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모델 평가와 현장 운영 — 과검·미검, 임계값, 재학습

정확도 99%라는 숫자만으로는 라인에 모델을 올릴 수 없습니다. 과검과 미검을 나눠 세고, 비용에 맞춰 임계값을 정하고, 운영 중의 변화를 감시해 다시 학습하는 흐름을 설명합니다.

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이 강의의 핵심
  1. 정상을 불량으로 잡는 과검과 불량을 놓치는 미검은 비용이 다릅니다. 둘을 따로 세어야 합니다.
  2. 임계값은 정확도를 최대로 하는 값이 아니라, 미검을 허용 범위 안에 두면서 과검을 줄이는 값으로 정합니다.
  3. 평가 데이터는 학습과 임계값 조정에 쓰지 않은 별도 세트여야 숫자를 믿을 수 있습니다.
  4. 운영 중에는 점수 분포의 변화(드리프트)를 감시하고, 현장 판정을 다시 학습에 넣는 고리를 만듭니다.

혼동행렬 — 네 칸으로 나눠 센다

실제 정상 실제 불량
모델: OK 맞음 미검 (불량 유출)
모델: NG 과검 (정상 폐기·재검) 맞음

불량률이 1%인 라인에서 모든 부품을 OK로 판정하는 '모델'의 정확도는 99%입니다. 하지만 불량을 하나도 못 잡습니다. 그래서 정확도 하나가 아니라 아래 지표를 함께 봅니다.

  • 재현율(Recall) — 실제 불량 중 모델이 잡은 비율. 미검이 적을수록 높습니다.
  • 정밀도(Precision) — 모델이 NG라고 한 것 중 진짜 불량의 비율. 과검이 적을수록 높습니다.
  • F1 — 재현율과 정밀도의 조화평균. 둘의 균형을 숫자 하나로 볼 때 씁니다.

임계값은 비용으로 정한다

정상 부품의 점수 불량 부품의 점수 threshold 미검 과검 01
두 분포가 겹치는 구간에서 임계값을 왼쪽으로 옮기면 미검이 줄고 과검이 늘어납니다. 겹침을 없애는 것은 임계값이 아니라 영상과 모델의 몫입니다.

대부분의 현장에서 미검 하나의 비용이 과검 하나보다 훨씬 큽니다. 불량이 고객에게 가면 클레임과 리콜로 이어지지만, 과검은 재검사 비용입니다. 그래서 순서는 이렇습니다.

  1. 허용할 수 있는 미검률을 먼저 정합니다. 예: 0건.
  2. 그 조건을 만족하는 임계값 중 과검이 가장 적은 값을 고릅니다.
  3. 과검이 너무 많으면 임계값이 아니라 영상(조명·정렬)과 모델을 개선합니다.

F1이 가장 높은 지점을 자동으로 찾아 주는 기능(RoboVision)은 좋은 출발점이지만, 최종 값은 이 비용 기준으로 조정합니다. 확신하기 어려운 구간은 이중 임계값의 Gray로 사람에게 넘깁니다.

데이터를 세 벌로 나눈다

  • 학습 세트 — 모델이 배우는 데이터.
  • 검증 세트 — 알고리즘과 임계값을 고를 때 보는 데이터.
  • 평가 세트 — 마지막에 단 한 번 성능을 확인하는 데이터.

임계값을 평가 세트를 보며 맞추면, 그 숫자는 실제보다 좋게 나옵니다. 또 같은 부품을 여러 각도로 찍은 이미지가 학습과 평가에 나뉘어 들어가면 안 됩니다. 모델이 "본 부품"을 다시 맞히는 셈이기 때문입니다.

라인에 올리기

  • 속도 — 판정은 라인의 택트 타임 안에 끝나야 합니다. 이미지 한 장의 추론 시간뿐 아니라 촬영·전처리·결과 전송까지 합한 시간을 잽니다.
  • 최적화 형식 — 학습한 모델을 ONNX나 TensorRT로 변환하면 같은 GPU에서 추론이 빨라집니다. Physical AI Platform(PaaS)의 Model Hub가 변환과 배포를 관리합니다.
  • 결과 기록 — 판정, 점수, 이미지 경로를 CSV로 남기고 fineAi Dash로 모으면 시간대·라인·불량 유형별 추세, SPC, 파레토를 볼 수 있습니다.

운영 중의 변화 — 드리프트

라인은 계속 변합니다. 조명이 노후되고, 원자재 로트가 바뀌고, 카메라가 살짝 틀어집니다. 그러면 정상 부품의 점수 분포가 조금씩 오른쪽으로 이동하고, 어느 날 과검이 갑자기 늘어납니다. PaaS는 점수 분포가 학습 당시와 얼마나 달라졌는지를 **PSI(Population Stability Index)**로 계산해 경고합니다. 과검이 터지기 전에 원인을 찾을 수 있습니다.

재학습의 고리

  1. 현장 운영자가 NG와 Gray 이미지에 실제 판정을 표시합니다.
  2. 표시된 이미지가 데이터셋에 쌓입니다.
  3. 주기적으로 다시 학습하고, 평가 세트로 이전 모델보다 나은지 확인합니다.
  4. 나아졌으면 OTA로 현장 장비에 배포합니다.

이 고리가 돌아가면 모델은 라인과 함께 나아집니다. 반대로 고리가 없으면 출시일의 성능이 최고점이 됩니다.