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#제조업 # 부담작업 # 유해요인 # 인공지능 # 학습데이터 # 인간공학 # 근골격계

제조업 노동자 근골격계 부담요인 예방을 위한 인공지능 데이터 구축

제조업 노동자 근골격계 부담요인 예방을 위한 인공지능 데이터 구축 아이콘 이미지
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구축년도 : 2022 갱신년월 : 2023-12 조회수 : 6,774 다운로드 : 152 용량 :
샘플 데이터 ?

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  • 데이터 변경이력

    데이터 변경이력
    버전 일자 변경내용 비고
    1.1 2023-12-15 데이터 최종 개방
    1.0 2023-06-07 데이터 개방(Beta Version)

    데이터 히스토리

    데이터 히스토리
    일자 변경내용 비고
    2024-01-05 산출물 전체 공개

    소개

    □ 제조업 노동자 근골격계 부담요인 예방을 위한 인공지능 데이터 구축
    □ ‘제조업 부담작업 유해요인 실시간 예측 서비스’의 AI모델 학습에 필요한 노동자 작업자세(자세정보, 각도·위치정보, 부가정보) 인공지능 학습 데이터 구축

    구축목적

    □ 제조업 생산현장 노동자의 작업환경을 개선하고 각종 직업적인 근골격계 질병을 사전에 예방함으로서 노동자의 노동 생산성을 높이기 위함 
    □ 노동자 작업자세를 실시간으로 분석함으로써 인간공학기반 근골격계 부담요인의 자동 분석·평가·개선을 지원
  • 1. 데이터 구축 규모

    노동자 이미지 데이터: 120,000장

    1. 데이터 구축 규모
    데이터 구분 데이터 종류 파일포맷 데이터 규모 합계
    원천데이터 이미지 이미지(JPG) 120,000장 120,000장
    라벨링데이터 이미지 텍스트(JSON) 120,000건 120,000건

     

    2. 데이터 분포

    2. 데이터 분포
    번호 작업 공정 데이터 분포(%) 비고
    1 절단 공정 13.42 철제 등, 제품, 재료 분리
    2 벤딩 공정 1.05 파이프에 대한 벤딩 작업
    3 사상1 공정 4.34 선박 부품에 대한 사항
    4 사상2 공정 2.79 선형 철구조물 사상
    5 사상3 공정 2.79 안전 지지대에 대한 사상
    6 사상4 공정 3.01 사다리 부품에 대한 사상
    7 사상5 공정 2.88 앵글 부품에 대한 사상
    8 사상6 공정 13.88 철구조물 사상
    9 용접1 공정 2.28 기구물에 대한 용접
    10 용접2 공정 6.85 선박부품에 대한 용접
    11 용접3 공정 2.15 소형 철구조물에 대한 용접
    12 용접4 공정 9.86 선철 주조물에 대한 용접
    13 도색 공정 0.55 철제 선반 도색 작업
    14 조립 공정 9.5 밸브에 대한 조립 작업
    15 가공 공정 6.39 밸브 및 간판 가공
    16 주조 공정 13.38 주조 및 몰딩틀 제작
    17 선별 공정 4.66 선별 작업
    합계 100  
  • 저작도구 설명서 및 저작도구 다운로드

    저작도구 설명서 다운로드 저작도구 다운로드
  • AI 모델 상세 설명서 다운로드

    AI 모델 상세 설명서 다운로드 AI 모델 다운로드

    1. AI 모델 설명

    학습용 데이터 구축 후 AI 모델 YOLO와 v5 HR-net로 관절정보 포즈분석 EfficientNet으로 자세정보 위치 및 자세 추론을 통해 활용서비스 노동자 위험부담 모니터링과 작업위해요인 분석 도구로 부담요인 경감방안 제공

     

      1.1. 객체 탐지 모델
       - 입력 이미지에서 작업자를 찾는 객체 탐지 모델로 YOLO v5선정
       - 객체 탐지 알고리즘로서 대중적으로 많이 사용되며, 다른 AI 모델보다 접근성·범용성 및 성능이 뛰어남
       - YOLO v5는 v4에 비해 낮은 용량과 빠른 속도를 가지며, 가장 큰 특징으로는 Darknet이 아닌 PyTorch로 구현하여 범용 개발 환경을 제공함

     

      1.2. 관절 위치 추론 모델
       - 입력 영상의 크기를 줄이지 않고 처리하여 고해상도 표현을 유지할 수 있는 HR-net 선정
       - 작업자의 손과 같은 작은 부위를 검출하기에 적합하며, COCO 데이터셋의 벤치마크 중 SOTA 유지 중인 모델

     

      1.3. 작업 자세 분류 모델
       - NAS(Neural Architecture Search)를 통해 설계한 새로운 Baseline 네트워크이며, 기존의 이미지 분류모델보다 훨씬 적은 파라미터로 좋은 성능을 내는 알고리즘인 EfficientNet 선정
       - Student 모델의 Loss를 Teacher 모델에 추가 학습이 가능하며, 이를 통해 더 좋은 성능을 끌어냄

     

    2. 활용 서비스 예시
      - 본 사업을 통해 구축된 데이터는 근골격계 부담요인 분석을 위한 인공지능 서비스 데이터로 활용 가능
      - 제조업 현장에서 실제로 적용 가능한 서비스로 확대될 수 있고, 근무환경 개선 등 안전한 일자리를 위해 활용될 수 있음

    활용서비스 예시로 인간공학적 자세판정 근골격계 위험작업도출 작업자세 실시간 분석을 통해 근무환경 개선 선호일자리 부족 안전한 일자리 고령화 전략적 대응 일과 삶의 균형 노동공급 여건 개선 효과와 부산시 제조업 재도약 기회

  • 데이터 성능 점수

    측정값 (%)
    기준값 (%)

    데이터 성능 지표

    데이터 성능 지표
    번호 측정항목 AI TASK 학습모델 지표명 기준값 점수 측정값 점수
    1 작업 자세 분류 정확성 Image Classification EfficientNet b3 Accuracy 70 % 83.18 %
    2 작업 자세 관절 추론 정확성 Pose Estimation dite-HRNet AP@IoU 0.5 80 % 88.96 %
    3 작업 객체 탐지 정확성 Object Detection YOLO v5 mAP@IoU 0.5 90 % 99.5 %

    ※ 데이터 성능 지표가 여러 개일 경우 각 항목을 클릭하면 해당 지표의 값이 그래프에 표기됩니다.

    ※ AI모델 평가 지표에 따라 측정값의 범위, 판단 기준이 달라질 수 있습니다. (ex. 오류율의 경우, 낮을수록 좋은 성능을 내는 것으로 평가됩니다)

  • 설명서 및 활용가이드 다운로드

    데이터 설명서 다운로드 구축활용가이드 다운로드

    1. 데이터 소개

    □ 근골격계 부담요인 분석을 위한 인공지능 데이터 구축: 제조업 생산현장 노동자의 작업 환경을 개선하고 각종 직업적인 근골격계 질병을 사전에 예방함으로써 노동자의 노동 생산성을 높이기 위함 

    □ ‘제조업 부담작업 유해요인 실시간 예측 서비스’의 AI모델 학습에 필요한 노동자 작업 자세(자세정보, 각도·위치정보, 부가정보) 인공지능 학습 데이터 구축: 노동자 작업자세를 실시간으로 분석함으로써 인간공학기반 근골격계 부담요인의 자동 분석·평가·개선을 지원

    데이터 소개 1 데이터 구축 사업 목표 제조업 중심의 인공지능 학습데이터 구축으로 인간공학적 근골격계 부담요인 평가도구 고도화 및 서비스 확산

    데이터 소개 2 라벨링 데이터는 이미지 JPG와 어노테이션 JSON 형식이며 이미지 12만장 라벨링 12만건

     

    □ 모델 임무 유형: 작업자 탐지 및 관절 추론, 작업 자세 분류
    □ 어노테이션: 바운딩박스(노동자 전신), 키포인트 추론(사진 내 노동자 관절), 관절 꺾임     각도 · 관절 각도에 따른 평가 지표(점수)
     

    2. 데이터 포맷

    2. 데이터 포맷
    데이터 구분 유형 포맷
    원천데이터 이미지 데이터 jpg
    학습데이터 라벨링 데이터 json

     

     
    구분 원천데이터 최종데이터
    데이터 형태 동영상 → 스틸 컷 디지털 파일 형태로 산출
    (디지털 파일 → 디지털 파일)
    데이터 포멧 □ 데이터포맷 : jpg파일

    □ 해상도
      : 작업자이미지 (3840 : 2160) 픽셀

     
    □ 데이터포맷 : jpg파일

    □ 해상도
      : 이미지 (3840 : 2160) 픽셀

    □ 가공데이터 : JSON

     

    3. 데이터 예시

      □ 원천데이터 : 노동자 작업 이미지

    노동자 작업 이미지 원천데이터 예시

    노동자 작업 이미지 바운딩박스 처리 예시

     

      □ 키포인트 라벨링 샘플

    키포인트 라벨링 샘플 특징점 위치를 기준으로 벗어난 키포인트 확인 후 키포인트 수정 라벨링 수행

     

      □ 작업 자세 라벨링 기준

    각 부위별 작업자세 라벨링 기준과 각 부위별 부가정보 라벨링 기준 구분 6가지 목 위팔 아래팔 허리 다리 손목

     

    □ 작업 자세 라벨링 샘플

    작업 자세 라벨링 샘플 1 관절 키포인트 입력 2 관결 위치와 각도정보 입력 3 자세정보와 부가정보 입력

     

    4. 어노테이션 포맷

    4. 어노테이션 포맷
    No. 속성명 항목 설명 타입 필수 작성예시
    여부
    1 images 이미지 정보 list 필수  
    1-1 id 식별자 number 필수 0
    1-2 images[].id 이미지 식별자 number 필수 2034040
    1-3 images[].file_name 이미지 파일명 string 필수 F01_P003_A1_D2021-10-01-11-23-14_001.JPG 
    1-4 images[].width 이미지 너비 number 필수 1920
    1-5 images[].height 이미지 높이 number 필수 1080
    1-6 images[].date_caputred 취득시간 datetime 필수 2021-09-01 10:22
    1-7 images[].camera_angle 카메라 구도 string 필수 A1
    2 annotations 라벨링 list 필수  
    2-1 annotations[].id 어노테이션ID number 필수 1
    2-2 annotations[].image_id 이미지 식별자 매칭 number 필수 2034040
    2-3 annotations[].factory_no 작업장/사업장 number 필수 1
    2-4 annotations[].process_id 작업공정 number 필수 1
    2-5 annotations[].bbox 작업자 인식 list 필수 [1, 2, 3, 4]
    2-6 annotations[].keypoints 키포인트 수 list 필수 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ... , 81, 82, 83]
    2-7 annotations[].POSTURE 작업자세 동작정보 list 필수  
    2-7-1 annotations[].POSTURE.neck enum 선택 3
    2-7-2 annotations[].POSTURE.trunk 허리 enum 필수 1
    2-7-3 annotations[].POSTURE.legs 다리 enum 선택 2
    2-8 annotations[].ADJUST 작업자세 부가정보 list 필수  
    2-8-1 annotations[].ADJUST.neck 목 부가정보 list 선택  
    2-8-1-1 annotations[].ADJUST.neck.twisted 목 비틀림 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-1-2 annotations[].ADJUST.neck.bending 목 굽혀짐 여부 boolean 선택 TRUE
    2-8-2 annotations[].ADJUST.trunk 허리 부가정보 list 선택  
    2-8-2-1 annotations[].ADJUST.trunk.twisted 허리 비틀림 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-2-2 annotations[].ADJUST.trunk.bending 허리 옆으로 구부림 여부 boolean 선택 TRUE
    2-8-2-3 annotations[].ADJUST.trunk.supported 허리 지지됨 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-3 annotations[].ADJUST.legs 다리 부가정보 list 선택  
    2-8-3-1 annotations[].ADJUST.legs.supprted 다리 지지됨 여부 boolean 선택 TRUE
    2-8-4 annotations[].ADJUST.upper_arm 위팔 부가정보 list 선택  
    2-8-4-1 annotations[].ADJUST.upper_arm.abduction 위팔 벌어짐 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-4-2 annotations[].ADJUST.upper_arm.raised 어깨 들림 boolean 선택 TRUE
    2-8-4-3 annotations[].ADJUST.upper_arm.supported 위팔 지지됨 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-4-4 annotations[].ADJUST.upper_arm.across 위팔 교차됨 여부 boolean 선택 TRUE
    2-8-5 annotations[].ADJUST.lower_arm 아래팔 부가정보 list 선택  
    2-8-5-1 annotations[].ADJUST.lower_arm.outbody 팔 몸통을 벗어남 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-6 annotations[].ADJUST.wrist 손목 부가정보 list 선택  
    2-8-6-1 annotations[].ADJUST.wrist.bent 손목 옆으로 굽혀짐 boolean 선택 TRUE
    2-8-6-2 annotations[].ADJUST.wrist.twisted 손목 비틀림 여부 boolean 선택 FALSE
    2-8-6-3 annotations[].ADJUST.wrist.twisted_end 손목 운동범위 끝에서 비틀림 boolean 선택 TRUE
  • 데이터셋 구축 담당자

    수행기관(주관) : 에이치엔아이엔씨(주)
    수행기관(주관)
    책임자명 전화번호 대표이메일 담당업무
    김진형 070-7204-9246 empir@hncorp.world 총괄 책임
    수행기관(참여)
    수행기관(참여)
    기관명 담당업무
    ㈜글로비트 데이터 라벨링, 크라우드 소싱
    에스티리서치㈜ 데이터 라벨링
    부산시기계공업협종조합 데이터제공
    나사렛대학교 산학협력단 데이터 정제
    동의대학교 산학협력단 인공지능 모델 개발 및 검증
    데이터 관련 문의처
    데이터 관련 문의처
    담당자명 전화번호 이메일
    김진형 070-7204-9246 empir@hncorp.world
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※ 파일 병합 리눅스 명령어

find "폴더경로" -name "파일명.zip.part*" -print0 | sort -zt'.' -k2V | xargs -0 cat > "파일명.zip"

- 해당 명령어 실행 시, 실행 경로 위치에 병합 압축 파일이 생성됩니다.

- 병합된 파일 용량이 0일 경우, 제대로 병합이 되지 않은 상태이니 "폴더경로"가 제대로 입력되었는지 확인 부탁드립니다.

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