목차

국문 요약 ⅰ
목 차 ⅱ
그림 목차 ⅵ
표 목차 ⅶ
1. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 필요성 1
1.2 관련 연구 현황 4
1.2.1 설비 배치 문제 해결 모델 4
(1) Quadratic assignment model(QAP) 4
(2) Quadratic set covering model(QSP) 5
(3) Linear integer programming model 5
(4) Mixed integer programming model 6
1.2.2 기존의 해결 알고리즘 6
(1) Optimal algorithm 6
(2) Sub-optimal algorithm 7
1.2.3 새로운 지능적 기술 8
(1) Expert system 8
(2) Neural network 9
(3) Genetic algorithm 9
1.2.4 관련 연구와 본 논문과의 비교 10
2. 최적화 기법을 이용한 탑사이드 배치 모델 13
2.1 해양 구조물의 탑사이드 배치 기준 13
2.1.1 기본 개념 13
(1) 계층적 접근 13
(2) 유발성 및 반응성 행동 특성 14
(3) 사고의 범위 14
2.1.2 탑사이드 배치 방법론의 개요 14
(1) Escalating top events 15
(2) Function Groups 15
(3) Antagonisms 15
(4) Affinities 16
(5) Locate principal barriers 16
2.2 최적화 기법을 이용한 탑사이드 배치 모델 개요 16
3. 모듈의 최적 배치 문제 18
3.1 모듈의 배치 문제 18
(1) 영역간(zone) 정보 18
(2) 모듈 정보 18
(3) 기타 정보 18
3.2 FPSO 모듈 배치 문제의 수학적 정식화 18
3.3 모듈의 최적 배치를 위한 알고리즘 제안 20
3.3.1 모듈의 최적 배치 알고리즘 20
3.3.2 모듈 배치의 표현 방법 22
3.3.3 모듈 배치 비용 계산 22
(1) 모듈간 적대성(antagonisms) 행렬 23
(2) 모듈간 친밀성(affinities) 행렬 26
(3) 배치 비용 계수 행렬 28
3.3.4 모듈의 전체 무게 중심 계산 29
3.3.5 모듈 배치를 위한 유전자 연산 29
(1) 선택 연산 29
(2) 교배 연산 30
(3) 돌연 변이 연산 31
(4) 엘리티즘(elitism) 32
(5) 지배 순위 기반의 적합도 할당 방법 32
4. 장비의 최적 다층 배치 문제 34
4.1 장비의 다층 배치 문제 34
(1) 모듈 정보 34
(2) 장비 정보 34
4.2 FPSO 장비 다층 배치 문제의 수학적 정식화 34
4.2.1 설계 변수(design variables) 35
(1) 정수 변수(integer variables) 35
(2) 이진 변수(binary variables) 35
(3) 연속 변수(continuous variables) 35
4.2.2 제약 조건(constraints) 36
(1) 갑판 배치 제약 조건(deck layout constraints) 36
(2) 장비 설치 방향 제약 조건(equipment orientation constraints) 38
(3) 비중첩 제약 조건(non-overlapping constraints) 38
(4) 거리 제약 조건(distance constraints) 40
4.2.3 목적 함수(objective function) 40
4.2.4 장비 다층 배치 문제의 정식화 42
4.3 장비의 최적 다층 배치를 위한 알고리즘 제안 43
4.3.1 장비의 최적 배치 알고리즘 43
4.3.2 장비 배치의 표현 방법 43
5. 제안된 최적 배치 방법의 적용 예 45
5.1 해양구조물 탑사이드 모듈의 최적 배치 예 45
(1) 예제 1 : PETRONAS Technical Standards의 배치 예제 45
(2) 예제 2 : BP(British Petroleum)의 Quad 204 project 46
(3) 예제 3 : ConocoPhillips의 Belanak FPSO 48
(4) 예제 4 : 해상 풍력 발전기의 너셀 내부의 최적 배치 예 52
5.2 모듈 내 장비의 최적 배치 예 55
(1) 예제 1 : Patsiatzis와 Papageorgiou[5]의 장비 배치 예제 55
(2) 예제 2 : Quad 204의 separation train 내 장비 배치 예제 56
(3) 예제 3 : 위험도를 고려한 장비 배치 예제 58
6. 결론 및 향후 연구 계획 61
감사의 글 63
참고 문헌 64
Abstract 71