Chapter 05

데이터 기반과 거버넌스

AI 과제의 일정표를 열어 보면 "데이터 정리"가 가장 길고, 가장 자주 늘어난다. 측정값 칸의 "N/A", "-", "재측정", 같은 LOT가 두 번 적재된 행, µm와 mm가 섞인 두께 열. 이 장은 공장 데이터를 AI가 먹을 수 있는 상태로 만드는 기술(품질 차원, 파이프라인, 아키텍처)과, 그 상태를 유지하는 사람의 체계(오너, 스튜어드, 데이터 계약)를 함께 다룬다.

AI가 먹을 수 없는 데이터

A사(글로벌 전자부품 제조사)의 도금 공정에서 "두께 불량 예측" 파일럿을 시작했다. 데이터 과학자는 첫 주에 MES 측정 이력, 검사 장비 결과, 생산팀 일보 엑셀을 받았다. 그리고 다음과 같은 것을 발견했다.

생산1팀_도금두께_일보_2026Q1_최종_v3(수정).xlsx — 시트 "3월"
LOT          | 일자     | 두께    | 판정 | 비고
L2-0412      | 3/4      | 11.8    | OK   |
L2-0413      | 3/4      | N/A     | OK   | 재측정 예정
L2-0414      | 3/4      | 0.0131  | OK   | 측정기 교체
L2-0414      | 3/4      | 13.1    | NG   | 재검
a2603l20415 | 04/03   | 12.7    | OK   | 해외 법인 양식

여섯 줄 안에 거의 모든 종류의 문제가 들어 있다. 두께 칸의 "N/A"는 측정을 안 했다는 뜻인지, 장비가 고장 났다는 뜻인지, 나중에 채울 예정이라는 뜻인지 알 수 없다(완전성). 0.0131은 mm로 적은 값이라 µm 기준으로 보면 1000배 작다(정확성). 같은 LOT가 두 번 있고 판정이 다르다(유일성·일관성). 날짜 "04/03"은 4월 3일인지 3월 4일인지 모르고, LOT ID 형식도 다르다(유효성). 그리고 이 파일은 월말에 한꺼번에 공유되었다(적시성).

사람은 이 표를 보고 "아, 측정기 교체해서 mm로 적었구나" 하고 넘어간다. 모델은 넘어가지 못한다. 0.0131을 진짜 두께로 학습하거나, 결측 행을 통째로 버려서 하필 문제가 있던 LOT들을 학습에서 빼 버린다. 데이터 정리 작업이 AI 과제의 가장 큰 덩어리가 되는 이유다. 그리고 그 정리를 매번 사람이 손으로 하면, 다음 과제에서 또 처음부터 다시 해야 한다.

이 장의 관점

데이터 정리를 "과제 시작 전에 한 번 하는 청소"로 보면 끝이 없다. 이 장은 정리를 파이프라인(자동화된 규칙)과 책임 체계(누가 품질을 보증하는가)로 바꾸는 방법을 다룬다. 앞 장(4장)의 용어·코드·단위 규칙이 여기서 검증 규칙으로 구현된다.

데이터 품질의 6차원

"데이터 품질이 나쁘다"는 말은 너무 넓어서 고칠 수가 없다. 품질을 나눠서 재야 개선 대상이 보인다. 데이터 관리 지식 체계인 DAMA-DMBOK(DAMA International의 Data Management Body of Knowledge)은 여러 품질 차원을 정리하고 있고, 실무에서는 다음 여섯 가지가 가장 널리 쓰인다. 데이터 품질에 관한 국제표준으로는 ISO 8000 시리즈가 있으며, 특히 기준정보(마스터 데이터)의 품질과 교환에 관한 부분이 제조·조달 분야에서 참고된다.

차원질문공장에서 보이는 모습측정 규칙 예
완전성
Completeness
있어야 할 값이 있는가?두께 칸 "N/A", 설비 ID 빈칸, 야간조 기록 누락필수 열의 비결측 비율
정확성
Accuracy
값이 현실과 맞는가?mm로 적은 µm 값, 소수점 오타, 교정 안 된 계측기물리적 허용 범위·기준값 대비 검사
일관성
Consistency
값끼리, 시스템끼리 모순이 없는가?두께는 규격 안인데 판정 NG, MES와 ERP 수량 불일치교차 검증 규칙 통과 비율
적시성
Timeliness
필요할 때 쓸 수 있는가?월말에 몰아 입력하는 일보, 하루 늦은 검사 결과발생–적재 지연이 기준(예: 24시간) 이내인 비율
유일성
Uniqueness
같은 것이 두 번 있지 않은가?재전송으로 중복된 LOT 행, 같은 고객의 레코드 3개고유 키 수 ÷ 전체 행 수
유효성
Validity
정해진 형식·코드를 따르는가?a2603l20415, "04/03", 코드 목록에 없는 불량명형식(정규식)·허용 코드 검사 통과 비율

차원별 점수는 보통 "규칙을 통과한 비율"로 계산한다. 예를 들어 완전성은 다음과 같다.

$$ Q_{\text{완전성}} = 1 - \frac{\text{결측 셀 수}}{\text{필수 셀 수}}, \qquad Q_{\text{유일성}} = \frac{\text{고유 키 수}}{\text{전체 행 수}} $$
점수 자체보다 어떤 규칙으로 쟀는지가 중요하다. 같은 테이블이라도 "필수 열"의 정의에 따라 완전성 점수가 달라진다. 규칙은 데이터 오너가 승인한다.
INTERACTIVE

데이터 품질 스코어카드 — 오류를 주입해 보자

결측형식 오류범위 이탈판정 모순적재 지연중복 행
평균 품질 점수—
가장 약한 차원—
모든 규칙 통과 행—
판정—
해볼 것: 각 오류를 5%씩만 넣어도 "모든 규칙을 통과한 행" 비율은 훨씬 크게 떨어진다. 차원별 점수가 90%대여도 행 단위로 깨끗한 데이터는 절반 남짓일 수 있다는 것이 핵심이다. 판정 기준(95% 이상 투입 가능, 85% 미만 정제 필요)은 교육용 예시다. 실제 기준은 용도에 따라 데이터 오너가 정한다.

품질은 사람이 책임진다: 오너·스튜어드·커스터디언

품질 규칙을 만들고 대시보드로 점수를 띄워도, 점수가 떨어졌을 때 누가 고치는지가 정해져 있지 않으면 아무 일도 일어나지 않는다. 흔한 실패는 데이터 품질을 IT 부서의 일로 넘기는 것이다. IT는 "두께 0.0131이 틀렸다"는 것을 알 수 없다. 그것을 아는 사람은 도금 공정 엔지니어다.

역할누가 (예)책임도금 두께 데이터에서
데이터 오너
Data Owner
해당 업무의 부서장·파트장데이터의 의미·품질 기준·접근 권한을 최종 결정하고 책임진다도금 파트장: "두께는 µm, 허용 범위 5~30, 측정 누락 시 출하 보류"
데이터 스튜어드
Data Steward
업무를 잘 아는 실무 엔지니어정의·규칙을 일상적으로 관리하고, 품질 이슈를 분류·추적한다공정 엔지니어: 규칙 위반 알림을 보고 원인 확인, 코드 추가 요청 처리
데이터 커스터디언
Data Custodian
IT·데이터 엔지니어저장·적재·백업·보안·파이프라인을 기술적으로 운영한다데이터 엔지니어: 검증 규칙 구현, 적재 지연 모니터링, 접근 통제 적용
데이터 소비자
Data Consumer
분석가, AI 과제팀, 타 부서정의에 맞게 쓰고, 이상을 발견하면 신고한다AI 과제팀: 학습 데이터 이상 발견 시 스튜어드에게 이슈 등록
"오너가 너무 바빠서요"

오너를 부서장으로 지정하면 바빠서 아무것도 못 한다는 반론이 나온다. 오너의 일은 규칙을 직접 만드는 것이 아니라 스튜어드가 올린 결정을 승인하고, 품질 문제를 자기 부서의 성과 문제로 받아들이는 것이다. 분기에 한 번, 핵심 데이터 요소의 품질 점수를 부서 KPI 회의에서 보는 것만으로도 행동이 달라진다.

데이터 계약, 리니지, 카탈로그

월요일 아침, 품질 대시보드의 불량률이 0%로 떴다. 원인을 추적해 보니 지난 금요일 MES 업그레이드 때 검사 결과 테이블의 열 이름이 DEF_CD에서 DEFECT_CODE로 바뀌었고, 대시보드 쿼리는 빈 값을 0으로 처리하고 있었다. 이 변경은 MES 담당자에게는 사소한 정리였지만, 그 열에 기대던 대시보드 3개와 AI 모델 하나를 조용히 망가뜨렸다.

원천적재·변환소비 PLC·설비 로그 MES 검사 결과DEF_CD → DEFECT_CODE 일보 엑셀(수기) 브론즈 실버 골드 품질 대시보드 ×3 불량 예측 AI 모델 월간 경영 보고 리니지가 있으면 "이 열을 바꾸면 누가 영향을 받는가"를 변경 전에 알 수 있다. 데이터 계약은 그 변경을 사전 통지·합의 대상으로 만든다.
그림 5-1. 데이터 리니지(lineage)와 상류 변경의 파급. 원천 시스템의 열 이름 하나가 바뀌면 하류의 여러 소비자가 동시에 깨진다. 빨간 점선이 영향을 받은 경로다.

리니지(data lineage)는 데이터가 어디서 와서 어떤 변환을 거쳐 어디로 가는지의 계보다. 데이터 카탈로그(data catalog)는 회사에 어떤 데이터가 있고, 무슨 뜻이며, 누가 오너이고, 품질은 어떤지, 어떻게 접근하는지를 찾아볼 수 있는 목록이다. 둘이 있으면 "그 데이터 어디 있어요?"라는 메일과 "이거 바꿔도 돼요?"라는 회의가 줄어든다.

데이터 계약(data contract)은 데이터를 만드는 쪽(생산자)과 쓰는 쪽(소비자) 사이의 명시적 약속이다. 스키마(열 이름·형식), 의미(단위·코드 체계), 품질 기준, 제공 주기, 그리고 변경 시 사전 통지 절차를 적는다. 법적 계약서가 아니라 기계가 검사할 수 있는 형식(YAML 등)으로 쓰고, 파이프라인이 매번 자동으로 검증하는 것이 요점이다.

data-contract: plating_thickness_measure · v1.2 · 생산자: 도금 파트(MES) · 소비자: 품질 분석, 불량 예측 모델
owner: 도금 파트장 steward: 도금 공정 엔지니어 schema: lot_id: string required pattern: ^A\d{4}-L\d-\d{4}$ eqp_id: string required ref: 설비 마스터 measured_at: datetime required format: ISO 8601 (+09:00) thk_um: decimal required unit: µm range: [5, 30] judge: enum required values: [OK, NG] quality: completeness(thk_um) >= 99% uniqueness(lot_id, measured_at) = 100% freshness: 측정 후 1시간 이내 적재 change_policy: 열 추가는 통지, 열 이름·형식·단위 변경은 2주 전 합의
작게 시작하는 법

모든 테이블에 계약을 쓰려 하지 말고, AI 모델이나 경영 보고에 쓰이는 핵심 데이터 요소(CDE, Critical Data Element) 20~30개부터 시작한다. 계약에 적힌 규칙은 곧바로 위의 스코어카드 같은 품질 점검의 입력이 된다.

레이크·웨어하우스·레이크하우스와 메달리온 계층

데이터를 어디에 어떻게 모으느냐에 대해서는 세 가지 이름이 자주 등장한다. 제품 이름이 아니라 설계 패턴의 이름이라는 점을 기억하자.

WAREHOUSE

데이터 웨어하우스

정제·통합된 정형 데이터를 미리 정한 스키마로 저장. 보고·BI에 강하다. 원본 그대로의 로그·문서·이미지를 담기는 어렵다.

LAKE

데이터 레이크

원본을 형식에 상관없이 일단 저장(설비 로그, 이미지, 문서). 유연하지만 관리하지 않으면 아무도 못 찾는 "데이터 늪"이 된다.

LAKEHOUSE

레이크하우스

레이크의 저렴하고 유연한 저장 위에 웨어하우스의 테이블 관리·트랜잭션·스키마 기능을 얹은 구조. 분석과 AI 학습을 한 곳에서.

어떤 저장 구조를 쓰든, 데이터를 정제 단계에 따라 층으로 나누는 메달리온 아키텍처(medallion architecture)가 실무에서 널리 쓰인다. 브론즈–실버–골드의 세 층이다.

원천 MES CSVAOI 내보내기일보 엑셀설비 로그 브론즈 원본 그대로 적재+ 출처·적재 시각변형 금지재처리의 출발점 실버 형식·단위·코드 표준화중복 제거, 검증원천 간 조인"믿을 수 있는 사실" 골드 업무 목적별 집계KPI, 대시보드AI 학습용 피처비즈니스 규칙 적용 주인: 플랫폼(커스터디언) 규칙: 스튜어드 정의: 오너·소비자 층이 올라갈수록 행 수는 줄고, 의미와 신뢰는 커진다
그림 5-2. 메달리온 아키텍처. 브론즈는 원본 보존, 실버는 표준화·검증·통합, 골드는 업무 목적별 집계다. 각 층에서 무엇을 책임지는지가 다르다는 점이 중요하다.

아래 실습에서 세 원천(MES CSV, AOI 검사 장비 내보내기, 생산팀 일보 엑셀)의 실제 같은 행들이 층을 하나씩 올라가며 어떻게 바뀌는지 확인해 보자. 특히 골드 단계에서 "AOI와 수기 기록을 합칠 것인가"라는 질문은 기술이 아니라 업무 규칙이라는 점에 주목하자.

INTERACTIVE

메달리온 파이프라인 단계별 변환

단계

초록 칸은 이전 단계에서 바뀐 값, 빨간 칸은 문제가 있는 원본 값, 취소선은 제거된 행이다.

테이블 수—
행 수—
정준 코드 적용—
쓸 수 있는 사람—
해볼 것: 골드 단계에서 "합산"을 켜고 끄며 LOT A2603-L2-0414의 결함 수가 바뀌는 것을 보라. AOI가 찾은 결함을 작업자가 일보에 또 적었다면 합산은 이중 집계다. 반대로 AOI가 놓친 것을 작업자가 찾았다면 합산이 맞다. 이 규칙은 데이터 엔지니어가 아니라 품질 데이터 오너가 정하고, 계약과 카탈로그에 기록해야 한다.

중앙 집중에서 도메인 소유로: 데이터 메시

전사 데이터 플랫폼 팀이 모든 원천의 정제를 도맡는 구조는 처음에는 빠르지만 곧 병목이 된다. 플랫폼 팀은 도금 두께가 µm인지, 프레스 비가동 사유 코드 17번이 무엇인지 모른다. 요청이 쌓이고, 현업은 기다리다 지쳐 다시 엑셀로 돌아간다.

데이터 메시(data mesh)는 2019년경 Zhamak Dehghani가 제안한 개념으로, 데이터에 대한 책임을 그 데이터를 가장 잘 아는 업무 도메인에 두자는 조직·아키텍처 원칙이다. 흔히 네 가지 원칙으로 요약된다.

01

도메인 소유

도금 데이터는 도금 파트가, 설비 보전 데이터는 보전 팀이 소유하고 품질을 책임진다.

02

제품으로서의 데이터

데이터를 남이 쓰기 좋게 만든 "제품"으로 다룬다. 설명서(카탈로그), 품질 약속(계약), 담당자가 있다.

03

셀프서비스 플랫폼

중앙 팀은 정제를 대신하지 않고, 도메인이 스스로 파이프라인·품질 점검을 만들 수 있는 도구를 제공한다.

04

연합형 거버넌스

공통 규칙(ID 체계, 보안 등급, 용어 사전, 상호 운용 표준)은 함께 정하고 플랫폼이 자동으로 강제한다.

중앙 집중형 중앙 데이터팀 도금프레스품질보전 모든 요청이 한 팀을 통과 → 대기열 데이터 메시 셀프서비스 플랫폼 + 연합 거버넌스 규칙 도금 도메인두께 데이터 제품 프레스 도메인타수·금형 제품 품질 도메인불량 이벤트 제품 보전 도메인고장 이력 제품
그림 5-3. 중앙 집중형과 데이터 메시. 메시에서 도메인은 서로의 "데이터 제품"을 직접 소비하고, 공통 규칙은 플랫폼이 강제한다.

대기업 제조사에서 순수한 메시를 그대로 적용하는 경우는 드물다. 현실적인 형태는 중앙 플랫폼 + 핵심 도메인 몇 곳의 데이터 제품화다. 품질·보전처럼 AI 과제 수요가 많은 도메인부터 오너와 스튜어드를 세우고, 그 도메인이 자기 골드 테이블을 책임지게 한다. 조직 운영 모델에 대해서는 13장에서 더 다룬다.

데이터 품질이 AI 성능에 미치는 영향

품질 투자를 설득할 때 가장 자주 듣는 질문은 "모델이 좋으면 데이터가 좀 지저분해도 되지 않나?"다. 답은 "어떤 오류냐에 따라 다르다"이다. 특히 지도 학습 모델에서 라벨(정답 표시)의 오류는 직접적인 영향을 준다. 공장에서 라벨 오류는 두 가지 얼굴로 나타난다.

INTERACTIVE

라벨 오류 → 모델 성능 실험

오류 종류
단순 모델(로지스틱 회귀) 정확도외우는 모델(1-최근접 이웃) 정확도단순 모델의 불량 재현율(점선)
단순 모델 정확도—
외우는 모델 정확도—
불량 재현율—
뒤집힌 라벨—
왼쪽: 학습 데이터(가로·세로축은 두 공정 변수를 표준화한 값). 채운 점은 라벨, 노란 고리는 라벨이 뒤집힌 점, 실선은 오류 라벨로 학습한 경계, 점선은 깨끗한 라벨로 학습한 경계. 오른쪽: 깨끗한 시험 데이터에서 측정한 성능(오류율별 5회 평균). 무작위 오류에서는 단순 모델이 꽤 버티지만, 체계적 오류에서는 정확도보다 불량 재현율이 먼저 무너진다. 불량 비율 40%의 교육용 합성 데이터다.

실험이 보여 주는 교훈은 세 가지다. 첫째, 라벨 오류는 데이터 양으로 완전히 상쇄되지 않는다. 특히 체계적 오류는 데이터를 늘려도 편향이 그대로 남는다. 둘째, 복잡한(외우는) 모델일수록 잘못된 라벨까지 외워 무작위 오류에 더 민감하다. 셋째, 정확도 하나만 보면 체계적 오류를 놓친다. 불량 재현율처럼 업무에 의미 있는 지표를 함께 봐야 한다. 이 지표 선택은 11장의 오탐·미탐 비용 논의로 이어진다.

AI-ready data 체크리스트

AI 과제를 시작하기 전에 대상 데이터에 대해 아래 질문에 "예"라고 답할 수 있는지 확인하자. 절반 이상이 "아니오"라면, 모델보다 데이터 기반 작업을 먼저 과제 범위에 넣는 것이 정직한 계획이다.

핵심 정리

  1. 데이터 품질은 완전성·정확성·일관성·적시성·유일성·유효성의 6차원으로 나눠 "규칙 통과 비율"로 잰다. DAMA-DMBOK과 ISO 8000 시리즈가 참고 틀이다.
  2. 차원별 점수가 높아도 모든 규칙을 통과하는 행의 비율은 훨씬 낮을 수 있다. 오류는 행 단위로 누적된다.
  3. 품질의 책임은 IT가 아니라 업무에 있다. 오너는 기준을 결정하고, 스튜어드는 일상 관리하며, 커스터디언은 기술적으로 운영한다.
  4. 데이터 계약은 스키마·의미·품질·주기·변경 정책을 기계가 검사할 수 있게 적은 약속이다. 리니지와 카탈로그가 있으면 변경 영향을 미리 안다.
  5. 메달리온 아키텍처: 브론즈는 원본 보존, 실버는 표준화·검증·통합, 골드는 업무 목적별 집계. 골드의 집계 규칙은 업무 오너가 정한다.
  6. 데이터 메시는 도메인 소유·제품으로서의 데이터·셀프서비스 플랫폼·연합형 거버넌스의 네 원칙이다. 현실에서는 중앙 플랫폼 + 핵심 도메인 제품화로 시작한다.
  7. 라벨의 체계적 오류는 데이터를 늘려도 사라지지 않고, 정확도보다 불량 재현율을 먼저 무너뜨린다. 업무 지표로 평가해야 한다.

확인 퀴즈

1. MES에서 통신 재시도 때문에 같은 LOT의 측정 행이 두 번 적재되었다. 이 문제가 가장 직접적으로 해치는 품질 차원은?

같은 대상이 두 번 존재하는 것은 유일성 문제다. 중복 행은 평균·건수 집계를 부풀리고, 학습 데이터에서 특정 사례의 가중치를 왜곡한다. 실버 층에서 (LOT, 측정 시각) 같은 자연 키로 중복을 제거하는 규칙을 둔다.

2. "도금 두께는 µm로 저장하고, 허용 범위는 5~30이며, 측정 누락 시 출하를 보류한다"는 기준을 최종 결정하고 책임지는 역할은?

데이터의 의미와 품질 기준은 업무를 책임지는 오너가 결정한다. 스튜어드는 이를 일상적으로 관리하고, 커스터디언은 그 규칙을 파이프라인에 구현·운영한다. IT가 업무 기준을 정하게 하면 "0.0131이 틀렸다"는 것을 아무도 판단하지 못한다.

3. 메달리온 아키텍처의 브론즈 층에 대한 설명으로 옳은 것은?

브론즈는 "재처리의 출발점"이다. 원본을 지우거나 고쳐서 넣으면, 나중에 정제 규칙이 틀렸음을 알았을 때 되돌릴 수 없다. 정제는 실버, 업무 목적의 집계는 골드에서 한다.

4. 데이터 계약(data contract)에 들어가기에 가장 거리가 먼 것은?

데이터 계약은 생산자와 소비자 사이의 데이터 자체에 대한 약속(스키마, 의미, 품질, 주기, 변경 정책, 오너)이다. 모델의 내부 설정은 소비자 쪽의 일이다.

5. 검사 장비가 특정 유형의 불량을 계속 놓쳐, 불량 일부가 "양품"으로 라벨링된 데이터로 모델을 학습했다. 가장 가능성 높은 결과는?

방향성이 있는(체계적) 라벨 오류는 모델이 그 편향을 그대로 배운다. 양품이 다수인 데이터에서는 정확도가 여전히 높아 보이므로, 불량 재현율 같은 업무 지표를 따로 봐야 한다. 데이터 양을 늘려도 같은 편향이 반복될 뿐이다.

6. 데이터 메시의 네 가지 원칙에 해당하지 않는 것은?

데이터 메시는 중앙 팀 병목을 해소하기 위해 책임을 도메인으로 분산하는 접근이다. 네 원칙은 도메인 소유, 제품으로서의 데이터, 셀프서비스 플랫폼, 연합형(계산 가능한) 거버넌스다.