$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

DBSCAN 기반의 제조 공정 데이터 불량 위치의 검출
Detection of the Defected Regions in Manufacturing Process Data using DBSCAN 원문보기

한국콘텐츠학회논문지 = The Journal of the Korea Contents Association, v.17 no.7, 2017년, pp.182 - 192  

최은석 (충북대학교 컴퓨터과학) ,  김정훈 (충북대학교 컴퓨터과학) ,  아지즈 나스리디노프 (충북대학교 컴퓨터과학) ,  이상현 ((주)유라) ,  강정태 ((주)유라) ,  류관희 (충북대학교 컴퓨터과학)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

제조 산업은 국가 경제 성장의 원동력으로 그 중요성이 부각되고 있다. 이에 따라 제조 공정상에서 생성되는 제조 데이터 분석의 중요성 또한 조명 받고 있다. 본 논문에서는 PCB(Printed Circuit Board) 제조 공정에서 발생한 로그 데이터를 분석하여 PCB 상에서 빈번하게 발생하는 고장 영역에 대해서 작업자가 고장 영역을 직접 눈으로 볼 수 있도록 시각화하는 방법을 제안한다. 우선 고장 영역을 파악하기 위해서 PCB 공정 데이터 집합K-means, DB-SCAN 클러스터링 알고리즘을 적용하여 군집화 하였고, 두 알고리즘 중 더 정확한 고장 영역을 도출하는지 비교하였다. 또한 MVC(Model-View-Controller) 구조 시스템을 개발하여 실제 PCB 이미지 상에 클러스터링 결과를 출력하는 것으로 실제 고장영역을 눈으로 확인할 수 있도록 시각화하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, there is an increasing interest in analysis of big data that is coming from manufacturing industry. In this paper, we use PCB (Printed Circuit Board) manufacturing data to provide manufacturers with information on areas with high PCB defect rates, and to visualize them to facilitate produc...

주제어

표/그림 (22)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 데이터마이닝 클러스터링 기법들을 사용하여 현 제조업 설비 데이터에 적합한 클러스터링 방법을 찾기 위해 성능을 비교분석한다. DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise), K-means 알고리즘을 사용해 제조 프로세스상의 PCB (Printed Circuit Board)[6] 에 컴포넌트들을 장착하는 공정과 컴포넌트 장착이 올바른 위치에 있는지, 외관 상황을 파악하는 AOI(Automatic Optical inspection) 공정의 설비데이터들을 확보하고 PCB에 장착한 각 컴포넌트들의 좌표 데이터를 활용해 불량이 일어난 데이터들을 군집화 및 가시화해 불량 컴포넌트의 위치를 작업자들이 쉽게 파악할 수 있도록 하는 것이 목표이며 연구의 진행 순서는 다음과 같다
  • 현재 한국의 제조 산업에서는 불량률 관리나 생산율 최적화 관리에 많은 관심을 쏟고 있지만 제품을 작동시키는 핵심적인 역할을 하는 PCB의 컴포넌트들의 주요 불량 발생위치와 빈도에 대한 시각 고도화는 이루어지지 않고 있다. 본 논문에서는 제조 데이터에 대한 사전지식과 데이터 분석에 대한 전문지식을 가지지 못한 사용자에게 시각 고도화된 분석 결과를 제공함으로써 PCB에 장착된 컴포넌트들의 주요 불량발생 위치와 빈도를 쉽게 파악해 우발적인 상황에 즉각적인 대처를 할 수 있도록 한다. 따라서 현재 제조업에서 PCB 컴포넌트 장착 공정 및 컴포넌트 장착이 올바른 위치에 있는지, 외관 상황을 파악하는 AOI (Automatic Optical inspection) 공정들의 설비 데이터에 포함된 PCB에 장착된 컴포넌트들의 좌표 데이터 집합을 대상으로 데이터 마이닝 기법 중 하나인 클러스터링을 수행하고 결과를 가시화[10] 하는 시스템을 설계하였다.
  • 본 연구는 데이터마이닝 클러스터링 기법들을 사용하여 현 제조업 설비 데이터에 적합한 클러스터링 방법을 찾기 위해 성능을 비교분석한다. DBSCAN (Density-based spatial clustering of applications with noise), K-means 알고리즘을 사용해 제조 프로세스상의 PCB (Printed Circuit Board)[6] 에 컴포넌트들을 장착하는 공정과 컴포넌트 장착이 올바른 위치에 있는지, 외관 상황을 파악하는 AOI(Automatic Optical inspection) 공정의 설비데이터들을 확보하고 PCB에 장착한 각 컴포넌트들의 좌표 데이터를 활용해 불량이 일어난 데이터들을 군집화 및 가시화해 불량 컴포넌트의 위치를 작업자들이 쉽게 파악할 수 있도록 하는 것이 목표이며 연구의 진행 순서는 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 DBSCAN 기반의 제조 공정 데이터의 불량 위치의 검출에 대한 방법을 제안했다. K-means 와 DBSCAN 클러스터링 알고리즘을 통해 제조업 PCB 관련 2공정 데이터를 기반으로 어떤 클러스터링 알고리즘이 PCB의 불량 위치를 더 효과적으로 분할하고, 불량 밀집 구역을 더 잘 표현할 수 있는지 실험하였고, 가장 최적의 클러스터를 형성하기 위한 파라미터 값을 결정하기 위한 성능평가 또한 실험을 통해 수행하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 데이터를 기반으로 제조공정의 PCB Component들을 장착해주는 공정 및 Component가 올바른 위치에 장착되었는지, 외관 상황을 파악하는 공정을 위해 비지도 학습 클러스터링 알고리즘인 K-means, DBSCAN을 적용하여 어느 알고리즘이 실무자들에게 더욱 효율적이고 정확하게 PCB Component들의 불량 위치를 나타내는지 실험한다.
  • 따라서 현재 제조업에서 PCB 컴포넌트 장착 공정 및 컴포넌트 장착이 올바른 위치에 있는지, 외관 상황을 파악하는 AOI (Automatic Optical inspection) 공정들의 설비 데이터에 포함된 PCB에 장착된 컴포넌트들의 좌표 데이터 집합을 대상으로 데이터 마이닝 기법 중 하나인 클러스터링을 수행하고 결과를 가시화[10] 하는 시스템을 설계하였다. 이를 위해서 시스템에 가장 적합한 클러스터링 방법을 선택하기 위한 연구 또한 병행하였다. 3.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
K-means++이란 무엇인가? D외 1명이 2007년 제안한 클러스터링 방법으로, 본 연구에서 활용하는 분할 클러스터링 알고리즘 중 가장 빈번히 사용되어지는 방법이다. 비지도 학습의 대표적인 모델로서 모집단 또는 범주에 대한 사전정보가 없는 경우 주어진 데이터 포인트 들 사이의 거리 측정 및 유사성을 이용해 분석을 하며, 전체 데이터를 K개의 집단으로 그룹화시켜 각 집단의 성격을 파악해 나감으로써 전체 데이터 집합의 구조에 대한 이해를 돕기 위해 사용한다. K-means가 수행되는 과정은 다음 [그림 2]와 같다.
DBSCAN에서 필요한 두 개의 파라미터 정의는 무엇인가? 이 알고리즘에서는 두 개의 파라미터 정의가 있어야한다. 첫 번째로 주변 공간에 대한 정의가 필요하다. 두 번째로는 주변 공간 내부에 최소 몇 개의 데이터 포인트가 존재해야 클러스터로 인정할 것인지에 대한 정의가 필요하다. 각 데이터 포인트들로부터의 거리 반경을 epsilon(e)라고 칭하며, 클러스터로 인정하기 위해 필요 한 최소의 데이터 포인트 개수는 minPts(r)로 칭한다.
DBSCAN의 특징은 무엇인가? DBSCAN(Density-based spatial clustering of applications with noise)[7]은 Martin Ester 외 3명이 제안한 클러스터링 방법으로 기존의 데이터간의 거리를 파악해 클러스터를 형성하는 알고리즘과는 달리 같은 군집 내의 각 데이터들은 서로 밀도가 높게 형성되었을 것이라는 가정 하에 각 데이터 포인트 주변의 밀도를 이용해 클러스터를 형성시키는 알고리즘이다. 이 알고리즘에서는 두 개의 파라미터 정의가 있어야한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. 최종우, 이일우, "빅 데이터를 활용한 제조공정 결함 예측에 관한 연구," 한국데이터정보과학회지, 제26권, 제5호, pp.1141-1154, 2015. 

  2. K. KOBARA, "Cyber Physical Security for Industrial Control Systems and IoT," IEICE Trans. Inf. & Syst., Vol.99, No.4, pp.787-795, 2016. 

  3. A. Puhringer, "사물인터넷(IoT)과 인더스트리 4.0(Industry 4.0)이 기존의 산업용 통신에 미치는 영향," ICN, pp.22-27, 2015. 

  4. J. Lee, E. Lapira, B. Behrad, and K. Hung-an, "Recent advances and trends in predictive manufacturing systems in big data environment," Manufacturing Letters, Vol.1, No.1, pp.38-41, 2013. 

  5. S. Gallo, T. Murino, and L. Santillo, "Time manufacturing prediction: preprocess model in neuro fuzzy expert system," Proceeding of The European Symposium on Intelligent Techniques, pp.1-11, 1999. 

  6. S. Laschi, M. Franek, and M. Mascini, "Screen printed electrochemical immunosensors for PCB detection," Electroanalysis, Vol.12, Issue.16, pp.1293-1298, 2000. 

  7. M. Ester, H. P. Kriegel, J. Sander, and X. Xu, "A density-based algorithm for discovering clusters in large spatial databases with noise," In Kdd, Vol.96, No.34, 1996. 

  8. D. Arthur and S. Vassilvitskii, "K-means++: The advantages of careful seeding," In Proceedings of the ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms, pp.1027-1035, 2007. 

  9. M. M. Deza and E. Deza, Encyclopedia of distances, Springer Berlin Heidelberg, 2009. 

  10. C. C. Yang and T. D. Ng, "Analyzing content development and visualizing social interactions in web forum," IEEE International Conference on Intelligence and Security Informatics, pp.25-30, 2008. 

  11. K. E. Krause, "Taxicab geometry," The Mathematics Teacher, Vol.66, No.8, pp.695-706, 1973. 

  12. G. Chen, S. A. Jaradat, N. Banerjee, T. S. Tanaka, M. S. Ko, and M. Q. Zhang, "Evaluation and comparison of clustering algorithms in analyzing ES cell gene expression data," Statistica Sinica, pp.241-262, 2002. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로