본 연구과제에서는 지속 가능한 운전 특성을 가지는 최적 공정 및 제어시스템을 동시에 자율화된 방 식으로 설계할 수 있는 방법을 개발하는 것을 최종 목표로 하고, 이를 달성하기 위해 총 3년의 연구 기간을 제안하고자 한다. 1차년도 연구에서는 그래프 이론 기반 최적 공정 설계 방법을 개발하기 위한 기초 연구를 수행하는 것을 핵심목표로 한다. 이 핵심목표는 크게 5개의 세부목표로 나누어질 수 있다. 1) 가장 먼저 공정 내의 물질 및 에너지의 흐름을 효과적으로 나타낼 수 있는 공정 그래프 구조를 제안하고자 한다. 2) 공정의 강건한 운전에 영향을 미칠 수 있는 공정 설계 인자, 불확실성 인자, 상태 변수, 조작 변수, 제 어 변수 등을 구성요소로 하는 변수 그래프의 구조 또한 제안하고자 한다. 3) 공정의 정상상태에서의 특성과 동적인 특성을 모두 고려한 강건성 지표를 제시하고자 한다. 4) 그래프 이론 기법들을 적용시 키기 쉬운 구조로 공정 라이브러리를 표준화 하고자 한다. 5) 표준화된 공정 라이브러리 구조를 바탕 으로 공정 라이브러리를 구축하고 이에 맞게 데이터를 가공하는 방식을 표준화 하고자 한다. 2차년도 연구에서는 변수 그래프를 중심으로 강건성 지표를 최적화 시키는 방식의 공정 및 제어시스 템 동시 설계 알고리즘을 개발하는 것을 핵심목표로 한다. 이 핵심목표는 크게 4개의 세부목표로 나 누어질 수 있다. 1) 변수 그래프로부터 강건성 지표를 계산할 수 있는 알고리즘을 개발하고 이를 토 대로 공정 설계를 위한 최적화 문제를 수립하고자 한다. 2) 변수 그래프와 공정 그래프 간의 상호 변 환, 공정 초구조와 공정 그래프 간의 상호 변환을 자동화 시킬 수 있는 그래프 이론 알고리즘을 개발 하고자 한다. 3) 사례 연구를 통해 1차년도에서 제시한 강건성지표의 적용 가능성을 확인하고, 필요 에 따라 해당 지표를 개선하고자 한다. 4) 공정 라이브러리의 표준화된 정보를 활용하여 공정 초구조 를 자율적으로 합성하는 그래프 이론 알고리즘을 개발하고자 한다. 3차년도 연구에서는 1,2차년도에 개발된 내용을 바탕으로 자동화된 경제성/제품주기분석 플랫폼을 년도 정부출연금 (A) 기업체부담금 정부외 출연금 (E) 상대국 부담금 (F) 합계 G=(A+D+E) 참여 현금 연구원수 (B) 현물 (C) 소계 D=(B+C) 1 48,383 0 0 0 0 0 48,383 4 2 60,479 0 0 0 0 0 60,479 4 3 60,479 0 0 0 0 0 60,479 4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 합계 169,341 0 0 0 0 0 169,341 12 <단위: 천원> 인건비 연구 지원인력 인건비 내역 연구개발비 총괄표 개발하는 것을 핵심목표로 한다. 이 핵심목표는 크게 2개의 세부목표로 나누어질 수 있다. 1) 그래프 이론 기반 알고리즘을 모두 통합하여 최적 공정 및 제어시스템을 자율적으로 설계할 수 있는 통합시 스템을 개발하고자 한다. 2) 자동화된 설계 시스템을 바탕으로 최종 선택된 공정 설계 후보들에 대한 경제성/제품주기 분석을 자동화할 수 있는 알고리즘을 개발하고자 한다. 본 연구과제에서 개발한 설계 방법론을 이산화탄소 포집 공정, Fischer-Tropsch 합성 공정, 폐플라 스틱 재활용 공정 등의 설계에 적용하여 해당 방법론의 실용성, 효율성 등을 점검할 예정이다.