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| 지난해 12월 열린 ‘제2회 산업수학 문제해결 워크숍’. [국가수리과학연구소 제공] |
4차산업혁명시대를 맞아 기업들이 산업현장에서 겪고 있는 문제점을 해결할 수 있는 솔루션으로 ‘산업수학’의 중요성이 커지고 있다.
산업수학이란 산업적, 사회적 문제를 수학으로 해석해 분석모델을 만들고 컴퓨터 시뮬레이션과 최적화 과정을 거쳐 문제해결 솔루션을 도출하는 것을 말한다. 유럽, 호주, 일본 등 주요선진국에서는 이미 1960년대부터 산업수학 문제해결을 위한 다양한 활동을 펼치고 있다.
국내에서도 국가수리과학연구소(수리연)는 지난 2016년 4월 산업수학혁신센터 개설, 많은 기업에서 발굴한 산업수학 문제 해결에 적극 나서고 있다.
정순영 수리연 소장은 “산업수학이란 산업문제를 모델링을 통해 수학문제로 발굴하고 발굴한 문제를 수학 모든 분야의 지식과 방법론을 통해 해결하는 과정”이라며 “산업수학은 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 높은 잠재력을 가지고 있다”고 말했다.
실제 산업수학혁신센터는 지난 3년간 산업체 및 공공분야에서 34건의 문제를 해결, 막대한 가치를 창출하는 성과를 올리고 있다.
일례로 원자력발전소에서는 계획예방정비 과정에서 발생하는 ‘핵연료 삽입체’ 위치 변경에 따른 이동경로 최적화를 통한 공정시간 단축을 필요로했다. 수리연은 핵연료 삽입체 이동 경로 최소화에 대해 선형계획법을 이용한 이동 경로 알고리즘을 개발했다. 이 알고리즘을 고리2호기에 적용한 결과, ‘삽입체 교환 이동 경로’가 약 40%를 단축시켰다. 7개의 동일한 원자로에 적용할 경우 연간 1억원의 경제효과가 발생할 것으로 예상되며 다른 국내 원전으로 확대 적용될 예정이다.
지하철 기계장비의 고장 예측에도 산업수학 알고리즘이 적용된다. 수리연은 시계열 데이터 동기화 기법을 활용, 기계장비 데이터를 추출하는 기법과 추출된 데이터를 기반으로 장비의 정상 작동 여부를 감지하는 딥러닝 알고리즘을 개발했다. 5호선 장한평역의 장비 데이터를 샘플로 검증한 결과 장비의 비정상 작동을 감지하는데 90%의 정밀도를 보이는 것으로 나타났다.
또 물류처리 관련 데이터의 통계적 분석으로 통해 작업과정의 효율성 및 주문서 발행부터 배송차량 출발까지 소요시간을 통계적 기법으로 분석하는데도 성공했다.
한편 수리연은 수학적 해석과 수학적 해석과 모델링의 수학 이론을 통합적으로 이용, 의료현장에서 발생하는 문제 해결에도 나섰다.
최근 설립된 수리연 의료수학센터는 의료생체정보를 정확하게 획득하고 치료 계획 수립의 성공률을 향상시키기 위해 진단용 의료영상, 수학적 모델링, 데이터 분석 기술을 통합적으로 이용한 연구를 수행할 예정이다.
정 소장은 “신종 바이러스 감염병 대응 솔루션 및 신약 개발을 위한 협력연구도 함께 진행 중”이라며 “수리연의 수학적 역량을 발휘해 의료분야 기술 발전을 견인할 계획”이라고 말했다.
구본혁 기자/nbgkoo@heraldcorp.com
