reality are optimized with user interaction that can manipulate or transform programs such as GANs according to the user’s needs. The significance of the study is to contribute to improving the change in awareness from developercentered to user-centered, and to solidify the foundation for research on the convergence of Extended Reality technology and art and culture.

위상최적화와 적층제조의 결합을 통한 항공부품 개발

김태욱(Tae-Uk Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.4

적층 제조(Additive Manufacturing)는 기존 기계가공으로 제작이 힘든 형상을 구현할 수 있어, 경량 구조 개발 및 맞춤형 제작이 필요한 항공분야에서 활용도가 점점 높아지고 있다^(1~4). 적층 제조를 적용할 경우, 형상이 복잡하여 개념설계 단계에서 주로 활용하던 위상최적화(Topology Optimization) 결과를 최종 형상에 가깝게 제작할 수 있고, 중량 대비 하중지지 효율과 열전달 및 충격흡수 성능이 우수한 격자(Lattice) 구조의 활용도 가능해진다. 이 논문에서는 위상최적화를 통한 항공기 부품 경량 설계 및 적층 제조까지의 과정을 제시한다. 먼저 부품 제작 전에 해석 및 설계에 적용할 물성치를 확인하는 것이 필요한데, 적층 제조의 경우 기계적 성질이 적층 방향, 열처리와 HIP(Hot Isostatic Pressing) 등의 후처리 공정에 따라 달라지기 때문이다. 티타늄 합금 계열인 Ti6Al4V를 사용하여, 수직과 수평 방향, 열처리 및 HIP 공정 적용 여부에 따라 5 개씩의 시편을 제작하고, 인장시험을 수행하여 기본 물성 데이터를 확보하였다. 최적화를 적용한 대상은 착륙장치 구성품 중 토크링크(Torque Link)이며, 기존에는 단조로 제작하는 부품이다. 토크링크는 피스톤과 실린더를 연결하는 두 개의 링크가 핀으로 체결되는 구조인데, 응력해석 결과 추가적인 중량절감 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 위상최적화는 SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization) 기반의 Solver를 사용하는 상용 코드인 Altair OptiStruct를 이용하였다. 한편 Lattice optimization 은 2 단계로 이루어진다. 1 차 위상 최적화의 결과로 0(Void)과 1(Solid)사이의 Element density를 얻게 되는데 적절한 Threshold를 설정하여 중간 밀도 요소를 Beam으로 대체하고, 다시 Beam 요소의 두께 최적화 과정을 거쳐 최종 결과를 얻게 된다. Lattice optimization 결과는 기존 위상 최적화와 비교하여 뛰어난 중량절감 효과를 보이며, 이는 적층 제조와의 결합으로 얻는 장점으로 생각할 수 있다. 위상 최적화 결과를 적층 제조에 적용하기 위해 통상 STL(Stereolithography) 파일을 만들게 되는데, 이 과정에서 미세한 형상 수정 과정이 요구될 수 있다. 불규칙한 표면과 뾰족한 모서리를 수정하고, 최적화 과정에서 생성된 불필요한 미세 Hole 등을 제거하여 구조 성능에 영향을 주지 않는 범위에서 제작성을 향상시킨다. 특히 격자 구조 제작의 경우, Build simulation 단계에서 Support structure 가 필요한 영역이 확인된다면 이의 지지를 위한 보강 스킨을 추가로 생성해야 할 필요가 있다. 시제품은 DMLS(Direct Metal Laser Sintering) 방식의 EOS M290 장비를 사용하여, 일반 위상최적화 및 격자구조 최적화 모델을 각각 제작하였다. 시제품에 대해서는 구조시험을 수행하고 기존 제품과의 성능 비교를 통해 실제 적용 가능성을 확인하는 일이 추가로 필요하다. 또한, 적층 제조 방식의 항공부품 적용을 위해서는 공정 표준화를 통한 반복성 확인과 시험 및 인증 절차에 대한 연구가 병행되어, 제품 신뢰성을 확보할 수 있어야 한다. The topology optimization (TO) has been usually applied in the conceptual design stage, because the configurations from optimization results are too complex to produce by conventional machining process. The emergence of additive manufacturing (AM) makes it possible to realize TO results as near net shape, hence a combination of TO and AM is attracting increasing research interests. Aerospace field is also applying the AM technology to more parts development to achieve lightweight and customized designs. This paper presents a case study of the lightweight design of a landing gear part using TO and implementation via AM process.

CFX 와 HEEDS 를 이용한 사류펌프 임펠러-디퓨저 최적화방법

이용갑(Yong Kab Lee),박인형(In Hyung Park),신재혁(Jae Hyok Shin),김성(Sung Kim),이경용(Kyoung Yong Lee),최영석(Young Seok Choi) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.10

논문에서는 사류펌프의 성능을 향상시키는 최적화 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 방법은 유동해석코드인 CFX 와 최적화 소프트웨어인 HEEDS 를 연계하는 프로세스로 이루어진다. CFX 는 유체기계해석 분야에서는 잘 알려진 소프트웨어로 해석결과의 신뢰성은 이미 검증되었으나, 새롭게 소개되고 있는 HEEDS 는 주로 구조해석 분야에서 최적화를 수행한 사례가 보고되어 있다. 이에 본 논문을 통해 유체기계에 적용하여 최적화 결과를 검토하였다. HEEDS 에는 SHERPA 라는 최적화 기법이 탑재되어 있으며, 다수의 설계변수를 설정할 수 있어 변수간의 교호작용 등을 효율적으로 검토할 수 있다. 본 논문에서는 DOE 방법으로 최적화가 이루어진 사류펌프 임펠러에 대해 개발된 방법을 적용하여 최적화 결과의 타당성과 안정성을 검토하였으며, 같은 방법을 디퓨저에 적용하여 최적화 형상을 검토하였다. 본 논문에서 개발된 최적화 방법을 이용하여 사류펌프 최적화를 수행한 결과, DOE 방법을 이용한 설계보다 개선된 결과를 적절한 시간 내에 얻을 수 있음을 확인하였다. An optimization process was developed to improve mixed-flow pump performance. The optimization process was combined with CFX (a computational fluid dynamics (CFD) code) and HEEDS (an optimization code) . CFX is a widely used CFD software for turbo machinery, whereas HEEDS, which uses the SHERPA algorithm, is a newly introduced optimization code. HEEDS can use a large number of optimization variables; thus, it is possible to effectively consider interaction effects. In this paper, an impeller model, which is already optimized with design of experiments (DOE), is used as the base model. The optimization process developed in this paper shows an improved design within an acceptable timeframe.

가상 기계 코드를 위한 패턴 매칭 최적화기

이창환(Changhwan Yi),오세만(Seman Oh) 한국멀티미디어학회 2006 멀티미디어학회논문지 Vol.9 No.9

가상 기계란 하드웨어로 이루어진 물리적 시스템과는 달리 소프트웨어로 제작되어 논리적인 시스템 구성을 갖는 개념적인 컴퓨터이다. 그러나 가상 기계는 실제 프로세서로 처리하는 것보다 실행 속도가 매우 느리기 때문에 실행되는 코드의 최적화가 매우 중요하다. 본 논문은 가상 기계 코드 최적화기의 실험대상으로 EVM(Embedded Virtual Machine)의 중간 코드인 SIL(Standard Intermediate Language)을 이용하였다. 현존하는 최적화 방법론에 관한 연구를 통하여 가상 기계 코드 특성을 고려한 최적화 방법론을 제시하고, 최적화된 코드를 생성하기 위한 코드 최적화기를 설계하고 구현하였다. 가상 기계 코드 최적화기는 주어진 패턴을 찾아서 패턴에 해당하는 부분을 최적화 코드로 바꾸어, 전체 코드의 크기를 줄이고 실행 속도의 개선효과를 가진다. 또한, 구현된 최적화기의 실험 결과를 도출하였다. VM(Virtual Machine) can be considered as a software processor which interprets the abstract machine code. Also, it is considered as a conceptional computer that consists of logical system configuration. But, the execution speed of VM system is much slower than that of a real processor system. So, it is very important to optimize the code for virtual machine to enhance the execution time. In this paper, we designed and implemented the optimizer for the virtual(or abstract) machine code(VMC) which is actually SIL(Standard Intermediate Language) that is an intermediate code of EVM(Embedded Virtual Machine). The optimizer uses the pattern matching optimization techniques reflecting the characteristics of the VMC as well as adopting the existing optimization methodology. Also, we tried a benchmark test for the VMC optimizer and obtained reasonable results.

구조 최적설계를 위한 다양한 근사 최적화기법의 적용 및 비교에 관한 연구

송창용(Chang Yong Song),이종수(Jongsoo Lee) 대한기계학회 2010 大韓機械學會論文集A Vol.34 No.11

본 논문에서는 범프 및 브레이크 하중조건 하에서 자동차 넉클의 강도설계에 관한 다양한 회귀모델 기반근사최적화 기법 및 그 성능을 비교하고자 한다. 최적설계문제는 응력, 변형 및 진동주파수의 제한조건 하에서 중량을 최소화하여 설계변수인 단면치수가 결정되도록 정식화 된다. 비교 연구를 위해 사용된 근사화 기법은 순차적 근사최적화(SAO), 순차적 이점대각이차 근사최적화(STDQAO), 그리고 개선된 이동최소 자승법(MLSM) 기반 근사최적화 기법인 CF-MLSM 와 Post-MLSM 이다. SAO 와 STDQAO 적용을 위하여 상용프로세스통합 설계최적화(PIDO) 코드를 사용하였다. 본 연구에 적용한 MLSM 기반 근사최적화 기법들은 제한조건의 가용성을 보장할 수 있도록 새롭게 개발되었다. 다양한 근사최적화 기법에 의한 설계결과는 설계 해의 개선 및 수렴속도등 수치적 성능을 기준으로 실제 비근사최적화 결과와 비교검토 되었다. The comparative study of regression-model-based approximate optimization techniques used in the strength design of an automotive knuckle component that will be under bump and brake loading conditions is carried out. The design problem is formulated such that the cross-sectional sizing variables are determined by minimizing the weight of the knuckle component that is subjected to stresses, deformations, and vibration frequency constraints. The techniques used in the comparative study are sequential approximate optimization (SAO), sequential two-point diagonal quadratic approximate optimization (STDQAO), and approximate optimization based on enhanced moving least squares method (MLSM), such as CF (constraint feasible)-MLSM and Post-MLSM. Commercial process integration and design optimization (PIDO) tools are utilized for the application of SAO and STDQAO. The enhanced MLSM-based approximate optimization techniques are newly developed to ensure constraint feasibility. The results of the approximate optimization techniques are compared with those of actual non-approximate optimization to evaluate their numerical performances.

바이트코드 최적화기

이야리,홍경표,오세만 한국정보과학회 2003 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.30 No.1

자바언어는 인터넷 및 분산 환경 시스템에서 효과적으로 응용 프로그램을 개발할 수 있도록 설계된 프로그래밍 언어로써 객제지향 패러다임 특성 및 다양한 개발 환경을 지원하고 있다. 그러나, 자바는 클래스 파일이 이동하여 JVM 환경에서 인터프리팅 되는 시스템이므로, 성능의 저하 없이 실행되기 위해서는 효율적인 최적화와 실행 시스템이 요구된다. 본 논문은 네트워크 상에서 동적으로 다운로드 되는 클래스 파일을 바이트코드 수준에서 최적화하였다. 최적화된 바이트코드들이 인터프리팅 되는 시스템에서 적은 네트워크 로드를 가지고 실행할 수 있도록 하며, 효율적인 실행 속도를 보이도록 하는 것이다. 본 논문에서 구현된 바이트코드 최적화기에서는 내부적으로 바이트코드 최적화기와 클래스 파일 생성기를 이용하여 실행시간을 개선하고 전체 클래스 파일의 크기를 줄이게 된다. 바이트코드 최적화기는 바이트코드를 클래스사이의 계층 분석과 제어 흐름의 분석을 통하여 클래스들간의 연관 관계를 분석한 후 그래프를 구성하고, 패턴 탐색 결과 기본 블록 분리를 통하여 전역 최적화를 이루고, 기본 블록 안에서의 연산강도 경감, 그리고 도달할 수 없는 코드 블록의 제거를 수행한다. 바이트코드 최적화 단계를 수행한 클래스 파일은 부분적으로 클래스 파일의 최적화를 가져와 전체 클래스 파일의 크기를 줄이고, 인터프리터를 통하여 실행될 때 수행 속도 면에서 좀더 빠른 실행속도를 가지게 된다. The Java programming language is designed for developing effective applications in a heterogeneous network environment. Major problem in Java is its performance. many attractive features of Java make the development of software easy, but also make it expensive to support ; applications written in Java are often much slower than their counterparts written in C or C++. To use Java`s attractive features without the performance penalty, sophisticated optimizations and runtime systems are required. Optimising Java bytecode has several advantages. First, the bytecode is independent of any compiler that is used to generate it. Second, the bytecode optimization can be performed as a pre=pass to Just-In-Time(JIT) compilation. Many attractive features of Java make the development of software easy, but also make it expensive to support. The goal of this work is to develop automatic construction of code optimizer for Java bytecode. We`ve designed and implemented a Bytecode Optimizer that performs the peephole optimization, bytecode-specific optimization, and method-inlining techniques. Using the Classfile optimizer, we see up to 9% improvement in speed and about 20% size reduction in Java class files, when compared to average code using the interpreter alone.