본캠프_13주차(목)_TIL(실전 프로젝트)

✅ 오늘 한 것

실전 프로젝트

---

✏️ 오늘 배운 점

대시보드 구축 피드백:

예측 시각화와 현재 보여지는 시각화를 구분하여 중요도가 높은 것들을 위로 표시

실제 생산량과 AI 예측 생산량의 차이가 얼마나 나는지 MAPE와 같은 성능 지표로 얼마나 차이가 생겼는가 확인

범례는 시각화의 위치에 맞게 각각 바로바로 어떠한 것을 표시하는지 확인할 수 있도록 수정

x, y축 모두 어떠한 것을 표시하는 것인지 기재

 

 

도메인적 지식을 활용한 UCL, LCL 선정 이유:

1. S(기질 농도: g/L)
초반 생장기에서 균체가 충분히 성장하기 위해서 먹이라고 할 수 있는 S를 1~2정도 주입한다.

이후 생장기가 지나 생산 전환기로 도달하면 0.02 이하인 거의 없는 수치까지 S가 하락하는데 이는 균체는 기질이 부족한 스트레스 상태에서 생산이 극대화되기 때문에 일어나는 과정이다. 이후, 발효 후반부가 되면 균체가 더 이상 S를 소비할 수 없어 급격하게 오르는 경우가 있다.

따라서, 초반 생장기에서의 균체 성장을 위한 UCL 선정을 3으로 한다.

초반 생장기에 S가 3이 넘어간다면 감소를 통하여 정상적인 생장을 유도하고, 발효 후반부에서 S가 3이 넘어간다면 더 이상 페니실린 생산이 불가능하다고 판단하여 공정을 종료한다.

 

2. CER(이산화탄소 발생률)

세포가 활동할수록 CO2 분출이 많아지기에 CER이 높다면 대사활동이 활발하다는 의미를 가진다. 

그렇기에 UCL, LCL 방식이 아닌 현 시간대에 맞는 정상 패턴에서 벗어나는가를 확인하여 이상치를 정의해야 한다.

이는 기울기(Derivative) 기반 이상 탐지를 하는 것이 적절하다.

 

3. Fg(공기 주입 유량)

생장기 및 세포 생산기에는 공기 주입량이 증가하다가 발효 후반부에는 조금씩 감소하는데 이를 의도적인 제어에 의한 변화인지 측정하기 위해서 20% 이상 급락하는 경우를 기준으로 의도적인 제어인가 공정 이상인가를 구분한다.

 

4. Fs(기질 주입 유량)

극단적인 값이 아닌 경우에 경고가 나타나도록 한다.

 

공정 관리 및 이상 징후

농도에 대해 시간 기반의 경고/종료 알림을 구현했습니다. 이는 고정된 UCL 대신 공정 단계에 따라 알림의 성격이 변하는 산업 표준 제어 논리입니다.

• 경고 조건: S > 3.0(g/L)
  • 초반 생장기 UCL보다 높을 경우 기질 감소 권고
  • 후반 생산기 UCL보다 높을 경우 공정 종료 알림

---

✏️ 오늘의 질문

1. 문제가 되는 peak의 튐의 정도는 아니지만 중간중간 오차가 일부 있어 MAPE는 높게 나타나는데 결과론적으로는 4~5% 정도의 오차만을 존재하는 경우에는 MAPE가 아닌 다른 성능 지표를 활용하는 것이 더 적절한가?

초기 오류값때문에 MAPE가 높게 나타나기에 100%에 도달했을 때 실제 총 생산량과 AI 예측 총 생산량을 비교하여 몇 %가 오차가 생겼는지 확인할 수 있는 요소를 추가하는 방식으로 대체할 수 있다면 진행해봐도 좋을 것이다.

 

2. S(기질 농도)는 왜 생산 공정 중반부 이후부터는 3을 넘어가면 문제로 취급될까?

기질 농도가 과하면 페니실린을 생산하는 세포의 생장이 과하도록 하여 페니실린 대신에 다른 대사산물을 우선적으로 생산하게 된다. 따라서 기질 농도는 초반을 제외하고는 낮은 농도를 유지시켜야 한다.

0~10시간: 세포 생장기 (1~2 정도의 S를 유지하여 세포가 성장할 수 있도록 함.)

10시간~2n시간: 생산 전환기 (기질의 농도를 극도로 낮추어 세포가 스트레스 상태에서 페니실린 생산의 극대화를 이끔)

---

📌추가로 해야 할 점

실전 프로젝트