특이 스펙트럼 템플릿 비교를 통한 전류 잔차를 이용한 산업용 로봇 기어박스 고장감지

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계공학부, 2022.2. 윤병동.Industrial robots are essential equipment for process automation in a wide range of industrial fields. In manufacturing fields, unexpected faults of robots can severely damage the economy of a company. Fault can occur in various components of the robot and a faulty gearbox can have a significant effect on the robot's driving performance and manufactured product. Therefore, in this paper, gearbox fault detection of an industrial robot is performed using current signals applied to the actuating motor. The proposed method synchronizes normal current signal data to reference phase by resampling through Hilbert Transform. The synchronized signals are then split by singular value decomposition, and the principal components are extracted and averaged to establish normal template. Residual signal is then extracted by subtracting normal template from synchronized unknown signal. Finally, health management feature is calculated from the residual signal to perform fault detection. To quantify the performance of the proposed method, an evaluation metric ‘detection error’ is derived. The results of detection error show that the uncertainty of fault detection is declined through the proposed method. The distribution of health feature using proposed method is more concentrated than that of health feature using time synchronous averaging without the normal template.산업용 로봇은 넓은 범위의 산업 분야에서 필수적인 장비이다. 제조산업 분야에서, 예상못한 로봇의 고장은 회사에 심각한 경제적 타격을 초래할 수 있다. 고장은 로봇의 다양한 요소에서 일어날 수 있고, 고장난 기어박스는 로봇의 운행 성능과 제조된 물품의 품질에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 본 논문은 모터에 인가되는 전류 신호를 이용한 산업용 로봇의 기어박스 고장감지를 수행했다. 제안된 방법은 정상 전류 신호 데이터를 힐버트 변환을 통한 리샘플링을 통해 참조 위상에 동기화한다. 동기화된 신호들은 특이 스펙트럼 분석을 통해 분해되고, 주요 성분들이 추출되어 그 평균값이 정상 템플릿을 구축한다. 이후 잔차 신호가 고장 상태를 모르는 동기화된 신호에서 정상 템플릿을 뺌으로써 추출된다. 마지막으로 고장 감지를 위해 잔차 신호에서 건전성 인자가 계산된다. 제안된 방법의 성능을 정량화하기 위해 ‘감지 오차’라는 평가 지표를 도입했다. 이 지표를 통해 제안된 방법을 사용하였을 때 정상 템플릿을 사용하지 않은 시간 동기화 평균을 통해 구한 건전성 인자의 분포보다 밀집된 분포를 보였다. 즉, 감지 오차가 감소하여 고장 감지에서의 불확실성이 감소했다는 것을 확인할 수 있었다.Abstract i Chapter 1 Introduction 1 1.1 Motivation 1 1.2 Dissertation Layout 3 Chapter 2 Theoretical Backgrounds 4 2.1 Characteristic of Current Signal in Fault Diagnosis of Industrial Robot 4 2.2 Hilbert Transform 5 2.3 Singular Spectrum Analysis 6 Chapter 3 Proposed Method 11 3.1 Signal Synchronizing 12 3.2 Establishing Normal Template & Fault Detection using Residual Signal 13 Chapter 4 Experimental Validation 15 4.1 Data Description 15 4.1.1 Testbed Setup 15 4.1.2 Acquired Data 17 4.2 Result & Discussion 18 Chapter 5 Conclusion & Future Work 22 References 23 국문 초록 25석

Poly(p-PhenyleneEthynylene) 필름의 기공 조절을 통한 고감도 화학센서 제조에 관한 연구

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 화학생물공학부, 2019. 2. 차국헌.In this paper, we synthesized three poly(p-phenyleneethynylene) (PPE) polymers with different side chains. We figured out the influence of side chain polarity in co-monomer on film formation process. Three different fluorescent polymer films with controlled surface morphology have been fabricated for the application to chemosensor. Since the diffusion of 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) is limited at the thick polymer film, we have introduced porous structures in PPE films to facilitate the diffusion in a tens to hundreds of nanometer-thick PPE film. To achieve porous structures in PPE films, non-solvent vapor induced phase separation (NVIPS) was adopted during spin-coating process. Introducing hydrophilic group into the side chain to control the interaction with non-solvent (i.e., water) is the key for the facile morphology control in this work. We, eventually, could control the morphology of different PPE polymers which generate variant structures on the film surface by changing the relative humidity. As expected, TNT could diffuse into the film enough to show high sensitivity more effectively, compared with the one that has no pore on the surface. We also found out that both porous structure and film thickness could effect on the quenching performance. In conclusion, controlling the morphology of the film such as introducing the porous structure can be a promising strategy for enhancing the efficiency of chemosensor.본 연구에서는 poly(p-phenyleneethynylene)s (PPEs)의 합성과 필름 형성 과정에서의 다양한 곁 사슬에 따른 극성의 영향에 대해 살펴보았다. 표면 형태 조절을 한 세 가지 다른 형광고분자 필름을 화학센서의 응용을 위해 만들었다. 다공성 필름의 제작을 통해 기공에 따른 2,4,6-trinitrotoluene (TNT) 증기에 대한 소광 실험을 진행하였다. TNT은 두꺼운 고분자 필름에서는 제한되기 때문에 필름에 기공성 구조를 도입하여 수십-수백나노미터의 두께를 가진 PPE 필름에서도 확산이 잘 일어나도록 하였다. 비용매 증기로 유도되는 상분리 (NVIPS)를 이용해 스핀코팅 방법으로 필름 내 기공을 만들었으며 PPE 고분자의 농도를 미세 조절하여 고분자 박막의 기공을 조절하였다. PPE 고분자의 곁 사슬의 친수성 구조가 기공 형성을 조절하는 비용매(물)에 주요한 요인임을 확인하였고, 접촉각 측정을 통한 계면에너지 계산으로 수치화하여 최적의 구조를 찾아내었다. 이를 통해 상대습도 조절을 통한 필름의 다양한 표면 구조를 조절하였다. 이를 통해 기공이 없는 필름 표면보다 기공을 도입한 필름 표면에서 TNT가 잘 확산하는 것을 형광 소광 실험을 통해 확인하였고, 본 연구를 토대로 기공 구조 도입과 같은 필름의 형태조절이 화학센서의 효율을 증대시키는데 효과적인 전략이 될 것으로 기대된다.Chapter 1. Introduction 1 Chapter 2. Experimental 6 2.1. Materials and Measurement 6 2.2. Monomer Synthesis 6 2.3. Sonogashira-Hagihara Cross-Coupling Polymerization 7 2.4. Synthesis of Polymer P3 8 2.5. Film Sample Preparation 10 2.6. Film Sample Characterization 10 2.7. Fluorescence Analyses 11 Chapter 3. Results and Discussion 12 3.1. Polymer Synthesis and Characterization 12 3.2. Interfacial Energy Investigation 20 3.3. Porous PPE Film Preparation through NVIPS 23 3.4. Fluorescence Quenching Studies 33 Chapter 4. Conclusions 45 References 47 Abstract 49Maste

Parameter calculation and transient analysis of large induction moter

학위논문(박사)--서울대학교 대학원 :전기컴퓨터공학부,2001.Docto

Identification and in silico pathway analysis of the differentially expressed genes in bone marrow and adipose tissues of Cotl1 knockout mice

학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :의학과,2023. 2액틴(actin)은 세포골격(cytoskeleton)을 구성하는 가장 중요한 단백질로, 세포의 분화, 증식 및 성장에 매우 중요한 역할을 한다. 세포골격은 액틴 역동(actin dynamics) 이라고 불리는 액틴 필라멘트의 조립과 분해에 의해 만들어지며, 액틴 역동은 다수의 액틴 결합 단백질(actin-binding protein)에 의해 조절된다. 액틴 역동과 세포분화 사이의 연관성은 뼈와 지방 조직과 같은 중간엽 조직으로 분화할 수 있는 중간엽 줄기세포(mesenchymal stem cell: MSC)의 연구에서 잘 알려져 있다. Coactosin-like protein 1(COTL1)은 액틴 역동과 관련된 액틴 필라멘트에 결합하여 MSC 의 세포 분화를 조절하는 핵심적인 액틴 조절 단백질 중의 하나이다. 본 연구는, 야생형(wild type: WT)과 Cotl1 유전자 제거(Cotl1 gene knockout mouse; Cotl1-/-) 마우스의 골수 및 지방조직에서 발현에 변화를 나타내는 유전자를 발굴하고 이에 대한 in silico 경로 분석을 통해 MSC 의 세포 분화에 관여하는 COTL1 연관 인자를 찾는 것을 목적으로 하였다. 차세대염기서열분석장치(next-generation sequencer)를 이용한 RNA 염기서열 분석(RNA-sequencing)을 통해 전장(whole genome) 유전체의 RNA 발현 데이터를 얻은 후, WT 과 Cotl1-/- 마우스 조직 간의 차등 발현 유전자(differentially expressed gene: DEG)를 분석하였다. Cotl1-/- 마우스 골수에서 970 개 유전자가 WT 마우스에 비해 하향 조절(down-regulation)되었고, 594 개 유전자는 상향 조절(up-regulation)되었으며, 지방 조직에서는 251 개 유전자가 하향 조절되었고, 1,427 개 유전자가 상향 조절되어 있었다. IPA(Ingenuity Pathway Analysis) 방법을 활용하여 발굴된 DEG 에 대한 질병 및 생물학적 관련 기능 분석을 시행한 결과, Cotl1 유전자의 결핍에 의해 나타난 DEG 는 골수세포에서는 ‘세포 기능’ 과 ‘골격계 발달’과 연관성이 있는 유전자가, 지방 조직에서는 ‘세포 기능’ 과 ‘지질 대사’와 연관성이 있는 유전자가 대부분 포함되어 있음이 밝혀졌다. 또한, DEG 에 대한 in silico 경로 분석을 통해 Cotl1 결핍이 골수 및 지방조직에서 MSC 의 ‘세포 발달’과 관련된 다양한 질병 및 생물학적 기능에 영향을 미친다는 것을 확인하였다. 구체적으로, 액틴 필라멘트의 형성, 뼈 재구성(bone remodeling), 지방 형성, 파골세포 및 지방세포의 분화 기능이 감소할 것으로 예측되었으며, 골화(ossification), 대사성 골 질환 및 지질 대사 장애 등과 관련된 기능과 활성이 증가할 것으로 예측되었다. 이러한 결과의 종합적인 분석과 고찰을 통해 ‘액틴’, ‘뼈’, ‘지질’의 핵심어와 공통적으로 연관성이 높게 나타난 12 종의 유전자를 발굴하였고, 이들 유전자의 WT 마우스와 Cotl1-/- 마우스에서의 발현량의 차이를 정량 PCR(quantitative PCR: qRT-PCR) 실험을 통해 검증하였다. 상기의 결과를 바탕으로 Cotl1-/- 마우스의 뼈와 지방조직의 분화와 관련된 표현형(phenotype)을 조사한 결과, Cotl1-/- 마우스는 WT 마우스에 비해 골밀도가 증가되고, 고지방식이(high-fat diet)를 하였을 때 WT 마우스에 비해 체중증가가 억제되는 것을 발견하였다. 결론적으로, Cotl1 유전자 제거 마우스의 골수 및 지방 조직에서의 차등 발현 유전자 분석과 이에 대한 in silico 경로 분석을 통해, 액틴 결합 단백질인 COTL1 이 뼈와 지방세포의 분화에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혔다.I. INTRODUCTION 1 II. MATERIALS AND METHODS 8 A. Animals 8 B. RNA isolation and next-generation RNA-sequencing 8 C. Gene mapping and identification of differentially expressed genes 9 D. Disease and biological function analysis 10 E. Pathway analysis 10 F. RNA isolation and quantitative reverse-transcription PCR 12 G. Examination of mouse bone and adipose tissue phenotypes 13 III. RESULTS 15 A. Identification of DEG profiles 15 B. Disease and biological function analyses of the bone marrow and adipose tissues 17 C. Pathway analysis of actin-related biological functions in the bone marrow and adipose tissues of WT and Cotl1-/- mice 19 C-1. Formation of actin filaments 19 C-2. Organization of actin cytoskeleton 22 C-3. Common gene network analysis of actin-related biological functions between the bone marrow and adipose tissue DEG sets 25 D. Pathway analysis of bone-related diseases and biological functions of the bone marrow and adipose tissues in WT and Cotl1-/- mice 27 D-1. Remodeling of bone 27 D-2. Differentiation of osteoblasts and osteoclasts 30 D-3. Ossification 34 D-4. Metabolic bone disease 37 D-5. Common gene network analysis of bone-related diseases and biological functions between the bone marrow and adipose tissue DEG sets 40 E. Pathway analysis of lipid-related diseases and biological functions in the adipose tissues and bone marrow cells of the WT and Cotl1-/- mice 42 E-1. Adipogenesis 42 E-2. Differentiation of adipocytes 45 E-3. Metabolism of lipid 48 E-4. Disorder of lipid metabolism 51 E-5. Common gene network analysis of lipid-related diseases and biological functions between the adipose tissue and bone marrow DEG sets 54 F. Core-gene network analysis of actin-, bone-, and lipid-related diseases and biological functions in the bone marrow and adipose tissues in WT and Cotl1-/- mice 56 G. Evaluation of the mRNA expression levels of core genes using in silico pathway analysis 58 H. Bone and adipose tissue phenotypes of mice 61 IV. DISCUSSION 63 V. CONCLUSION 72 REFERENCES 73 국문요약 88DoctorActin is the most important protein that consists of the actin cytoskeleton in living cells. The cytoskeleton plays a crucial role in cellular differentiation, proliferation, and growth, which are organized by actin dynamics, the process of assembly or disassembly of actin filaments regulated by numerous actin-binding proteins. Previous studies have implied the involvement of the association between actin cytoskeleton dynamics and cellular differentiation in the differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs), which are multipluripotent stem cells that can differentiate into mesenchymal tissues, such as the bone and adipose tissue. Coactosin-like protein 1 (CLP or COTL1) is an actin-binding protein that binds strongly to actin filaments involved in actin dynamics, thereby regulating the cellular differentiation of MSCs. However, the genes possibly affected by Cotl1 expression and the associated pathways have not yet been elucidated. This study investigated the genomic association of Cotl1 with other genes involved in the cellular differentiation of MSCs through in silico pathway analysis by comparing bone marrow cells and adipose tissues of wild-type (WT) and Cotl1 knockout (Cotl1-/-) mice. RNA-sequencing analysis identified several differentially expressed genes upon Cotl1 deficiency, including 970 downregulated genes and 594 upregulated genes in bone marrow cells, as well as 251 downregulated genes and 1,427 upregulated genes in the adipose tissue. Analysis of diseases and biological functions via ingenuity pathway analysis revealed that cellular functions and skeletal system development were highly associated with Cotl1 deficiency in bone marrow cells, while cellular functions and metabolism of lipids were associated with Cotl1 deficiency in the adipose tissue. Furthermore, pathway analysis showed that Cotl1 deficiency affects various diseases and biological functions involved in the cellular development of MSCs in the bone marrow and adipose tissue. While formation of actin filaments, bone remodeling, adipogenesis, and differentiation of osteoclasts and adipocytes were predicted to decrease, the incidence of ossification, metabolic bone diseases, and disorders of lipid metabolism were predicted to increase upon regulation of a variety of genes associated with such diseases and biological functions. Additionally, twelve actin-, bone- and lipid-related core genes were identified and validated using quantitative reverse-transcription PCR. Furthermore, assessment of the phenotypes associated with bone and adipose tissue differentiation revealed that Cotl1-/- mice exhibited increased bone mineral density and reduced high-fat diet-induced weight gain compared to the WT mice. This study is the first to perform in silico pathway analysis of the bone marrow and adipose tissues in Cotl1-/- mice and suggest that Cotl1 may play an important role in bone and adipocyte differentiation, thereby highlighting that Cotl1 is a key gene that needs to be considered in the mechanistic study of ossification- and adipogenesis-related diseases

On-line Fault Detection and Diagnosis using Transmitted Optical Density in Shadow Mask Manufacturing Process

Maste

고속 네트워크 스위치용 어드레스 검색 방식

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :전기·컴퓨터공학부,2003.Docto

Establishment of a Methodology for CPS Technique Application based on Working Crew for Improving an Efficiency of a Catch-up Plan

학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :건축공학과,2017. 8건설프로젝트는 불확실성으로 인해 필연적으로 공기지연이 발생하게 된다. 이에 따라 현장에서는 공기지연이 발생하면, 각 발주처별로 사업관리 절차서에 따라 공기지연 만회대책을 마련하도록 하고 있다. 공기지연 만회대책을 위한 방법으로 비용증가가 없는 공기단축방법과 비용증가가 있는 공기단축방법이 있다. 비용증가가 없는 공기단축방법에는 공정 간 중첩을 통해 공사기간을 단축하는 연관관계변경방법이고, 비용증가가 있는 공기단축방법에는 대표적으로 돌관공사를 수행하는 방법이 있다. 현장에서는 지연이 발생한 시점 이후 공정간 연관관계를 변경하여 건설 프로젝트의 공사기간을 단축하여도 전체 지연을 만회하지 못해 추가적인 공기단축을 해야 하는 경우가 발생하게 되고, 작업시간의 연장이나 인원 및 장비의 추가 투입 등 돌관공사를 수행하여 공기단축을 시도하게 된다. 현장에서 활용되고 있는 공기지연 만회모델은 경험 있는 실무자가 직관적으로 판단을 하여 추가인력 및 장비규모를 산정하게 된다. 또한, 공기관련은 Bar Chart 형식의 공정표, 투입비용은 월말에 공정률로 공기단축의 효과나 투입비용을 판단하게 된다. 그러나 Bar Chart 형식의 공정표는 작업간의 연관관계 및 여유시간을 계산하는데 한계가 있기 때문에 돌관공사를 수행함으로서 지연된 공기가 얼마나 만회되었는지 알기 어렵고, 월말에 이루어지는 공정률에 의한 투입비용의 판단은 과투입비에 대한 판단에까지 시간적으로 길기 때문에 추가자원이 합리적으로 적정하게 투입되었다고 판단하기에는 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 기존의 시간단위로 분할되는 CPS(Critical Path Segment)기법을 개선하여 Activity를 하위 작업으로 분할하고, 분할된 하위 작업을 예비 작업, 본 작업, 잔여 작업으로 세분화하여 돌관공사 수행 시 합리적인 추가자원 투입시점 및 투입량을 산정할 수 있는 공기지연 만회모델을 제시한다. 이는 건설공사에서 수행되는 돌관공사를 효율적으로 운영하기 위한 개선된 공기지연 만회모델로서 실무적으로 적용이 용이하여 돌관공사의 문제가 되는 공기대비 과투입비에 대한 문제점을 개선하는 효과가 있을 것으로 기대된다.제 1 장 서론 1 1.1 연구의 배경 및 목적 1 1.2 연구의 범위 및 방법 3 제 2 장 선행연구 및 이론적 고찰 5 2.1 선행연구 동향 5 2.2 선행연구 분석 9 2.3 Critical Path Segments기법 고찰 10 제 3 장 기존 공기지연 만회대책의 문제점 15 3.1 공기지연 만회대책의 정의 15 3.2 공기지연 만회대책의 발생조건 15 3.3 현장에서의 공기지연 만회대책 16 3.4 기존 CPS기법을 이용한 공기지연 만회모델의 문제점 21 제 4 장 개선된 CPS기법을 이용한 공기지연 만회모델 26 4.1 공기지연 만회모델의 필요성 26 4.2 개선된 CPS기법을 이용한 공기지연 만회모델 27 제 5 장 사례 적용 32 5.1 사례 구성 32 5.2 사례 연구 34 5.3 사례 적용 38 제 6 장 결론 41 6.1 결론 41 6.2 연구의 한계 및 의의 42 참고문헌 43 ABSTRACT 45Maste