Evolutionary Computation-based Hybird Clustring Technique for Manufacuring Time Series Data

제조 시계열 데이터를 위한 진화 연산 기반의 하이브리드 클러스터링 기법

Although the manufacturing time series data clustering technique is an important grouping solution in the field of detecting and improving manufacturing large data-based equipment and process defects, it has a disadvantage of low accuracy when applying the existing static data target clustering technique to time series data. In this paper, an evolutionary computation-based time series cluster analysis approach is presented to improve the coherence of existing clustering techniques. To this end, first, the image shape resulting from the manufacturing process is converted into one-dimensional time series data using linear scanning, and the optimal sub-clusters for hierarchical cluster analysis and split cluster analysis are derived based on the Pearson distance metric as the target of the transformation data. Finally, by using a genetic algorithm, an optimal cluster combination with minimal similarity is derived for the two cluster analysis results. And the performance superiority of the proposed clustering is verified by comparing the performance with the existing clustering technique for the actual manufacturing process image.

제조 시계열 데이터 클러스터링 기법은 제조 대용량 데이터 기반 군집화를 통한 설비 및 공정 이상 탐지 분류를 위한 중요한 솔루션이지만 기존 정적 데이터 대상 클러스터링 기법을 시계열 데이터에 적용함에 있어 낮은 정확도를 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 진화 연산 기반 시계열 군집 분석 접근 방식을 제시하여 기존 클러스터링 기술에 대한 정합성 향상하고자 한다. 이를 위하여 먼저 제조 공정 결과 이미지 형상을 선형 스캐닝을 활용하여 1차원 시계열 데이터로 변환하고 해당 변환 데이터 대상으로 Pearson 거리 매트릭을 기반으로 계층적 군집 분석 및 분할 군집 분석에 대한 최적 하위클러스터를 도출한다. 해당 최적 하위클러스터 대상 유전 알고리즘을 활용하여 유사도가 최소화되는 최적의 군집 조합을 도출한다. 그리고 실제 제조 과정 이미지 대상으로 기존 클러스터링 기법과 성능 비교를 통하여 제안된 클러스터링 기법의 성능 우수성을 검증한다.