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Chemical Engineering andChemical Engineering andInformation TechnologyInformation Technology

화학공학과 정보기술화학공학과 정보기술최 수 형최 수 형

전북대학교 환경전북대학교 환경 · 화학공학부화학공학부

2005. 5.2005. 5.

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서론서론 화학공학이란화학공학이란 ??

•화학제품의 능률적 · 경제적 제조공정을 위해 화학 프로세스 계획 및 제조장치의 설계 · 건설 · 운전 등 화학공업기술의 원리를 연구하는 학문

•물리 · 화학적 변화를 효과적으로 이용하는 기술 개발을 위한 학문

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서론서론 화학공학과 화학공학과 6T(BT,ET,IT,NT,ST,CT)6T(BT,ET,IT,NT,ST,CT)

•고분자• 공정시스템공정시스템•나노 · 무기재료 (NT)• 안전안전 · 환경 (ET)•에너지• 생명공학생명공학 (BT)•정밀화학•촉매 · 반응공학

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공정시스템공학공정시스템공학• Process Systems Engineering = Chemical

Engineering + Systems Engineering + Computer Science

• 모델링 및 모사 (Modeling and Simulation)• 설계 및 최적화 (Design and Optimization)• 운전 및 제어 (Operation and Control)

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SimulationSimulation

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시뮬레이션시뮬레이션• 여러 가지 실제현상의 복잡한 과정대신 이와

유사한 수학적 · 물리적 모델모델을 사용하여 실험하고 그 결과를 계산적으로 처리하는 기법의 총칭

• 자연과학 · 공학분야뿐만 아니라 기업의 경영전략 , 경제예측에 이르기까지 여러 사회현상과 관련하여 널리 이용

• 모의실험 또는 모사라고도 하며 시스템공학의 기본방법

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시뮬레이션 적용사례시뮬레이션 적용사례 교통수송시스템교통수송시스템

•신호체계•항공관제

훈련용 시뮬레이터훈련용 시뮬레이터•항공기 · 열차 등의 조종 · 운전•화학공장 · 원자력발전소의 가동 · 운전 ·

정지

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시뮬레이션 적용사례시뮬레이션 적용사례 산업 및 공학산업 및 공학

•생산계획 · 공정관리 · 재고문제

자연과학자연과학•물리 · 화학적 현상

환경환경 ·· 생태계 및 사회적 현상생태계 및 사회적 현상•게임이론

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시뮬레이션 적용사례시뮬레이션 적용사례 경영분야경영분야

•Operations Research 로 대표되는 과학적 관리 · 계획기법을 기업경영 분야에 도입

경제분야경제분야•계량경제학을 이용한 경제예측

국제정치학국제정치학•행동과학에 의한 정치현상 시뮬레이션

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Process SimulationProcess Simulation SimulatorsSimulators

• HYSYS, Aspen Plus, PRO / II, etc

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Process SimulationProcess Simulation ClassificationClassification

• Steady state simulation ( 정상상태 모사 )

• Dynamic simulation ( 동적 모사 )

• Deterministic simulation ( 결정론적 모사 )

• Stochastic simulation ( 확률적 모사 )

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Process DesignProcess Design Structural OptimizationStructural Optimization

• Flowsheet• Heuristics

Parametric OptimizationParametric Optimization• Design variables• Mathematical programming

ProcessFeed

UtilitiesProductWaste

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OptimizationOptimization

•

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Process SynthesisProcess SynthesisProduct

CSTRFlash

Process units

F8

F0

F3

F1

F4 F5 F6

F01

WasteF9

HX

F2

F7

F08

Feed

Pipe network

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Process ControlProcess Control

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Process SafetyProcess Safety Qualitative Methods (Qualitative Methods ( 정성적 방법정성적 방법 ))

• HAZOP (Hazard and Operability) Study

• Fault Diagnosis

Quantitative Methods (Quantitative Methods ( 정량적 방법정량적 방법 ))• Layer of Protection Analysis (LOPA)

• Quantitative Risk Assessment (QRA)

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HAZOP StudyHAZOP Study

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Fault DiagnosisFault Diagnosis

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Layer of Protection AnalysisLayer of Protection Analysis

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Layer of Protection AnalysisLayer of Protection Analysis

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Quantitative Risk AssessmentQuantitative Risk Assessment

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Systems BiologySystems Biology• 방대한 생물학적 연구결과들을 종합하여

생명시스템의 기능을 이해하려는 학문분야• 대사경로를 포함하여 세포 및 유기체 등

생명체내 다양한 요소들간의 관계 및 상호작용을 시스템공학적으로 연구

• 궁극적으로는 전체시스템에 대한 모델개발 추구

• Biology + Systems Engineering

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BioinformaticsBioinformatics• 컴퓨터를 이용해 생물학을 연구하는

융합학문• 수학 · 통계 · 전산학적 지식을 활용하여

생물체 데이터로부터 의미 있는 정보를 체계적으로 발굴 · 가공

• 생물정보학 = 생명공학 (BT) + 정보기술(IT)

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GenomicsGenomics Human Genome Project (1990-Human Genome Project (1990-

2003)2003)•인간 유전체 염기서열 데이터베이스화•Project 개요 project.ppt•Example pp200033_02.pdf

Functional GenomicsFunctional Genomics•유전체의 생물학적 기능 규명 추구•HGP 이후 primer.ppt•Example pp200232_03.pdf

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결론결론 공정시스템공학의 목표공정시스템공학의 목표

•경제성 , 안전 , 보건 , 환경 및 품질을 고려한 화학공정의 최적설계 및 제어

•새로운 제품 및 공정 , 분석기술 개발을 위한 컴퓨터 응용기술 연구확대

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결론결론 포스트 지놈 시대의 생물정보학포스트 지놈 시대의 생물정보학

•생의학적 응용이라는 실용적 목적뿐만 아니라 생명의 기본원리 이해 추구

•국제 BT 주도권 장악을 위한 토대