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신동민 연구실
한양대학교 산업경영공학과 신동민 교수
인간-기계 제조시스템
태스크 할당
Deep Reinforcement Learning
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

신동민 연구실

한양대학교 산업경영공학과 신동민 교수

신동민 연구실은 인간-기계 협업 제조 시스템에서 인간 특성과 공정 변동성을 함께 고려한 태스크 할당과 작업 스케줄링을 수행합니다. 관측이 어려운 인간의 역량 및 피로 수준을 학습 기반으로 반영하는 Deep reinforcement learning 접근을 적용하며, 이를 제조 운영 데이터와 연계해 의사결정 성능을 개선하는 방향으로 연구를 진행합니다. 또한 가변 길이 시계열을 시간-값 기반 2D 표현으로 변환하여 분류 문제를 해결하는 표현 학습 기법을 개발하고, 산업데이터 표준 실증 및 작업 노하우 디지털 라이브러리 관리 플랫폼과 같은 데이터 운영 체계 구축 연구도 병행합니다. 스마트폰 내비게이션 기반 대피 유도 시스템 시뮬레이션처럼 실시간 컴퓨팅 관점의 검증 연구도 함께 수행합니다.

인간-기계 제조시스템태스크 할당Deep Reinforcement Learning가변 길이 시계열 분류Time series Into Pixels(TIP)
대표 연구 분야
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인간-기계 제조시스템의 태스크 할당 및 작업 스케줄링 연구 thumbnail
인간-기계 제조시스템의 태스크 할당 및 작업 스케줄링 연구
Task Allocation and Scheduling in Human–Machine Manufacturing Systems
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
3
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1
Article
|
인용수 4
·
2025
Beyond Information Distortion: Imaging Variable-Length Time Series Data for Classification
Hyeonsu Lee, Dongmin Shin
IF 3.5 (2025)
Sensors
제조 및 센서 기반 인간 활동 인식 등 다양한 분야에서 시계열 데이터는 널리 활용된다. 실제 응용에서는 이러한 데이터가 종종 서로 다른 샘플 길이로 수집되며, 이는 일반적으로 고정 길이 입력을 요구하는 분류 모델에 어려움을 초래할 수 있다. 기존 접근법은 가변 입력 크기를 처리하도록 설계된 모델을 사용하거나, 모델 적용 전에 샘플 길이를 표준화하는 방식에 의존한다. 그러나 우리는 이러한 접근이 데이터 무결성을 훼손하고 궁극적으로 모델 성능을 저하시킬 수 있다고 주장한다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 Time series Into Pixels (TIP)라는 직관적이면서도 강력한 방법을 제안한다. 이 방법은 각 시계열 데이터의 한 점을 2차원 표현에서의 하나의 픽셀로 매핑하며, 여기서 세로축은 시간 스텝을 나타내고 가로축은 각 시점에서의 값을 나타낸다. 백본으로 강력한 비전 모델에 의존하지 않고 표현을 평가하기 위해, 우리는 간단한 LeNet과 유사한 2D CNN 모델을 사용한다. 11개 실제 벤치마크에서 10개의 기준 모델과의 광범위한 평가를 통해 TIP은 정확도에서 2–5% 더 높은 성능을 보였으며, 매크로 평균 정밀도에서는 10–25% 더 높은 성능을 달성한다. 또한 TIP이 복잡한 다변량 데이터에서도 유사한 성능을 보임을 확인했으며, 제거(ablations) 연구를 통해 가변 길이 상황에서 길이 정규화 기법이 야기할 수 있는 잠재적 위험성을 강조한다. 우리는 이 방법이 실제 응용에서 가변 길이 시계열 데이터를 처리하기 위한 데에 의미 있는 진전을 제공할 것이라고 믿는다. 코드는 공개되어 있다.
https://doi.org/10.3390/s25030621
Variable (mathematics)
Computer science
Pixel
Data mining
Normalization (sociology)
Timestamp
Algorithm
Time series
Artificial intelligence
Representation (politics)
2
Article
|
인용수 15
·
2022
Task Allocation in Human–Machine Manufacturing Systems Using Deep Reinforcement Learning
Taejong Joo, Hyunyoung Jun, Dongmin Shin
IF 3.9 (2022)
Sustainability
인간 작업자를 배려하는 것은 제조 부문의 지속가능성에 있어 중요한 측면이다. 본 논문은 인간–기계 제조 시스템에서의 작업 배분 문제를 제시한다. 이 문제의 핵심은 서로 다른 작업 선호도와 능력을 지닌 인간 작업자의 특성을 면밀히 고려하는 데 있다. 그러나 인간 작업자의 특성은 대개 내재적(암묵적)이며, 이는 문제의 수학적 정식을 어렵게 만든다. 또한 작업 완료와 기계 고장과 같은 제조 시스템에서의 변동성은 널리 나타난다. 이러한 과제를 해결하기 위해, 본 논문은 인간 작업자의 관측 불가능한 특성과 제조 시스템의 확률적 성격을 수용하기 위한 딥 강화학습 기반 접근법을 제안한다. 작업 배정 과정에서 축적된 과거 데이터를 활용하여 작업을 인간 또는 기계 중 어느 쪽에 배정할지 결정한다. 제안된 모델이 개별 인간 작업자의 작업 역량과 피로 수준을 작업 배정에 반영함으로써, 기존의 규칙 기반(dispatching) 기법과 비교하여 스케줄링 관련 성능 지표를 개선함을 보인다.
https://doi.org/10.3390/su14042245
Unobservable
Reinforcement learning
Computer science
Human–machine system
Scheduling (production processes)
Task (project management)
Artificial intelligence
Industrial engineering
Machine learning
Operations research
3
Article
|
·
인용수 1
·
2020
Simulation of Fire Evacuation Induction System Using Smartphone Navigation Application
Dongmin Shin, Seongman Jeon, Lee Sung-Pil, Byungjun Cho
Journal of the Korea Society of Computer and Information
http://journal.kci.go.kr/jksci/archive/articleView?artiId=ART002665409
Computer science
Aeronautics
Real-time computing
Simulation
Environmental science
Engineering
최신 정부 과제
20
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1
2024년 12월-2025년 12월
|300,000,000
HYU-KITECH 공동교육기반 공동연구
본 인력양성은 현장중심의 실무교육을 강화하고, 산업 맞춤형 인재를 배출하며, 국체협력을 확대하기 위해, 2025년 7명의 자율제조 전문 인력 양성, IC-PBL 수업 1개 개설 및 1개 개발, 독일 아헨 공대와의 MOU 체결 및 인력 교류 1명을 추진할 계획
자율제조
인력양성
첨단로봇
제조공정
데이터분석
2
주관|
2022년 7월-2024년 7월
|150,000,000
TinyML 기반 지능형 제조설비 관리 시스템 기술 개발
본 과제는 TinyML(초소형 머신러닝) 기술을 활용하여 제조 설비를 지능적으로 관리하는 시스템을 개발하는 연구임. 이는 공장 설비 데이터를 현장에서 분석하고 예측하여, 설비 고장을 미리 방지하고 생산 효율을 높이는 것을 목표로 함. 연구 목표는 OPC UA Nano 프로파일 기반 데이터 수집 체계 개발, AI 기반 예측 모델 개발을 위한 FMEA 및 EDA 분석, 그리고 웹 기반 실시간 모니터링 서비스 설계에 있음. 핵심 연구 내용은 실증 설비 선정 및 드라이버 개발, 설비 데이터 수집·저장·관리 체계 구축, 고장 모드 분석, 데이터 전처리 및 특징 추출 모듈 개발, OPC UA 정보모델 설계 및 구현을 포함함. 또한, OPC UA 기반 데이터 수집 체계와 AI 예측 모델의 실증 및 성능 평가를 지원함. 기대 효과는 OPC UA 표준기술 적용을 통한 설비 상호운용성 확보로 다양한 제조업종의 설비 관리 인프라 기반을 조성함. 더불어, 웹 기반 모니터링 및 데이터 기반 분석을 통해 중소기업 제조 현장의 설비 비가동 감소, 부품 교체 비용 절감, 설비 종합 효율 향상 및 경쟁력 강화에 크게 기여할 것으로 전망됨.
지능형 설비 관리 시스템
초소형 머신러닝
전사적 자산 관리
개방형 통신 플랫폼 통합 구조
스마트 제조
3
2022년 7월-2024년 7월
|188,000,000
TinyML 기반 지능형 제조설비 관리 시스템 기술 개발
ㅇOPC UA 표준기술 기반 데이터 교환 시스템 구축 기술 개발 - 실증대상 설비에 대한 OPC UA 드라이버 개발 - 실증대상 설비에 대한 OPC UA 정보모델 개발 - OPC UA 서버, 클라이언트, 통신 프로토콜 개발ㅇTinyML 인공지능 기반 설비 고장징후 예측 및 부품수명 예측 기술 개발 - FMEA, EDA 분석을 통한 데이터 전처리 및 ...
지능형 설비 관리 시스템
초소형 머신러닝
전사적 자산 관리
개방형 통신 플랫폼 통합 구조
스마트 제조
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
소멸2014어포던스 확률에 기반하여 인간의 행동을 예측하는 방법 및 이를 이용한 훈련 계획 수립 방법1020140078880
거절2014기억 감퇴에 기반하여 인간의 행동을 예측하는 방법 및 이를 이용한 훈련 계획 수립 방법1020140003943
전체 특허

어포던스 확률에 기반하여 인간의 행동을 예측하는 방법 및 이를 이용한 훈련 계획 수립 방법

상태
소멸
출원연도
2014
출원번호
1020140078880

기억 감퇴에 기반하여 인간의 행동을 예측하는 방법 및 이를 이용한 훈련 계획 수립 방법

상태
거절
출원연도
2014
출원번호
1020140003943