초록 ▼

가. 유전자 알고리즘을 적용한 실시간 항공화물 최적화 자동 탑재 로직 개발
(1) 개발의 필요성
전역적 최적해(Global Optimum)를 찾기 위해서 전수조사를 하는 경우, 747-400F 기종의 경우 $10^{31}{\sim}10^{61}$의 천문학적인 조합 수를 수 분 이내에 계산해야 하나, 이는 현재의 컴퓨팅 능력으로는 해결하기 불가능한 수준이므로 최적화 알고리즘 개발이 필요하며, 유전자 알고리즘은 이산형의 인덱스화된 최적화문제에 적용하기 매우 적합한 형태를 가지고 있어 최적 Weight &

가. 유전자 알고리즘을 적용한 실시간 항공화물 최적화 자동 탑재 로직 개발
(1) 개발의 필요성
전역적 최적해(Global Optimum)를 찾기 위해서 전수조사를 하는 경우, 747-400F 기종의 경우 $10^{31}{\sim}10^{61}$의 천문학적인 조합 수를 수 분 이내에 계산해야 하나, 이는 현재의 컴퓨팅 능력으로는 해결하기 불가능한 수준이므로 최적화 알고리즘 개발이 필요하며, 유전자 알고리즘은 이산형의 인덱스화된 최적화문제에 적용하기 매우 적합한 형태를 가지고 있어 최적 Weight & Balance 시스템 개발에 핵심이 되는 도구로 활용함
(2) 연구 내용
(가) 항공 화물기 Weight & Balance에 관련돤 기준정립
- 항공 화물기 Weight & Balance에 관한 이론적 고찰
- 화물의 하중 및 무게중심에 대한 해석 모델 연구
- 합리적인 해석을 위한 기준 상의 요구조건 고찰
- 항공기 무게중심해석을 위한 해석이론 정립
(나) 항공기 화물탑재의 제한사항 검토
- 항공기 기종별 화물탑재 공간 및 바닥판 단면형상 검토
- 운송에 따른 중량 제한 및 위치 제한에 대한 검토
- 화물 탑재 용기 및 특수화물 제한 사항 검토
(3) 프로그램 개발
(가) 항공 화물기 Weight & Balance에 관한 자료수집 및 시스템 설계기법 연구
- 기 사용 중인 시스템에 관한 정보수집 및 분석
(나) 최적화된 화물위치 선정 과정 연구
- 화물탑재 조건을 만족하는 가용한 탑재위치 중에 편심이 가장 적은 최적 화물배치 선정이 가능한 유전자알고리즘 개발
- 최적위치정보 및 상세 화물탑재과정 개발
(다) 목적함수 정식화 연구
- 실제 변수의 선정, 항공기의 무게중심 산정, 목적함수의 유도
(라) 제약조건 정식화 연구
- 항공기 화물탑재 업무에 따른 제약조건 선정
- 항공기 형상에 따른 제약조건 선정
(마) 유전자 알고리즘을 이용한 최적화 루틴연구
- 이산화변수의 정의
- 최적 Weight & Balance 시스템에 적합한 데이터베이스의 인텍스화
- 최적 Weight & Balance 시스템에 적절한 유전자 알고리즘의 고유인자 선정에 관한 이론적 고찰 수행
(바) 선정된 알고리즘을 이용한 최적 Weight & Balance 시스템의 흐름도 작성 및 프로그램 작성
- 최적 Weight & Balance 시스템과 해석의 Inter-Link를 통한 상호 유기적인 프로그램 작성
- 개발된 최적화 시스템의 시험운영 및 디버깅(Debugging)
(2) 개발 수준 목표
- 현행 ±2.1~2.5MAC% 수준을 ±0.1MAC% 수준의 혁신적인 최적화 수준 향상
- 1 Flight 대한 자동 포지셔닝 소요 시간을 5~30초 이내에 완료
- 1일 처리 Flight 수 - 500(최소) ~ 1,000(최대)
나. 자동 탑재 로직을 수행하는 애플리케이션인 항공화물 탑재 관리 시스템 개발
(1) 자동 탑재 로직을 수행하는 애플리케이션 개발
작업 결과에 대한 무게중심 Calculation, 에러 체크, 시뮬레이션 환경
(2) 기타 기능
- 항공화물 정보의 입력 시 휴먼에러, 에러 체크
- 종합상황실 환경의 시뮬레이션
- 본사와 해외 지점간의 연계 작업 기능
- 산출물 생성, 보관, 인쇄
- 작업 현황 정보 및 결과 통계 제공

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 요약문 ...4
• 목차 ...12
• 제1장 서론 ...15
• 제1절 개발 시스템의 개요 ...15
• 1. 시스템 개발의 배경 ...15
• 2. 개발 시스템의 특징 ...17
• 제2절 개발 기술의 목표 및 내용 ...19
• 1. 개발 기술의 목표 ...19
• 2. 개발 기술의 내용 ...21
• 제3절 기술 개발의 효과 ...23
• 1. 경제운항 실현 ...23
• 2. 안전운항의 가치 실현 ...26
• 제4절 개발 기술의 시장성 ...28
• 1. 항공 시장 현황 ...28
• 2. 잠재 시장 규모 ...29
• 제2장 최적 Weight & Balance 시스템 개발을 위한 이론적 고찰 ...31
• 제1절 항공화물기 Weight & Balance의 이론적 연구 ...31
• 1. 항공화물기 Weight & Balance의 개요 ...31
• 2. 항공기 무게중심의 원리 ...31
• 제2절 항공기의 무게중심에 영향을 미치는 요인 ...40
• 1. ULD(Unit Load Device) ...40
• 2. 포지션(Position) ...43
• 3. 연료(Fuel) ...46
• 4. 항공기(Aircraft) ...47
• 5. 승무원(Crew) ...50
• 제3절 Weight & Balance의 각종 제한 및 고려 사항 연구 ...51
• 1. 탑재 제한(Loading Limitations) ...51
• 2. 중량 제한(Weight Limits) ...54
• 3. 특수화물 제한(Special Cargo Limits) ...58
• 4. 목적지(Destination) 고려 ...66
• 제3절 탑재관리사(Load Master)의 업무 분석 ...68
• 1. 탑재관리사의 임무 및 자격 ...68
• 2. 탑재관리 업무의 기본 자료 ...68
• 3. 탑재관리사의 업무 절차 ...69
• 제4절 유전자 알고리즘의 이론적 연구 ...73
• 1. 유전자 알고리즘의 개요 ...73
• 2. 유전자 알고리즘의 Process ...77
• 3. 유전자 알고리즘의 중요한 논제 ...83
• 제3장 유전자 알고리즘을 이용한 실시간 항공화물 자동 포지셔닝 로직 개발 ...86
• 제1절 설계 변수 ...86
• 1. 항공기 화물 포지션 기반의 변수 설계 ...86
• 2. 포지션 변수의 축소 ...90
• 제2절 목적함수 설계 ...92
• 1. 화물 인덱스 계산 함수 ...92
• 2. 최종 목적 함수 ...94
• 제2절 제약함수 설계 ...96
• 1. 탑재화물의 무게에 대한 제약함수 ...96
• 2. 탑재화물의 특성에 대한 제약함수 ...106
• 제4절 적합도 함수 설계 ...108
• 1. 화물특성에 기준한 위약함수 ...108
• 2. 포지션별 무게제한 위약함수 ...108
• 3. 목적함수 만족도 위약함수 ...109
• 제5절 구현 ...110
• 1. GA 초기화 Block ...110
• 2. 운영부 초기화 Block ...111
• 3. 운영 Block ...112
• 4. 제약함수 & 목적함수 Block ...113
• 5. 적합도 평가 Block ...113
• 제6절 테스트 및 결과 ...114
• 1. Main Deck 전체 포지션에 대한 테스트 ...114
• 2. 설계 변수 축소 후 테스트 ...117
• 제4장 항공화물 탑재관리 시스템 ...120
• 제1절 항공화물 탑재관리 시스템 개요 ...120
• 1. 시스템 요구 사항 ...120
• 2. 시스템 구조 설계 ...121
• 제2절 항공화물기 탑재관리 시스템 구현 ...123
• 1. Data Modeling ...123
• 2. Process Modeling ...127
• 3. User Interface ...135
• 4. 구현 ...141
• 5. 테스트 및 검증 ...160
• 6. 기존 시스템과의 기능 및 성능 비교 ...196
• 제5장 결론 ...202
• 제1절 기술개발결과 ...202
• 1. 유전자 알고리즘을 적용한 실시간 항공화물 최적화 자동 탑재 로직 개발 ...202
• 제2절 상용화 계획 ...205
• 1. 사업 추진 계획 ...205
• 2. 항공사의 Needs 분석 ...207
• 3. 결론 ...209
• 참고 문헌 ...210