시뮬레이션에서의 Process Mining(프로세스 마이닝) 활용 by 주식회사 퍼즐데이터

시뮬레이션은 실제로 실행하기 어려운 실험을 간단히 행하는 모의실험을 뜻하며, 특히 컴퓨터를 이용하여 모의실험을 할 때는 컴퓨터 시뮬레이션이라고 일컬어집니다. 시뮬레이션은 특수한 하드웨어를 사용하는 3D 가상현실이나 비행 시뮬레이션 등 다양한 분야에 사용되고 있으며, 이벤트 중심의 로그를 다루는 프로세스 마이닝에서는 이산 사건 시뮬레이션을 중심으로 연구가 이뤄지고 있습니다.
이산사건(discrete event) 시뮬레이션은 시간이 경과함에 따라 시뮬레이션 이 진행되는 것이 아니라 시스템 외부 혹은 내부에서 사건이 발생했을 때만 모델을 실행시킵니다. 이산사건 시뮬레이션에서 사건이란 시스템의 외부 혹은 내부에서 발생하는 추상적인 신호를 말하며, 이산 사건이란 임의의 시각에 불규칙으로 일어나는 사건을 의미합니다.
이산 사건 시뮬레이션 모델을 잘 만들기 위해서는 사건 시간과 사건에 대한 정확한 기술이 필요한 데, 이를 위해 프로세스 마이닝이 사용될 수 있습니다.

[그림] 프로세스 마이닝 기반의 시뮬레이션 모델 도출 (Discovering Simulation Model, Rozinat et a l., 2009)

이것은 기존에 시뮬레이션 모델링이 현실 세계에서의 관찰 및 수작업에 의해 이뤄졌다면, 좀 더 쉽고 정확한 모델링을 위해서는 데이터 기반의 AS-IS 프로세스 파악에 능한 프로세스 마이닝을 사용해 볼 수 있지 않을까 하는 의문에서 출발합니다.
아래 표와 같이 프로세스 마이닝과 시뮬레이션은 AS-IS 모델과 TO-BE 모델 각각의 영역에서 서로 보완하는 역할을 담당하고 있습니다.

[표] 프로세스 마이닝과 시뮬레이션 단계별 역할 비교

단계	프로세스 마이닝 (AS-IS)	시뮬레이션 (TO-BE)
프로세스 설계	프로세스 마이닝을 통해 도출한 실제 프로세스 모델을 바탕으로 프로세스 (재)설계	다양한 대안 모델에 대한 검증 수행
구현 및 실행	구현하고자 하는 프로세스 모델의 표준 모델 준수 여부 확인	시뮬레이션을 통해 테스트 및 검증 완료된 프로세스 모델 구현
모니터링 및 분석	표준 모델 준수 모니터링 및 병목 지점, 재작업 구간 분석	시뮬레이션을 통한 병목 개선 구간 및 자원 수요 예측, 작업 시간 효율화 효과 분석

이러한 연구들을 바탕으로 최근에는 생산 공정 내 작업 현황 파악 및 성과 측정을 위해 생산 시스템의 이벤트 로그를 저장하고 분석하여, 제조 공정에 대한 시뮬레이션 모델 요소를 도출하려는 연구가 진행되고 있습니다. 이를 통해 프로세스 마이닝에서 찾은 병목 구간 등 문제점을 바탕으로 어떻게 개선할 것인지, 프로세스 변경 혹은 개선이 어떤 결과로 이어질지 What-if 분석을 통해 의사 결정을 위한 예측 방법이 제공되고 있습니다.

시뮬레이션 수행의 결과로 많은 수행 결과가 출력되며, 좀 더 나아가 사건과 이벤트에 대한 상세 기록들이 로그 데이터 형태로 나올 수 있습니다. 시뮬레이션이 가상 현실이라는 관점에서 현실에 대한 프로세스 마이닝 분석은 가상 현실에 대해 마찬가지로 유효합니다. 실제로 시뮬레이션 모델링을 하고 나서 시뮬레이션 모델링이 현실을 반영할 수 있도록 잘 되었는지 검증할 필요가 있는데, 시뮬레이션 로그에 대한 프로세스 마이닝 분석을 통해 해당 프로세스 모델을 도출할 수 있습니다. 얻어진 모델을 현실 세계에서 얻어진 프로세스 모델과 동일한 기준에서 비교하고 이에 대한 차이를 다시 시뮬레이션 모델이 반영하는 순환적 구조를 통해 좀 더 정확한 시뮬레이션 모델을 얻게 됩니다.

[참고 문헌]
https://en.wikipedia.org/wiki/Simulation

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