Introduction to industrial engineering

Industrial Engineering:
교수조차 남들에게 설명하기 너무나 어려운 것…
강필성
고려대학교 산업경영공학부
pilsung_kang@korea.ac.kr
2020. 01. 15.

다음 기업들의 공통점은 무엇일까요?
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CEO가 산업공학 출신입니다!
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그럼 산업공학은 어떤 학문인가요?
박사 언제 졸업해?
산업공학이 뭐야?
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오케스트라를 지휘하는…
나무와 숲을 동시에 보는…
모든 첨단분야를 선도하는…
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기계공학
전기(전자)
공학
컴퓨터
공학
재료공학
건축(토목)
공학
에너지
(자원)공학
산업공학
(Industrial Engineering) ? ? ?
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문제를 하나 풀어봅시다
• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은?
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• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은? (기계공학)
코끼리보다 큰 냉장고를 개발한다
코끼리를 냉장고 안에 넣는다
끝!
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• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은? (생명공학)
암수 한 쌍의 코끼리를 구한다
코끼리를 교배시켜 수정란을 구한다
수정란을 냉장고에 넣는다
끝!
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• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은? (전자공학)
‘코끼리’를 low pass filter에 통과시킨다
그럼 ‘고기리’가 나온다
‘고기리’에 circular right shift 연산을 한다
그럼 ‘리고기’가 된다.‘리고기’와 ‘오○○○’을 logical OR 게이트에 통과시킨다
그러면 ‘오리고기’가 된다
이제 오리 고기를 냉장고에 넣는다
끝!
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• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은? (컴퓨터공학)
코끼리 클래스를 만든다
냉장고 클래스를 만든다
이 때, 코끼리 클래스를 private 상속받는다
그러면 냉장고와 코끼리는 has-a 관계가 되어, 냉장고는 코끼리를 내부에 갖는다
Friend가 아니면 심지어 꺼낼 수도 없다
끝!
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산업공학에서는 이런 문제를 풉니다…
• 코끼리를 냉장고에 집어넣는 방법은? 단!!!
1,000마리의 코끼리를 1,000개의 냉장고에 매일 한 마리씩 넣어야 한다.
현재 주어진 자본은 10억원이며 주어진 자본 내에서 적절한 계획을 통해 1,000마리의
코끼리와 1,000개의 냉장고를 구매해야 한다.
코끼리의 50%는 인도코끼리, 나머지 50%는 아프리카 코끼리를 사용해야 한다.
냉장고는 국산, 북미산, 유럽산 제품이 각각 1/3의 비중을 차지해야 한다.
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산업공학에서는 이런 문제를 풉니다…
내가 그거 제일 잘함 ㅋㅋ
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산업공학자가 하는 일
Systematic
Thinking
Formulation
Effective &
Efficient
Optimization
현재의 상황을
체계적으로 이해하고
해결해야 할 문제를
명확히 정의하여
그 문제에 대한
효과적이고 효율적인
최적의 대안을
찾아가는 학문
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하루를 가장 행복하게 보내려면…
• 하루를 어떻게 보내야 가장 행복할까?
가정
 하루의 일과는 잠, 게임, 공부, 친구 만나기, 운동, 식사의 여섯 가지 행위로 구성됨
 최소한의 생존을 위해서 6시간 이상 취침
 건강한 식생활을 위해서 식사시간은 최소 1.5시간, 최대 3시간
 엄마에게 혼나지 않으려면 양심적으로 하루 최소 두 시간은 공부를 하자!
 하루에 1만원의 용돈을 사용할 수 있고 게임을 하면 시간당 1,500원, 친구를 만나면 시간당
1,000원을 쓰게 됨
 외출 시간(게임, 친구만나기, 운동)은 하루 최대 여섯 시간
목적
 각 행위에 대한 행복 지수(최하 1점, 최고 10점)를 결정하고 행복이 최대화 되도록 하루의 시
간을 배분해보자!
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하루를 가장 행복하게 보내려면…
• 하루를 어떻게 보내야 가장 행복할까?
목적함수
잠 게임 공부 친구 운동 식사
단위당 행복
제약조건 잠 게임 공부 친구 운동 식사 조건
하루 24시간 1 1 1 1 1 1 0 == 24
최소한의 생존 1 0 0 0 0 0 0 >= 6
건강한 식생활 1 0 0 0 0 0 1 0 >= 1.5
건강한 식생활 2 0 0 0 0 0 1 0 <= 3
엄마에게 혼나지 않으려면 0 0 1 0 0 0 0 >= 2
주어진 용돈으로 생활하기 0 1500 0 1000 0 0 0 <= 10000
외출 시간 제한 0 1 0 1 1 0 0 <= 6
잠 게임 공부 친구 운동 식사 행복지수
최적해
여기를 각자 1~10점 척도로 정의하면
이 값이
최대화되는
시간 배분이 해결책으로 나오는 예제
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산업공학의 주요 분야
산업
공학
시스템 통
합 및 분석
정보
시스템
생산
시스템
인간-기계
시스템
 경영과학 (OR)
 확률 및 통계이론
 경제성공학
 시뮬레이션
 시스템 분석 및 설계
 금융공학
 데이터베이스
 경영정보시스템 (MIS)
 SCM/ERP
 컴퓨터 통신 및 네트워크
 데이터과학 (Data Science)
 시스템 통합 및 관리
 생산관리
 품질공학(경영)
 제조시스템
 CAD/CAM
 컴퓨터 통한 생산시스템
 물류관리
 인간공학
 휴먼-컴퓨터 인터페이스 (HCI)
 사용자 경험(UX)
 감성공학
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산업공학의 주요 분야 1: 시스템 통합 및 분석
• 경영과학Operations Research
수학적 모델, 통계학, 알고리즘들을 사용하여 주어진 여건에서 최적의 의사결정을 수립
하는 학문
 예: 이동거리를 고려한 메이저리그 일정 수립
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• 경제성 공학Engineering Economy
제한된 자원의 효율적 이용을 목표로 경제적 관점에서 합리적 의사결정을 지원하는 학
문
 예: 도로/철도 등의 사회간접자본에 대한 투자의 경제성 분석
이런 거 말고…
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• 시뮬레이션Simulation
물리적 또는 추상적인 시스템을 모델로 표현하고, 그 모델을 사용해서 해결책을 탐색
하는 학문
 예: 교통 상황 시뮬레이션
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• 시뮬레이션Simulation
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산업공학의 주요 분야 2: 정보시스템
• 경영 정보 시스템Management Information System (MIS)
 자료를 저장하고, 정보를 생성함으로써 기업 내에서 필요한 지식을 생성하고 축적하
며 이를 활용하도록 하는 통합적 컴퓨터 정보시스템
• 공급망 관리Supply Chain Management (SCM)
부품 제공업자로부터 생산자, 배포자, 고객에 이르는 물류의 흐름을 하나의 가치사슬
관점에서 파악하고 필요한 정보가 원활히 흐르도록 지원하는 시스템
• 전사적 자원 관리Enterprise Resources Planning (ERP)
회사의 모든 정보 뿐만 아니라, 공급 사슬관리, 고객의 주문정보까지 포함하여 통합적
으로 관리하는 시스템
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• 경영 정보 시스템Management Information System (MIS)
 예시: 나의 유튜브 채널은 누가 언제 어디서 얼만큼 보고 그로 인해 얼만큼의 수익이
발생했는가?
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• 전사적 자원 관리Enterprise Resources Planning (ERP)
어렵게 표현했지만 결국 핵심은 기업에서 일어나는 모든 활동을 디지털화digitalization하여
저장하고 이를 적재/적소에 활용하는 것을 목적으로 하는 시스템
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• 데이터 과학Data Science
다양한 학제간 학문이 융합되어 데이터 기반 의사결정 및 문제 해결을 목적으로 하는
학문
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• 인공 지능Artificial Intelligence (AI)
환경을 인지하여 보상이 최대화되는 지능적인 행위를 할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어
Data
Methodology
(Model)
Results
Action
(Creativity)
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• 인공 지능Artificial Intelligence (AI)
환경을 인지하여 보상이 최대화되는 지능적인 행위를 할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어
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• 제조업에서의 인공지능
Landing.ai
 인공지능 분야의 세계적 권위자인 Andrew Ng 교수가 인공지능의 제조업 적용을 목표로 세
운 스타트업 (대만 폭스콘과 제휴)
 제품 이미지를 바탕으로 불량 판정 및 불량 의심 영역 판독
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• 제조업에서의 인공지능
고려대학교 산업경영공학부 DSBA 연구실 with 삼성전자
System
 서비스 제공
 사용자 로그 수집
 System knowledge 확보
 Expert knowledge 종합
단순 조회
Good/Bad
판별
단순 조회
Good/Bad
판별
단순 조회
Good/Bad
판별
A
B
C
[Deep learning 기반 wafer image 분류기 개념]
Artificial Intelligence
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• 해양산업에서의 인공지능
고려대학교 산업경영공학부 DSBA 연구실 with 대우조선해양
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• 공공 안전을 위한 인공지능
고려대학교 산업경영공학부 DSBA 연구실
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산업공학의 주요 분야 3: 생산시스템
• 생산관리Production Management
제품의 기획부터 소비자로의 전달까지 진행되는 일련의 생산 활동에 대한 효율적이고
효과적인 의사결정 및 실행을 목표로 하는 학문
판매량은 늘리고
비용은 줄이고
재고도 줄이고
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• 품질 경영Quality Management
공정, 제품, 설계, 업무 등 기업활동에서 수행되는 모든 구성요소의 질을 최대화하기 위
한 일련의 활동
하지만!!
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• 품질 경영Quality Management
공정, 제품, 설계, 업무 등 기업활동에서 수행되는 모든 구성요소의 질을 최대화하기 위
한 일련의 활동
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산업공학의 주요 분야 4: 인간-기계 시스템
• 인간공학Human Factors or Ergonomics
 인간의 신체적 인지적 특성을 고려하여 인간을 위해 사용되는 물체, 시스템, 환경의 디
자인을 과학적인 방법으로 기존보다 사용하기 편하게 만드는 응용학문
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• 사용자 경험User Experience (UX)
사용자가 어떤 시스템, 제품, 서비스를 직, 간접적으로 이용하면서 느끼고 생각하게 되
는 총체적 경험
 사용자의 니즈의 만족, 브랜드의 충성도 향상, 시장에서의 성공을 가져다 줄 수 있는
주요 사항
OO리아에서 실제로
출시했던 라면버거
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새한 mpman
• 1998년 출시
• 32MB 메모리
• 가격: 20만원대
 8곡(4MB/곡 기준) 밖에 저장이
되지 않는 겸손한 용량…
 한곡 한곡 탐색해야 하는
번거로움…
 일일이 수작업으로 곡을 다운로드
받아서 저장해야 하는 수고스러움…
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Apple iPod
훗..
• 5GB의 대용량
하드디스크!
• 빠르고 직관적인
탐색을 위한 클릭휠!
• 아이튠즈를 통한 손쉬운 동기화!
(부제: 음악도 돈내고 들으세요…)
간지나는
흰색
이어폰!
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세상은 생각보다 빠르게 변화한다
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세상은 생각보다 빠르게 변화한다
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산업공학은 범위가 너무 넓다?
• Connecting the Dots
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산업공학은 범위가 너무 넓다?
• Connecting the Dots
You can’t connect the dots looking forward;
you can only connect them looking
backwards.
So you have to trust that the dots will
somehow connect in your future.
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나는 앞으로 무엇을 하며 살 것인가?
• 계획대로 인생이 풀리지는 않지만 계획이 아예 없는 것보다는 있는 것이 낫다
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인공지능 시대의 핵심 기술/응용 분야
http://blog.rightbrain.co.kr/?p=9428 44/45

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