RnDCircle Logo

ORAIL

인하대학교 산업경영공학과

허영범 교수

Semiconductor Defect Detection

Airline Scheduling

Voice Meta Learning

ORAIL

산업경영공학과 허영범

ORAIL(Operations Research & Artificial Intelligence Lab)은 산업경영공학과를 기반으로 최적화와 인공지능의 융합 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 조합 최적화, 머신러닝, 딥러닝 등 다양한 인공지능 기술을 활용하여 제조, 운송, 물류, 헬스케어 등 실제 산업 현장에서 발생하는 복잡한 문제를 해결하는 데 주력하고 있습니다. 특히, 데이터 기반의 의사결정 지원 시스템 개발과 대규모 문제의 효율적 해결을 위한 알고리즘 연구에 집중하고 있습니다. 이상 탐지, 분포 외 데이터 탐지, 라벨 노이즈 처리 등 신뢰성 있는 인공지능 모델 개발에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 이미지, 비디오, 시계열 데이터 등 다양한 데이터 유형을 활용하여 반도체 제조, 스마트 팩토리, 자동차, 의료 등 여러 산업 분야에서 발생하는 이상 상황을 신속하게 탐지하고, 실제 현장에 적용 가능한 솔루션을 제시하고 있습니다. 또한, 멀티 프로토타입 기반 대조학습, 자기지도 학습 등 최신 딥러닝 기법을 도입하여 인공지능 시스템의 신뢰성과 성능을 높이고 있습니다. 본 연구실은 전통적인 연산 최적화 기법과 더불어, 양자 컴퓨팅을 활용한 차세대 최적화 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA), 양자 어닐링 등 최신 양자 알고리즘을 실제 스케줄링, 자원 배분, 경로 탐색 문제에 적용하여, 기존 컴퓨터로는 해결이 어려운 대규모 문제의 새로운 해결책을 제시하고 있습니다. 이를 통해 산업 현장의 생산성 향상과 비용 절감에 기여하고 있습니다. 반지도 학습, 자기지도 학습, 라벨 노이즈 처리 등 데이터 라벨링의 한계를 극복하는 혁신적인 학습 프레임워크 개발도 본 연구실의 주요 연구 분야입니다. 데이터의 품질이 낮거나 라벨링이 어려운 환경에서도 높은 성능을 보장하는 인공지능 모델을 구축하고, 실제 산업체와의 협업을 통해 기술의 실용화와 고도화를 추진하고 있습니다. 다양한 특허 출원과 국내외 학술지 논문 발표를 통해 연구 성과를 널리 알리고 있습니다. ORAIL은 이론적 연구와 실용적 응용을 동시에 추구하며, 산업 현장의 실제 문제 해결과 첨단 인공지능 기술의 발전을 선도하고 있습니다. 앞으로도 최적화와 인공지능의 융합을 통해 다양한 산업 분야에 혁신적인 솔루션을 제공하고, 학문적·산업적 가치를 창출하는 연구실로 성장해 나갈 것입니다.

Semiconductor Defect Detection
Airline Scheduling
Voice Meta Learning
이상 탐지 및 분포 외 데이터 탐지
본 연구실은 다양한 산업 현장에서 발생할 수 있는 이상 상황을 신속하게 탐지하는 기술 개발에 주력하고 있습니다. 특히 이미지, 비디오, 시계열 데이터 등 다양한 형태의 데이터를 활용하여 이상 탐지 모델을 개발하고 있으며, 반도체 제조, 자동차, 스마트 팩토리 등 실제 산업 환경에 적용 가능한 솔루션을 연구합니다. 예를 들어, 반도체 웨이퍼 맵 불량 탐지, CCTV 기반 이상 행동 감지, 센서 데이터 기반 설비 이상 탐지 등 다양한 응용 사례를 통해 실질적인 문제 해결에 기여하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 분포 외 데이터 탐지(Out-of-distribution Detection) 분야에서도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 기존의 딥러닝 분류기가 학습 데이터 분포와 다른 새로운 유형의 데이터를 효과적으로 식별하지 못하는 한계를 극복하기 위해, 멀티 프로토타입 기반 대조학습 등 최신 알고리즘을 개발하고 있습니다. 이를 통해 실제 환경에서 발생할 수 있는 예기치 못한 이상 상황에 대한 대응력을 높이고, 인공지능 시스템의 신뢰성과 안전성을 강화하고 있습니다. 이상 탐지 및 분포 외 데이터 탐지 연구는 제조, 교통, 헬스케어 등 다양한 산업 분야에서 품질 관리, 안전 모니터링, 예지 보수 등 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 이와 같은 기술을 바탕으로 산업 현장의 효율성과 안정성을 높이는 데 기여하고 있으며, 관련 특허 출원 및 실제 산업체와의 협업을 통해 연구 성과의 실용화를 적극적으로 추진하고 있습니다.
최적화 및 양자 컴퓨팅 기반 스케줄링
본 연구실은 전통적인 조합 최적화(Combinatorial Optimization) 문제와 최신 인공지능 기법을 융합하여, 대규모 산업 문제의 효율적인 해결 방안을 모색하고 있습니다. 특히 제조, 운송, 물류, 헬스케어 등 다양한 분야에서 발생하는 스케줄링, 자원 배분, 경로 탐색 등의 문제를 대상으로, 데이터 기반의 최적화 모델과 알고리즘을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 반도체 후공정 테스트 장비의 Setup 및 Lot Scheduling, 화물열차 배치 및 적재/하역 스케줄링, 병원 외래 환자 예약 스케줄링 등 실제 산업 현장에서 발생하는 복잡한 문제를 해결하기 위한 연구를 진행하고 있습니다. 최근에는 양자 컴퓨팅(Quantum Computing)을 활용한 최적화 문제 해결에도 연구의 폭을 넓히고 있습니다. 양자 근사 최적화 알고리즘(QAOA), 양자 어닐링(Quantum Annealing) 등 최신 양자 알고리즘을 적용하여, 기존 컴퓨터로는 해결이 어려운 대규모 조합 최적화 문제를 보다 빠르고 효율적으로 해결할 수 있는 가능성을 탐구하고 있습니다. 항공기 스케줄링, 대규모 네트워크 최적화 등 실제 응용 분야에서 양자 컴퓨팅의 실질적 활용 가능성을 검증하고 있습니다. 이러한 최적화 및 양자 컴퓨팅 연구는 산업 현장의 생산성 향상, 비용 절감, 서비스 품질 개선 등 다양한 측면에서 큰 파급 효과를 기대할 수 있습니다. 본 연구실은 이론적 연구와 더불어 실제 산업체와의 협력 프로젝트를 통해 연구 결과의 실질적 적용과 기술 이전을 적극적으로 추진하고 있습니다.
딥러닝 기반 반지도/자기지도 학습 및 라벨 노이즈 처리
본 연구실은 데이터 라벨링 비용이 높거나 라벨 노이즈가 많은 현실적인 데이터 환경에서 효과적으로 학습할 수 있는 반지도 학습(Semi-supervised Learning), 자기지도 학습(Self-supervised Learning), 그리고 라벨 노이즈 처리(Label Noise Handling) 기술 개발에 집중하고 있습니다. 반도체 제조, 음성 인식, 이미지 분석 등 다양한 분야에서 라벨이 부족하거나 오류가 포함된 데이터가 빈번하게 발생하는데, 이를 극복하기 위한 혁신적인 학습 프레임워크를 연구하고 있습니다. 특히, Triplet Loss와 Mixup을 활용한 반지도 학습, 전이 행렬을 이용한 노이즈 라벨 자동 정정, 클러스터링 기반 이상치 탐지 등 다양한 최신 딥러닝 기법을 실제 문제에 적용하고 있습니다. 이러한 연구는 데이터의 품질이 낮거나 라벨링이 어려운 환경에서도 높은 성능의 인공지능 모델을 구축할 수 있도록 하며, 실제 산업 현장에서의 적용 가능성을 높이고 있습니다. 본 연구실은 관련 특허 출원 및 국내외 학술지 논문 발표를 통해 연구 성과를 널리 알리고 있으며, 산업체와의 협업을 통해 기술의 실용화와 고도화를 지속적으로 추진하고 있습니다. 이를 통해 데이터 라벨링의 한계를 극복하고, 인공지능 기술의 적용 범위를 확장하는 데 기여하고 있습니다.
1
Self-Supervised Anomaly Detection using Outliers for Multivariate Time Series
Jaehyeop Hong, Youngbum Hur
IEEE Access, 2024
2
TripletMatch: Wafer Map Defect Detection Using Semi-Supervised Learning and Triplet Loss with Mixup
Changjin Lim, Youngbum Hur
IEEE Access, 2024
3
Malaysian Name-based Ethnicity Classification using LSTM
Youngbum Hur
KSII Transactions on Internet and Information Systems, 2022
1
Connected Car 내비게이션의 최적 경로 탐색을 위한 딥러닝 기반 교통정보 예측 모델 개발 및 타당성 검증 (포맥스네트워크)
포맥스네트워크
2025년 05월 ~ 2025년 12월
2
Deep Learning-Based Traffic Prediction Model for Optimal Route Guidance in Connected Car Navigation System
Formax Network
2025년 05월 ~
3
Self-Supervised Anomaly Detection using Automotive CAN Data
AVL Korea
2025년 04월 ~