DE112021006561T5

DE112021006561T5 - Datenanalysevorrichtung, datenanalysesystem und programm

Info

Publication number: DE112021006561T5
Application number: DE112021006561.0T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro MITSUKA; Yoshikuni Miyata; Motofumi AWA; Ryosuke Sakai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-02-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-11-23
Also published as: US20230342402A1; WO2022176298A1; CN116848513A; JP7542459B2; JP2022127818A

Abstract

Eine Datenanalysevorrichtung (2) umfasst: eine Zeichenketten-Klassifizierungseinheit (211) und eine numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit (212), die jeweils Reihendaten mit Zeichenketten, die sich auf ein zu analysierendes Informationssystem beziehen, als Elemente und Reihendaten mit Zahlenwerten, die einen Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung anzeigen, als Elemente erfassen, wobei jede der Reihendaten einen Index aufweist, der einen Vergleich von Elementordnungsbeziehungen innerhalb von Reihen und zwischen Reihen ermöglicht, die Elemente jeder Einheit der Reihendaten in Klassifizierungsklassen klassifizieren und Reihendaten mit Klassifizierungswerten, die Klassifizierungsklassen anzeigen, als Elemente ausgeben; eine Reihenintegrationseinheit (213), die Reihendaten mit Klassifikationswerten der Zeichenketten als Elemente und Reihendaten mit Klassifikationswerten der numerischen Werte als Elemente in eine Einheit von Reihendaten integriert; und eine Häufiges-Muster-Erfassungseinheit (215), die ein Auftreten eines häufigen Musters, das eine Kombination von häufig vorkommenden Elementen ist, unter Verwendung der Einheit der Reihendaten, die durch Integration durch die Reihenintegrationseinheit (213) erhalten wurden, erfasst.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Datenanalysevorrichtung, ein Datenanalysesystem und ein Programm.
HINTERGRUND ZUM STAND DER TECHNIK
Eine Technik zur Analyse eines Phänomens, das in einem Informationssystem auftritt, indem eine Suche nach häufigen Mustern auf Protokolldaten einer Zeichenkette angewendet wird, die von einer Vorrichtung ausgegeben wird, das das Informationssystem bildet, wurde vorgeschlagen. In der Nichtpatentliteratur 1 wird beispielsweise eine herkömmliche Technik zur Analyse eines Phänomens beschrieben, das in einem zu analysierenden Informationssystem auftritt, indem ein Ergebnis der Klassifizierung von Daten jeder Zeile in Protokolldaten einer Zeichenkette auf häufige Muster untersucht wird.
REFERENZLISTE
NICHT-PATENTLITERATUR
Nicht-Patentliteratur 1: F. Lin, K. Muzumdar, N. P. Laptev, M.-V. Curelea, S. Lee, and S. Sankar, „Fast dimensional analysis for root cause investigation in a large-scale service environment“, in Proceedings of the ACM on Measurement and Analysis of Computing Systems (POMACS), 2020.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die in der Nicht-Patent-Literatur 1 beschriebene konventionelle Technik hat jedoch das Problem, dass die Analysegenauigkeit eines in einem zu analysierenden Informationssystem auftretenden Phänomens abnimmt, wenn die Protokolldaten, auf denen das Frequent Pattern Mining durchgeführt werden soll, nicht genügend Informationen für die Analyse enthalten.
Die vorliegende Offenbarung löst die oben genannten Probleme, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Datenanalysevorrichtung, ein Datenanalysesystem und ein Programm zu erhalten, das Daten ergänzen kann, die für die Analyse eines Phänomens erforderlich sind, das in einem Informationssystem aufgetreten ist.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Datenanalysevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: eine Klassifizierungseinheit zum Erfassen von Reihendaten mit einer Zeichenkette, die sich auf ein zu analysierendes Informationssystem als ein Element bezieht, und Reihendaten mit einem numerischen Wert, der einen Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung als ein Element anzeigt, wobei die Reihendaten mit der Zeichenkette und die Reihendaten mit dem numerischen Wert jeweils einen Index aufweisen, der einen Vergleich von Elementordnungsbeziehungen innerhalb von Reihen und zwischen Reihen ermöglicht, Klassifizieren des Elements jeder Einheit der Reihendaten mit der Zeichenkette und der Reihendaten mit dem numerischen Wert in eine Klassifizierungsklasse, und Ausgeben von Reihendaten mit einem Klassifizierungswert, der die Klassifizierungsklasse als ein Element anzeigt; eine Integrationseinheit, um eine Integration der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert der Zeichenkette als ein Element haben, und der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert des numerischen Wertes als ein Element haben, in einer Einheit der Reihendaten durchzuführen; und eine Erfassungseinheit, um eine Erfassung eines Auftretens eines häufigen Musters, das eine Kombination von häufig auftretenden Elementen ist, unter Verwendung der einen Einheit der Reihendaten durchzuführen, das durch die von der Integrationseinheit durchgeführte Integration erhalten wird.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden die Reihendaten mit einer Zeichenkette, die sich auf das zu analysierende Informationssystem als Element bezieht, und die Reihendaten mit einem numerischen Wert, der den Zustand der Vorrichtung angibt, das das Informationssystem als Element bildet, in eine Einheit vonReihendaten integriert, so dass eine häufige Mustererkennung an den Reihendaten durchgeführt werden kann, bei der eines der Reihendateneinheiten mit den anderen Reihendaten ergänzt wird. Auf diese Weise kann die Datenanalysevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung Daten ergänzen, die für die Analyse eines Phänomens erforderlich sind, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, die die Konfiguration eines Datenanalysesystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2A ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente veranschaulicht, 2B ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente veranschaulicht, und 2C ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten veranschaulicht, bei denen ein Element zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, interpoliert oder extrapoliert wird.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb einer Datenanalysevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Häufiges-Muster-Analysierungseinheit zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit während des Lernens zeigt.
6A ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente veranschaulicht, 6B ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente veranschaulicht, 6C ist ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente, und 6D ist ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten der numerischen Werte als Elemente.
7 ist eine Darstellung, die einen Überblick über die Verarbeitung der Extrahierung eines häufigen Musters zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Datenanalyseverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
9 ist eine Darstellung, die einen Überblick über die Verarbeitung der Erkennung eines häufigen Musters zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung von interpolierenden Zeitreihendaten veranschaulicht.
12A ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels von Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente, 12B ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels von Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente, und 12C ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels von Zeitreihendaten, die interpoliert oder extrapoliert werden.
13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Abrufverarbeitungseinheit zeigt.
14 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung des Abrufs von früheren Arbeitsinformationen zeigt.
15A ist ein Diagramm, das häufige Musterinformationen zeigt, die in einer Speichervorrichtung gespeichert sind, und 15B ist eine Darstellung, die ein Beispiel für frühere Arbeitsinformationen zeigt.
16A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zum Implementieren von Funktionen der Datenanalysevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, und 16B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zum Ausführen von Software zeigt, die die Funktionen der Datenanalysevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform implementiert.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Datenanalysesystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt. In 1 analysiert das Datenanalysesystem 1 ein Phänomen, das in einem zu untersuchenden Informationssystem aufgetreten ist. Das Informationssystem verarbeitet verschiedene Arten von Informationen und umfasst beispielsweise eine Vorrichtung, die einen Betrieb im Zusammenhang mit dem Austausch von Informationen durchführt. Beispiele für ein Informationssystem sind ein Computersystem, das eine Datenbank, ein Datenlager, einen Datenintegrationsdienst, eine verteilte Anwendung oder einen Webdienst implementiert.
Das Datenanalysesystem 1 umfasst eine Datenanalysevorrichtung 2, eine Eingabevorrichtung 3A, eine Eingabevorrichtung 3B und eine Speichervorrichtung 4. Die Datenanalysevorrichtung 2 erfasst Zeitreihendaten, die sich auf das zu analysierende Informationssystem beziehen, und führt eine Datenanalyse unter Verwendung der erfassten Zeitreihendaten durch.
Die Eingabevorrichtung 3A empfängt eine Eingabe von Zeitreihendaten mit Zeichenketten, die sich auf das zu analysierende Informationssystem als Elemente beziehen, und gibt die empfangenen Zeitreihendaten mit Zeichenketten an die Datenanalysevorrichtung 2 aus. Die Eingabevorrichtung 3B empfängt eine Eingabe von Zeitreihendaten mit numerischen Werten, die einen Zustand der das Informationssystem bildenden Vorrichtung als Elemente anzeigen, und gibt die empfangenen Zeitreihendaten mit numerischen Werten an die Datenanalysevorrichtung 2 aus.
Darüber hinaus haben die Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente und die Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente, die aus dem zu analysierenden Informationssystem übernommen werden, jeweils Zeitstempel, die Indizes sind, die einen Vergleich der Ordnungsbeziehungen der Elemente innerhalb von Reihen und zwischen Reihen ermöglichen.
Die Speichervorrichtung 4 speichert Definitionsinformationen, die ein häufiges Muster anzeigen. Bei dem durch die Definitionsinformationen angezeigten häufigen Muster kann es sich um ein häufiges Muster handeln, das von der Datenanalysevorrichtung 2 aus Zeitreihendaten extrahiert wurde, die von dem zu analysierenden Informationssystem erfasst wurden, oder es kann sich um Daten in einem ähnlichen Format handeln, die von einem Benutzer festgelegt oder korrigiert wurden. Darüber hinaus speichert die Speichervorrichtung 4 frühere Arbeitsinformationen und ein häufiges Muster für ein im Informationssystem auftretendes Phänomen in Verbindung miteinander.
2A ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente zeigt. Die Zeitreihendaten mit Zeichenketten, die von einer Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erfasst werden, enthalten Zeitstempel, die einen Vergleich der Ordnungsbeziehungen von Zeichenketten innerhalb von Zeitreihen oder zwischen Zeitreihendateneinheiten ermöglichen. In den in 2A dargestellten Zeitreihendaten sind beispielsweise der Zeitstempel „Okt 10 0:00:00“ und die Zeichenkette „empfangen xxx“ einander zugeordnet. Die Zeitstempel ermöglichen den Vergleich von Ordnungsbeziehungen von Elementen in den in 2A dargestellten Zeitreihendaten und auch den Vergleich von Ordnungsbeziehungen von Elementen zwischen Zeitreihendateneinheiten.
2B ist eine Grafik, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente darstellt. Die Zeitreihendaten (1) mit numerischen Werten, die von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erfasst werden, können beispielsweise durch eine Grafik dargestellt werden, die eine Beziehung zwischen dem numerischen Wert, der den Zustand der Vorrichtung darstellt, die das zu analysierende Informationssystem bildet, und der Zeit veranschaulicht, wie in 2B dargestellt. Der numerische Wert, der den Zustand der Vorrichtung darstellt, ist ein Element der Zeitreihendaten, und jeder Zeitpunkt auf der Zeitachse ist ein Zeitstempel. In 2B sind die Zeitreihendaten (1) Zeitreihendaten bis zum Zeitpunkt T1.
2C ist eine Grafik, die ein Beispiel für Zeitreihendaten zeigt, bei denen ein Element zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, interpoliert oder extrapoliert wird. In den in 2C dargestellten Zeitreihendaten (1) wird ein repräsentativer Wert von geschätzten Werten von Elementen zu Zeitstempeln, die nicht in den in 2B dargestellten Zeitreihendaten (1) enthalten sind, d.h. Zeitmarken nach dem Zeitpunkt T1, durch eine Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 interpoliert oder extrapoliert. Der repräsentative Wert der geschätzten Werte der interpolierten oder extrapolierten Elemente in den Zeitreihendaten (1) ist zum Beispiel ein Durchschnittswert (1a), ein Maximalwert (1b) und ein Minimalwert (1c) für jeden Zeitstempel.
Die Datenanalysevorrichtung 2 umfasst die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21, die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 und eine Abrufverarbeitungseinheit 23. 3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Datenanalysevorrichtung 2 veranschaulicht. Die Häufigkeitsmuster-Analyseeinheit 21 erfasst Reihendaten mit Zeichenketten, die sich auf das zu analysierende Informationssystem als Elemente beziehen, und Reihendaten mit numerischen Werten, die den Zustand der das Informationssystem bildenden Vorrichtung als Elemente anzeigen, und führt eine Häufigkeitsmusteranalyse unter Verwendung der erfassten Zeitreihendaten durch (Schritt ST1).
Beispielsweise integriert die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 die Zeitreihendaten mit Zeichenketten, die von der Eingabevorrichtung 3A empfangen wurden, und die Zeitreihendaten mit numerischen Werten, die von der Eingabevorrichtung 3B empfangen wurden, in eine Einheitder Zeitreihendaten und ordnet die Elemente in den integrierten Zeitreihendaten auf der Grundlage der durch Zeitstempel angezeigten Ordnungsbeziehung neu an. Dann erkennt die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 das Auftreten eines häufigen Musters, das eine Kombination der häufig auftretenden Elemente ist, unter Verwendung der Zeitreihendaten, die durch Umordnen der Elemente erhalten wurden.
Die Inter-/Extrapolations-Verarbeitungseinheit 22 empfängt Zeitreihendaten, die das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannte häufige Muster als ein Element enthalten, interpoliert oder extrapoliert ein Element zu einem Zeitstempel, der nicht in den eingegebenen Zeitreihendaten enthalten ist, und gibt die interpolierten oder extrapolierten Zeitreihendaten aus (Schritt ST2). Beispielsweise berechnet die Inter-/Extrapolations-Verarbeitungseinheit 22 einen geschätzten Wert einer Auftretensrate des häufigen Musters und eine Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters unter Verwendung der Zeitreihendaten, die das häufige Muster aufweisen, das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannt wurde. Dann interpoliert oder extrapoliert die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 ein Element zum Zeitstempel, das nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, unter Verwendung des geschätzten Wertes der Auftretensrate des häufigen Musters und der Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters.
Die Abrufverarbeitungseinheit 23 ruft frühere Arbeitsinformationen für das Phänomen ab, das dem von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannten häufigen Muster entspricht, und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus (Schritt ST3). Beispielsweise wählt die Abrufverarbeitungseinheit 23 Zeitreihendaten nach dem Grad der Wichtigkeit aus mindestens einem der Zeitreihendaten aus, die das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannte häufige Muster als Element haben, und den Zeitreihendaten, die Zeichenketten als Elemente haben, und den Zeitreihendaten, die numerische Werte als Elemente haben, die von dem zu analysierenden Informationssystem erworben wurden. Dann ruft die Abrufverarbeitungseinheit 23 die den ausgewählten Zeitreihendaten entsprechenden Arbeitsinformationen aus den in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten Arbeitsinformationen ab und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus.
4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 zeigt. In 4 enthält die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 eine Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, eine Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, eine Reihenintegrationseinheit 213, eine Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und eine Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215. In einer Lernphase, in der die Datenanalysevorrichtung 2 das häufige Muster lernt, das dem Phänomen entspricht, das in dem zu analysierenden Informationssystem auftritt, arbeitet nur die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21. Die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 extrahiert das zu analysierende häufige Muster unter Verwendung der Zeitreihendaten mit Zeichenketten und der Zeitreihendaten mit numerischen Werten, die von dem zu analysierenden Informationssystem als Lerndaten erfasst wurden.
Die Datenanalysevorrichtung 2 integriert die Reihendaten mit Zeichenketten, die sich auf das zu analysierende Informationssystem beziehen, als Elemente und die Reihendaten mit numerischen Werten, die den Zustand der das Informationssystem bildenden Vorrichtung anzeigen, als Elemente in eine Einheitder Reihendaten, wodurch sie in der Lage ist, eine Suche nach häufigen Mustern an den Reihendaten durchzuführen, bei dem eine der Reihendateneinheiten mit den anderen Reihendaten ergänzt wird. Beispielsweise muss die Datenanalysevorrichtung 2, die auf die Anwendung beschränkt ist, die keine von der Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 und der Abrufverarbeitungseinheit 23 erzeugten Informationen benötigt, nur die in 4 dargestellten Komponenten der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 enthalten. Das heißt, die in 4 dargestellte Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 fungiert als Datenanalysevorrichtung 2.
Die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 ist eine Klassifizierungseinheit, die Zeitreihendaten mit Zeichenketten, die sich auf das zu analysierende Informationssystem beziehen, als Elemente erfasst, die Zeichenketten der erfassten Zeitreihendaten bei jedem Zeitstempel in Klassifizierungsklassen klassifiziert und Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten, die die Klassifizierungsklassen angeben, als Elemente ausgibt.
Beispielsweise klassifiziert die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 unter den Zeichenketten zu den jeweiligen Zeitstempeln der Zeitreihendaten eine Zeichenkette, die mit einer beliebigen von mehreren voreingestellten Templates für Zeichenketten übereinstimmt, und wenn es kein übereinstimmendes Template gibt, stellt die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 fest, dass es kein Element zu dem Zeitstempel gibt. Ferner klassifiziert die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 eine Zeichenkette in jeder Zeile der vom Informationssystem erfassten und zu analysierenden Protokolldaten.
Die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 ist eine Klassifizierungseinheit, die Zeitreihendaten mit numerischen Werten erfasst, die den Zustand der Vorrichtung, die das zu analysierende Informationssystem bildet, als Elemente anzeigen, das Element der erfassten Zeitreihendaten bei jedem Zeitstempel in eine Klassifizierungsklasse klassifiziert und Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten ausgibt, die die Klassifizierungsklassen als Elemente anzeigen. Die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 klassifiziert einen Satz von numerischen Werten, die mit dem Zeitstempel der erfassten Zeitreihendaten in Beziehung stehen, zum Beispiel eine Liste von numerischen Werten in der zeitlichen Nachbarschaft des Zeitstempels, in eine Klassifizierungsklasse und gibt Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten aus, die die Klassifizierungsklassen als Elemente anzeigen.
Die zeitliche Nachbarschaft des Zeitstempels bezieht sich auf einen zeitlichen Bereich, der den Zeitstempel in den Zeitreihendaten einschließt. Die zeitliche Nachbarschaft des Zeitstempels ist zum Beispiel ein zeitlicher Bereich wie drei Sekunden vor und nach dem Zeitpunkt des Zeitstempels. Zum Beispiel klassifiziert die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 einen numerischen Wert, der zu einem von mehreren im Voraus festgelegten numerischen Wertabschnitten gehört, aus den numerischen oder repräsentativen Werten einer Liste von numerischen Werten zu Zeitstempeln der erfassten Zeitreihendaten, und wenn es keinen passenden Abschnitt gibt, bestimmt die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, dass es kein Element zu dem Zeitstempel gibt. Darüber hinaus klassifiziert die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 numerische Werte mit einer grafischen Form, die der einer Vielzahl von voreingestellten numerischen Werten ähnelt, unter den grafischen Formen, die durch die numerischen Werten oder die Liste der numerischen Werte zu den Zeitstempeln der erfassten Zeitreihendaten angezeigt werden.
Die Reihenintegrationseinheit 213 integriert die Reihendaten mit Klassifizierungswerten von Zeichenketten als Elemente und die Reihendaten mit Klassifizierungswerten von numerischen Werten als Elemente in eine Einheitvon Reihendaten. Beispielsweise integriert die Reihenintegrationseinheit 213 die Reihendaten mit Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente und die Reihendaten mit Klassifizierungswerten der Zahlenwerte als Elemente in der durch die Zeitstempel angegebenen Zeitrichtung und erzeugt Zeitreihendaten, in denen die Elemente entsprechend der durch die Zeitstempel angegebenen Ordnungsbeziehung neu angeordnet sind.
Infolgedessen werden die Informationen, die sich auf das in dem zu analysierenden Informationssystem auftretende Phänomen beziehen und die nicht in den Protokolldaten im Zeichenkettenformat enthalten sind, durch die aus den Zeitreihendaten abgeleiteten Daten mit numerischen Werten, die den Zustand der Vorrichtung angeben, ergänzt.
In der folgenden Beschreibung wird ein Element von Zeitreihendaten oder ein Klassifizierungswert einer Liste von Elementen als Element bezeichnet.
Die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 erzeugt Transaktionsdaten, die erhalten werden, indem ein Identifikationswert eines Zeitstempels einem Satz von Elementen zugewiesen wird, die in den Zeitreihendaten enthalten sind, die von der Reihenintegrationseinheit 213 ausgegeben werden, und extrahiert ein häufiges Muster, indem sie eine Suche nach häufigen Mustern an den Transaktionsdaten durchführt. Beispielsweise extrahiert die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 eine Kombination von Elementen, deren häufiges Auftreten in den Zeitreihendaten festgestellt wurde, als häufiges Muster auf der Grundlage der Häufigkeit des Auftretens einer Teilmenge in der Menge der Elemente.
Das häufige Muster ist eine Kombination von Elementen in beliebiger Reihenfolge und kann als getrennte Teile ausgedrückt werden, einschließlich eines Vorgängers und einer Folge als Korrelationsregel. Darüber hinaus können sowohl der Vorgänger als auch die Folge als häufiges Muster behandelt werden. Beispielsweise kann das häufige Muster als eine Kombination aus einem Vorgänger, d. h. einer Menge spezifischer Elemente, die in der Kombination von Elementen in der Korrelationsregel der Suche häufiger Muster enthalten sind, einer Folge, d. h. einer Menge verbleibender Elemente in der Korrelationsregel, und einem numerischen Wert ausgedrückt werden, der eine Konfidenz angibt, die die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Folge darstellt, wenn der Vorgänger festgestellt wird. Wenn zum Beispiel die „Kombination von Elementen in beliebiger Reihenfolge“ als häufiges Muster in den Transaktionsdaten {a, b, c, d, e, f} {a, b, c, d} ist und der Vorgänger darin {a, c} ist, ist {b, d}, das eine „Menge der übrigen Elemente“ ist, die Folge.
Es ist zu beachten, dass das häufige Muster eine festgelegte Menge von Elementen ist, die aufgrund des Auftretens eines bestimmten Phänomens in dem zu analysierenden Informationssystem häufig vorkommen, und als Daten verwendet werden können, die einen Faktor für eine Menge eines Teils der Elemente angeben.
Es ist zu beachten, dass es sich bei der festgelegten Menge von Elementen um eine Kombination von Elementen in beliebiger Reihenfolge ohne Duplizierung handelt. Beispielsweise kann aus den Zeitreihendaten eine Reihe von Elementen erzeugt werden, indem eine Duplizierung von Elementen aus einer Liste von Elementen entfernt wird, die in der zeitlichen Nachbarschaft des einzelnen Zeitstempels in den Zeitreihendaten enthalten sind. Darüber hinaus kann die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 die häufigen Muster extrahieren, indem sie Transaktionsdaten unter Verwendung der Zeitreihendaten erzeugt und eine Assoziationsanalyse der erzeugten Transaktionsdaten durchführt.
Bei den Transaktionsdaten handelt es sich um Daten, bei denen einer festgelegten Menge von Positionen ein Identifikationswert zugewiesen und für jedes Ereignis des Auftretens der Menge von Positionen unterschieden wird. Zum Beispiel ist bei der berechnenden Verarbeitung von Artikelverkäufen eine festgelegte Menge von Artikeln eine Kombination von gekauften Artikeln, und die Transaktionsdaten, für die die Suche nach häufigen Mustern durchgeführt wird, sind die Daten der Kaufhistorie, die von einer Verarbeitungsnummer der berechnenden Verarbeitung verwaltet werden, die der Menge von Artikeln zugeordnet ist.
Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erkennt das Auftreten eines häufigen Musters, das eine Kombination der häufig auftretenden Elemente in den von der Reihenintegrationseinheit 213 ausgegebenen Zeitreihendaten ist. Beispielsweise erzeugt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 Transaktionsdaten unter Verwendung der Zeitreihendaten und vergleicht eine Reihe von Elementen, die in den erzeugten Transaktionsdaten enthalten sind, mit den Definitionsinformationen des häufigen Musters, die in der Speichervorrichtung 4 gespeichert sind. Wenn es eine festgelegte Anzahl von Elementen gibt, die mit den in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten Definitionsinformationen des häufigen Musters übereinstimmen, stellt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 fest, dass das häufige Muster in den vom zu analysierenden Informationssystem erfassten Zeitreihendaten aufgetreten ist.
Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erzeugt Zeitreihendaten mit Identifikationswerten der häufigen Muster, die in der zeitlichen Nachbarschaft jedes Zeitstempels erzeugt werden, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 aus.
Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erzeugt Zeitreihendaten mit Identifikationswerten der häufigen Muster, die in der zeitlichen Nachbarschaft jedes Zeitstempels entstehen, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Abrufverarbeitungseinheit 23 aus.
Darüber hinaus erzeugt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 Zeitreihendaten, die eine Kombination von Elementen sind, die nicht zu den häufigen Mustern gehören, und die als Elemente eine Reihe von Elementen haben, die häufiger als in der Lernphase vorkommen, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Abrufverarbeitungseinheit 23 aus. Wenn das häufige Muster durch eine Kombination aus dem Vorgänger, der Folge und der Konfidenz ausgedrückt wird, d.h. der Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Folge, wenn der Vorgänger in der Korrelationsregel festgelegt ist, gibt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 an die Abrufverarbeitungseinheit 23 Zeitreihendaten aus, die als ein Element den Identifikationswert eines häufigen Musters aufweisen, in dem nur der Vorgänger vorhanden ist und die Folge nicht vorhanden ist.
In einem Fall, in dem die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 oder die Abrufverarbeitungseinheit 23 nicht vorgesehen ist, können die Zeitreihendaten, die von der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 an die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 oder die Abrufverarbeitungseinheit 23 ausgegeben werden, dem Benutzer präsentiert werden, indem sie auf der Anzeigevorrichtung in tabellarischer oder grafischer Form als Analyseunterstützungsinformationen des Informationssystems angezeigt werden.
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 während des Lernens veranschaulicht und einen Betrieb in einer Lernphase veranschaulicht, in der die Datenanalysevorrichtung 2 ein häufiges Muster lernt, das einem Phänomen entspricht, das in dem zu analysierenden Informationssystem auftritt.
Die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 klassifiziert die Zeichenkette bei jedem Zeitstempel der Zeitreihendaten, die von der Eingabevorrichtung 3A empfangen werden und die Zeichenketten als Elemente haben, in eine Klassifizierungsklasse, und die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 212 klassifiziert den numerischen Wert bei jedem Zeitstempel der Zeitreihendaten, die von der Eingabevorrichtung 3B empfangen werden und die Zahlenwerte als Elemente haben, in eine Klassifizierungsklasse (Schritt ST1a). Die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 und die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 arbeiten unabhängig voneinander, wobei eine der beiden Einheiten früher als die andere arbeiten kann oder sie können parallel arbeiten.
6A ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente zeigt. Die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 erfasst beispielsweise die in 6A dargestellten Zeitreihendaten. 6B ist eine Grafik, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elemente zeigt. Die Zahlenwert-Klassifizierungseinheit 212 erfasst z. B. die in 6B dargestellten Zeitreihendaten.
6C ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente zeigt. Wenn die Zeichenkette bei jedem Zeitstempel der in 6A dargestellten Zeitreihendaten in eine Klassifizierungsklasse klassifiziert wird, gibt die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 die Zeitreihendaten wie in 6C dargestellt aus, wobei die Klassifizierungswerte die Klassifizierungsklassen als Elemente anzeigen. In den in 6A dargestellten Zeitreihendaten sind beispielsweise die Klassifizierungswerte von „empfangen xxx“ und „empfangen yyy“, die Zeichenketten mit dem Wort „empfangen“ sind, „L3“, und die Klassifizierungswerte von „gesendet abc“ und „gesendet abd“, die Zeichenketten mit dem Wort „gesendet“ sind, „L5“. Wie in 6C dargestellt, erzeugt die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Reihenintegrationseinheit 213 aus.
6D ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Klassifizierungswerten der numerischen Werte als Elemente zeigt. Wenn der numerische Wert bei jedem Zeitstempel der in 6B dargestellten Zeitreihendaten in eine Klassifizierungsklasse klassifiziert wird, gibt die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 die Zeitreihendaten wie in 6D dargestellt aus, wobei die Klassifizierungswerte die Klassifizierungsklassen als Elemente anzeigen. In der in 6B dargestellten Grafik werden beispielsweise Zahlenwerte in der zeitlichen Nachbarschaft des Zeitstempels, der jeden Zeitpunkt angibt, klassifiziert und mit einem Klassifizierungswert „M3“ oder ähnlichem versehen. Wie in 6D dargestellt, erzeugt die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 Zeitreihendaten, die die Klassifizierungswerte der Zahlenwerte als Elemente enthalten, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Reihenintegrationseinheit 213 aus.
Als nächstes führt die Reihenintegrationseinheit 213 die Verarbeitung der Integration der Reihendaten mit den Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente und der Reihendaten mit den Klassifizierungswerten der numerischen Werte als Elemente in eine Einheitder Reihendaten durch (Schritt ST2a). 7 ist eine Darstellung, die einen Überblick über die Verarbeitung der Extrahierung eines häufigen Musters zeigt. Beispielsweise integriert die Reihenintegrationseinheit 213 die in 6C dargestellten Zeitreihendaten mit den Klassifizierungswerten der Zeichenketten als Elemente und die in 6D dargestellten Zeitreihendaten mit den Klassifizierungswerten der numerischen Werte als Elemente in eine Dateneinheit und ordnet die Ordnungsbeziehung gemäß den Zeitstempeln neu an, wodurch sogenannte integrierte Zeitreihendaten berechnet werden, wie auf der linken Seite von 7 dargestellt.
In den auf der linken Seite von 7 dargestellten Zeitreihendaten werden der Klassifizierungswert der Zeichenkette und der Klassifizierungswert des numerischen Wertes auf den Zeitstempel festgelegt, der in beiden Einheiten der Zeitreihendaten vor der Integration enthalten ist, und der Klassifizierungswert wird auf den Zeitstempel festgelegt, der in einem der beiden Einheiten der Zeitreihendaten vor der Integration nicht enthalten ist, aber in den anderen Zeitreihendaten enthalten ist. Das heißt, in den integrierten Zeitreihendaten werden Einheiten zwischen den beiden Zeitreihendaten interpoliert oder extrapoliert.
Die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 erzeugt Transaktionsdaten, die erhalten werden, indem ein Identifikationswert des Zeitstempels einem Satz von Elementen zugewiesen wird, die in den Zeitreihendaten enthalten sind, die von der Reihenintegrationseinheit 213 ausgegeben werden, und extrahiert ein häufiges Muster, indem eine Suche nach häufigen Mustern an den Transaktionsdaten durchgeführt wird (Schritt ST3a).
Wie auf der rechten Seite von 7 dargestellt, sind beispielsweise die Elemente „L3“ und „L5“, die in den auf der linken Seite von 7 dargestellten Zeitreihendaten häufig vorkommen, in der zeitlichen Nachbarschaft des Zeitstempels des Elements „M0“ vorhanden, und daher extrahiert die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 die festgelegte Menge dieser Elemente als ein häufiges Muster „Muster 1“. Die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 extrahiert ein häufiges Muster „Muster 2“, das aus den Elementen „L3“ und „L5“ besteht, und extrahiert ein häufiges Muster „Muster 3“, das aus den Elementen „L1“, „M4“, „M5“ und „M6“ besteht, in einem ähnlichen Verfahren wie oben beschrieben.
Die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 kann maschinelles Lernen unter Verwendung eines neuronalen Netzes oder Ähnlichem für die Verarbeitung der Extrahierung der häufigen Muster durchführen. Beispielsweise verwendet die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 ein Lernmodell, das die auf der linken Seite von 7 dargestellten Zeitreihendaten als Eingabe empfängt und die häufigen Muster in dem zu analysierenden Informationssystem ausgibt. Die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 wiederholt in der Lernphase eine in 5 dargestellte Verarbeitungssequenz. Wenn die Verarbeitung von 5 wiederholt wird, lernt die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 das häufige Muster in dem zu analysierenden Informationssystem, indem sie die Zeitreihendaten verwendet, die von dem Informationssystem als Trainingsdaten erfasst wurden. Die Definitionsinformationen des von der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 extrahierten Musters wird in der Speichervorrichtung 4 gespeichert.
Die Datenanalysevorrichtung 2 führt die Analyseverarbeitung unter Verwendung von Zeitreihendaten mit numerischen Werten durch, die den Zustand der Vorrichtung, aus der das zu analysierende Informationssystem besteht, direkt darstellen, zusätzlich zu den Protokolldaten, in denen der Zustand des Informationssystems in einem Zeichenkettenformat dargestellt wird. Infolgedessen wird das häufige Muster, das das Lernergebnis ist, verfeinert, und somit können die Analyseunterstützungsinformationen des Informationssystems, die unter Verwendung des häufigen Musters erzeugt und in der Inferenzphase verwendet werden, verfeinert werden.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein Datenanalyseverfahren gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht und Einzelheiten des Prozesses von Schritt ST1 von 3 zeigt. Eine Verarbeitungssequenz in 8 ist der Betrieb der Einheit zur Analyse häufiger Muster 21 in der Ableitungsphase. Es ist zu beachten, dass die Vorgänge in Schritt ST1b und Schritt ST2b in 8 die gleichen sind wie die in Schritt ST1a und Schritt ST2a in 5, so dass die Beschreibung dieser Vorgänge weggelassen wird.
In der Ableitungsphase arbeitet die Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 allein, oder die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 oder die Abrufverarbeitungseinheit 23 arbeitet unter Verwendung der von der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 ausgegebenen Zeitreihendaten. Ferner ist die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 in der Ableitungsphase nicht in Betrieb. Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erkennt das Auftreten des häufigen Musters in dem zu analysierenden Informationssystem auf der Grundlage, ob die von dem zu analysierenden Informationssystem erfassten Zeitreihendaten mit dem in der Lernphase erhaltenen häufigen Muster übereinstimmen oder nicht.
Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erkennt das Auftreten eines häufigen Musters, das eine Kombination häufig vorkommender Elemente in den von der Reihenintegrationseinheit 213 ausgegebenen Zeitreihendaten ist (Schritt ST3b). Beispielsweise erzeugt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 Transaktionsdaten unter Verwendung der eingegebenen Zeitreihendaten und vergleicht eine festgelegte Anzahl von Elementen, die in den erzeugten Transaktionsdaten enthalten sind, mit dem in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten häufigen Muster.
9 ist eine Darstellung, die einen Überblick über die Verarbeitung der Erkennung eines häufigen Musters zeigt. Wie beispielsweise auf der rechten Seite von 9 dargestellt, enthält ein festgelegter Satz von Elementen, die in den integrierten Zeitreihendaten enthalten sind, die auf der linken Seite von 9 dargestellt sind, Muster, die mit „Muster 1“, „Muster 2“ und „Muster 3“ übereinstimmen, bei denen es sich um häufige Muster handelt, die in der Speichervorrichtung 4 gespeichert sind. Durch diesen Abgleich erkennt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 das Auftreten des häufigen Musters in dem zu analysierenden Informationssystem.
Bei der Erkennung des Auftretens des häufigen Musters in dem zu analysierenden Informationssystem erzeugt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 Zeitreihendaten mit Identifikationswerten der häufigen Muster, die in der zeitlichen Nachbarschaft der Zeitstempel erzeugt wurden, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 aus. Die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erzeugt auch Zeitreihendaten mit Identifikationswerten der häufigen Muster, die in der zeitlichen Nachbarschaft der Zeitstempel erzeugt wurden, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Abrufverarbeitungseinheit 23 aus.
Darüber hinaus erzeugt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 beim Erkennen des Auftretens des häufigen Musters in dem zu analysierenden Informationssystem Zeitreihendaten, die eine Kombination von Elementen sind, die nicht zu dem häufigen Muster gehören, und die als Elemente eine Menge von Elementen haben, die häufiger als in der Lernphase auftreten, und gibt die erzeugten Zeitreihendaten an die Abrufverarbeitungseinheit 23 aus. Wenn das häufige Muster durch eine Kombination aus dem Vorgänger, der Folge und der Konfidenz ausgedrückt wird, d.h. der Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Folge, wenn der Vorgänger in der Korrelationsregel festgelegt ist, gibt die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 an die Abrufverarbeitungseinheit 23 Zeitreihendaten aus, die als ein Element den Identifikationswert eines häufigen Musters aufweisen, in dem nur der Vorgänger vorhanden ist und die Folge nicht vorhanden ist.
Wie oben beschrieben, werden nach der Klassifizierungsverarbeitung für jede Einheit der Zeitreihendaten die Klassifizierungswerte in eine Einheit der Zeitreihendaten integriert, und es wird eine Suche nach häufigen Mustern durchgeführt, so dass es nicht notwendig ist, Zeitstempel mit jeweils einem Element zwischen einer Vielzahl von Einheiten der Zeitreihendaten abzugleichen. Das heißt, es ist möglich, den Verwendungsbereich eine für die Analyse verwendeten Zeitreihendateneinheit zu erweitern.
10 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 veranschaulicht. In 10 enthält die Inter-/Extrapolations-Verarbeitungseinheit 22 eine Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221, eine Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222, eine Schätzungseinheit 223, eine Statistikberechnungseinheit 224 und eine Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225. Die Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 erfasst Reihendaten, die das von der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 erkannte häufige Muster als Element enthalten, und berechnet die Auftretensrate des häufigen Musters. Beispielsweise berechnet die Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 einen Wert, der durch Division der Anzahl des Auftretens des häufigen Musters, das in der zeitlichen Nachbarschaft jedes Zeitstempels enthalten ist, durch die Gesamtzeit des Zeitbereichs, der die zeitliche Nachbarschaft definiert, als die Auftretensrate des häufigen Musters erhalten wird. Die Auftretensrate des häufigen Musters wird für jedes häufige Muster berechnet.
Die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 stellt fest, ob es möglich ist, einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements zu einem Zeitstempel zu schätzen, der nicht in den Reihendaten enthalten ist, die die Häufigkeit des Auftretens häufiger Muster, die von der Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 als Elemente berechnet wurden, aufweisen. Zum Beispiel bestimmt die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222, ob ein Inter-/Extrapolationswert eines Elements zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, für einen Teilbereich von Elementen in den Zeitreihendaten, die Auftretensraten von häufigen Mustern als Elemente aufweisen, geschätzt werden kann oder nicht, addiert einen Bestimmungswert von 0 oder 1, der ein Bestimmungsergebnis anzeigt, zu dem Teilbereich und gibt den Teilbereich aus.
Die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 bestimmt, ob es möglich ist, einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements zu einem Zeitstempel zu schätzen, der nicht in den Reihendaten enthalten ist, die die Häufigkeit des Auftretens häufiger Muster, die von der Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 als Elemente berechnet wurden, aufweisen. Beispielsweise teilt die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 die Zeitreihendaten der Auftretensraten häufiger Muster in Modellanpassungsdaten und Modellverifizierungsdaten auf, passt interne Parameter eines Zeitreihenprognosemodells durch maschinelles Lernen unter Verwendung der Modellanpassungsdaten an und misst die Genauigkeit der Schätzung unter Verwendung der Modellverifizierungsdaten. Dann bestimmt die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222, dass eine Schätzung möglich ist, wenn die Schätzungsgenauigkeit gleich oder größer als ein zulässiger Schwellenwert ist, und bestimmt, dass eine Schätzung unmöglich ist, wenn die Schätzungsgenauigkeit kleiner als der zulässige Schwellenwert ist. Ein Bestimmungswert von 0 oder 1, der angibt, ob eine Schätzung möglich ist oder nicht, wird zu den Reihendaten hinzugefügt, die die Auftretensrate häufiger Muster als Elemente enthalten.
Die Schätzungseinheit 223 schätzt einen Inter-/Extrapolationswert des Elements, das von der Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 als schätzbar bestimmt wurde. Beispielsweise schätzt die Schätzungseinheit 223 einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, für einen Teil, der mit einem Bestimmungswert (z. B. Bestimmungswert = 1) hinzugefügt wurde, der anzeigt, dass eine Schätzung in den Zeitreihendaten möglich ist, die Auftretensraten häufiger Muster als Elemente aufweisen. Beispielsweise schätzt die Schätzungseinheit 223 den Inter-/Extrapolationswert des Elements unter Verwendung desselben Modells wie das Zeitreihenprognosemodell, das von der Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 verwendet wird.
Die Statistikberechnungseinheit 224 berechnet eine Statistik, die eine statistische Verteilung der Elemente angibt, die von der Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 als nicht schätzbareingestuft wurden. Zum Beispiel berechnet die Statistikberechnungseinheit 224 die Statistik, die die statistische Verteilung der Elemente anzeigt, die in dem Teil vorhanden sind, der mit dem Bestimmungswert hinzugefügt wurde, der anzeigt, dass der Inter-/Extrapolationswert in den Zeitreihendaten, die Auftretensraten von häufigen Mustern als Elemente haben, nicht geschätzt werden kann. Bei der Statistik handelt es sich z. B. um einen Durchschnittswert oder eine Varianz.
Die Inter/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 integriert den von der Schätzungseinheit 223 geschätzten Inter/Extrapolationswert und die von der Statistikberechnungseinheit 224 berechnete Statistik und berechnet Zeitreihendaten, die als Elemente die geschätzten Werte der Inter/Extrapolationswerte, einen repräsentativen Wert der geschätzten Werte der Inter/Extrapolationswerte oder den Bereich der geschätzten Werte der Inter/Extrapolationswerte in den integrierten Zeitreihendaten aufweisen. Zum Beispiel integriert die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 den von der Schätzungseinheit 223 geschätzten Inter-/Extrapolationswert und die von der Statistikberechnungseinheit 224 berechnete Statistik zusammen für die jeweiligen Zeitreihendaten mit Auftretensraten häufiger Muster als Elemente und berechnet Zeitreihendaten, die als Elemente die geschätzten Werte der Inter-/Extrapolationswerte, den repräsentativen Wert der geschätzten Werte der Inter-/Extrapolationswerte und den Bereich der geschätzten Werte der Inter-/Extrapolationswerte haben.
Darüber hinaus berechnet die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 den repräsentativen Wert oder den Bereich der Inter-/Extrapolationswerte von numerischen Werten, die den Zustand der Vorrichtung anzeigen, die das zu analysierende Informationssystem bildet, auf der Grundlage des von der Schätzungseinheit 223 geschätzten Inter-/Extrapolationswerts, der von der Statistikberechnungseinheit 224 berechneten Statistik und der Definitionsinformationen, die den Klassifizierungswert anzeigen, der die Klassifizierungsklasse angibt, in die der in dem häufigen Muster enthaltene numerische Wert klassifiziert wird. So werden beispielsweise der Durchschnittswert, der Höchstwert und der Mindestwert der Inter-/Extrapolationswerte numerischer Werte berechnet.
11 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung von interpolierenden oder extrapolierenden Zeitreihendaten veranschaulicht und Einzelheiten des Prozesses in Schritt ST2 von 3 zeigt. Die Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 häufiger Muster erfasst Zeitreihendaten mit häufigen Mustern, die von der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 als Elemente erkannt wurden, und berechnet die Auftretensrate der häufigen Muster in den Zeitreihendaten (Schritt ST1c). Zum Beispiel berechnet die Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit 221 die Auftretensrate jedes häufigen Musters in der zeitlichen Nachbarschaft jedes Zeitstempels unter Verwendung der Zeitreihendaten, die Identifikationswerte der häufigen Muster als Elemente enthalten.
Als nächstes bestimmt die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222, ob es möglich ist, einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements zu einem Zeitstempel zu schätzen, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, die Auftretensraten häufiger Muster als Elemente aufweisen (Schritt ST2c). Wenn zum Beispiel bestimmt wird, ob es möglich ist, einen Komplementärwert eines Elements zu einem Zeitstempel zu schätzen, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, die Auftretensraten häufiger Muster als Elemente aufweisen, fügt die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit 222 dem entsprechenden Abschnitt in den Zeitreihendaten einen Bestimmungswert von 0 oder 1 hinzu, der ein Bestimmungsergebnis anzeigt.
Wenn festgestellt wird, dass der Komplementärwert des Elements geschätzt werden kann (JA in Schritt ST2c), schätzt die Schätzungseinheit 223 einen Inter-/Extrapolationswert (Schritt ST3c). Beispielsweise schätzt die Schätzungseinheit 223 einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements eines Teils, dem ein Bestimmungswert hinzugefügt wurde, der anzeigt, dass eine Schätzung in den Zeitreihendaten möglich ist.
Wenn festgestellt wird, dass der Komplementärwert des Elements nicht geschätzt werden kann (NEIN in Schritt ST2c), berechnet die Statistikberechnungseinheit 224 eine Statistik, die die statistische Verteilung der Elemente angibt (Schritt ST4c). Zum Beispiel berechnet die Statistikberechnungseinheit 224 die Statistik, die die statistische Verteilung der Elemente anzeigt, die in dem Teil vorhanden sind, der mit dem Bestimmungswert hinzugefügt wurde, der anzeigt, dass der Inter-/Extrapolationswert in den Zeitreihendaten, die Auftretensraten von häufigen Mustern als Elemente haben, nicht geschätzt werden kann. Die Verarbeitung durch die Schätzungseinheit 223 und die Verarbeitung durch die statistische Berechnungseinheit 224 werden unabhängig voneinander ausgeführt, und daher kann eine von ihnen früher als die andere ausgeführt werden oder sie können parallel ausgeführt werden.
Die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 berechnet Zeitreihendaten, die als Elemente den Inter-/Extrapolationswert, den repräsentativen Wert von Inter-/Extrapolationswerten oder den Bereich des Inter-/Extrapolationswerts in den Zeitreihendaten haben, die durch Integration des von der Schätzungseinheit 223 geschätzten Inter-/Extrapolationswerts und der von der Statistikberechnungseinheit 224 berechneten Statistik erhalten wurden, und gibt die interpolierten oder extrapolierten Zeitreihendaten aus (Schritt ST5c). Darüber hinaus berechnet die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 den repräsentativen Wert oder den Bereich von Inter-/Extrapolationswerten von numerischen Werten, die den Zustand der das zu analysierende Informationssystem bildenden Vorrichtung angeben, auf der Grundlage des von der Schätzungseinheit 223 geschätzten Inter-/Extrapolationswertes, der von der Statistikberechnungseinheit 224 berechneten Statistik und der Definitionsinformationen, die den Klassifizierungswert angeben, der die Klassifizierungsklasse angibt, in die der in dem häufigen Muster enthaltene numerische Wert klassifiziert wird. Die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 führt die oben genannten Prozesse unabhängig voneinander durch, und daher kann die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 einen der Prozesse früher als den anderen durchführen oder beide Prozesse parallel durchführen.
12A ist eine Darstellung, die ein Beispiel für Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elemente zeigt. 12B zeigt Grafiken, die ein Beispiel für Zeitreihendaten (1) und Zeitreihendaten (2) mit numerischen Werten als Elemente darstellen. Die Häufigkeitsmuster-Analyseeinheit 21 erfasst beispielsweise die in 12A und 12B dargestellten Zeitreihendaten und gibt Zeitreihendaten mit Identifikationswerten von häufigen Mustern an die Inter-/Extrapolations-Verarbeitungseinheit 22 aus.
12C zeigt Grafiken, die ein Beispiel für interpolierte oder extrapolierte Zeitreihendaten darstellen. Wie im oberen Teil von 12C dargestellt, berechnet die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 einen Durchschnittswert A1, einen Maximalwert A2 und einen Minimalwert A3, die repräsentative Werte der geschätzten Werte der Inter-/Extrapolationswerte von Auftretensraten häufiger Muster in den Zeitreihendaten A mit Auftretensraten häufiger Muster als Elemente sind, und berechnet Zeitreihendaten mit diesen Werten als Elemente.
Wie im mittleren Teil von 12C dargestellt, berechnet die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 einen Durchschnittswert (1a), einen Maximalwert (1b) und einen Minimalwert (1c), die repräsentative Werte von geschätzten Werten von Inter-/Extrapolationswerten der Elemente in den Zeitreihendaten (1) sind, die numerische Werte haben, die den Zustand der Vorrichtung anzeigen, die das zu analysierende Informationssystem als Elemente bildet, und berechnet Zeitreihendaten, die diese Werte als Elemente haben. Wie im unteren Teil von 12C dargestellt, berechnet die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 einen Durchschnittswert (2a), einen Maximalwert (2b) und einen Minimalwert (2c), die repräsentative Werte von geschätzten Werten von Inter-/Extrapolationswerten der Elemente in den Zeitreihendaten (2) sind, die numerische Werte haben, die den Zustand der Vorrichtung anzeigen, die das zu analysierende Informationssystem als Elemente bildet, und berechnet Zeitreihendaten, die diese Werte als Elemente haben.
Das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannte häufige Muster ist mit einem Phänomen verbunden, das in dem zu analysierenden Informationssystem auftritt. Daher ist es möglich, ein Phänomen, das im Informationssystem aufgrund einer Störung auftritt, effizient zu analysieren, indem man das Phänomen, das im Informationssystem auftritt, analysiert und sich dabei auf das häufige Muster konzentriert. Außerdem wird durch die Verwendung häufiger Muster die Vorhersagegenauigkeit des Verhaltens des Informationssystems verbessert. Es gibt zum Beispiel einen Fall, in dem der geschätzte Wert eines Inter-/Extrapolationswertes eines Elements zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, einem vorhergesagten Element im zukünftigen Zeitstempel entspricht. In diesem Fall kann die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit 225 einen Fehlerbereich des vorhergesagten Wertes des Elements darstellen, indem sie den repräsentativen Wert oder Bereich des geschätzten Wertes des Inter-/Extrapolationswertes berechnet.
13 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Abrufverarbeitungseinheit 23 veranschaulicht. In 13 enthält die Abrufverarbeitungseinheit 23 eine Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 und eine Abrufeinheit 232. Die Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 ist eine Auswahleinheit, die Zeitreihendaten entsprechend dem Grad der Wichtigkeit aus mindestens einem der Zeitreihendaten mit häufigen Mustern, die von der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 als Elemente erkannt wurden, den Zeitreihendaten, die von der Eingabevorrichtung 3A empfangen wurden und Zeichenketten als Elemente haben, und den Zeitreihendaten, die von der Eingabevorrichtung 3B empfangen wurden und numerische Werte als Elemente haben, auswählt.
In den Zeitreihendaten, die Identifikationswerte von häufigen Mustern als Elemente haben, kann zum Beispiel ein Betrag der Abweichung von 1, der ein Wert des Verhältnisses zwischen der Häufigkeit des Auftretens des Elements im zu analysierenden Informationssystem und der Häufigkeit des Auftretens des Elements in den Zeitreihendaten ist, die in der Lernphase des häufigen Musters verwendet werden, als Grad der Wichtigkeit verwendet werden. Wenn zum Beispiel das Verhältnis zwischen ihnen 1,2 beträgt, ist die Abweichung vom Wert 11,2 - 1,0 = 0,2.
Darüber hinaus kann bei Zeitreihendaten, die eine Kombination von Elementen enthalten, die nicht in das häufige Muster eingeordnet werden können, beispielsweise die Anzahl des Auftretens von Elementen, die nicht in das häufige Muster eingeordnet werden können, als Grad der Wichtigkeit verwendet werden. Darüber hinaus kann bei Zeitreihendaten, die den Identifikationswert eines häufigen Musters haben, bei dem nur der Vorgänger als Element festgelegt ist, beispielsweise die in der Lernphase berechnete Konfidenz für das entsprechende häufige Muster als Grad der Wichtigkeit verwendet werden.
Die Abrufeinheit 232 ruft die Arbeitsinformationen ab, die den Zeitreihendaten entsprechen, die von der Häufigkeitsmuster-Auswahleinheit 231 aus vergangenen Arbeitsinformationeneinheiten für das in dem zu analysierenden Informationssystem auftretende Phänomen ausgewählt wurden, und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus. Die Information über die Arbeit in der Vergangenheit ist eine Information, in der die Bestimmung oder der Inhalt der vom Benutzer in der Vergangenheit durchgeführten Arbeit für ein im Informationssystem auftretendes Phänomen registriert wird.
14 ist ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung des Abrufs von Informationen über vergangene Arbeiten veranschaulicht und das Detail des Prozesses in Schritt ST3 von 3 zeigt. Die Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 wählt Zeitreihendaten entsprechend dem Grad der Wichtigkeit aus mindestens einem der Zeitreihendaten mit häufigen Mustern als Elementen, den Zeitreihendaten mit Zeichenketten als Elementen und den Zeitreihendaten mit numerischen Werten als Elementen aus (Schritt ST1d). Beispielsweise wählt die Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 unter den Zeitreihendaten, die häufige Muster als Elemente enthalten, den Zeitreihendaten, die Zeichenketten als Elemente enthalten, und den Zeitreihendaten, die numerische Werte als Elemente enthalten, anhand des Wichtigkeitsgrads einen Teil aus, der dem Benutzer präsentiert werden soll.
Die Abrufeinheit 232 ruft die Arbeitsinformationen ab, die den Zeitreihendaten entsprechen, die von der Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 aus den in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten früheren Arbeitsinformationeneinheiten ausgewählt wurden, und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus (Schritt ST2d). Beispielsweise ruft die Abrufeinheit 232 frühere Arbeitsinformationen ab, die mit dem in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten häufigen Muster verbunden sind, und zwar auf der Grundlage desselben häufigen Musters oder derselben Kombination von Elementen in der Liste der Identifikationswerte der häufigen Muster, der Liste der Kombinationen von Elementen oder der Liste der Identifikationswerte der häufigen Muster, in der nur der Vorgänger festgelegt ist, und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus.
Wenn das häufige Muster oder die Kombination von Elementen, die nicht das häufige Muster sind, das für den Abruf durch die Abrufeinheit 232 verwendet wird, als die Analyseunterstützungsinformationen durch den Benutzer verwendet wird, erzeugt die Abrufeinheit 232 Arbeitsinformationen, die die Bestimmung oder den Inhalt der Arbeit anzeigen, die durch den Benutzer unter Verwendung des häufigen Musters oder der Kombination von Elementen, die nicht das häufige Muster sind, durchgeführt wird, und speichert die erzeugten Arbeitsinformationen in der Speichervorrichtung 4. Die in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten Arbeitsinformationen können vom Benutzer mit Hilfe einer Eingabevorrichtung erstellt werden.
15A ist eine Darstellung, die die in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten Informationen über häufige Muster zeigt. 15B ist eine Darstellung, die ein Beispiel für frühere Arbeitsinformationen zeigt. Beispielsweise speichert die Speichervorrichtung 4 als Informationen über häufige Muster das häufige Muster und die frühere Arbeitsinformationen für das Phänomen, das dem häufigen Muster entspricht, wie in 15A dargestellt. Wenn die Zeitreihendaten, die die häufigen Muster „Muster 1“ und „Muster 3“ enthalten, von der Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 ausgewählt werden, ruft die Abrufeinheit 232 vergangene Arbeitsinformationen, die in der Speichervorrichtung 4 gespeichert sind, auf der Grundlage der häufigen Muster „Muster 1“ und „Muster 3“ ab. Infolgedessen werden Arbeitsinformationen 232A, wie in 15B dargestellt, aus der Speichervorrichtung 4 abgerufen und dem Benutzer präsentiert.
Die Abrufeinheit 232 ruft die Arbeitsinformationen, die den von der Häufiges-Muster-Auswahleinheit 231 ausgewählten Zeitreihendaten entsprechen, aus den in der Speichervorrichtung 4 gespeicherten früheren Arbeitsinformationeneinheiten ab. Wenn also ein Phänomen, das in der Vergangenheit behandelt wurde, erneut auftritt, kann der Benutzer auf der Grundlage der mit diesem Phänomen verbundenen früheren Arbeitsinformationen einen Problembereich identifizieren und reparieren. Dadurch kann die Arbeitszeit verkürzt und eine Schwankung der Arbeitsgenauigkeit für das entsprechende Phänomen zwischen den zuständigen Personen unterdrückt werden.
In der obigen Erläuterung wurden Zeitreihendaten beschrieben, die einen Zeitstempel als Index verwenden, aber die Datenanalysevorrichtung 2 ist nicht darauf beschränkt und kann auch Reihendaten von Zeichenketten und Reihendaten von numerischen Werten verarbeiten, die im Allgemeinen Indizes haben, die einen Vergleich der Ordnungsbeziehungen innerhalb der Reihen und zwischen den Reihen ermöglichen.
Zum Beispiel verwendet die Datenanalysevorrichtung 2 als Index eine Zahl, die die Ordnungsbeziehung von Pixelpositionen in Bilddaten definiert, erfasst Seriendaten, die als ein Element einen Pixelwert (numerischer Wert) haben, der durch die als Index dienende Zahl spezifiziert ist, und Seriendaten, die als ein Element erläuternde Daten (Zeichenkette) haben, einschließlich einer einem Pixel gegebenen Zeichenkette, und führt die oben erwähnte Datenanalyse an den erfassten Reihendateneinheiten durch. Das Ergebnis der Datenanalyse kann für die Bildanalyse oder -verarbeitung zur Interpolation oder Extrapolation eines defekten Pixels verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Datenanalysevorrichtung 2 die obige Datenanalyse an Reihendaten durchführen, bei denen der Zeitstempel, der den Protokolldaten des zu analysierenden Informationssystems entspricht, und ein numerischer Wert, der den Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung darstellt, durch ein Symbol, wie z. B. ein Alphabet, mit einer definierten Reihenfolge ersetzt wird.
In dem Datenanalysesystem 1 können die Datenanalysevorrichtung 2 und die Speichervorrichtung 4 über ein Kommunikationsnetz verbunden sein.
Wenn die von der Datenanalysevorrichtung 2 durchgeführte Datenanalyse mit einer anderen Analyseverarbeitung kombiniert wird, die gemeinsame Datenreihen verarbeitet, wird die Beschreibbarkeit des Analyseergebnisses weiter verbessert. Wenn es beispielsweise eine Anomalieerfassungseinrichtung gibt, die Protokolldaten in einem Zeichenkettenformat des Informationssystems empfängt, führt die Datenanalysevorrichtung 2 die oben beschriebene Datenanalyse an denselben Protokolldaten wie die von der Anomalieerfassungseinrichtung erfassten Protokolldaten oder an anderen Protokolldaten oder gleichzeitig erfassten numerischen Daten durch. Das Ergebnis der Datenanalyse durch die Datenanalysevorrichtung 2 kann eine Analyseunterstützungsinformationen für die Analyse eines Faktors eines Phänomens sein, für das die Anomalieerfassungseinrichtung eine Warnung ausgibt. Indem beispielsweise die Häufigkeit des Auftretens des durch den Faktor verursachten Phänomens in der Zukunft vorhergesagt wird, ist es möglich, den Inhalt einer Maßnahme bereitzustellen, die in Betracht gezogen werden muss, bevor es zu einem Ausfall des Informationssystems kommt.
In einem Fall, in dem die Datenanalysevorrichtung 2 nur die in 4 dargestellte Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 enthält, werden die Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 in der Datenanalysevorrichtung 2 durch eine Verarbeitungsschaltung implementiert. Das heißt, die Datenanalysevorrichtung 2 enthält eine Verarbeitungsschaltung, die die Prozesse von Schritt ST1b bis Schritt ST3b in 8 ausführt. Bei dem Verarbeitungsschaltung kann es sich um dedizierte Hardware handeln oder um eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) handeln, die ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt.
16A ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zur Implementierung der Funktion der Datenanalysevorrichtung 2 zeigt. 16B ist ein Blockdiagramm, das eine Hardwarekonfiguration zur Ausführung von Software zeigt, die die Funktion der Datenanalysevorrichtung 2 implementiert. In 16A und 16B leitet eine Eingabeschnittstelle 100 die von den Eingabevorrichtungen 3A und 3B ausgegebenen Zeitreihendaten an die Datenanalysevorrichtung 2 weiter. Eine Ausgabeschnittstelle 101 leitet z. B. Zeitreihendaten, die von der Datenanalysevorrichtung 2 ausgegeben werden, an eine Vorrichtung weiter, das die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22 enthält.
Wenn die Verarbeitungsschaltung eine Verarbeitungsschaltung 102 ist, die dedizierte Hardware ist, wie in 16A veranschaulicht, ist die Verarbeitungsschaltung 102 beispielsweise eine einzelne Schaltung, eine zusammengesetzte Schaltung, ein programmierter Prozessor, ein paralleler programmierter Prozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), eine im Feld programmierbare Gatteranordnung (Field-Programmable Gate Array, FPGA) oder eine Kombination einiger dieser Schaltungen. Die Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 in der Datenanalysevorrichtung 2 können durch verschiedene Verarbeitungsschaltungen oder gemeinsam durch eine einzige Verarbeitungsschaltung implementiert werden.
In einem Fall, in dem die Verarbeitungsschaltung ein in 16B dargestellter Prozessor 103 ist, werden die Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 in der Datenanalysevorrichtung 2 durch Software, Firmware oder eine Kombination aus Software und Firmware implementiert. Zu beachten ist, dass Software oder Firmware als ein Programm beschrieben und in einem Speicher 104 gespeichert ist.
Der Prozessor 103 liest das im Speicher 104 gespeicherte Programm und führt es aus, wodurch die Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 in der Datenanalysevorrichtung 2 implementiert werden. Beispielsweise enthält die Datenanalysevorrichtung 2 den Speicher 104 zum Speichern von Programmen, um schließlich die Prozesse von Schritt ST1b bis Schritt ST3b in dem in 8 dargestellten Flussdiagramm auszuführen, wenn das Programm in dem Flussdiagramm durch den Prozessor 103 ausgeführt wird. Diese Programme veranlassen einen Computer, ein Verfahren oder ein Verarbeitungsverfahren auszuführen, das von der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 durchgeführt wird. Der Speicher 104 kann ein computerlesbares Speichermedium sein, das ein Programm speichert, um einen Computer zu veranlassen, als die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, die Reihenintegrationseinheit 213, die Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 zu arbeiten.
Der Speicher 104 ist beispielsweise ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie etwa ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (Random Access Memory, RAM), ein Nur-Lese-Speicher (Read Only Memory, ROM), ein Flash-Speicher, ein löschbarer programmierbarer ROM (Erasable Programmable Read Only Memory, EPROM) oder ein elektrisch löschbarer programmierbarer ROM (electrically-EPROM, EEPROM), eine Magnetscheibe, eine flexible Scheibe, eine optische Scheibe, eine Compact Disc, eine Minidisk oder eine digitale vielseitige Scheibe (DVD).
Einige Teile der Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211, der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215, die in der Datenanalysevorrichtung 2 enthalten sind, können durch spezielle Hardware implementiert werden, und die anderen Teile davon können durch Software oder Firmware implementiert werden. Beispielsweise werden die Funktionen der Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 und der Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212 von der Verarbeitungsschaltung 102 implementiert, bei der es sich um dedizierte Hardware handelt, und die Funktionen der Reihenintegrationseinheit 213, der Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit 214 und der Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215 werden vom Prozessor 103 implementiert, der das im Speicher 104 gespeicherte Programm liest und ausführt. Wie oben beschrieben, kann die Verarbeitungsschaltung die oben erwähnten Funktionen durch Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination davon implementieren.
Wie oben beschrieben, enthält die Datenanalysevorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform: die Zeichenketten-Klassifizierungseinheit 211 und die Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit 212, die jeweils Reihendaten mit einer Zeichenkette, die sich auf das zu analysierende Informationssystem bezieht, als ein Element und Reihendaten mit einem Zahlenwert, der den Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung anzeigt, als ein Element erfassen, das Element von jedem der Reihendaten in eine Klassifizierungsklasse klassifizieren und Reihendaten mit einem Klassifizierungswert, der die Klassifizierungsklasse anzeigt, als ein Element ausgeben; die Reihenintegrationseinheit 213, die Reihendaten, die einen Klassifikationswert der Zeichenkette als ein Element haben, und Reihendaten, die einen Klassifikationswert des numerischen Wertes als ein Element haben, in eine Einheitvon Reihendaten integriert; und die Häufiges-Muster-Erfassungseinheit 215, die das Auftreten eines häufigen Musters, das eine Kombination von häufig auftretenden Elementen ist, unter Verwendung der einen Einheit von Reihendaten, das durch Integration durch die Reihenintegrationseinheit 213 erhalten wurde, erfasst.
Die Reihendaten mit der Zeichenkette, die sich auf das zu analysierende Informationssystem als Element bezieht, und die Reihendaten mit dem numerischen Wert, der den Zustand der Vorrichtung, die das Informationssystem bildet, als Element anzeigt, werden in eine Einheit vonReihendaten integriert, wodurch eine häufige Suche nach Mustern an den Reihendaten durchgeführt werden kann, bei dem eines der beiden Einheiten von Reihendaten mit den anderen Reihendaten interpoliert oder extrapoliert wird. Dadurch kann die Datenanalysevorrichtung 2 die Daten ergänzen, die für die Analyse eines Phänomens erforderlich sind, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist.
Die Datenanalysevorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform enthält neben der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 auch die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit 22. Die Inter-/Extrapolations-Verarbeitungseinheit 22 berechnet einen geschätzten Wert der Auftretensrate des häufigen Musters und die Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters auf der Grundlage der Zeitreihendaten, die das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannte häufige Muster als ein Element aufweisen, und interpoliert oder extrapoliert ein Element zu einem Zeitstempel, der nicht in den Zeitreihendaten enthalten ist, unter Verwendung des geschätzten Wertes der Auftretensrate des häufigen Musters und der Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters, die berechnet worden sind. Das häufige Muster ist mit einem Phänomen verbunden, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist, und so ist es möglich, ein Phänomen, das im Informationssystem aufgrund einer Störung auftritt, effizient zu analysieren, indem man das Phänomen, das im Informationssystem auftritt, analysiert und sich dabei auf das häufige Muster konzentriert. Außerdem wird durch die Verwendung häufiger Muster die Vorhersagegenauigkeit des Verhaltens des Informationssystems verbessert.
Die Datenanalysevorrichtung 2 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst neben der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 auch die Abrufverarbeitungseinheit 23. Die Abrufverarbeitungseinheit 23 wählt Zeitreihendaten entsprechend dem Grad der Wichtigkeit aus mindestens einem der Zeitreihendaten, die das von der Häufiges-Muster-Analysierungseinheit 21 erkannte häufige Muster als ein Element haben, den Zeitreihendaten, die eine Zeichenkette als ein Element haben, und den Zeitreihendaten, die einen numerischen Wert als ein Element haben, aus, ruft frühere Arbeitsinformationen, die den ausgewählten Zeitreihendaten entsprechen, unter früheren Arbeitsinformationen für das Phänomen ab, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist, und gibt die abgerufenen Arbeitsinformationen aus.
Wenn ein Phänomen, das in der Vergangenheit behandelt wurde, erneut auftritt, kann der Benutzer auf der Grundlage der mit diesem Phänomen verbundenen früheren Arbeitsinformationen einen Problembereich identifizieren und reparieren. Dadurch kann die Arbeitszeit verkürzt und eine Schwankung der Arbeitsgenauigkeit für das entsprechende Phänomen zwischen den zuständigen Personen unterdrückt werden.
Es sei angemerkt, dass jegliche Komponenten in der Ausführungsform modifiziert oder weggelassen werden können.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Datenanalysevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise zur Analyse eines in einem Informationssystem auftretenden Phänomens verwendet werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
1: Datenanalysesystem, 2: Datenanalysevorrichtung, 3A, 3B: Eingabevorrichtung, 4: Speichervorrichtung, 21: Häufiges-Muster-Analysierungseinheit, 22: Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit, 23: Abrufverarbeitungseinheit, 100: Eingabeschnittstelle, 101: Ausgabeschnittstelle, 102: Verarbeitungsschaltung, 103: Prozessor, 104: Speicher, 211: Zeichenketten-Klassifizierungseinheit, 212: Numerischer-Wert-Klassifizierungseinheit, 213: Reihenintegrationseinheit, 214: Häufiges-Muster-Extrahierungseinheit, 215: Häufiges-Muster-Erfassungseinheit, 221: Häufiges-Muster-Auftretensrate-Berechnungseinheit, 222: Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit, 223: Schätzungseinheit, 224: Statistikberechnungseinheit, 225: Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit, 231: Häufiges-Muster-Auswahleinheit, 232: Abrufeinheit, 232A: Arbeitsinformationen

Claims

Datenanalysevorrichtung, umfassend: eine Klassifizierungseinheit zum Erfassen von Reihendaten mit einer Zeichenkette, die sich auf ein zu analysierendes Informationssystem als ein Element bezieht, und Reihendaten mit einem numerischen Wert, der einen Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung als ein Element anzeigt, wobei jedes der Reihendaten mit der Zeichenkette und der Reihendaten mit dem numerischen Wert einen Index aufweist, der einen Vergleich von Elementordnungsbeziehungen innerhalb von Reihen und zwischen Reihen ermöglicht, das Element jeder Einheit der Reihendaten mit der Zeichenkette und der Reihendaten mit dem numerischen Wert in eine Klassifizierungsklasse klassifiziert, und Reihendaten mit einem Klassifizierungswert ausgibt, der die Klassifizierungsklasse als ein Element anzeigt; eine Integrationseinheit, um die Integration der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert der Zeichenkette als ein Element haben, und der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert des numerischen Wertes als ein Element haben, in eine Einheit von Reihendaten durchzuführen; und eine Erfassungseinheit zur Erkennung eines Auftretens eines häufigen Musters, das eine Kombination häufig auftretender Elemente ist, unter Verwendung der Einheit der Seriendaten, die durch die von der Integrationseinheit durchgeführte Integration erhalten wurde.
Datenanalysevorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Extraktionseinheit umfasst, um Transaktionsdaten zu erzeugen, in denen ein Identifikationswert des Index einer Menge von Elementen zugewiesen wird, die in Einheit von Reihendaten enthalten sind, die durch die Integration durch die Integrationseinheit erhalten werden, und um eine Extraktion des häufigen Musters durchzuführen, indem eine Suche nach häufigen Mustern an den Transaktionsdaten durchgeführt wird, wobei die Erfassungseinheit die Erkennung des Auftretens des von der Extraktionseinheit extrahierten häufigen Musters durchführt.
Datenanalysevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinheit die Erkennung des Auftretens des häufigen Musters auf der Grundlage durchführt, ob es in den Transaktionsdaten eine Menge von Elementen gibt, die mit dem von der Extraktionseinheit extrahierten häufigen Muster übereinstimmt oder nicht.
Datenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner eine Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit umfasst, um auf der Grundlage von Reihendaten, die das von der Erfassungseinheit erfasste häufige Muster als ein Element aufweisen, einen Schätzwert einer Auftretensrate des häufigen Musters und eine Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters zu berechnen, und ein Element im Index, das nicht in den Reihendaten mit der Zeichenkette und den Reihendaten mit dem numerischen Wert enthalten ist, unter Verwendung des Schätzwertes der Auftretensrate des häufigen Musters und der Statistik der Auftretensrate des häufigen Musters, die berechnet worden sind, zu interpolieren oder zu extrapolieren.
Datenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner eine Abrufverarbeitungseinheit umfasst, um eine Auswahl von Reihendaten gemäß einem Wichtigkeitsgrad aus mindestens einem von Zeitreihendaten, die das von der Erfassungseinheit erfasste häufige Muster als ein Element haben, den Zeitreihendaten, die eine Zeichenkette als ein Element haben, und den Zeitreihendaten, die einen numerischen Wert als ein Element haben, durchzuführen, frühere Arbeitsinformationen abzurufen, die den Reihendaten entsprechen, die durch die Auswahl unter früheren Arbeitsinformationen für ein Phänomen erhalten wurden, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist, und die abgerufenen Arbeitsinformationen auszugeben.
Datenanalysevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Inter-/Extrapolationsverarbeitungseinheit umfasst: eine Auftretensrate-Berechnungseinheit, um die Reihendaten zu erfassen, die das von der Erfassungseinheit erfasste häufige Muster als ein Element enthalten, und um eine Berechnung einer Auftretensrate des häufigen Musters durchzuführen; eine Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit, um zu bestimmen, ob es möglich ist, einen Inter-/Extrapolationswert eines Elements im Index zu schätzen, das nicht in Reihendaten enthalten ist, die die von der Auftretensrate-Berechnungseinheit berechnete Auftretensrate des häufigen Musters als ein Element haben, oder nicht; eine Schätzungseinheit, um eine Schätzung eines Inter-/Extrapolationswertes eines Elementes durchzuführen, wobei der Inter-/Extrapolationswert so bestimmt wird, dass es möglich ist, ihn durch die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit zu schätzen; eine Statistikberechnungseinheit, um eine Statistik zu berechnen, die eine statistische Verteilung eines Elements angibt, das bestimmt wird, und das nicht durch die Schätzungsmöglichkeit-Bestimmungseinheit geschätzt werden kann; und eine Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit, um die Integration des von der Schätzungseinheit geschätzten Inter-/Extrapolationswerts und der von der Statistikberechnungseinheit berechneten Statistik in eine Einheit der Reihendaten durchzuführen, und Berechnen von Reihendaten, die als ein Element einen geschätzten Wert des Inter-/Extrapolationswertes, der durch die Schätzung erhalten wurde, einen repräsentativen Wert des geschätzten Wertes des Inter-/Extrapolationswertes oder einen Bereich des geschätzten Wertes des Inter-/Extrapolationswertes in der Einheit der Reihendaten, der durch die von der Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit durchgeführte Integration erhalten wurde, aufweisen.
Datenanalysevorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Inter-/Extrapolationsdaten-Berechnungseinheit einen repräsentativen Wert oder einen Bereich eines Inter-/Extrapolationswertes des numerischen Wertes berechnet, der den Zustand der Vorrichtung angibt, die das zu analysierende Informationssystem bildet, auf der Grundlage des Inter-/Extrapolationswertes, der von der Schätzungseinheit geschätzt wird, der Statistik, die von der Statistik-Berechnungseinheit berechnet wird, und Definitionsinformationen, die den Klassifikationswert angeben, der die Klassifikationsklasse angibt, in die der numerische Wert, der in dem häufigen Muster enthalten ist, klassifiziert wird.
Datenanalysevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Abrufverarbeitungseinheit umfasst: eine Auswahleinheit zum Auswählen von Reihendaten gemäß einem Grad der Wichtigkeit aus mindestens einem von Zeitreihendaten, die das von der Erfassungseinheit erfasste häufige Muster als ein Element aufweisen, den Zeitreihendaten, die eine Zeichenkette als ein Element aufweisen, und den Zeitreihendaten, die einen numerischen Wert als ein Element aufweisen; und eine Abrufeinheit, um frühere Arbeitsinformationen abzurufen, die den ausgewählten Reihendaten unter den früheren Arbeitsinformationen für ein Phänomen entsprechen, das in dem zu analysierenden Informationssystem aufgetreten ist, und um die abgerufenen Arbeitsinformationen auszugeben.
Datenanalysesystem mit der Datenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Programm, das einen Computer veranlasst, zu arbeiten als: eine Klassifizierungseinheit zum Erfassen von Reihendaten mit einer Zeichenkette, die sich auf ein zu analysierendes Informationssystem als ein Element bezieht, und Reihendaten mit einem numerischen Wert, der einen Zustand einer das Informationssystem bildenden Vorrichtung als ein Element anzeigt, wobei jedes der Reihendaten mit der Zeichenkette und der Reihendaten mit dem numerischen Wert einen Index aufweist, der einen Vergleich von Elementordnungsbeziehungen innerhalb von Reihen und zwischen Reihen ermöglicht, das Element jeder Einheit der Reihendaten mit der Zeichenkette und der Reihendaten mit dem numerischen Wert in eine Klassifizierungsklasse klassifiziert, und Reihendaten mit einem Klassifizierungswert ausgibt, der die Klassifizierungsklasse als ein Element anzeigt; eine Integrationseinheit, um die Integration der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert der Zeichenkette als ein Element haben, und der Reihendaten, die einen Klassifizierungswert des numerischen Wertes als ein Element haben, in eine Einheit von Reihendaten durchzuführen; und eine Erfassungseinheit zur Erkennung des Auftretens eines häufigen Musters, das eine Kombination häufig auftretender Elemente ist, unter Verwendung der Einheit der Reihendaten, die durch die von der Integrationseinheit durchgeführte Integration erhalten wurden.