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3.2.2 머신러닝 모델 학습과 평가 - Part4. 모델 평가 도구

🛠️ 모델 학습과 평가를 위한 도구 및 프레임워크머신러닝이나 딥러닝 모델을 직접 구현하려면 수학, 최적화, 미분 등 복잡한 요소를 모두 코딩해야 합니다.하지만 실전에서는 검증된 프레임워크와 라이브러리를 활용해 훨씬 더 효율적으로 작업할 수 있습니다.아래에서는 대표적인 3가지 도구인 Scikit-learn, TensorFlow (Keras), PyTorch를 중심으로 소개하겠습니다.​🧩 1. Scikit-learn: 고전적 머신러닝의 표준 라이브러리Scikit-learn (sklearn)은 선형회귀, 의사결정트리, SVM, 랜덤포레스트 등전통적인 머신러닝 알고리즘들을 손쉽게 사용할 수 있도록 만든 Python 라이브러리입니다.데이터 전처리, 학습, 예측, 평가까지 전 과정을 손쉽게 수행.fit() → ..

3.2.2 머신러닝 모델 학습과 평가 - Part3. 모델 평가

📊 모델 성능 평가 지표 (Evaluation Metrics)모델을 학습했다고 해서 끝난 것이 아닙니다!얼마나 잘 학습했는지, 얼마나 정확하게 예측하는지를 정량적으로 평가하는 것이 매우 중요합니다. 이것이 바로 모델 평가 지표입니다.​✅ 정확도 (Accuracy) : 가장 기본적인 평가 지표정확도 = 맞게 예측한 데이터수 / 전체 데이터수 📌 예시:모델이 100개의 메일 중 90개는 일반 메일로, 10개는 스팸이라고 예측했는데,90개 일반메일 중 80개가 진짜 일반메일리고, 10개 스팸 메일 중 8개가 진짜 스팸이면 정확도는 88%​🔎 주의할 점: 데이터가 불균형할 경우, 정확도는 오히려 오해를 불러올 수 있습니다.스팸 메일 분류기에서 전체 이메일의 95%가 일반 메일이라면,무조건 "일반 메일"이라..

3.2.2 머신러닝 모델 학습과 평가 - Part2. 모델 학습

머신러닝 모델은 데이터에서 최적의 정답을 맞히기 위해 수많은 수치(파라미터)를 학습합니다. 머신러닝 모델의 학습을 위한 기본 방법으로 경사하강법(Gradient Descent) 과 역전파(Backpropagation) 라는 두 개의 강력한 알고리즘이 있습니다. 하지만 실제 데이터와 복잡한 모델에서는 단순한 경사하강법만으로는 충분하지 않습니다. 그래서 더 빠르고 안정적으로 학습을 돕는 다양한 최적화 기법들이 개발되었습니다.🏔️ 경사하강법이란?경사하강법은 모델이 예측한 값과 실제 값의 차이(오차)를 줄이기 위해 모델 파라미터를 조금씩 수정하는 방법입니다.📌 핵심 개념손실 함수(Loss Function): 얼마나 틀렸는지를 수치로 나타냄예: 평균제곱오차(MSE), 교차 엔트로피 등파라미터(Parameter..

3.2.2 머신러닝 모델 학습과 평가 - Part1. 개요

🔍 개요​기계학습(Machine Learning, ML)에서 모델 학습(Model Training)과 모델 평가(Model Evaluation)는 핵심 단계입니다. 학습 단계에서는 알고리즘이 주어진 데이터를 바탕으로 내부 매개변수를 조정하여 오차를 줄이며, 예측이 가능한 모델을 만들어냅니다. 평가 단계에서는 학습한 모델을 보지 못한 새로운 데이터에 대해 다양한 정량적 지표를 이용해 성능을 측정합니다.이러한 과정은 고전적인 ML 모델(선형 회귀, 결정 트리 등)과 딥러닝 모델(CNN, RNN 등) 모두에 적용됩니다.학습 알고리즘(경사 하강법, 역전파), 최적화 기법(SGD, Adam 등), 평가 지표(정확도, 정밀도, 재현율, F1 점수), 검증 전략(train-test split, 교차 검증 등)을 잘..

3.2.1 머신러닝의 네 가지 주요 유형 이해하기

머신러닝(Machine Learning, ML)은 인공지능의 한 분야로, 컴퓨터가 명시적으로 프로그래밍되지 않아도 데이터를 통해 학습하고 시간이 지남에 따라 성능을 향상시키는 기술입니다. 머신러닝 알고리즘은 일반적으로 지도학습, 비지도학습, 준지도학습, 강화학습의 4가지 주요 유형으로 분류됩니다. 이 글에서는 각각의 정의, 핵심 개념, 대표 알고리즘, 그리고 금융, 헬스케어, 자연어 처리(NLP) 등 다양한 산업에서의 실제 적용 사례를 중심으로 자세히 살펴봅니다.​1. 지도학습(Supervised Learning) 📘🔹 정의지도학습은 가장 널리 사용되는 머신러닝 방법입니다. 이 학습 방식은 정답(label)이 주어진 데이터를 기반으로 모델을 학습시킵니다. 예를 들어, 이메일 데이터와 해당 이메일이 스..

인공지능 활용 교육 및 안전 관리 (Workforce Training and Safety) 사례

제조업에서 인공지능(AI)을 활용한 인력 교육 및 안전(Workforce Training and Safety) 사례를 정리한 내용입니다. AI 기반 시뮬레이션·컴퓨터 비전 기술을 활용한 교육 및 안전 관리 시스템은 신입·경력 직원의 숙련도 향상, 사고 예방, 규정 준수 강화를 동시에 달성합니다. Honeywell Immersive Field Simulator를 통해 VR 기반 실습 교육을 도입하여 작업 숙련도와 안전 의식을 높였으며, Protex AI의 비전 기반 안전 모니터링 시스템을 통해 사고 발생률을 62% 감소시키는 성과를 거두었습니다.​1. Honeywell Immersive Field Simulator를 통한 VR 기반 산업 현장 교육 시스템 ​도입 배경 및 문제 인식기업 개요: Honeywe..

인공지능 활용 제품 설계 및 개발 (Product Design and Development) 사례

제조업에서 인공지능을 활용한 제품 설계 및 개발은 제너레이티브 디자인, 디지털 트윈, 머신러닝 기반 형상 최적화 등을 통해 설계 주기 단축, 경량화, 성능 향상을 동시에 달성합니다. 국내에서는 LG전자가 AI 검증 플랫폼을 도입해 자동차 부품 설계 안정성을 높였으며, 해외에서는 General Motors가 Autodesk 제너레이티브 디자인으로 부품 무게를 40% 경량화하고 강도를 20% 향상시킨 사례, Airbus가 항공기 내벽 ‘바이오닉 파티션’ 설계에 제너레이티브 디자인을 적용하여 부품 중량을 45% 절감한 사례가 대표적입니다.​1. LG전자의 AI 검증 플랫폼을 이용한 부품 설계 최적화​도입 배경 및 문제 인식기본 정보: LG전자 차량부품솔루션(VS) 사업부는 글로벌 자동차 제조사에 부품을 공급하..

인공지능 활용 에너지 관리 (Energy Management) 사례

제조업에서 AI를 활용한 에너지 관리 효율을 획기적으로 개선한 사례입니다. 국내에서는 LG화학 오창공장의 ISO 50001 기반 에너지 관리 시스템(EnMS) 도입 사례를, 해외에서는 Schneider Electric의 AI 기반 에너지 관리 시스템 도입 사례를 정리했습니다.​1. 인공지능 활용 에너지 관리 시스템​도입 목적에너지 비용 절감: 연간 에너지 비용 감축공정 효율 극대화 및 설비 가동 안전성 강화 : 최적 운전 조건 자동 제안을 통한 생산성 유지온실가스 저감실시간 이상 탐지 및 자동 제어 : AI 기반 이상 사용 감지로 설비 유지보수 효율화​성과 및 효과정량적 성과: 에너지 사용량 절감, 온실가스 배출량 감축정성적 성과: 운영자 실시간 의사결정 지원으로 운영자 의사결정 속도 및 정확도 향상, ..

인공지능 기반 공급망 최적화 솔루션(Supply Chain and Inventory Management) 사례

1. 인공지능 기반 공급망 최적화 솔루션(Supply Chain and Inventory Management)​도입 목적수요 예측 정확도 향상: 머신러닝 기반 수요 예측 모델로 계절성·프로모션 등 변수를 고려한 정교한 수요 예측을 통한 변동성 대응재고 비용 절감: 안전재고 비율을 최소화하며 재고 회전율 개선 및 불필요 재고 축소조달 리드 타임 단축: 발주 타이밍 자동화로 주문 처리 지연 방지공급망 탄력성 강화 및 리스크 대응력 제고 : 비정상 수요 급증 시에도 자동 조정으로 안정적 운영, 공급망 중단 시 시뮬레이션 기반 대안 제시​성과 및 효과정량적 성과: 부품 적시 조달율 향상, 안전재고 감소 및 재고 회전율 개선, 발주 오류율 감소, 발주 리드 타임 단축, 물류비용 절감정성적 성과: 기획·발주 담당자..

인공지능 활용 생산 자동화 (Robotics and Automation) 사례

1. 인공지능 기반 로봇 자동화 시스템​도입 목적정밀도 향상 및 오류율 감소 : 로봇의 동작 학습을 통해 용접·조립 품질 편차를 최소화하는 한편, AI 기반 비전 시스템으로 부품 정렬·체결 오차 제어가 가능합니다.생산 속도 향상: 반복적 작업을 로봇이 담당하여 사이클 타임이 단축됩니다.안전 강화: 위험 작업을 로봇이 대체하여 현장 사고를 예방합니다.작업자 보조: 무거운 부품 취급 시 로봇 지원으로 작업자 부담 완화가 가능합니다.유연성 확보: 신모델 출시 시 로봇 프로그램 자동 재학습 기능으로 빠른 라인 전환이 가능합니다.​도입 기술 개요머신러닝: 로봇 팔의 궤적 최적화 및 이상 동작 감지에 활용컴퓨터 비전: 카메라 영상 분석으로 부품 위치·형상을 인식하고, 로봇 그리퍼 위치 보정에 사용강화학습: 신제품 ..