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大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A v.34 no.7=no.298, 2010년, pp.813 - 820   SCOPUS 피인용횟수: 2
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신경회로망을 이용한 수직형 롤러 분쇄기의 최적설계
Optimization of Vertical Roller Mill by Using Artificial Neural Networks

이동우    (동아대학교 기계공학과   ); 조석수    (강원대학교 자동차공학과  );
  • 초록

    포틀랜드 시멘트용 분쇄기는 독일과 일본 등 선진국에서 도입된 고가의 대형 기계이다. 따라서 이에 대한 체계적 정비 및 보수가 원활히 진행되어야 포틀랜드 시멘트의 생산설비에 대한 안정성을 확보할 수 있다. 한편 국내에 도입된 수직형 롤러 분쇄기는 포틀랜드 시멘트의 원료인 석회석의 시간당 생산량이 5.5MN이나 되는 세계 최대 규모의 분쇄기로서 설계 수명이 $4{\times}10^{7%}$ 사이클 정도이나 대략 $4{\times}10^6\;{\sim}\;8{\times}10^6$ 사이클 정도에서 파괴되고 있어 계획 예방 정비에 대한 어려움이 있으며, 수직형 롤러 분쇄기의 보수비용을 절감하기 위하여 롤러 분쇄기에 대한 효과적인 재설계가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 확률론적인 절차가 내재되어 있어 불확실성을 다룰 수 있고, 대량의 복잡한 비선형적인 관계도 단순화의 과정 없이 연관 관계를 자체 조직화할 수 있는 인간의 뇌와 가장 유사한 병렬연산모델인 신경회로망을 수직형 롤러 분쇄기에 적용하여 최적설계를 수행하였다.


    The vertical roller mill is important for machine grinding and mixing various crude materials in the process of producing Portland cement. A vertical roller mill is subjected to cyclic bending stress because of the roller load. Because of the cyclic bending stress, only $4{\times}10^6-8{\times}10^6$ cycles are achieved instead of $4{\times}10^7$ cycles. The stress also causes fractures at the edge of grinding path of the outer roller. The expenses incurred in repairing the grinding path amounts to 30% of the total maintenance cost. Therefore, it is desirable to redesign the vertical roller mill in order to reduce the expenses incurred in repairing the roller. In this study, artificial neural networks (ANNs) were applied in order to solve the multiobjective optimization problem for vertical roller mills by using the function approximation ability of ANNs. To learn and generalize ANNs, the maximum and minimum stresses were estimated from the results of the finite-element analysis of a vertical roller mill. Thus, ANNs could be applied to solve the multiobjective optimization problem.


  • 주제어

    수직형 롤러분쇄기 .   신경회로망 .   최적화.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Tongyang Cement Co., 1993,"Maintenance ofTable Liner for Vertical Roller Mill," pp. 16-19. 
    2. Kim, Y. S., Kim, J. H. and Lee, J. S., 2000,"Optimization of Transonic Airfoil using GAbased on Neural Network and Mutilple RegressionModel," Transactions of KSME, A, Vol.6, No.12, pp. 2556-2564. 
    3. Eschenauer, H., Koski, J. and Osyczka, A., 1990,"Multicriteria Design Optimization," Springer-Verlag. 
    4. Daly, P., 1998, "Multidisciplinary Structural Optimization utilizing Genetic Algorithm Capabilities," Proceedings of the AIAA/USAF/NASA/ ISSMO Symposium on Multidisciplinary Analysis and Optimization-Part I, pp.553-558. 
    5. X-Wu, and Ghabusi, J., 1993, "Modelling TheCyclic Behavior of Concrete Using AdaptiveNeural Network," Computational mechanics,Vol.1, pp. 1319-1329. 
    6. Kim, D. H., Kim, D. J., Kim, H. K., Kim, B.M. and Choi, J. C., 1998, "Process Design of aHot Forged Product Using the Neural Networkand the Statistical Design of Experiments," KSPE,Vol.15, No.9, pp.15-24.     
    7. Dassault system Inc., "CATIA Generative Structure Analysis," CATIA V5. 
    8. Lee, D. W., Cho, S. S. and Joo, W. S., 2008,“Safety Evaluation of Table Liner for Vertical RollerMill by Modified Fatigue Limit,” Engineering FailureAnalysis, Vol.15, No.8, pp.989-999. 
    9. Dassault system Inc., "CATIA Product EngineeringOptimizer," CATIA V5. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Lee, Dong-Woo ; Cho, Seok-Swoo 2011. "Tension Estimation of Tire using Neural Networks and DOE" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering, 28(7): 814~820     
    2. Yoon, Ju Ho ; Nguyen, Minh Nhat ; Lee, Hyun Su ; Youn, Jang Won ; Kim, Dang Ju ; Lee, Dong Won ; Ahn, Kyoung Kwan 2016. "Optimization of Design Parameters of a EPPR Valve Solenoid using Artificial Neural Network" 드라이브ㆍ컨트롤 = Journal of drive and control, 13(2): 34~41     

 저자의 다른 논문

  • 이동우 (22)

    1. 2001 "피로하중을 받은 저압 터빈 블레이드의 파손해석에 관한 연구" 大韓溶接學會誌 = Journal of the Korean Welding Society 19 (3): 298~304    
    2. 2001 "표면거칠기와 유한요소법을 이용한 터빈 블레이드의 파손해석에 관한 연구" 한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers 9 (6): 170~177    
    3. 2002 "피로하중을 받는 터빈 블레이드의 X선 프랙토그래픽에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 19 (2): 65~71    
    4. 2002 "표면미소균열의 극치통계해석을 이용한 피로수명예측" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (9): 1746~1752    
    5. 2002 "실험계획법과 수리적방법을 이용한 이산설계 공간에서의 다목적 최적설계" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 26 (10): 2150~2158    
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    8. 2003 "균질화법을 이용한 수직형 롤러 분쇄기용 테이블 라이너의 위상최적설계에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 20 (6): 113~122    
    9. 2004 "구멍뚫기법을 이용한 수직형 롤러 분쇄기용 테이블 라이너의 안전성 평가에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 28 (8): 1221~1228    
    10. 2004 "피로하중을 받는 테이블 라이너의 파손응력예측에 관한 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 21 (8): 97~105    
  • 조석수 (38)

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