시스템 아키텍쳐 강건성 및 현업 엔지니어 일관성 평가를 위한 엔트로피 기반 측정법: 공식화 및 응용

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 산업공학과, 2019. 2. 서은석.본 연구에서는 시스템 아키텍쳐 설계 단계에서 다양한 이해관계자 관점에 강건한 아키텍쳐를 식별하는 정량적 메트릭을 연구하는 것을 목표로 한다. 복잡도가 높은 시스템 아키텍쳐의 개발 과정에서는 고객 뿐만 아니라 전체 수명주기의 이해관계자의 요구 사항을 감안하여 설계해야 한다. 기술의 발전과 소비자의 요구 사항에 따라서 개발되는 시스템의 복잡도와 수명주기가 지속적으로 증가함에 따라서 시스템의 전반적인 개발, 생산, 운용/유지보수 등 전 단계의 관점을 시스템 기본 설계 단계에서 미리 반영 및 수용을 하는 필요성이 대두되고 있다. 이와 같은 조직적, 기술적인 문제를 해소하는 관점이 어떻게 차이가 나는지 정량적인 평가의 중요성이 부각된다. 통계역학의 엔트로피 기반 메트릭을 개발하여 시스템 분해 관점에 대한 비교를 정량화한다. 개발한 메트릭으로 두 가지 사례연구를 통해서 다양한 관점에 강건한 시스템 아키텍쳐를 평가, 및 전문가의 시스템 분해의 일관성을 평가하는 과정을 거쳐서 제시된 메트릭의 실용성을 분석하였다. 이를 통해서 관점의 차이가 작게 나는 아키텍쳐의 개발에 기여를 하는 데에 목적을 둔다.This thesis proposes an entropy-based metric which quantifies complex system architecture robustness to different decomposition perspectives for resolving varying stakeholders architectural preferences during the critical stages of the system architecting process. The newly developed metric aims to identify architectures that are robust to different decomposition perspectives by quantifying pairwise comparisons between two different architectural decompositions that may arise from the system architecting process. While system architects typically rely on decomposing a system into its constituent functions and subfunctions, the architecture of a complex system may be interpreted differently by various stakeholders throughout the value chain, which can result in several different system decomposition perspectives, including, but not limited to, assembly or maintenance-based decomposition preferences. As such, the various modular configurations should be quantitatively assessed for the development of an architecture that is robust for different perspectives. The newly proposed module diffusion index adapts entropy, a statistical mechanics concept, to quantify the level of re-arrangement that is required for a modules components to be reassigned to another decomposition perspective as a means of assessing an architectures robustness to different stakeholder requirements. Two feasibility studies were conducted to observe how the newly proposed metric evaluates decomposition perspectives of three different architectures to find a perspective-robust architecture, and to assess the consistency at which industry professionals decompose a given architecture to different perspectives. The proposed metric aims to assist system architects as a quantitative evaluation criterion for analyzing different system architecture concepts during the early engineering phases of complex system design.Abstract ii Contents iv List of Tables vi List of Figures vii Chapter 1 Introduction 1 Chapter 2 Literature Review 5 2.1 System Architecture Development and Selection 5 2.2 Decomposition Perspectives of System Architecture 7 2.3 Quantitative System Architecture Assessment 9 2.4 Research Gap Analysis 10 Chapter 3 Entropy-based Metric Development 12 3.1 Metric Development Overview and Background 12 3.2 Module Diffusion Index Formulation 14 Chapter 4 Case Study: System Architecture Robustness Assessment for Different Stakeholder Perspectives 19 4.1 Introduction 19 4.2 Clock Architecture Overview 21 4.3 Stakeholders Decomposition Perspectives 23 4.4 Case Study Results 27 4.5 Case Study Discussion and Summary 32 Chapter 5 Case Study: Expert Evaluation for Decomposition Consistency 35 5.1 Introduction 35 5.2 Case Study Results 38 5.3 Case Study Discussion and Summary 40 Chapter 6 Conclusions and Directions for Future Work 43 6.1 Conclusions 43 6.2 Directions for Future Work 44 Bibliography 47 Appendix A: Bill of Materials for VFEC Architecture 53 Appendix B: Bill of Materials for FPC Architecture 58 Appendix C: Bill of Materials for CSC Architecture 62 Appendix D: DSM for for CSC Architecture 67 Appendix E: DSM for CSC Architecture 68 Appendix F: DSM for CSC Architecture 69 국문초록 70Maste

Sensor Calibration and Single-axis HIL Verification of ADCS for Low Earth Orbit Cube-satellite

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 공과대학 기계항공공학부, 2017. 8. 기창돈.서울대학교 GNSS 연구실에서 개발한 2U 크기의 큐브위성인 SNUGLITE는 이중주파수 GPS수신기를 탑재하여 실제 운용을 주요 임무로 하고 있으며, 과학적 임무로는 우주환경 관측 및 데이터 수집을 목표로 하고 있다. 통신은 UHF와 지향성이 있는 S-band 안테나를 통해 지상국과 임무데이터를 송수신한다. 이때, 안정적이고 성공적인 데이터 송수신을 위하여 큐브위성의 지구지향자세 제어가 필수적이다. 이를 위해서는 자세 추정 및 제어 알고리즘인 ADCS(Attitude Determination and Control System)이 On Board Computer(OBC) Processor에서 real-time으로 구현이 되어야 한다. 자세 추정알고리즘으로는 EKF(Extended Kalman Filter)를 사용하며. 자세제어 기법으로는 LQG(Linear Quadratic Gaussian) 알고리즘을 이용하고` 있다. 큐브위성 ADCS 알고리즘 개발단계로, 첫째, 알고리즘을 S/W Simulation 측면에서 검증하는 SILS(Software In the Loop Simulation) [이하 SILS]를 통하여 알고리즘에 대한 설계를 한 후, 다음 단계로 PILS(Processor In the Loop Simulation) [이하 PILS]를 통하여 실제 OBC(On Board Computer)에 알고리즘을 탑재하여 검증하는 단계를 거치며, 최종단계로 ADCS알고리즘을 실험적으로 검증하고자, 우주환경을 모사하여 자세 추정 및 제어 알고리즘을 검증하는 단계인 HILS(Hardware In the Loop Simulation) [이하 HILS]검증과정이 있다. 이러한 일련의 검증과정을 통하여 큐브위성의 ADCS 알고리즘을 설계하게 된다. 이전 연구로서는 ADCS에 대한 알고리즘에 대한 검증내용으로 SILS 연구가 수행된 바 있다. [1], [2] 본 논문에서는 실제 OBC에 구현하기 위한 PILS 에 관한내용과 실제 하드웨어에 적용하여 실험적으로 검증한 내용인 단일 축 HIL 실험 검증에 대한 내용을 다루었다. 특히, 실제 탑재센서를 사용해야 하므로 이러한 센서 오차 모델링과 보정에 관한 연구를 함께 수행하였다. PILS 수행 내용으로서는 MATLAB 기반 SILS 의 알고리즘을 모두 C언어로 변환하였으며, 이때, OBC의 계산수행 능력에 맞도록, EKF의 Time Update부분에서 Van-Loan 알고리즘을 이용하여, State-transition matrix를 구할 때, 1차로 간략화 하였다. 또한, 큐브위성이 탑재하고 있는 Actuator 특성상 지구 자기장을 이용한 제어를 수행하기 때문에, 제어를 위한 LQR-gain을 실시간으로 구해주어야 하므로, 시스템의 Eigenvalue/Eigenvector 문제 구하는 알고리즘을 탑재하여 Potters method를 이용하여 LQR-gain을 구해주고 있다. 또한, 자세 결정센서로 5면에 부착된 Coarse sun sensor(태양센서)와 OBC에 탑재된 Gyroscope (각속도계)와 Magnetometer(지자계)를 이용하여 자세결정을 수행하며, 이 센서들의 성능을 올바르게 사용하기 위해서는 센서 오차 모델링 및 보정이 필수적이다. Coarse sun sensor의 경우, Photodiode를 이용한 저가형 센서로서 태양벡터가 3축으로 들어온다면, Trigonometric method를 이용하고, 2축으로 들어올 경우, Conical shell model을 이용하여, 각 센서의 상대적인 빛의 크기(Intensity)를 normalized하여, Sun 벡터를 구하게 되며, 이때, 센서 오차 모델링을 수행하여 Sine 함수로 output을 갖도록 보정을 해 주어야 한다. 다음으로, Magnetometer는 지구 절대자기장 대비 실제 측정되는 자기장의 크기를 scale factor를 이용하여 보정하며, 3축의 경우 Hard iron과 Soft iron compensation을 통하여 보정을 수행하였다. Gyroscope의 경우에는 Scale factor를 확인하였다. 또한 노이즈 분석을 위한 Allan Variance 분석을 통하여 bias 모델을 1st order Gauss Markov Process로 적용하였다. ADCS 알고리즘을 지상에서 검증을 위하여 HILS 검증은 보통 3축 자세 결정, 제어를 위한 Air-bearing 기반의 HILS 시뮬레이터를 이용하여 검증하는 실험과정을 거친다 하지만, 본 논문에서는 단일 축 HIL 실험검증에 대한 내용으로 검증을 위한 기구 설계가 복잡하고 비용측면에서 불리한 3축 HILS 검증대신에 간단하고 비용적인 측면에서 유리한 단일 축 HIL 실험검증을 채택하여 연구를 수행하였으며 실험적으로 자세 추정 및 제어결과를 확인하였으며, 이를 자세 추정 및 제어 요구조건과 확인하였다.제 1 장 서 론 1 제 1 절 연구 동기 및 목적 1 제 2 절 연구 동향 4 제 3 절 연구 내용 및 방법 5 제 4 절 연구의 기여도 8 제 2 장 ADCS 알고리즘 10 제 1 절 좌표계의 정의 10 제 2 절 자세추정 알고리즘 13 1. 항법해를 이용한 Local Frame 좌표변환 알고리즘 13 2. GPS항법해를 이용한 자기장, 태양 모델벡터 생성 16 3. TRIAD Method 18 4. EKF(Extended Kalman Filter) 18 제 3 절 자세제어 알고리즘 28 1. LQG(Linear Quadratic Gaussian) 29 2. MATLAB 의 LQR알고리즘 C변환과정 34 제 3 장 Processor in the Loop Simulation 38 제 1 절 센서 오차 모델링 및 보정 39 1. 지자계(Magnetoemter) 보정 39 2. 비정밀 태양센서(Coarse Sun Sensor) 오차보정 45 3. 각속도계(Gyroscope) bias 모델 53 제 4 장 단일 축 HIL 검증 실험 58 제 1 절 Engineering Model 큐브위성 제작 60 1. Magnetorquer 설계(Actuator) 62 2. 태양센서 설계 64 제 2 절 단일 축 HILS 검증 실험 환경 65 제 3 절 MATLAB 기반 실시간 통신 프로그램 67 제 4 절 단일 축 HIL 검증 실험 및 분석 68 1. 자세추정결과, Attitude Estimation Result 69 2. 자세제어결과, Attitude Estimation and Control result 71 3. 측정치 오차분석 75 제 5 장 결 론 76 참고 문헌 77Maste

(The)Effect of education on elderly diabetic patients in diabetic knowledge and blood glucose level

학위논문(석사)--서울대학교 보건대학원 :보건학과 역학전공,2005.Maste

합리적 내재분포를 이용한 KOSPI200 옵션시장 변동성 연구

학위논문(석사) --서울대학교 대학원 :산업공학과,2008.8.Maste

(A) study on food preference through observation for the leaved food after meals

보건학과/석사[한글] 1981년 4월 1일부터 4월 30일까지 1개월동안 육군 ○○병원에 입원된 환자를 대상으로 식품의 선호성향에 따른 잔식량에 관한 연구를 시행하였다. 본 연구는 선호도가 잔식량에 전체적으로 미치는 양상을 알아보고자함을 목적으로 하였다. 모든 식품의 종류 및 기준량의 자료는 관계기관으로부터 얻어졌고 선호도의 파악은 1년동안 군에서 급식한 식품중 미리 준비된 조사표에 의해 시행되었으며 잔식량은 주식과 부식을 조리전과 조리후 각각 평량하여 배선한 실제의 량을 기준으로 하여 잔식량을 조사하였다. 이들 자료는 통계처리에 의해 얻어진 결과에 따라서 선호도와 잔식량과의 관계를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 주식의 선호도는 쌀밥이 55.0%로써 가장 높았고 부식의 선호도는 육류 57%, 소채류 25%, 생선류 11%, 란류 7%의 순위였다. 보리방법에 따라 선호도의 차이가 있었으며 급식회수와 선호도가 일치하는 요리는 아주 적었다. 대상환자 중 잔식율은 24%이었으며 요리의 선호도와 잔식율과는 반비례관계가 있었다. 끝으로 대상환자의1일 평균 섭취열량은 3,392cal이었다. 이와 같은 조사결과를 고려할 때 앞으로 군 병원에서 선호도에 따른 식단작성을 위해 행정적인 뒷받침이 강력히 요청된다. A Study on Food Preference through Obsevation for the Leaved Food after Meals Choi, Min Kyu Department of Public Health Graduate School of Health Science and Management (Directed by Prof. Kim, Myung Ho) Aiming to observe any relationship between food preference and the leaved food after meals, the study was conducted during April 1-30, 1981 (one month) for 202 in-patients at x x Army Hospital. The study results showed as follow : 1. The preference ration for the rice food was 55.0% which was higher than any other that of grain food. 2. Each of the preference ratio for the material of food was 57% for fresh meat, 25% for vegetable, 11% for fish and 7% egg. 3. It was clearly found that the food preference was influenced by the cooking method. 4. The frequency of food intake was not related to the food preference. 5. The amount of the leveled food after melas was 24% in average. 6. The ratio of the leved food was different depending on ward and date of meals. 7. The ratio of the leaved food was proportionally changed by the food selsectivity. 8. Basal food composition should be balanced in quantity and quality. 9. The Calory intake by in-patients showed 3,392 Cal a day as mean. 10. It was suggested through the study that food preference should be considered in preparation of menu as one of the important factors. [영문] Aiming to observe any relationship between food preference and the leaved food after meals, the study was conducted during April 1-30, 1981 (one month) for 202 in-patients at x x Army Hospital. The study results showed as follow : 1. The preference ration for the rice food was 55.0% which was higher than any other that of grain food. 2. Each of the preference ratio for the material of food was 57% for fresh meat, 25% for vegetable, 11% for fish and 7% egg. 3. It was clearly found that the food preference was influenced by the cooking method. 4. The frequency of food intake was not related to the food preference. 5. The amount of the leveled food after melas was 24% in average. 6. The ratio of the leved food was different depending on ward and date of meals. 7. The ratio of the leaved food was proportionally changed by the food selsectivity. 8. Basal food composition should be balanced in quantity and quality. 9. The Calory intake by in-patients showed 3,392 Cal a day as mean. 10. It was suggested through the study that food preference should be considered in preparation of menu as one of the important factors.restrictio

췌십이지장 절제술 후 기능적 측면의 장기적 결과

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :의학과 외과학전공,2004.Maste

Development of Clinical Pathway Analysis Program based on OMOP CDM (Observational Medical Outcomes Partnership Common Data Model)

MasterHospital information systems (HISs) storing a large amount of clinical data trigger the appearance of data-driven clinical research such as improving treatment effectiveness, healthcare management, and CRM (Customer Relationship Management) and detecting fraud and abuse. Deriving CP (Clinical Pathway) from clinical data is also one of those data-driven studies. The current research works try to create and improve methodologies for deriving CP from personal health records. However, most of the studies related to CP strongly depend on the data they exploit. Since each HISs stores data with its own data schema, it is difficult to apply the research from one data source to another clinical data sources. Thus, in this thesis, we propose a common data model (CDM) based CP analysis method and a software program for solving those difficulties. More in detail, we define data and functional requirement for CP Analysis, and construct program modules satisfying those requirements. Furthermore, we construct CP Mining Modules which consist of functional units representing methodologies deriving CPs from clinical data. By reproducing previous CP research related to inventing methodologies deriving CP, we verify proposed methods and program’s applicable any other OMOP CDM based CP Research

Assessment of clinical pathways based on patients’ records: A case study

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