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DMQA 연구실

고려대학교 산업경영공학부

김성범 교수

Machine Learning Algorithms

Smart Manufacturing

Game AI

DMQA 연구실

산업경영공학부 김성범

DMQA 연구실(고려대학교 산업경영공학부 데이터마이닝 및 품질애널리틱스 연구실)은 데이터마이닝, 인공지능, 품질분석, 스마트 제조, 자연어처리 등 다양한 분야를 아우르는 융합적 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 반도체, 자동차, 디스플레이, 바이오, 게임 등 첨단 산업 현장에서 발생하는 대규모 데이터의 분석과 활용을 통해 실질적인 문제 해결과 혁신을 추구합니다. 연구실의 주요 연구 분야는 기계학습 및 딥러닝 알고리즘 개발, 준지도/자가지도 학습, 설명 가능한 인공지능(XAI), 그래프 신경망, 생성적 적대 신경망(GAN), 베이지안 신경망 등 최신 AI 기술을 포함합니다. 특히, 라벨이 부족하거나 데이터가 불균형한 환경에서의 데이터 활용 극대화, 불확실성 정량화, 오픈셋 인식, 결함 탐지 등 현실적인 데이터 문제를 해결하는 데 중점을 두고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장에서 발생하는 복잡한 문제를 해결하는 데 직접적으로 기여하고 있습니다. 스마트 제조 및 품질 분석 분야에서는 반도체, 디스플레이, 자동차 등에서 발생하는 센서 및 공정 데이터를 활용하여, 공정 이상 진단, 불량 예측, 설비 건강도 모니터링, 품질 향상 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있습니다. 실시간 데이터 분석, 다변량 시계열 분석, 이미지 기반 결함 탐지, 멀티모달 데이터 융합 등 첨단 데이터 분석 기법을 적용하여, 제조 현장의 신뢰성과 생산성을 극대화하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 데이터 증강, 도메인 적응, 연합학습 등 최신 AI 트렌드를 반영하여, 데이터 부족이나 분포 변화에 강건한 모델을 개발하고 있습니다. 자연어처리(NLP) 및 텍스트 마이닝 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 비정형 텍스트 데이터에서 의미 있는 정보를 추출하고, 대화형 서비스, 문서 요약, 키워드 네트워크 분석, 대규모 언어 모델 기반 질의응답 시스템 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있습니다. 최근에는 Retrieval-Augmented Generation(RAG) 등 최신 LLM 기반 기술을 활용하여, 도메인 특화 데이터셋 생성 및 정보 검색 자동화, 문제 해결 시스템 개발에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 유수의 기업들과의 산학협력 프로젝트, 특허, 논문, 학술대회 발표 등으로 이어지고 있으며, 실제 산업 현장에 적용되어 생산성 향상과 품질 혁신에 기여하고 있습니다. 앞으로도 DMQA 연구실은 데이터 기반의 혁신적인 인공지능 및 품질 분석 기술을 선도하며, 산업 현장의 디지털 전환과 미래 사회의 발전에 기여할 것입니다.

Machine Learning Algorithms
Smart Manufacturing
Game AI
기계학습 알고리즘 및 준지도/자가지도 학습
DMQA 연구실은 다양한 산업 문제를 해결하기 위한 기계학습 알고리즘의 개발과 응용에 중점을 두고 있습니다. 특히, Active Learning, Semi-Supervised Learning, Self-Supervised Learning 등 라벨이 부족한 환경에서의 데이터 활용을 극대화하는 학습 방법론을 연구합니다. 이러한 접근법은 실제 산업 현장에서 라벨링 비용이 높거나 데이터가 불균형한 상황에서 매우 효과적입니다. 또한, Class Imbalance, Missing Data, Open Set Recognition 등 현실적인 데이터 문제를 해결하기 위한 알고리즘 개발에도 힘쓰고 있습니다. 연구실에서는 Explainable AI(설명 가능한 인공지능) 알고리즘 개발에도 주력하여, 모델의 예측 결과를 해석하고 신뢰할 수 있도록 다양한 XAI 기법을 도입하고 있습니다. 군집화, 앙상블, 차원축소 등 다양한 기계학습 기법을 제조, 품질관리, 예지 보전, 물류, 게임, 의료 등 여러 산업 분야에 적용하여 실질적인 문제 해결에 기여하고 있습니다. 최근에는 그래프 신경망, 대조학습, 생성적 적대 신경망(GAN), 베이지안 신경망 등 최신 딥러닝 기법을 적극적으로 도입하여 연구의 깊이와 폭을 넓히고 있습니다. 이러한 연구들은 반도체, 자동차, 디스플레이, 바이오, 게임 등 다양한 도메인에서 실제 데이터를 활용한 논문 및 특허로 이어지고 있습니다. 특히, 반도체 제조 공정의 이상 탐지, 웨이퍼 불량 패턴 분류, 차량 센서 데이터 기반 고장 예측, 의료 영상 분석 등에서 세계적인 수준의 연구 성과를 내고 있습니다. 앞으로도 DMQA 연구실은 데이터가 부족하거나 불확실성이 높은 환경에서 신뢰성 있고 해석 가능한 인공지능 모델을 개발하는 데 앞장설 것입니다.
스마트 제조 및 품질 분석
스마트 제조(Smart Manufacturing)는 DMQA 연구실의 핵심 연구 분야 중 하나입니다. 연구실은 반도체, 디스플레이, 자동차 등 첨단 제조 산업에서 발생하는 대규모 센서 데이터와 공정 데이터를 활용하여, 공정의 이상 원인 진단, 불량 예측, 설비 건강도 모니터링, 품질 향상 등에 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 실시간 설비 데이터 분석을 통해 잠재 불량 제품을 사전에 탐지하고, 이상 원인 인자를 도출함으로써 제조 현장의 신뢰성과 생산성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구를 위해 다변량 시계열 분석, 신호 처리, 이미지 기반 결함 탐지, 멀티모달 데이터 융합 등 다양한 데이터 분석 기법을 적용합니다. 예를 들어, 웨이퍼 bin map 분석, TEM/SEM 이미지 기반 결함 분류, 다중 센서 신호의 이상 탐지, 공정 단계별 주요 인자 해석 등 실제 제조 현장에서 발생하는 복잡한 문제를 해결하기 위한 맞춤형 AI 솔루션을 개발하고 있습니다. 또한, 데이터 증강, 도메인 적응, 연합학습 등 최신 AI 트렌드를 반영하여, 데이터 부족이나 분포 변화에 강건한 모델을 연구합니다. 이러한 연구 성과는 삼성전자, SK하이닉스, LG디스플레이, 현대자동차 등 국내외 유수의 기업들과의 산학협력 프로젝트로 이어지고 있으며, 실제 산업 현장에 적용되어 생산성 향상과 품질 혁신에 기여하고 있습니다. 앞으로도 DMQA 연구실은 스마트 제조 분야에서 데이터 기반의 혁신적인 품질 분석 및 예측 기술을 선도하며, 제조업의 디지털 전환을 이끌어갈 것입니다.
자연어처리(NLP) 및 텍스트 마이닝
DMQA 연구실은 자연어처리(NLP)와 텍스트 마이닝 분야에서도 활발한 연구를 진행하고 있습니다. 비정형 텍스트 데이터에서 의미 있는 정보를 추출하고, 다양한 도메인에서 생성되는 문서, 보고서, 로그 데이터 등을 분석하여 인사이트를 도출하는 것이 주요 목표입니다. 대화형 서비스 제공을 위한 다중 감성 분석, 문서 요약 자동화, 키워드 네트워크 분석, 대규모 언어 모델(LLM) 기반 질의응답 시스템 등 다양한 응용 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 최근에는 Retrieval-Augmented Generation(RAG)과 같은 최신 LLM 기반 기술을 활용하여, 도메인 특화 문서-질의-응답 데이터셋을 생성하고, 이를 바탕으로 특수 분야의 정보 검색 및 자동화된 문제 해결 시스템을 개발하고 있습니다. 또한, 텍스트 데이터의 부족 문제를 해결하기 위한 데이터 증강, 프롬프트 엔지니어링, 도메인 적응 등 다양한 기법을 도입하여, 실제 산업 현장에서 활용 가능한 고성능 NLP 솔루션을 연구합니다. 이러한 연구는 제조, 의료, 공공, 게임 등 다양한 산업 분야에서 텍스트 데이터 기반의 자동화, 지식 추출, 의사결정 지원 등에 활용되고 있습니다. 앞으로도 DMQA 연구실은 자연어처리와 텍스트 마이닝 분야에서 최신 AI 기술을 접목하여, 데이터 기반의 혁신적인 정보 분석 및 서비스 개발에 앞장설 것입니다.
1
Robust semantic segmentation of wafer image using multi-task learning with edge detection
Jo, Y., Bae, J., Cho, H., Kim, S., Roh, H., Kim, K., Jo, M., Kim, M., Tae J., Kim, S. B.*
IEEE Access,
2
Uncertainty-informed dynamic threshold for time series anomaly detection
Lee, J., Lee, J., Kim, S.B.*
Expert Systems With Applications, 2025.06
3
Safe​ ​semi-supervised​ contrastive​ ​learning​ ​using​ ​in-distribution​ ​data​ ​as​ ​positive​ ​examples
Kwak, M., Kahng G., Kim, S.B.*
IEEE Access, 2025.05
1
양산형 제품 특성 모델 개발(삼성전자)
삼성전자
2024년 ~ 2024년 12월
2
생육 분석 자동화 Vision AI 모델 개발(CJ제일제당)
CJ제일제당
2024년 05월 ~ 2025년 01월
3
판매량 데이터를 활용한 의류상품 수요 분석 및 AI 예측 모델링(한세실업)
한세실업
2023년 11월 ~ 2024년 03월