초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제에서는 입력 불확실성을 고려한 보다 강건한 시뮬레이션 모델에 관한 연구를 수행하였다. 특히, 중첩 시뮬레이션 모델을 대상으로 전통적인 분산 감소 기법을 확장하는 방법론들을 개발하였고, 이를 활용해 에너지 분야에서 실증적인 연구 또한 진행하였다. 전통적인 통계적 방법론의 한계점을 극복하기 위해 근래 활발히 연구가 진행되고 있는 강건 최적화 방법론이 활용되었고, 이론적/실증적으로 모두 유 의미한 연구 성과를 만들어 내었다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제는 제안서에서 크게 세 가지

□ 연구개요
본 연구과제에서는 입력 불확실성을 고려한 보다 강건한 시뮬레이션 모델에 관한 연구를 수행하였다. 특히, 중첩 시뮬레이션 모델을 대상으로 전통적인 분산 감소 기법을 확장하는 방법론들을 개발하였고, 이를 활용해 에너지 분야에서 실증적인 연구 또한 진행하였다. 전통적인 통계적 방법론의 한계점을 극복하기 위해 근래 활발히 연구가 진행되고 있는 강건 최적화 방법론이 활용되었고, 이론적/실증적으로 모두 유 의미한 연구 성과를 만들어 내었다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제는 제안서에서 크게 세 가지 세부 연구목표를 설정하였다. 이들은 1) 분포적 강건(Distributionally Robust) 층화 추출법(Stratified Sampling)의 개발, 2) 분포적 강건 중요도 추출법(Importance Sampling)의 개발, 3) 에너지 분야 시뮬레이터에의 적용 및 유효성 검증이다. 결과적으로 본 연구과제의 세부 연구목표들은 당초 계획한 추진전략/방법/체계 하에서 모두 성공적으로 달성되었다.

먼저, 기존에 계획한 바 대로 두 가지 강건한 분산 감소 기법 방법론들이 개발되었다. 입력 모델에 대한 불확실성이 존재하는 상황에서도, 개발된 방법론들은 관심 추정치 계산의 정확도를 높이는 방향으로 시뮬레이션 실행 설계를 할 수 있게끔 하였다. 각각의 방법론들은 다양한 학회/학술지에 발표/게재되면서 그 연구성과를 인정받기도 하였다.

또한 두 방법론들은 기존 계획대로 에너지 분야 시뮬레이션에 적용되어 실증적인 효용성 또한 가지고 있음이 검증되었다. 구체적으로, 미국 에너지부에서 개발된 풍력 발전 시뮬레이터는 한 번 실행에 무척 오랜 시간이 걸리는데, 개발된 방법론을 사용하면 한정된 계산 자원 하에서도 입력 불확실성에 대비한 강건한 추정이 가능해짐을 확인하였다. 해당 결과는 풍력 발전기의 설계와 운영을 최적화하는 데에 활용될 수 있다.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구과제의 결과물은 중첩 시뮬레이션 모델이 활용되는 상황에서 입력 불확실성을 고려할 수 있도록 기틀을 마련해 두었다. 따라서 신뢰성 공학과 관련된 다양한 분야에서의 운영/관리/설계 최적화에 개발 성과가 활용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 신재생 에너지 분야에서 디지털 트윈을 활용하여 신규 해상풍력발전소 설치/운영 최적화, 송배전망 최적 운영, 공급망 및 재고 관리를 타겟으로 할 수 있을 것이다. 추가로, 상용 시뮬레이션 소프트웨어에 탑재시키거나 공개 소스화를 통해 해당 기술의 보급을 추진할 수도 있을 것이다.

학문적으로도, 본 연구개발결과는 국내 연구진이 세계적으로 주목받고있는 시뮬레이션 입력 불확실성을 다루는 학문 분야를 선도할 수 있게끔 주춧돌 역할을 수행할 것으로 보인다. 이는 곧 기술 이전과 지적재산권 확보를 통한 경제적 부가 효과로도 이어질 것으로 기대한다. 궁극적으로, 본 연구과제의 개발 성과는 학문적 선도와 핵심 기술 확보를 통한 글로벌 경쟁력 확보에 기여할 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1. 분포적 강건 층화 추출법 ... 6
• 2.2. 분포적 강건 중요도 추출법 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 18
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 33