요약
알루미늄 합금은 다양한 산업에서 사용되나 생산 과정이 환경에 악영향을 끼칩니다. 재활용 고철을 활용한 합금 제조 과정은 에너지를 절감하고 환경오염 문제를 해결할 수 있지만, 성분 변동성과 불순물로 인해 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 이를 해결하기 위해 강건 최적화 알고리즘을 활용하여 안정적인 품질을 유지하고, 원재료 투입량을 자동으로 결정하는 기술이 필요합니다. 이 기술은 생산비용을 절감하고, 환경 보호와 에너지 절감을 동시에 달성할 수 있는 중요한 기술로, 다양한 금속 부품 제조 산업에서 활용될 수 있습니다.
기본 정보
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특허명: 강건 최적화 알고리즘에 기반한 합금 제조 방법
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발명자: 김재곤 교수
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출원번호: 10-2023-0079927
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
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알루미늄 합금은 자동차, 가전제품 등 다양한 분야에서 사용됨. 그러나 알루미늄 생산 과정은 산성화와 온실가스 배출 등 환경에 악영향을 끼침.
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알루미늄 고철을 재활용하여 합금을 생산하면 에너지를 절감하고, 환경오염 문제를 해소할 수 있음. 하지만 재활용 고철은 성분의 변동성과 불순물로 인해 제품 품질에 문제가 발생할 수 있음.
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따라서 재활용 고철을 활용한 알루미늄 합금 제조 공정에서 변동성 요인을 최소화하고 제어하는 것이 중요한 과제임.
기술의 필요성
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변동성이 큰 원재료를 사용하더라도 안정적인 품질을 유지하기 위한 최적화 알고리즘의 필요성이 커짐.
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재활용 고철을 이용해 환경오염을 줄이고, 에너지 효율을 높이기 위해, 전문 지식 없이도 원재료 투입량을 자동으로 결정할 수 있는 기술이 요구됨.
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기존의 비효율적인 원재료 투입 방식을 개선하고, 작업 횟수를 유연하게 조절하여 생산성을 높일 필요가 있음.
구현 방법
기술의 원리
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본 발명은 강건 최적화 알고리즘에 기반하여 재활용 고철을 이용한 합금 제조 방법을 제시함. 변동성이 존재하는 합금 공정에서 목표 성분비를 만족시키면서 생산 비용을 최소화할 수 있음.
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합금 제조 공정에서 발생하는 불확실성을 수리적 모델링을 통해 해결하고, 최적화된 알고리즘을 적용하여 원재료 투입량을 결정함.
구체적인 구현 방법
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초기 데이터 값을 입력하고, 최대 불확실성을 고려한 강건 최적화 모델을 실행하여 목표 합금의 생산 가능성을 판단함.
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목표 합금 생산이 가능하면, 불확실성 값을 조정하고, 각 원재료의 투입량을 결정하여 용광로에 투입함.
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중간 검사를 통해 목표 생산량을 충족하는지 판단하고, 필요 시 데이터를 갱신하여 반복 수행함.
기술의 장점
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강건 최적화 알고리즘을 통해 원재료의 손실률과 성분비 변동성을 제어함으로써 생산비용을 줄일 수 있음.
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전문 지식 없이도 정밀한 원재료 투입량 결정이 가능하며, 작업자의 교체 시에도 공정 운영에 문제가 발생하지 않음.
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변동성에 맞춘 유연한 작업 횟수 조정이 가능하여 현장 문제에 신속히 대처할 수 있음.
발명의 활용 방안
활용 방안
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자동차, 가전제품 등 금속 부품 제조 산업에서 폭넓게 활용될 수 있음. 특히 재활용 고철을 이용한 합금 제조에 최적화되어 있음.
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제조업에서 환경오염 문제를 해결하고, 에너지 절약을 통해 비용 감소와 효율성 향상을 동시에 달성할 수 있음.
기대효과
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고효율 합금 제조 방식을 통해 제조업의 경쟁력을 강화할 수 있음.
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환경 보호와 에너지 절감 목표를 동시에 실현하여, 지속 가능한 제조 공정으로 전환할 수 있음.
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기술 도입을 통해 생산 비용 절감과 품질 향상을 동시에 달성함으로써, 관련 산업의 발전에 기여할 수 있음.
시장 동향
알루미늄 합금 제조 시장 동향
재활용 알루미늄 합금 응용 분야
강건 최적화 알고리즘 시장 동향
대표도면
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