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    제목 2017년~2018년 CIRP 논문을 통해본 생산공학 분야 연구동향
    작성자 정병규
    작성일 2018-12-10 오후 4:37:25
    첨부파일 첨부파일  1. 2017년_2018년 CIRP논문을 통해서 본 생산공학 분야 연구동향.pdf


     





    CIRP(COLLEGE INTERNATIONAL POUR LA RECHERCHE EN PRODUCTIQUE)는 생산 엔지니어링 연구 분야에서 세계를 선도하는 조직으로 Forefront of Design, Optimization, Control and Management of Processes, Machines and Systems를 다루고 있는 생산공학분야의 세계 최고 권위의 학회로 1951년에 설립되었으며, 50개국 600여명의 회원으로 구성되어 있다. CIRP의 논문 발표는 회원 혹은 회원의 추천을 받은 연구자만이 가능하기 때문에 논문게재만으로도 매우 권위있는 대회로 인식되고 있다.





    메이트릭에서 이전에 CIRP의 2012년부터 2016년까지 논문의 네트워크 분석을 진행하였으며,(http://www.materic.or.kr/community/board/content.asp?idx=122565&page=1&board_idx=1029)에 이어 이번에는 2017년에서 2018년까지 추가로 분석을 진행하였다. 이를 위해 CIRP의 2017년부터 2018년까지 2년간 학술대회의 총 311편(2017년에 152편, 2018년에 159편)의 논문에 대한 저자 및 소속, 키워드 등을 추출하여 정리하였다.





    CIRP의 2년간 국가별 논문 발표 순위를 살펴보면 아래 Figure 2와 같이 독일이 71편으로 제일 많은 논문을 발표하였으며, 그 다음으로 일본이 51편, 미국이 48편, 영국과 이탈리아가 각각 20편, 프랑스와 중국이 각각 12편, 캐나다가 9편, 스웨덴이 8편, 스위스와 한국이 각각 7편의 논문을 발표하였다. 아래 Table 1과 같이 2년간 27개국에서 참여하여 311편의 논문을 발표하였다.




    2년간 (2017년~ 2018년) CIRP의 기관별 발표 논문 수는 Table 2 와 같이 일본의 Univ. of Tokyo가 가장 많은 수인 13편의 논문을 발표하였으며, Karlsruhe Inst. of Technol. 에서 9편의 논문을 발표하였고, RWTH Aachen Univ. 와 Leibniz Univ. at Hannover에서 각각 7편의 논문을 발표하였다. 또한 Univ. of Nottingham과 Univ. of North Carolina at Charlotte에서 각각 6편의 논문을 발표하였다. 이외에도 FAU Erlangen Nuremberg, Keio Univ., KU Leuven, Kyoto Univ., Politecnico di Milano, TU Dortmund, TU Munich, Univ. of Bremen, Univ. of Michigan, Univ. of Padova에서 각각 5편의 논문을 발표하였다.







    한국기관에서는 아래 Table3와 같이 2년간 울산대학교, KAIST, 서울대학교, 연세대학교에서 4개 기관에서 7편의 논문을 발표하였다. 2017년에는 4편, 2018년에는 3편의 논문이 발표되었다.


     




    논문의 키워드를 분석하면 발표된 논문들이 어떤 분야와 주제의 연구인지 확인할 수 있다. 키워드 Spring Layout 네트워크 시각화는 각 논문의 키워드를 분석하여 취합하고 한 논문에 같이 나열된 키워드들을 서로 연결하여 그림으로 나타낸 것으로, 아래 Figure 4는 2017년부터 2018년까지 CIRP논문의 전체 키워드의 상관관계를 넷 마이너를 이용하여 Spring Layout으로 도식화 한 이미지로 이며, 아래 Figure 5는 좀 더 알아보기 쉽게 Link Reduction 1 (빈도수 1 이하인 값을 삭제)을 한 그림이다.





    위의 Figure 5를 보면 가장 큰 그룹은 Additive Manufacturing과 Laser와 Surface Modification을 연결한 그룹이며, Assembly와 Simulation을 연결한 그룹과 Modeling을 중심으로 한 그룹들이 있다. 이 그룹들과 별도로 9개의 연결 그룹들이 있음을 알 수 있다.




    위의 Figure 6은 연결 관계와 상관없이 빈도수의 비중을 계산하여 워드 클라우드로 표현한 그림이다. 여기에 나타난 논문의 총 키워드는 488개이며, Additive Manufacturing, Assembly, Modelling, Laser, Metrology, Surface Modification, Cutting, Machine Tool, Optimization, Design, Forming 이 빈도수 10 이상 나타났다.


    이전에 5년간(2012년~2016년) 키워드 분석을 보면 "Additive Manufacturing”은 겨우 5년간 7회 정도 나왔으나, 2017년에는 8회, 2018년에는 10회가 나올 정도로 많이 다루어지는 주제로 부각되었다. 또한 “Modeling”의 경우에도 5년간 10회 정도 나온 키워드 였으나 2017년에는 8회, 2018년에는 7회 정도 많이 빈도수가 상승하였다. 이외에도 “Laser, Metrology, Surface Modification, Machine Tool, Optimization, Forming”들이 새롭게 상승된 키워드로 나타났다. 이와 달리5년간 38회로 제일 많이 언급된 키워드인 “Grinding”은 2017년에는 2회, 2018년에는 3회로 급격하게 줄어들었다.


    이러한 키워드 변화는 2016년 전에는 고속 회전으로 공작물의 표면을 깎는 가공법인 Grinding이 절삭 가공(Subtractive Manufacturing)의 형태로 보편적으로 많이 이용되었으나 최근에는 3D프린팅 기술이 매우 발전하면서 원료를 여러 층으로 쌓거나 결합시키는 적층 가공(Additive Manufacturing)과 관련된 논문이 많이 나온 것으로 보인다. 적층 가공은 즉각적인 수정이 가능하고 비용의 효율성이 높아서 3D프린팅의 관심과 더불어 선호되고 있는 추세이다. 최근에 발표되는 논문들도 이와 비슷한 경향을 유지하고 있는 것으로 보인다.


    *2012년~2016년의 주요 키워드 순위 참조: http://www.materic.or.kr/files/fckfile/images/cirp_2016_20.gif

    아래 Figure 7은 ICRP 7년간(2012년~2018년) 주요 키워드의 연도별 빈도수 추이를 나타낸 것이다. 이를 살펴보면 Grinding은 2016년까지 빈도수가 높았으나 2017년과 2018년에는 빈도수가 낮아진 것을 볼 수 있다. 반면에 Additive Manufacturing과 Modelling 의 경우 빈도수가 크게 높지 않았으나 2017년과 2018년에 대폭 상승한 것을 볼 수 있다.

     




    아래 Figure 8~ Figure 9는 2년간(2017년 ~ 2018년) 연도별로 나타난 키워드를 워드 클라우드로 시각화한 그림이다. 이를 통해 각 연도별 비중이 높은 키워드들을 살펴 볼 수 있다.



    CIRP의 2년간 논문의 키워드들의 Degree Centrality의 결과는 Figure 10과 같다. 마찬가지로 Additive Manufacturing을 중심으로 Assembly, Modeling, Laser가 가까이 있고, 또한 Surface Modification, Cutting, Design, Machine Tool, Metrology 등의 키워드가 그 다음 중심과 가까운 곳에 위치하고 있다.




    아래 Figure 11~13은 각각 Additive Manufacturing, Assembly, Modelling, Laser와 가까이 있는 키워드들을 가시화(Visualize Neighbor) 시킨 그림이다.









    키워드 분석과 마찬가지로 CIRP의 2017년~2018년도 논문의 공저자들의 상관관계를 넷 마이너를 사용하여 시각화(Spring Layout)하였다. 아래 Figure 15와 같이 많은 연구자 그룹이 형성되어 있는 것을 확인해 볼 수 있다. 이중 오른쪽 하단은 개인이나 실험실 단위로 그룹을 이루고 있으며, 왼쪽 상단으로 갈수록 여러 기관 소속의 연구자들이 모인 그룹임을 알 수 있다.


    위의 연구자 그룹에서 가장 큰 그룹은 아래 Figure 16과 같다.


     




    이 그룹을 보기 쉽게 다시 중심연구자인 Joost Duflou(KU Leuven)와 이웃한 연구자들을 연결한 그림(Visualize Neighbor)은 아래 Figure 17과 같다. 이를 살펴보면 Joost Duflou(Ku Leuven)를 중심으로 Peter Groche(Tu Darmstadt), Christoph Herrmann(Tu Braunschweig), Sami Kara(Univ. of New South Wales) 등의 여러 연구자 그룹들이 연결된 모습을 볼 수 있다.





    위에서 추출한 연구자 데이터를 바탕으로 하여 Figure 18과 같이 연구자의 Degree Centrality를 분석하였다. Degree Centrality는 연결 정도 중심성으로 한 개인이 전체 네트워크에서 얼마만큼 중심에 가까이 자리 잡고 있는지를 나타내는 지표로 여러 논문과 다른 연구자와의 연결 관계가 많을수록 네트워크 가운데 쪽으로 위치하게 된다.


    이를 살펴보면 Joost Duflou(KU Leuven) 가 제일 중심에 위치하고 있으며, 그 다음 가까운 위치에 Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.), Peter Groche(TU Darmstadt), Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)가 있는 것을 볼 수 있다.


     




    아래 Table 5는 공저 논문 수 4편 이상의 연구자 리스트이다.
    다만 공저 논문의 순위와 위의 Figure 20의 중심도 결과가 비례하지 않는 이유는 Degree Centrality는 공저 논문 수와 함께 다른 연구자와의 공저 관계도 같이 고려되기 때문이다.


    * 주요 연구자 정보


    Joost Duflou(Ku Leuven): https://scholar.google.co.kr/citations?user=3wV1AogAAAAJ


    Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.): https://scholar.google.co.kr/citations?user=G8cQRUMAAAAJ&hl


     


     




    CIRP의 2017년과 2018년의 각각의 중심연구자와 가장 큰 연구 그룹을 그림으로 나타내면 아래 Figure 19~22와 같다. 2017년에는 Figure 19와 같이 Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)가 제일 중심에 위치하고 있으며Konrad Wegener(Eth Zurich)가 2번째 중심에 가까이 나타나고 있으며, David Bourell(Univ. of Texas at Austin), Jose Outeiro(Arts et Metiers Paristech), Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.)가 3번째 중심에 가까이 나타났다.




    위의 2017년의 Degree Centrality의 결과와 같이 가장 큰 그룹은 Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)를 중심으로 한 그룹으로, 이 그룹에는 Konrad Wegener(ETH Zurich)와 Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.), 그리고 Lihui Wang(KTH Royal Institute of Techno.), David Bourell(Univ. of Texas at Austin), Gideon N. Levy(TTA Techno.), Sotiris Makris(Univ. of Patras) 등이 주요한 연구자로 나타났다.





    2018년에는 Figure 21과 같이 Joost Duflou(KU Leuven), Xiangqian Jiang(Univ. of Huddersfield), Peter Groche(TU Darmstadt), Wim Dewulf(KU Leuven), Roberto Teti(Univ. of Naples Federico Ii)의 5명의 연구자가 가장 중심에 있으며, Jian Cao(Northwestern Univ. at Evanston)가 두번째로 가까운 곳에 있다. 이외에도 Albert Shih(Univ. of Michigan), Gisela Lanza(Karlsruhe Inst. of Technol.), Hans Christian Mohring(Univ. of Stuttgart), Nariaki Nishino(Univ. of Tokyo), Rikard Soderberg(Chalmers Univ. of Techno.), Simone Carmignato(Univ. of Padova)의 연구자가 그 다음으로 중심에 가까운 연구자로 나타났다.




    2018년의 가장 큰 그룹은 Joost Duflou(KU Leuven)와 Peter Groche(TU Darmstadt), 그리고 Wim Dewulf(KU Leuven)이 연결된 그룹으로 Jian Cao(Northwestern Univ. at Evanston), Simone Carmignato(Univ. of Padova), Enrico Savio(Univ. of Padova) 등의 연구자가 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.




    위의 결과를 바탕으로 이전 2012~2015년과 2017과 2018년의 연도별로 중심연구자를 정리하면 Table 6과 같다.



    CIRP의 2년간 연구자 네트워크 중에서 한국 기관의 연구자만 별도로 추출하여 연구 그룹으로 나타내면 Figure 23과 같다. 한국인 연구자 그룹은 5개로 나타났다.


    한국인으로 논문을 발표한 저자는 아래 Table 7과 같이 Sung Tae Hong(Univ. of Ulsan), Sanguk Park(KAIST), Sung Hoon Ahn(Seoul National Univ.), D.Y. Yang(KAIST), Do Young Wang(Yonsei Univ.)가 있으며, 이외에도 타 기관 소속의 한국인 주 저자는 Hae Sung Yoon(Univ. of Wisconsin Madison), Young Sup Kang(The Timken Company)가 있는 것으로 확인된다.




     


     





    기관과 키워드의 연관성 분석은 어느 기관에서 어떤 분야 연구를 주로 하는지에 대한 객관적인 자료가 될 수 있다. 논문 주 저자의 기관과 그 논문에 대한 키워드를 정리하여 기관과 키워드 간의 관계를 네트워크 시각화 한 그림은 아래 Figure 24이며, 이를 좀더 자세히 보기 위해 1이하의 연결관계를 제외한(Link Reduction 1) 한 결과는 Figure 25 에 나타내었다.





    이를 살펴보면 가장 많이 나타난 키워드는 Modelling으로 RWTH Aachen Univ. Univ. of New Hampshire, Leibniz Univ. at Hannover등에서 발표한 논문에 가장 많이 등장하고 있다. 또한 Surface Modification의 경우는 Karlsruhe Inst. of Technol., RIKEN 에서, Additive Manufacturing은 Karlsruhe Inst. of Technol., Politecnico di milano에서, 그리고 Assembly 의 경우 Hungarian Academy of Sciences, KTH Royal Institute of Techno.에서 발표한 논문에 많이 등장하고 있다. 이를 표로 정리하면 아래 Table 8과 같다.




    또한 기관으로는 Kyoto Univ.와 Karlsruhe Inst. of Technol., 그리고 Hungarian Academy of Sciences, Grenoble Alpes Univ.의 4개의 대학이 많이 등장하고 있다. 이중 Kyoto Univ.에서는 Finishing, Ultrasonic, Fluid Jet Polishing 등의 키워드가 포함된 논문이 많이 발표되었으며, Karlsruhe Inst. of Technol. 에서는 Surface Modification, Additive Manufacturing, Complementary Machining 등의 논문이, Grenoble Alpes Univ.에서는 Design, Safety, Integration 등의 논문이, 그리고, Hungarian Academy of Sciences에서는 Assembly, Planning, Optimization 등이 포함된 키워드의 논문이 많이 발표되었다. 이를 통해 어떤 기관에 어떠한 키워드의 연구가 많이 진행되고 있는지 확인할 수 있다. 2년간 주요 기관에서 발표된 논문의 키워드를 정리하면 아래 Table 9와 같다.





    2년간 국가별 논문 발표 순위는 CIRP의 2년간 국가별 논문 발표 순위를 살펴보면 독일이 71편으로 제일 많은 논문을 발표하였으며, 그 다음으로 일본이 51편, 미국이 48편, 영국과 이탈리아가 각각 20편, 프랑스와 중국이 각각 12편, 캐나다가 9편, 스웨덴이 8편, 스위스와 한국이 각각 7편의 논문을 발표하였다. 2년간 27개국에서 논문 발표에 참여하였다.


    기관별 발표 논문 수는 일본의 Univ. of Tokyo가 가장 많은 수인 13편의 논문을 발표하였으며, Karlsruhe Inst. of Technol. 에서 9편의 논문을 발표하였고, RWTH Aachen Univ. 와 Leibniz Univ. at Hannover에서 각각 7편의 논문을 발표하였다. 또한 Univ. of Nottingham과 Univ. of North Carolina at Charlotte에서 각각 6편의 논문을 발표하였다. 이외에도 FAU Erlangen Nuremberg, Keio Univ., KU Leuven, Kyoto Univ., Politecnico di Milano, TU Dortmund, TU Munich, Univ. of Bremen, Univ. of Michigan, Univ. of Padova에서 각각 5편의 논문을 발표하였다.
    한국기관에서는 2년간 울산대학교, KAIST, 서울대학교, 연세대학교에서 4개 기관에서 7편의 논문을 발표하였다. 2017년에는 4편, 2018년에는 3편의 논문이 발표되었다.


    키워드 네트워크를 살펴보면 가장 큰 그룹은 Additive Manufacturing과 Laser와 Surface Modification을 연결한 그룹이며, Assembly와 Simulation을 연결한 그룹과 Modeling을 중심으로 한 그룹들이 있다. 이 그룹들과 별도로 9개의 연결 그룹들이 있음을 알 수 있다. 논문의 총 키워드는 488개이며, Additive Manufacturing, Assembly, Modelling, Laser, Metrology, Surface Modification, Cutting, Machine Tool, Optimization, Design, Forming 이 빈도수 10 이상 나타났다
    키워드 중 "Additive Manufacturing”은 겨우 5년간 7회 정도 나왔으나, 2017년에는 8회, 2018년에는 10회가 나올 정도로 많이 다루어지는 주제로 부각되었다. 또한 “Modeling”의 경우에도 5년간 10회 정도 나온 키워드 였으나 2017년에는 8회 2018년에는 7회 정도 많이 빈도수가 상승하였다. 이외에도 “Laser, Metrology, Surface Modification, Machine Tool, Optimization, Forming”들이 새롭게 상승된 키워드로 나타났다. 이와 달리 제일 많이 언급된 키워드인 “Grinding”은 2017년에는 2회, 2018년에는 3회로 급격하게 줄어들었다. 이러한 키워드 변화는 최근에는 3D프린팅 기술이 매우 많이 발전하면서 원료를 여러 층으로 쌓거나 결합시키는 적층 가공(Additive Manufacturing)과 관련된 논문이 많이 나온 것으로 보인다. 적층 가공은 3D프린팅의 발전에 따라서 이에 관련되 연구논문이 많이 나오는 것으로 생각된다.
    2년간의 전체 연구자 네트워크를 분석해 보면, Joost Duflou(Ku Leuven)를 중심으로 Peter Groche(Tu Darmstadt), Christoph Herrmann(Tu Braunschweig), Sami Kara(Univ. of New South Wales) 등의 여러 연구자 그룹들이 연결된 모습을 볼 수 있다. 또한 연구자 네트워크 Degree Centrality는 Joost Duflou(KU Leuven) 가 제일 중심에 위치하고있으며, 그 다음 가까운 위치에 Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.), Peter Groche(TU Darmstadt), Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)가 있는 것을 확인할 수 있었다.


    2017년에는 Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)가 제일 중심에 위치하고 있으며Konrad Wegener(Eth Zurich)가 2번째 중심에 가까이 나타나고 있으며, David Bourell(Univ. of Texas at Austin), Jose Outeiro(Arts et Metiers Paristech), Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.)가 3번째 중심에 가까이 나타났다. 또한 2017년에 가장 큰 그룹은 Marion Merklein(Fau Erlangen Nuremberg)를 중심으로 한 그룹으로, 이 그룹에는Konrad Wegener(ETH Zurich)와 Jurgen Fleischer(Karlsruhe Inst. of Technol.), 그리고 Lihui Wang(KTH Royal Institute of Techno.), David Bourell(Univ. of Texas at Austin), Gideon N. Levy(TTA Techno.), Sotiris Makris(Univ. of Patras) 등이 주요한 연구자로 나타났다.
    2018년에는 Joost Duflou(KU Leuven), Xiangqian Jiang(Univ. of Huddersfield), Peter Groche(TU Darmstadt), Wim Dewulf(KU Leuven), Roberto Teti(Univ. of Naples Federico Ii)의 5명의 연구자가 가장 중심에 있으며, Jian Cao(Northwestern Univ. at Evanston)가 두번째로 가까운 곳에 있다. 이외에도 Albert Shih(Univ. of Michigan), Gisela Lanza(Karlsruhe Inst. of Technol.), Hans Christian Mohring(Univ. of Stuttgart), Nariaki Nishino(Univ. of Tokyo), Rikard Soderberg(Chalmers Univ. of Techno.), Simone Carmignato(Univ. of Padova)의 연구자가 그 다음으로 중심에 가까운 연구자로 나타났다. 또한 가장 큰 연구 그룹은 Joost Duflou(KU Leuven)와 Peter Groche(TU Darmstadt), 그리고 Wim Dewulf(KU Leuven)이 연결된 그룹으로 Jian Cao(Northwestern Univ. at Evanston), Simone Carmignato(Univ. of Padova), Enrico Savio(Univ. of Padova) 등의 연구자가 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.
    한국기관에서는 2년간 7개의 논문이 발표되었으며, 5개의 연구 그룹이 있는 것으로 확인된다. 한국인으로 논문을 발표한 저자는 Sung Tae Hong(Univ. of Ulsan), Sanguk Park(KAIST), Sung Hoon Ahn(Seoul National Univ.), D.Y. Yang(KAIST), Do Young Wang(Yonsei Univ.)가 있으며, 이외에도 타 기관 소속의 한국인 주 저자는 Hae Sung Yoon(Univ. of Wisconsin Madison), Young Sup Kang(The Timken Company)가 있는 것으로 확인된다.
    기관과 키워드의 연관성 분석은 어느 기관에서 어떤 분야 연구를 주로 하는지에 대한 객관적인 자료가 될 수 있다. 이를 살펴보면 가장 많이 나타난 키워드는 Modelling으로 RWTH Aachen Univ. Univ. of New Hampshire, Leibniz Univ. at Hannover등에서 발표한 논문에 가장 많이 등장하고 있다. 또한 Surface Modification의 경우는Karlsruhe Inst. of Technol. RIKEN 에서, Additive Manufacturing은 Karlsruhe Inst. of Technol., Politecnico di milano에서, 그리고 Assembly 의 경우 Hungarian Academy of Sciences, KTH Royal Institue of Techno.에서 발표한 논문에 많이 등장하고 있다.
    또한 기관으로는 Kyoto Univ.와 Karlsruhe Inst. of Technol., 그리고 Hungarian Academy of Sciences, Grenoble Alpes Univ.의 4개의 대학이 많이 등장하고 있다. 이중 Kyoto Univ.에서는 Finishing, Ultrasonic, Fluid Jet Polishing 등의 키워드가 포함된 논문이 많이 발표되었으며, Karlsruhe Inst. of Technol. 에서는 Surface Modification, Additive Manufacturing, Complementary Machining등의 논문이, Grenoble Alpes Univ.에서는 Design, Safety, Integration 등의 논문이, 그리고, Hungarian Academy of Sciences에서는 Assembly, Planning, Optimization 등이 포함된 키워드의 논문이 많이 발표되었다.

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    전체댓글1

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    |2019.01.03
    기관 키워드 시각화를 한눈에 볼 수 있어서 좋은 것 같습니다. 연구하시는 분들에게 아주 유용한 백데이터가 될 것 같네요.
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