• 제목/요약/키워드: dynamic bayesian network

검색결과 66건 처리시간 0.025초

Recurrent Neural Network Modeling of Etch Tool Data: a Preliminary for Fault Inference via Bayesian Networks

  • Nawaz, Javeria;Arshad, Muhammad Zeeshan;Park, Jin-Su;Shin, Sung-Won;Hong, Sang-Jeen
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
    • /
    • pp.239-240
    • /
    • 2012
  • With advancements in semiconductor device technologies, manufacturing processes are getting more complex and it became more difficult to maintain tighter process control. As the number of processing step increased for fabricating complex chip structure, potential fault inducing factors are prevail and their allowable margins are continuously reduced. Therefore, one of the key to success in semiconductor manufacturing is highly accurate and fast fault detection and classification at each stage to reduce any undesired variation and identify the cause of the fault. Sensors in the equipment are used to monitor the state of the process. The idea is that whenever there is a fault in the process, it appears as some variation in the output from any of the sensors monitoring the process. These sensors may refer to information about pressure, RF power or gas flow and etc. in the equipment. By relating the data from these sensors to the process condition, any abnormality in the process can be identified, but it still holds some degree of certainty. Our hypothesis in this research is to capture the features of equipment condition data from healthy process library. We can use the health data as a reference for upcoming processes and this is made possible by mathematically modeling of the acquired data. In this work we demonstrate the use of recurrent neural network (RNN) has been used. RNN is a dynamic neural network that makes the output as a function of previous inputs. In our case we have etch equipment tool set data, consisting of 22 parameters and 9 runs. This data was first synchronized using the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm. The synchronized data from the sensors in the form of time series is then provided to RNN which trains and restructures itself according to the input and then predicts a value, one step ahead in time, which depends on the past values of data. Eight runs of process data were used to train the network, while in order to check the performance of the network, one run was used as a test input. Next, a mean squared error based probability generating function was used to assign probability of fault in each parameter by comparing the predicted and actual values of the data. In the future we will make use of the Bayesian Networks to classify the detected faults. Bayesian Networks use directed acyclic graphs that relate different parameters through their conditional dependencies in order to find inference among them. The relationships between parameters from the data will be used to generate the structure of Bayesian Network and then posterior probability of different faults will be calculated using inference algorithms.

  • PDF

동적 베이스망 기반의 걸음걸이 분석 (Dynamic Bayesian Network-Based Gait Analysis)

  • 김찬영;신봉기
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
    • /
    • 제37권5호
    • /
    • pp.354-362
    • /
    • 2010
  • 본 연구는 동적 베이스 망을 이용하여, 사람의 보행 동작을 보행 방향과 보행 자세로 분리하여 계층적으로 분석하는 방법을 제안한다. DBN의 일종인 FHMM을 기본 바탕으로 하여, 걸음걸이 동작 특성을 고려하여 순환 고리형 상태 공간 구조로 '보행 동작 디코더'(Gait Motion Decoder, GMD)를 설계한다. 기존 연구에는 보행자의 식별에만 치중을 하고 보행 방향의 변화, 관찰 각도에 제한적이거나 보행 동작에 대한 분석이 없었다. 반면에 본 연구에서는 동작과 자세를 적극적으로 표현하여 임의 방향의 보행, 방향의 변화, 보행 자세까지 인식할 수 있도록 하였다. 실험 결과 동작과 자세의 관점에서 걸음걸이 방향을 분석한 결과 96.5%의 방향 인식률을 기록하였다. 본 연구는 보행 동작을 방향과 보행 자세로 계층적으로 분석하는 최초의 방법 및 시도이며 향후 상황별 휴먼 동작 분석에 크게 활용할 수 있을 것이다.

EM 알고리즘 및 메타휴리스틱을 통한 다이나믹 환경에서의 베이지안 네트워크 학습 전파 프레임웍 (Learning and Propagation Framework of Bayesian Network using Meta-Heuristics and EM algorithm considering Dynamic Environments)

  • 추상현;이현수
    • 한국지능시스템학회논문지
    • /
    • 제26권5호
    • /
    • pp.335-342
    • /
    • 2016
  • 기 구축되어있는 베이지안 네트워크에서 다이나믹한 환경 변화가 발생 할 때, 관련된 베이지안 네트워크의 파라미터는 새롭게 형성된 데이터의 패턴에 적응하여 새로운 파라미터로 변경되어야 한다. 이때, 새로운 파라미터는 베이지안 네트워크의 인과관계를 고려하여 변경되어야 한다. 본 논문에서는 Expectation Maximization(EM)알고리즘과 Meta-Heuristics 기법 중 하나인 Harmony Search(HS)알고리즘을 이용한 다이나믹한 파라미터 업데이트 프레임웍을 제안한다. 일반적으로, EM 알고리즘은 숨겨진 파라미터를 추정하는데 유효한 알고리즘이지만 지역 최적값에 수렴한다는 단점을 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 논문은 Maximum Likelihood Estimator(MLE)의 파라미터가 글로벌 최적값을 지향하도록 하기위하여 메타휴리스틱 방법론의 하나인 HS를 적용한다. 제안된 방법은 EM 알고리즘의 단점을 보완하고 글로벌 최적값에 수렴하는 MLE의 파라미터를 추정하여 다이나믹하게 변화하는 환경에서도 사용 가능한 베이지안 네트워크의 학습 및 전파프레임웍을 제시한다.

컴퓨터 대수 시스템을 이용한 이공계 수학용이러닝 시스템 개발 (The Development of e-Learning System for Science and Engineering Mathematics using Computer Algebra System)

  • 박홍준;전영국;장문석
    • 정보처리학회논문지A
    • /
    • 제14A권6호
    • /
    • pp.383-390
    • /
    • 2007
  • 본 논문에서는 컴퓨터 대수 시스템과 베이지언 추론망 기반 학습자 모델을 이용하여 개발한 이공계 수학용 이러닝 시스템을 소개하였다. 이 시스템은 컴퓨터 대수 시스템 기반 수학용 콘텐츠 저작모델의 최근 모델인 동적 클라이언트 비의존형 모델을 따른다는 점과 개별 진단평가를 위한 추론 엔진으로 베이지언 추론망을 활용한 학습자 모델을 구성한다는 점에서 기존의 이러닝 시스템과 차별화된다. 이 시스템의 컴퓨터 대수 시스템 기반 저작모듈은 웹 수식표현에 관한 선지식이 없는 교수자에게 일체의 소프트웨어 지원 없이 수치계산, 기호연산, 그래픽처리가 가능한 수학 콘텐츠를 손쉽게 저작할 수 있는 환경을 제공해 주며, 베이지언 추론망을 웹과 연동되도록 구성한 평가모듈은 각 학습자의 학습영역별 학업성취도를 확률로 제시하는 것이 가능하도록 해주어, 학습자의 수준을 이원분류표와 같은 기존의 평가 방법보다 타당하고 과학적으로 진단해 준다. 이는 궁극적으로 학습자에게 보다 정확한 보충학습 내용을 제시하고, 사용자 개개인에게 가장 적합한 심화학습 내용을 적응적으로 제공해 주는 것이 가능하게 해 준다.

지능형 에이전트의 움직이는 장애물 충돌 회피를 위한 베이지안 추론 주도형 행동 네트워크 구조 (Bayesian Inference driven Behavior-Network Architecture for Intelligent Agent to Avoid Collision with Moving Obstacles)

  • 민현정;조성배
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
    • /
    • 제31권8호
    • /
    • pp.1073-1082
    • /
    • 2004
  • 본 논문에서는 변화하는 환경에서 에이전트의 인지 정보로부터 움직이는 물체의 운동모델을 미리 알 수 없는 경우에도 적용할 수 있는 적응적인 행동을 생성하는 방법을 제안한다. 전통적인 에이전트의 지능제어 방법은 환경에 대해 알고 있는 정보를 이용한다는 제약 때문에 강건하지만 다양하고 복잡한 환경에 적용할 수 얼었다. 환경에 대한 정보가 없는 상황에서 에이전트가 자율적으로 행동하기 위해서는 행동 기반의 방법이 적합하며, 실제와 같은 변화는 환경에서 에이전트의 적응적 행동을 위해서는 상황을 미리 추론하고 대처하는 능력이 필요하다. 움직이는 장애물 피하기는 변화하는 환경에서의 적응적 행동생성의 가능성을 보여줄 수 있는 문제이기 때문에 다양한 방법으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 고정된 장애물뿐만 아니라 움직이는 장애물을 인지하고 피하는 적응적인 행동을 생성하기 위한 2단계의 제어 구조를 제안한다. 1단계는 상황을 인지하고 자율적으로 행동을 생성하는 행동 네트워크 구조이고 2단계는 변화하는 상황을 추론하고 제어정보를 1단계로 전달하는 베이지안 네트워크 구조이다. 시뮬레이터를 이용한 실험을 통해 제안한 방법으로 고정된 장애물과 움직이는 장애물을 피하고 목적지를 찾아가는 것을 확인할 수 있었다.

New Cellular Neural Networks Template for Image Halftoning based on Bayesian Rough Sets

  • Elsayed Radwan;Basem Y. Alkazemi;Ahmed I. Sharaf
    • International Journal of Computer Science & Network Security
    • /
    • 제23권4호
    • /
    • pp.85-94
    • /
    • 2023
  • Image halftoning is a technique for varying grayscale images into two-tone binary images. Unfortunately, the static representation of an image-half toning, wherever each pixel intensity is combined by its local neighbors only, causes missing subjective problem. Also, the existing noise causes an instability criterion. In this paper an image half-toning is represented as a dynamical system for recognizing the global representation. Also, noise is reduced based on a probabilistic model. Since image half-toning is considered as 2-D matrix with a full connected pass, this structure is recognized by the dynamical system of Cellular Neural Networks (CNNs) which is defined by its template. Bayesian Rough Sets is used in exploiting the ideal CNNs construction that synthesis its dynamic. Also, Bayesian rough sets contribute to enhance the quality of the halftone image by removing noise and discovering the effective parameters in the CNNs template. The novelty of this method lies in finding a probabilistic based technique to discover the term of CNNs template and define new learning rules for CNNs internal work. A numerical experiment is conducted on image half-toning corrupted by Gaussian noise.

Optimal Network Defense Strategy Selection Based on Markov Bayesian Game

  • Wang, Zengguang;Lu, Yu;Li, Xi;Nie, Wei
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
    • /
    • 제13권11호
    • /
    • pp.5631-5652
    • /
    • 2019
  • The existing defense strategy selection methods based on game theory basically select the optimal defense strategy in the form of mixed strategy. However, it is hard for network managers to understand and implement the defense strategy in this way. To address this problem, we constructed the incomplete information stochastic game model for the dynamic analysis to predict multi-stage attack-defense process by combining Bayesian game theory and the Markov decision-making method. In addition, the payoffs are quantified from the impact value of attack-defense actions. Based on previous statements, we designed an optimal defense strategy selection method. The optimal defense strategy is selected, which regards defense effectiveness as the criterion. The proposed method is feasibly verified via a representative experiment. Compared to the classical strategy selection methods based on the game theory, the proposed method can select the optimal strategy of the multi-stage attack-defense process in the form of pure strategy, which has been proved more operable than the compared ones.

TCP의 트래픽 제어를 위한 동적 베이시안 네트워크 기반 지능형 PID 제어기 (An Intelligent PID Controller based on Dynamic Bayesian Networks for Traffic Control of TCP)

  • 조현철;이영진;이진우;이권순
    • 제어로봇시스템학회논문지
    • /
    • 제13권4호
    • /
    • pp.286-295
    • /
    • 2007
  • This paper presents an intelligent PID control for stochastic systems with nonstationary nature. We optimally determine parameters of a PID controller through learning algorithm and propose an online PID control to compensate system errors possibly occurred in realtime implementations. A dynamic Bayesian network (DBN) model for system errors is additionally explored for making decision about whether an online control is carried out or not in practice. We apply our control approach to traffic control of Transmission Control Protocol (TCP) networks and demonstrate its superior performance comparing to a fixed PID from computer simulations.

지능형 알고리즘을 이용한 랜덤 시간지연을 갖는 네트워크 기반 시스템의 비선형 제어 (Nonlinear Control of Network based Systems with Random Time Delays using Intelligent Algorithms)

  • 조현철;이권순
    • 한국지능시스템학회논문지
    • /
    • 제17권5호
    • /
    • pp.660-667
    • /
    • 2007
  • 본 논문은 확률특성을 갖는 네트워크 기반 제어시스템(NCS; Networked Control Systems)을 위하여 동적 베이시안 네트워크(DBN; Dynamic Bayesian Networks)와 신경회로망 기법을 이용한 지능제어기법을 제안한다. 신경회로망은 시변 시간지연을 갖는 비선형 시스템의 실시간 오차를 보상하기 위한 제어기의 최적화에 적용된다. 모듈화 신경회로망이 구성되며 이것은 제어기의 파라미터를 출력한다 가장 간단한 DBN 구조인 마코브 체인(MC; Markov Chain)이 구성되며 NCS의 랜덤 관측값을 모델링에 적용되며 예측 제어기의 구성에 또한 사용된다. 제안한 제어기법은 위성시스템의 자세제어에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다.

베이지안 네트워크를 이용한 기업의 사회적 책임활동과 재무성과 (Bayesian Network Analysis for the Dynamic Prediction of Financial Performance Using Corporate Social Responsibility Activities)

  • 선은정
    • 경영과정보연구
    • /
    • 제34권5호
    • /
    • pp.71-92
    • /
    • 2015
  • 본 연구는 기업의 사회적 책임(CSR: corporate social responsibility)활동이 재무성과에 미치는 영향을 베이지안 네트워크를 통해 분석하였다. 본 연구에서는 선행연구에서 널리 사용되어 온 분석방법인 다중회귀분석방법의 종속변수와 설명변수간에 획일적인 선형함수만을 가정하는데에서 나오는 문제점을 극복하고자 한다. 즉, 기업의 재무성과에 영향을 미치는 경영자의 사회적 책임활동간에 존재하는 인과관계를 도출할 필요가 있다. 이는 어떤 변수가 다른 어떤 변수와 직접 또는 간접적 인과관계를 통하여 기업의 재무성과에 영향을 주는지를 의사결정자에게 알려줌으로써 보다 효과적으로 기업의 재무성과를 개선시킬 수 있도록 지원할 수 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반 베이지안 네트워크 (GBN: General Bayesian Network)을 제안하고 GBN에서 유도되는 마코프 블랭킷 (Markov Blanket)을 제시한다. 본 연구는 경제정의실천시민연합 산하 경제정의연구소에서 조사한 한국의 대표적 기업 약200개의 2005년부터 2011년까지 경제정의지수(Korean economic justice institute index: KEJI index)를 기초로 실험한 결과 기업성과측정치에 따라 차이는 보이지만 건전성(CSR1_20)과 경제발전기여도(CSR7_10)는 모든 기업의 재무성과에 직접적인 인과관계를 나타내었으며, 소비자보호만족도(CSR4_7), 환경보호만족도(CSR5_10) 및 종업원만족도(CSR6_10)는 각 측정지표간의 직 간접적인 인과관계를 나타내어 서로에게 중요한 영향을 미치고 있음을 나타내었다. 또한, what-if 민감도 분석을 통해 기업재무성과에 직접적인 인과관계가 있는 변수들의 사전확률이 변할 대 사후확률의 변화를 분석하여, 본 연구에서 제안한 방법이 모두 통계적으로 유의한 결과를 제공한다는 것이 실증적으로 검증되었다.

  • PDF