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# 예지보전 MLOps 핸즈온

> **최종 업데이트**: 2026-03-27 | **대상**: Databricks Lakehouse 기반 MLOps 구축을 위한 실전 가이드

> **전체 노트북 코드**: [GitHub — notebooks/](https://github.com/SimyungYang/databricks-enablement-blog/tree/main/hands-on/predictive-maintenance/notebooks)

***

## MLOps 개요

### MLOps란?

MLOps(Machine Learning Operations)는 ML 모델의 **개발 → 배포 → 운영 → 모니터링** 을 자동화하는 엔지니어링 프랙티스입니다. 데이터 사이언스와 운영(Ops)을 연결하여, 모델이 실험실을 벗어나 실제 비즈니스 가치를 창출하도록 합니다.

### 왜 MLOps가 필요한가?

* **재현성**: 동일한 데이터와 코드로 동일한 결과를 보장
* **자동화**: 수동 작업을 줄이고 반복 가능한 파이프라인 구축
* **거버넌스**: 모델의 계보(Lineage), 버전, 접근 권한을 중앙에서 관리
* **모니터링**: 운영 중 모델 성능 저하(Data Drift, Concept Drift)를 자동 탐지

### Databricks MLOps 아키텍처

<Steps>
  <Step title="데이터 수집">
    **정형 데이터** (AI4I 2020 센서 데이터) + **비정형 데이터** (MVTec AD 이미지)를 Unity Catalog에 적재
  </Step>

  <Step title="Feature Engineering">
    정형: Spark/Pandas로 피처 생성 → 비정형: Anomalib으로 이미지 전처리
  </Step>

  <Step title="모델 학습">
    정형: **XGBoost** + SHAP 해석 → 비정형: **PatchCore** 이상탐지. MLflow가 실험/메트릭 자동 추적
  </Step>

  <Step title="모델 등록">
    **UC Model Registry**에 등록 → Champion/Challenger 에일리어스로 버전 관리
  </Step>

  <Step title="배포 & 서빙">
    **Batch Predict** (일 4회) + **Model Serving** (실시간) 동시 운영
  </Step>

  <Step title="모니터링 & 재학습">
    **Lakehouse Monitor**가 드리프트 탐지 → **MLOps Agent + Workflows**가 주 1회 자동 재학습
  </Step>
</Steps>

> **MLflow Tracking**이 전 과정의 실험/메트릭/모델을 자동 기록하며, **Unity Catalog**가 데이터 거버넌스와 계보를 관리합니다.

### 핵심 Databricks 기능 매핑

| 기능 영역  | Databricks 서비스                     | 역할                                |
| ------ | ---------------------------------- | --------------------------------- |
| 데이터 관리 | Delta Lake, Unity Catalog, Volumes | ACID 트랜잭션, 거버넌스, 비정형 데이터          |
| 실험 추적  | MLflow Tracking, Autolog           | 파라미터/메트릭/아티팩트 자동 기록               |
| 모델 관리  | UC Model Registry                  | 버전 관리, Alias(Champion/Challenger) |
| 추론     | PySpark UDF, Model Serving         | 배치/실시간 예측                         |
| 모니터링   | Lakehouse Monitoring               | 데이터 드리프트, 성능 추적                   |
| 자동화    | Workflows, AI Agent                | 파이프라인 스케줄링, 자동 오케스트레이션            |

***

## 전체 파이프라인 흐름

### End-to-End 데이터 흐름

<Steps>
  <Step title="00. 팀 협업 가이드">
    워크스페이스/클러스터/데이터 충돌 방지 — MLflow 실험 관리, Git 협업
  </Step>

  <Step title="01. 데이터 수집">
    정형 데이터(AI4I 2020 센서) + 비정형 데이터(MVTec AD 이미지)를 Unity Catalog에 적재
  </Step>

  <Step title="02. 피처 엔지니어링">
    Delta Lake 테이블 저장 — Unity Catalog 계보 추적
  </Step>

  <Step title="03. 모델 학습">
    XGBoost / LightGBM / CatBoost / Stacking — MLflow 실험 추적 (Autolog, SHAP, HPO)
  </Step>

  <Step title="04. 모델 등록">
    UC Model Registry에 등록 — Challenger 에일리어스 부여
  </Step>

  <Step title="05. 챌린저 검증">
    4단계 검증 (문서화/추론/성능/KPI) — 통과 시 Champion 승급
  </Step>

  <Step title="06. 배치 추론">
    PySpark UDF 분산 추론 (일 4회 자동 실행) — 결과 Delta Lake 저장
  </Step>

  <Step title="08. 모니터링">
    Lakehouse Monitoring — PSI 드리프트 탐지, 성능 저하 시 알림
  </Step>

  <Step title="09. MLOps Agent">
    자동 오케스트레이션 — 드리프트 탐지 → 재학습 트리거
  </Step>

  <Step title="10. Job 스케줄링">
    Databricks Workflows — 운영/개발 환경 분리
  </Step>
</Steps>

### ML 심화 가이드

핸즈온 파이프라인과 별도로, ML 알고리즘의 원리와 최신 기법을 깊이 있게 다루는 심화 가이드를 제공합니다.

| 문서                                          | 내용                                                                                |
| ------------------------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------- |
| [ML 트렌드 & 최신 기법](ml-advanced/ml-trends)     | 알고리즘 진화, AutoML, 앙상블, Feature Selection, 비정형 이상탐지, MLOps 자동화                      |
| [재학습 전략](ml-advanced/retraining-strategies) | 드리프트 탐지, Full/Incremental/Continual/Online Learning, Active Learning, RL 기반 자동 전략 |

### 비정형 데이터 흐름 (병렬)

<Steps>
  <Step title="이미지 데이터 적재">
    UC Volumes에 이미지 데이터 저장
  </Step>

  <Step title="07. Anomalib PatchCore 학습">
    GPU Cluster에서 학습 — MLflow 아티팩트 추적
  </Step>

  <Step title="UC Model Registry 등록">
    정형 모델과 동일한 거버넌스 체계로 관리
  </Step>
</Steps>

> **참고**
> 정형 모델과 비정형 모델이 **동일한 Unity Catalog** 내에서 관리되므로, 향후 두 모델의 예측을 결합한 **복합 판단 시스템(Compound AI System)** 으로 확장할 수 있습니다.

***

## 참고 문서

### Databricks 공식 문서

| 주제                           | 링크                                                                                                                                               |
| ---------------------------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ |
| MLflow Experiment Tracking   | [docs.databricks.com/mlflow/tracking](https://docs.databricks.com/en/mlflow/tracking-and-model-registry.html)                                    |
| Unity Catalog Model Registry | [docs.databricks.com/machine-learning/manage-model-lifecycle](https://docs.databricks.com/en/machine-learning/manage-model-lifecycle/index.html) |
| Lakehouse Monitoring         | [docs.databricks.com/lakehouse-monitoring](https://docs.databricks.com/en/lakehouse-monitoring/index.html)                                       |
| Databricks AutoML            | [docs.databricks.com/machine-learning/automl](https://docs.databricks.com/en/machine-learning/automl/index.html)                                 |
| Feature Engineering          | [docs.databricks.com/machine-learning/feature-store](https://docs.databricks.com/en/machine-learning/feature-store/index.html)                   |
| Model Serving                | [docs.databricks.com/machine-learning/model-serving](https://docs.databricks.com/en/machine-learning/model-serving/index.html)                   |
| Databricks Workflows         | [docs.databricks.com/workflows](https://docs.databricks.com/en/workflows/index.html)                                                             |
| AI Agent Framework           | [docs.databricks.com/generative-ai/agent-framework](https://docs.databricks.com/en/generative-ai/agent-framework/index.html)                     |

### 외부 참고 자료

| 주제                       | 링크                                                                                 |
| ------------------------ | ---------------------------------------------------------------------------------- |
| MLflow 공식 문서             | [mlflow.org/docs/latest](https://mlflow.org/docs/latest/index.html)                |
| XGBoost 문서               | [xgboost.readthedocs.io](https://xgboost.readthedocs.io/)                          |
| Anomalib (이상탐지)          | [github.com/openvinotoolkit/anomalib](https://github.com/openvinotoolkit/anomalib) |
| SHAP (모델 해석)             | [shap.readthedocs.io](https://shap.readthedocs.io/)                                |
| Optuna (HPO)             | [optuna.readthedocs.io](https://optuna.readthedocs.io/)                            |
| imbalanced-learn (SMOTE) | [imbalanced-learn.org](https://imbalanced-learn.org/)                              |
