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공정 품질 다단계 공정의 품질고도화를 위한 인공지능과 다목적 의사결정 기반의 생산계획 최적화 방법 개발

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작성자 관리자
조회 736회 작성일 24-01-24 19:55

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지원기관 한국연구재단 (이공학개인기초연구지원사업)
역할 연구책임자
주제구분 Manufacturing System Development

연구기간2022. 3. – 2027. 2. 


 

 

1. 연구 배경 

- 제조 시스템은 일반적으로 여러 공정으로 구성되며각 공정에는 복수 개의 설비가 존재함.
- 원자재는 이러한 공정들을 순차적으로 거치며 가공되어 완제품이 되는데이러한 구조를 다단계 공정(Multistage Manufacturing Process, MMPs)이라 함.
- 다단계 공정은 반도체디스플레이철강 등 다양한 제조 산업 전반에서 널리 나타나는 대표적인 생산 형태임.
- 이러한 환경에서의 생산계획 문제는 각 공정 단계에서 투입 자재를 어떤 설비에 할당할지를 결정하는 path selection 문제로 정의되며이는 제품 품질과 생산성에 직결되는 핵심 의사결정 요소임.
- 특히공정 간 또는 설비 간 품질 편차가 존재할 경우 경로 선택이 제품의 최종 품질에 큰 영향을 미치기에 품질을 고려한 경로 최적화 전략이 중요하게 대두됨.
- 일반적인 경로 선택 기법의 경우 생산성을 단일 목적으로 하여 연구 및 활용 되고 있으나품질을 추가적으로 고려할 경우 생산성을 담보하면서도 추가적으로 수율 관점에서 이득이 됨.
- BoB/WoW 경로 탐색경로 데이터 기반 수율 예측생산성과 품질을 동시에 고려한 스케줄링 등 관련된 세부 연구를 통해 생산관리 분야에서도 수율 향상 목표를 달성하고자 함. 

 

2. 연구 목표

-  다단계 공정의 품질고도화를 위한 인공지능과 다목적 의사결정 기반의 생산계획 최적화 방법 개발


3. 연구 내용

경로와 대기시간 제약을 고려한 수율 예측 결과 
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그래프 네트워크를 이용하여 설비 주효과 예측 및 수율 기여 설비 도출 


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- 생산성을 최대한 담보하면서도 수율(품질)을 동시에 추가적으로 고려한 다목적 스케줄링 (α: 품질, β: 생산성) 
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4. 세부 연구 주제

주제

세부내용

관련 발표 및 논문 제목

학회명

비고

BoB/WoW 경로 탐색

디스플레이 공정에서의 경로 점수 기반 우수/열화 설비 시퀀스 탐색

Path Score Based Approach for Deriving Machine Sequence in Multistage Process

ICIEA-EU 2024

https://doi.org/10.1007/978-3-031-58113-7_6

공정 경로 기반 수율 예측

공정 경로 정보를 바탕으로 한 GCN 기반 수율 예측

Yield Prediction using Graph Convolution Network in Multistage Manufacturing Process

ICIEA-EU 2025

Available online soon

공정 경로에 대기시간을 추가로 고려한 Stacking Ensemble 활용 수율 예측

경로 데이터와 대기시간 제약을 고려한 반도체 웨이퍼 수율 예측 연구

25년 춘계 대한산업공학회

Available online soon

Stacking Ensemble method for Wafer Yield Prediction in Semiconductor Manufacturing

IEEE CASE 2025

Scheduled to be presented in August 2025

생산성과 수율을 동시에 고려한 스케줄링

설비의 주효과/교호작용효과를 활용한 강화학습 기반 스케줄링

Quality-based scheduling in a multistage manufacturing process using Monte Carlo tree search method

INFORMS Annual Meeting 2024

 

https://qe.skku.edu/bbs/board.php?bo_table=presentation&wr_id=75&sca=International+Conferences

Quality-based scheduling in a multistage manufacturing process using Reinforcement Learning

APIEMS 2024

 

https://qe.skku.edu/bbs/board.php?bo_table=presentation&wr_id=78&sca=International+Conferences

제약 조건이 추가된 경우의MPC 기반 동적 스케줄링

 

A Model Predictive Control-Based Scheduling for Optimizing both Quality and Productivity in Multistage Manufacturing Process

IEEE CASE 2025

Scheduled to be presented in August 2025