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동적 계획 알고리즘을 이용한 효과적인 케이블 드럼 스케줄 및 자동화 프로그램 구현
Implementation of Automation Program and Efficient Cable Drum Schedule using Dynamic Programming Algorithm 원문보기

디지털콘텐츠학회 논문지 = Journal of Digital Contents Society, v.17 no.4, 2016년, pp.257 - 263  

박기홍 (Division of Convergence Computer & Media, Mokwon University) ,  이양선 (Division of Convergence Computer & Media, Mokwon University)

초록
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케이블 드럼 스케줄은 발전소 전기설비 설계를 위한 최종단계로 레이스웨이에 포설 계획된 케이블들을 효율적으로 케이블 드럼에 할당하는 것이다. 본 논문에서는 케이블들을 코드별로 케이블 드럼 용량에 맞게 스케줄링 하는 자동화 프로그램을 구현하였으며, 케이블 드럼 스케줄을 위한 최적화 문제를 효과적으로 해결하기 위해 동적 계획 알고리즘을 적용하였다. 구현 결과 케이블 드럼 스케줄 자동화는 설계 규격대로 수행됨을 확인할 수 있었고, 기존방법에서 발생되는 케이블 부족 및 낭비와 같은 오류를 제거 및 케이블 드럼 스케줄 소요시간을 줄일 수 있었다. 발전소 전기설비를 위한 케이블은 최소 2만개 이상으로 설계되기 때문에 제안하는 자동화 프로그램을 적용한다면 심각한 오류 없이 케이블 드럼 스케줄의 설계 소요시간을 현저히 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Cable drum schedule is the final step for the electrical equipment of the power plant, and is assigned cables to efficiently cable drum. In this paper, we have implemented an automated program which cables are scheduled in accordance with the capacity of the cable drum for each cable code. Proposed ...

주제어

#케이블 드럼   #드럼 스케줄   #냅색 알고리즘   #동적 계획   #엑셀 자동화  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  •  향후, 본 논문에서 제안된 케이블 포설 및 케이블 드럼 스케줄 절차들을 3D로 구현하는 것을 목표로 한다.
  • 본 논문에서는 발전소 전기설비를 위한 레이스웨이와 케이블 코드 구성을 통해 케이플 포설계획을 설계 하고, 최종 단계인 케이블 드럼 스케줄을 위한 자동화 프로그램을 구현하였다. 레이스웨이에 포설 계획된 케이블들은 코드별로 케이블 드럼 용량에 맞게 스케줄링 되어야 하고, 이때 케이블은 쪼개지지 않아야 하는 특징을 가진다.
  • 따라서 케이블 포설 설계부터 케이블 발주 단계까지의 자동화 연구는 매우 중요하며, 레이스웨이(raceway) 구성과 케이블 포설 설계 자동화 연구는 [3,4]에서 제안한 바 있다. 이에 본 논문에서는 발전소 전기설비의 케이블 포설 설계 단계 후 케이블발주를 위한 자동화 방법으로 동적계획 알고리즘을 기반으로 한 케이블 드럼 스케줄 방법을 제안하고자 한다. 본 논문의 구성은 2장에서 케이블 포설을 위한 레이스웨이와 케이블 코드 구성 등의 발전소 전기설비 시나리오에 대해 설명하고, 3장에서는 본 논문에서 제안한 동적계획알고리즘으로서 Knapsack 알고리즘을 이용한 케이블 드럼 스케줄 및 자동화 구현에 대해 제시한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
레이스웨이에 포설되는 동일한 케이블들이 케이블 드럼 용량에 따라 레이스웨이 구간에 스케줄링 되어야 하기 때문에 어떤 문제와 가장 밀접한가? 레이스웨이에 포설되는 동일한 케이블들은 케이블 드럼 용량에 따라 레이스웨이 구간에 스케줄링 되어야 하며, 이는 최적화 문제에 해당된다. 즉, 배낭문제(knapsack problem)와 가장 밀접하며, 가치와 무게가 있는 짐들을 배낭에 넣을 때 가치의 합이 최대가 되도록 짐을 고르는 문제이다[7,8]. 배낭문제 알고리즘은 크게 짐을 쪼갤 수 있는 분할가능 배낭문제(fractional knapsack problem), 짐을 쪼갤 수 없는 0-1 배낭문제(0-1 knapsack problem)로 구분할 수 있다.
수기로 설계되는 발전소 전기설비 구축의 문제점은 무엇인가? 최근 발전소 전기설비를 효과적으로 설계하기 위한 자동화 연구가 다양하게 수행되고 있지만, 케이블 포설을 위한 계획부터 케이블 발주까지의 모든 절차가 아직까지 수기로 진행되고 있다. 특히, 수기로 설계되는 발전소 전기설비 구축은 규모에 따라 최소 6개월부터 수년까지의 설계과정이 이루어질 수 있으며, 케이블 포설 설계 오류, 이중 작업, 케이블 부족 및 낭비 등과 같은 심각한 오류를 동반하고 있다[1,2]. 따라서 케이블 포설 설계부터 케이블 발주 단계까지의 자동화 연구는 매우 중요하며, 레이스웨이(raceway) 구성과 케이블 포설 설계 자동화 연구는 [3,4]에서 제안한 바 있다.
케이블 드럼 스케줄은 무엇인가? 케이블 드럼 스케줄은 발전소 전기설비 설계를 위한 최종단계로 레이스웨이에 포설 계획된 케이블들을 효율적으로 케이블 드럼에 할당하는 것이다. 본 논문에서는 케이블들을 코드별로 케이블 드럼 용량에 맞게 스케줄링 하는 자동화 프로그램을 구현하였으며, 케이블 드럼 스케줄을 위한 최적화 문제를 효과적으로 해결하기 위해 동적 계획 알고리즘을 적용하였다.
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참고문헌 (9)

  1. IEEE Std. 1185-1994, IEEE Guide for Installation Methods for Generating Station Cables, IEEE Power and Energy Society, New York, NY, 2002. 

  2. National Fire Protection Association and Delmar, NEC 2011 Handbook, 12th edition, NFPA Publication, Dec. 2010. 

  3. K. H. Park, A. N. Kang, H. B. Choi, and Y. S. Lee, "Implementation of Efficient Cable Spreading Algorithm and Automation Program for Electrical Equipment in Power Plant," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 18, no. 9, pp. 2229-2236, Sep. 2014. 

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  4. K. H. Park, and Y. S. Lee, "Automated Cable Route Design based Flexible Cable Fill Check of Raceway in Cable Spreading of Generating Station," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 20, no. 3, pp. 607-624, Mar. 2016. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. IEEE Std. 422-2012, IEEE Guide for the Design of Cable Raceway Systems for Electric Generating Facilities, IEEE Power and Energy Society, New York, NY, 2013. 

  6. IEEE Std. 690-2004, IEEE Standard for the Design and Installation of Cable Systems for Class 1E Circuits in Nuclear Power Generating Stations, Power Generation Committee of the IEEE and Power Engineering Society, New York, NY, 2005. 

  7. S. S. Lee, and J. W. Jang, "Development of M2M Simulator for Mobile Network using Knapsack Algorithm," Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 17, no. 11, pp. 2661-2667, Nov. 2013. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. Richard Neapolitan, and Kumarss Naimipour, Foundations of Algorithms, 2th ed. Miami, MA: Jones and Bartlett, 1998. 

  9. Wikipedia. Knapsack problem [Internet]. Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Knapsack_problem/. 

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