빅데이터 분석에 의한 요율산정 방법 비교 : 실손의료보험 적용 사례

이항석 보험연구원 2018 연구보고서 Vol.2018 No.16

Ⅰ. 서론 ■ 빅데이터 시대에 발맞춰 외국보험회사들이 빅데이터기법을 도입하고 있음 ○ 기존의 전통적인 요율산정기법에서 교호작용을 고려하지 않아 요율산정에 왜곡을 가져올 수 있으나, Multivariate Method가 단점을 보완함 - 요율산정의 Multivariate Method로 일반화선형모형이 최근에 널리 이용되고 있으며 본 연구에서는 일반화선형모형, 일반화 혼합선형모형, 의사결정나무, MARS 그리고 신경망모형을 통하여 실손의료보험 데이터를 분석함 ■ 실손의료보험은 국민 60% 이상이 가입한 상품임에도 불구하고 손해율은 여전히 100%를 상회하고 있음 ○ 국민복지에 지속적인 순기능을 위해 현행되고 있는 단일보험료체계가 아닌 세분화된 요율산정의 필요성이 대두됨 ■ 최근에는 실손의료보험에 대한 다양한 요율 산출 연구가 진행되고 있음 ○ 역선택과 관련된 선행연구로 - 김대환·이봉주(2013)는 국내 실손의료보험시장에 역선택이 존재한다는 점을 확인하였고, - 이경아·이항석(2016)은 역선택의 원인을 계약자별 편차가 큰 위험특성으로 주장하며 이에 대한 해결책으로 과거 보험금 정보인 경험자료를 활용한 보험료 차등화를 제안함 ○ 과거실적을 반영한 요율 산출 방법에 대한 선행연구로 이항석·이수빈·백혜연(2017)은 신뢰도기법을 반영하여 보험료를 산정함 Ⅱ. GLM 빈도 심도 분석 ■ 일반화선형모형은 보험자료의 흔한 특성인 비정규성의 특성에 맞는 방법론임 ○ GLM은 선형모형의 확장된 모델로 정규성과 등분산을 만족하지 않아도 되어 포괄적인 적용이 가능함 - 선형모형의 가정과는 다르게 반응변수는 정규분포를 따르지 않아도 되고 오차항의 등분산성을 상정하지 않아도 됨 ○ 반응변수의 분포를 지수족(Exponential family)으로 가정함 - 지수족에는 포아송분포, 감마분포, 이항분포 등이 있으며 이는 보험데이터에 적합한 분포임 ○ 로그 연결함수를 이용하면 승법성이(Multiplicativity) 성립하여 상대도(Relativity)에 적용하기에 용이함 - ln(μ) = β₀+x₁β₁ ⇒ μ = e^{β₀+x₁β₁} ■ GLM을 활용한 빈도 분석 ○ 보험사고건수는 포아송분포를 가정함 - 사고건수는 이산형변수이므로 이를 반응변수로 갖는 포아송분포가 적합함 ■ GLM을 활용한 심도 분석 ○ 보험사고금액은 0이상인 데이터를 반응변수로 하는 감마분포를 가정함 ○ 위험에 노출된 정도가 다를 때, 즉 익스포져(Exposure)가 다를 때 오프셋(offsets)을 사용하여 보정함 - 보험금은 가입금액에 따라 최대로 받을 수 있는 보험금이 달라지므로 오프셋항을 활용함 Ⅲ. GLMM을 이용한 할인할증제도 적용 방법 ■ 일반화 혼합선형모형(GLMM)을 이용해 할인할증제도를 적용함 ○ GLMM 방법은 GLM에서 고정효과(Fixed Effect)로 가정하고 계약자들의 실적변수들의 계수는 임의효과(Random Effect)로 가정하여 계약자에게 발생한 보험사고 간의 상관관계를 모형화한 것임 ○ 할인할증제도는 최적의 방법론이라기보다는 주로 해외 선진국에서 사회적으로 수용 가능한 형태로 도입되어 옴 - 이미 2017년 4월부터 판매되고 있는 국내 실손의료보험 상품에 대해서는 2년 무사고자에게 보험료를 10% 할인해주는 할인할증제도를 적용하고 있음 - AIA, AXA, BUPA와 같은 해외보험사들은 무청구 이력을 바탕으로 할인할증제도를 운영함 ■ 무사고 누적연수를 바탕으로 할인할증제도 실증분석 ○ -1/Top scale 형태의 할인할증제도로 실증분석결과 무사고 누적연수가 0년인 계약자보다 4년 이상인 계약자가 61% 할인을 받음 Ⅳ. 의사결정나무와 MARS ■ CART 방법론은 의사결정나무 중에 가장 널리 쓰이는 방법론으로 Breiman et al.(1984)이 개발함 ○ 출력변수가 연속형인지 범주형인지에 따라서 회귀나무와 분류나무로 나뉠 수 있는데 본 연구에서는 회귀나무로 분석함 ○ 이진분리(Binary split)로 해석성은 좋으나 예측력이 떨어지는 단점이 있음 - 또한 가장 설명력이 있는 변수에 대하여 최초로 분리가 일어나는 특징을 가지므로 요율산정에 있어서 주요변수가 무엇인지 파악 가능함 - complexity parameter(cp)를 통하여 나무크기 조절이 가능한데 cp가 클수록 나무형태가 작아짐 ■ CART 분석결과 직전연도 발생건수가 최초 분리변수로 사용되었으며, 나머지 변수들도 중요도 순으로 분리변수로 선택됨 ○ 분리변수의 중요도 순은 GLM 분석의 p-value 작은 순과 일치함 - GLM 분석에서 p-value 값은 작을수록 유의한 변수라고 해석될 수 있음 ■ MARS는 입력변수가 많은 고차원 회귀문제에 적합한 알고리즘으로 Friedman(1991)이 제안함 ○ 기저함수(basis function)로 데이터 자체(X_j)가 아닌 변형된 형태((X_j+t)₊)로 입력됨 - 전통적 선형회귀와 같이 오차제곱합을 최소화시키는 β_m 계수들을 추정함 - 기저함수는 전진 선택법을 사용하여 선택되어, 먼저 B₀(X)=1을 모형에 투입하고 오차제곱합을 최소화하는 변수와 매듭점을 찾고 기저함수쌍을 모형에 추가 - 그 후 과대적합(Overfitting)을 막기 위해 후진 소거법으로 설명력이 없는 기저들을 제거함 ■ GLM 옵션이 있는 MARS 분석 ○ GLM 옵션에서 링크함수를 로그로 지정하면 빈도나 심도가 반응변수가 음수 값을 갖는 것을 방지함 Ⅴ. 앙상블기법과 신경망모형 ■ 신경망모형은 복잡한 구조를 가진 데이터의 예측 문제를 해결하는 비선형 모형화 방법이며 본문에서는 가장 간단한 신경망모형을 통해서 신경망모형의 구조를 살펴봄 ○ 입력변수의 선형결합에 비선형 함수를 취하는 사영추적회귀(Projection Pursuit Regression)임 - 입력층에서 은닉층으로 시그모이드 함수를 사용한 선형결합이 이루어지고, 은닉층에서 출력층으로 비선형결합이 이루어짐 ■ 은닉층이 다층인 신경망모형을 다차원 신경망모형, 즉 딥러닝이라고 칭함 ○ 가중치가 많아 해석하는데 어려움이 있음 ■ 신경망모형을 이용한 보험료 차등화 ○ 신경망모형을 이용한 빈도와 심도 모형은 MAE(Mean Sbsolute Error) 지표를 기준으로 보았을 때 대체로 우수한 편이나 입력변수에 영향을 많이 받음 - 빈도 모형의 경우 신경망모형이 가장 우수하였으나 그 해석이 어려움 - 빈도는 0 근처의 값이 대부분이므로 입력변수를 데이터와 똑같이 삽입하는 반면 심도는 입력변수가 크기 때문에 정규화하여 모델링함 Ⅵ. 시사점 및 결론 ■ 모델 비교 ○ MAE(Mean Absolute Error)지표를 바탕으로 5-묶음 교차검증을 각 방법론별로 실시함 - 그 결과, 빈도 모형에서는 신경망모형이 가장 우수하고 GLM과 같은 통계적인 기법보다 머신러닝기법 사용 시 오차가 감소함 - 심도 모형은 로그를 연결함수로 사용한 모형들이 오차가 작게 평가됨 ■ 상황별 제한점 ○ GLM 모형과 같은 통계 모형은 추정한 계수를 해석하기 편한 장점이 있는 반면 빈도 모형에서는 낮은 예측력을 보임 ○ GLMM은 Random Effect를 고려할 수 있는 장점이 있으며 할인할증제도 모델링에 응용 가능함 ○ CART는 이진분리로 해석하기 용이하나 예측력이 다른 모델에 비해 좋지 않음. 이를 보완하기 위해 앙상블기법이 쓰임 ○ 앙상블기법에는 배깅, 부스팅, 랜덤 포레스트 등이 있는데 부스팅같은 경우 해석력이 부족하고 이상치(Outlier)에 민감함 - 배깅이나 랜덤 포레스트의 경우 복원추출 시 일부 관측치들은 훈련자료에서 빠질 수도 있음 ○ 신경망모형 및 딥러닝은 빈도 모형에서 예측력은 좋으나 은닉층에 노드가 많을 때에는 해석하기 쉽지 않은 편임 Many insurance companies use data mining techniques to find insights hidden in their data. In this study, a ratemaking of the private health insurance is carried out through various supervised learning. In the case of private health insurance, although it is necessary to calculate a more detailed rate to prevent adverse selection, various ratemaking methods have not yet been applied in practice. Currently, rating variables of private health insurance are genders, ages and class rates. In spite of the heterogeneous risk characteristics of private health insurance, the use of only restrictive rating variables can lead to sustained loss ratios and a reduction in the private health insurance market by intensifying adverse selection. Therefore, it is necessary to consider introducing the policyholder's performance as a rate variable, which can better explain the risk characteristics of each policyholder. In order to overcome the shortcomings of one-way classification, ratemaking approach using multivariate method such as generalized linear model (GLM) is used. Furthermore, we apply machine learning techniques such as decision trees, ensemble models, MARS and neural network models to ratemaking in this study. We implement through R programming so that insurance practitioners and researchers can try machine learning algorithms.

2차원 이항모형에서 변액연금의 최저보증비용 가치평가

이항석,최지선,이가은 한국보험학회 2023 保險學會誌 Vol.136 No.-

IFRS17 도입으로 부채평가 시 변액연금에 내재되어 있는 보증옵션의 현금흐름 반영이 요구되고 있다. 본 논문에서는 새롭게 제안하는 2차원 이항모형을 적용하여 변액연금 GMAB의 최저보증금액을 계산한다. 이 모형은 매 구간에 달라지는 이자율을 반영하여 거시충격 등을 반영할 수 있는 장점이 있다. 펀드 변동성과 이자율 변화에 따라 최저보증비용의 민감도를 분석한 결과, 펀드의 변동성이 커질수록, 수익률 곡선 이동 폭이 감소할수록 최저보증비용이 증가한다. 보험료 납입방법에 따른 최저보증비용을 분석한 결과, 일시납에 비해 연납은 최저보증비용이 작게 발생하였다. 본 연구에서 제안한 이차원 모형을 적용한 최저보증 리스크 분석은 펀드 변동성, 이자율 변화 및 보험료 납입방법에 따른 최저보증비용의 민감도를 이해함으로써 보험사의 가치평가와 효율적인 위험관리에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다. With the adoption of IFRS17, it is required to reflect the cash flow of the guarantee option inherent in variable annuities when evaluating liabilities. In this paper, the minimum guarantee fee and minimum guarantee amount of variable annuity GMAB are calculated by applying two-dimensional binomial model. This model has the advantage of incorporating changing interest rates at each interval, allowing for the consideration of macroeconomic shocks. Analyzing the sensitivity of the minimum guarantee fees and minimum guaranteed amounts to changes in interest rates and fund volatility, we found that the minimum guarantee fees increase as the fund volatility increases and the interest curve shift decreases. As a result of analyzing the minimum guarantee fee according to the insurance premium payment method, the minimum guarantee fee was smaller for the annual payment compared to the lump sum payment. The application of the proposed two-dimensional binomial model in this study is expected to assist insurance companies in their valuation and efficient risk management by enhancing their understanding of the sensitivity of minimum guarantee fees to fund volatility, interest curve shifts, and premium payment methods.

러시아 소설이론의 형성과 전개

이항재 한국러시아문학회 2002 러시아어문학 연구논집 Vol.11 No.-

The formation and development of theory of novel in RussiaLee, Hang Jae

블록체인 활용에 대한 테크노스트레스가 기술수용모델(TAM)에 미치는 영향

이항,김준환 중소기업융합학회 2019 융합정보논문지 Vol.9 No.8

The purpose of this study is to empirically analyze the moderating effect of psychological empowerment on the relationship between technostress, the technology acceptance model, and the continuance intention of use. The results of the analyses are as follows: First, IT corporation workers’ technostress had a negative effect on perceived ease of use and perceived usefulness. Second, psychological empowerment was found to regulate the relationship between technostress and the technology acceptance model. Third, the perceived ease of use of IT corporation workers had a significant positive effect on the continuance intention of use, and the perceived usefulness had a positive effect on the continuance intention of use. These findings imply that training and education should be continuously conducted to improve psychological empowerment as well as manage technostress. 본 연구는 기술수용모델(TAM, Technology Acceptance Model)을 기반으로 IT기업 종사자의 테크노스트레스와 기술수용자간의 수용행동을 분석하고, 이에 대한 수용자의 지속적 사용의도를 파악하여 각 변인들 간의 관계를 분석하는 데 연구의 목적이 있다. 구조방정식으로 분석한 결과는 다음과 같다. 첫째, IT기업 종사자의 테크노스트레스는 지각된 사용 용이성과 지각된 유용성에 부(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 심리적 임파워먼트는 테크노스트레스와 기술수용 모델간의 관계에 대하여 유의한 조절효과를 보였다. 셋째, IT기업 종사자의 지각된 사용 용이성은 지속적 사용의도에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났고, 지각된 유용성도 지속적 사용의도에 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 테크노스트레스를 관리하는 것뿐만 아니라 심리적 임파워먼트를 향상시키고 이를 위한 훈련과 교육이 지속적으로 이루어져야 함을 시사하고 있다.

등가연속체 BEAM-ROD모델을 이용한 항공기 날개의 공력탄성해석

이항,이우식 한국항공우주학회 1993 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.- No.-

논문발표 D1.2 : 정보기술과 ERP : 성공적인 전사적 통합시스템 구축을 위한 방안

이항,서의호,서창교 한국정보시스템학회 1997 한국정보시스템학회 추계 학술발표논문집 Vol.1997 No.-

초음파 미세구멍 관통가공에서 왁스 코팅을 이용한 출구크랙 방지에 관한 연구

이항,고태조,백대균 한국기계가공학회 2015 한국기계가공학회지 Vol.14 No.3

Ultrasonic machining (USM) does not involve heating or any electrochemical effects, and subsequently causes low surface damage, has small residual stress, and does not rely on the conductivity of the workpiece. These characteristics are suitable for the machining of brittle materials, such as glass or ceramics. However, USM for brittle materials generates cracks on the workpiece while machining, especially at the hole exit with a small diameter. In this study, wax coating was used to deposit wax on the back side of the workpiece to decrease the occurrence of cracks at the exit holes in USM, and it was finally removed with a cleaning process. The experimental results show that this technique is beneficial for restricting the occurrence of cracks in glass or ceramics.

게임 이용자의 테크노스트레스가 마인드셋과 멘탈헬스에 미치는 영향

이항,김준환 융복합지식학회 2022 융복합지식학회논문지 Vol.10 No.1

Since the recent game industry is increasing in complexity due to new technological innovations such as AR and VR, the user’s technostress can rather increase. The purpose of this study is to investigate whether technostress had a positive effect on the difference in game users’ mind-set, and explore ways to manage mental health more efficiently and actively cope with technostress. Data collected from 253 game users were verified with a structural equation modeling (SEM). The results of the analysis are as follows: First, it was found that the technostress of game users had a negative effect on the fixed mind-set and growth mind-set. Second, it was found that the fixed mind-set and growth mind-set of game users had a positive effect on mental health. Through the results of this study, it was found that the appropriate game environment through various smart devices had a positive effect on the individual’s mental health rather than showing differences in the technostress of game users depending on the individual’s mind-set. Therefore, it implies that the complexity of games or the creation of an advanced game environment according to new technological innovation can be a useful tool to reduce emotional stress and relieve tension for users. 최근의 게임 산업은 AR과 VR 등 새로운 기술혁신에 따른 복잡성이 더욱 증가하고 있기 때문에, 사용자의 테크노스트레스는 오히려 높아질 수 있다. 본 연구는 테크노스트레스가 게임 사용자의 마인드셋의 차이에 따라 긍정적인 영향을 미치는지에 대해 검증하고, 보다 효율적으로 멘탈헬스를 관리하고 능동적으로 테크노스트레스를 대처하는 방안을 탐색하고자 한다. 게임 이용자 253명으로부터 수집한 자료를 구조방정식모형(SEM)으로 검증하였다. 분석결과, 첫째, 게임이용자의 테크노스트레스는 고정 마인드셋과 성장 마인드셋에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 게임사용자의 고정 마인드셋과 성장 마인드셋은 멘탈헬스에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 통해, 게임 사용자의 테크노스트레스는 개인이 갖는 마인드셋에 따라 차이를 보이기보다는 다양한 스마트 기기를 통한 적절한 게임 환경은 개인의 멘탈헬스에 긍정적인 영향을 준다는 것을 발견하였다. 따라서 새로운 기술혁신에 따른 게임의 복잡성 혹은 진보된 방식의 게임 환경의 조성은 사용자들에게 정서적 스트레스를 감소시켜 주고, 긴장감을 해소해 줄 수 있는 유용한 도구가 될 수 있음을 함의한다.

Article - 환기.방재측면에서의 초장대.대심도 터널에 관한 고찰

이항,Lee, Hang 한국건설안전협회 2011 建設 安全技術 Vol.54 No.-

The current railway projects under plan, design, or construction have been designed as 'very long and deep underground tunnel'. Therefore, it is reasonable that the standards for preventing disaster in such conditions should be intensified in order to avoid repeating the same failure which happened in Daegu subway disaster, Although we consent to the opinion that nothing can compete with human being's life, it is very difficult to protect the life from all of potential disasters perfectly in railway fields because the excessive standards can result in excess construction cost, which can bring about cancelation of the project itself eventually. Therefore optimized disaster design standard is required to negotiate the conflict between economical cost and social tolerance limitation simultaneously.

성공적인 기업자원계획 시스템 도입 방안

이항,서의호,이근수 한국경영과학회 1998 經營 科學 Vol.15 No.2

오늘날의 기업환경에서 정보시스템은 기업에 있어서의 경쟁우위를 확보해주는 아주 보편적이고 중요한 수단이 되었다. 정보기술이 발전해 감에 따라 기업에서의 정보 시스템은 이제 거의 전분야에 걸쳐 활용되고 있다. 독자적으로 확대 구축된 정보시스템 간에는 상호통합의 필요성이 증가 되었다. 최근에 등장한 기업자원계획 시스템은 전사 자원을 통합 관리하여 생산성과 효율성을 크게 향상시켜 줄 뿐 만 아니라, 패키지로 되어 있어 단기간에 구축이 가능한 획기적인 정보 시스템으로 많은 기업들의 주목을 받고 있다. 기업자원계획 시스템을 구축하려면 리엔지니어링이 필연적으로 따르게 된다. 많은 기업들이 정보 시스템의 구축 또는 그를 이용한 리엔지니어링을 단지 비용절감이라는 소극적인 목적을 위한 수단으로 인식한데서 문제가 있었다. 리엔지니어링은 단지 업무 프로세스를 재구축하는 것이 아니라, 기업의 문화자체를 바꾸게 되고 기존의 장점까지도 버려야 할지도 모른다. 기업문화는 프로세스라기 보다는 인적자원의 몫이다. 리엔지니어링에 따른 종업원들의 혼란과 저항은 정보시스템 구축을 어렵게 만들고, 직업문화에 악영향을 줄 수도 있다. 기업의 업무 전반을 지원해주는 통합된 시스템은 업무 대체를 위한 수단으로 보다는 기업의 경쟁력을 높여주는 전략적 목적으로의 사용이 중요하며, 경쟁우위의 지속성을 확보할 수 있어야 한다. 기업자원계획 시스템의 구축 그 자체에 관심을 가질 것이 아니라, 장기적인 관점에서 기업의 전략을 뒷받침해 줄 수 있는 sustainer로서의 역할을 염두에 두어야 한다. 정보 시스템이 경쟁우위를 지속시켜주는 역할을 할 수 있으려면 인적자원에 대한 관심이 무엇보다도 중요하다.