초록 ▼

□ 연구개요
본 연구과제에서는 제조시스템 스케줄링 문제에 대해 효과적으로 적용 가능한 강화학습 알고리즘을 개발하였음. 기본적인 Single Machine 스케줄링 문제부터 Flow Shop, Job Shop 등의 문제로 확장하여 강화학습 알고리즘을 적용하였음. 또한 실제 제조시스템 환경을 고려하여 생산 및 물류시스템의 통합 스케줄링 문제에서도 강화 학습 알고리즘이 효과적으로 사용될 수 있음을 보였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표 1: 강화학습 기반 Single Machine 스케줄링 문제 최적화

□ 연구개요
본 연구과제에서는 제조시스템 스케줄링 문제에 대해 효과적으로 적용 가능한 강화학습 알고리즘을 개발하였음. 기본적인 Single Machine 스케줄링 문제부터 Flow Shop, Job Shop 등의 문제로 확장하여 강화학습 알고리즘을 적용하였음. 또한 실제 제조시스템 환경을 고려하여 생산 및 물류시스템의 통합 스케줄링 문제에서도 강화 학습 알고리즘이 효과적으로 사용될 수 있음을 보였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구목표 1: 강화학습 기반 Single Machine 스케줄링 문제 최적화
● 기존 문헌 분석을 통한 강화학습 알고리즘 정리
● 강화학습 활용을 위한 스케줄링 문제 특징 분석
● Single Machine 스케줄링 문제를 위한 강화학습 알고리즘 개발

연구목표 2: Parallel Machines, Flow Shop, Job Shop 스케줄링 문제 확장
● Parallel machine 스케줄링 문제를 위한 강화학습 알고리즘 개발
● Flow shop 스케줄링 문제를 위한 강화학습 알고리즘 개발
● Reentrant flow shop 스케줄링 문제를 위한 강화학습 알고리즘 개발
● Job shop 스케줄링 문제를 위한 강화학습 알고리즘 개발

연구목표 3: 생산 및 물류시스템 통합 스케줄링 문제 확장
● Job shop + 물류로봇 스케줄링 문제를 위한 페트리 넷 모델링 및 강화학습 알고리즘 개발
● Job shop + 물류로봇 스케줄링 문제를 위한 GNN 임베딩 및 강화학습 알고리즘 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
강화학습을 통한 스케줄링 알고리즘은 기존 알고리즘 대비 범용성 및 속도 측면에서 이점을 가지고 있음. 본 연구에서 진행하였듯이 Single machine, flow shop 등 특정 문제에 국한되지 않고 문제를 표현할 수 있는 적절한 모델링 및 환경이 주어졌을 때 agent의 행동, 보상, 상태를 정의하여 기존 전통적인 최적화 방법론과 비교하여 적은 전문가 지식을 통해 효과적으로 개선된 스케줄을 도출하는 것이 가능함. 학습된 알고리즘은 기존 최적화 알고리즘 및 메타휴리스틱 기반 알고리즘과 대비하여 빠른 시간안에 동등한 수준의 해 도출이 가능하며, 디스패칭 룰과 비교했을 시 거의 동등한 시간에 보다 좋은 해를 도출하는 것이 가능하였음. 이는 학술적인 가치 뿐만 아니라 산업적으로도 여러 생산 시스템을 운용하는 기업들도 충분히 활용할 수 있을 것으로 기대됨.
본 연구에서 개발된 강화학습은 후속 연구에서 고도화하고자 함. 후속 연구에서는 여러 가지 제조시스템 스케줄링 문제에 범용적으로 적용가능한 메타 강화학습 기반의 스케줄링 방법론을 개발하고자 함. 이를 통해 유사한 스케줄링 문제 및 다른 형태의 스케줄링 문제에도 좋은 초기 해를 도출하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1차년도 ... 4
• 2차년도 ... 7
• 3차년도 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 23