JP2018097395A

JP2018097395A - エピソードマイニング装置及びその方法

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Publication number: JP2018097395A
Application number: JP2016238018A
Authority: JP
Inventors: 秉豐王; Pingfeng Wang; 新穆曾; Shinmu Tseng; 曲峯黎; Chufeng Li
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-07
Also published as: JP6347825B2

Abstract

【課題】高効率のエピソードマイニング方法を提供する。【解決手段】リアルタイム操作パラメータが受信される。増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターンを生成し、前記増分候補パターンは、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有する。バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターンを生成し、前記バッチ候補パターンは、前記バッチ時間周期内の前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有する。前記増分候補パターン及び特定の閾値より大きい発生頻度を有する前記バッチ候補パターンから少なくとも１つの新規追加候補エピソードを決定する。前記新規追加候補エピソードに応じて少なくとも１つの検出ルールを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、データマイニング技術に関し、特に、エピソードマイニング装置及びその方法に関する。

エピソードマイニングは、大規模データセットからパターンを発見する演算処理である。このエピソードマイニングプロセスの全体的な目的は、データセットから情報を抽出し、さらなる活用のために、理解できる構成に変換することにある。従来のエピソードマイニングでは、候補パターンを生成するために、シリアルデータを分析する。そして、必要なパターンを生成するために、多くの走査及びシリアルデータとデータベースにおける履歴データとの比較が必要となる。しかしながら、前記データベースにおける履歴データ全体に対して繰り返して走査を行う必要がある。このような走査過程は、多くの時間がかかり、その結果、低効率の原因となる。

このため、上記の課題を解決したエピソードマイニング装置及びその方法が必要となる。

本発明は、操作装置から複数のリアルタイム操作パラメータを検出するように構成される検出モジュールと、複数の履歴候補エピソード及び複数のコンピュータが実行可能な命令を記憶するように構成され、前記命令は、前記リアルタイム操作パラメータを受信し、増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターンを生成するように構成され、前記増分候補パターンは前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有するデルタエピソードマイニングユニットと、前記リアルタイム操作パラメータ及び前記履歴候補エピソードを受信し、バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターンを生成するように構成され、前記バッチ候補パターンは、前記バッチ時間周期内の前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有するバッチエピソードマイニングユニットと、前記増分候補パターン及び特定の閾値より大きい発生頻度を有する前記バッチ候補パターンから少なくとも１つの新規追加候補エピソードを決定するように構成されるパターン統合ユニットと、前記新規追加候補エピソードに応じて少なくとも１つの検出ルールを生成するルール生成ユニットと、を含む記憶モジュールと、前記記憶モジュールと前記検出モジュールに電気的に接続され、前記コンピュータが実行可能な命令を実行するように構成される処理モジュールと、を備えるエピソードマイニング装置を提供する。

本発明は、エピソードマイニング装置に用いられるエピソードマイニング方法であって、前記エピソードマイニング装置は、操作装置から複数のリアルタイム操作パラメータを検出するように構成される検出モジュールと、複数の履歴候補エピソード及び複数のコンピュータが実行可能な命令を記憶するように構成される記憶モジュールと、前記記憶モジュールと前記検出モジュールに電気的に接続され、前記命令を実行するように構成される処理モジュールと、を備え、前記処理モジュールが前記命令を実行して前記エピソードマイニング方法を実施し、前記エピソードマイニング方法は、増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターンを生成し、増分候補パターンは、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有する工程と、バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターンを生成し、前記バッチ候補パターンは、前記バッチ時間周期内の前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有する工程と、前記増分候補パターン及び特定の閾値より大きい発生頻度を有する前記バッチ候補パターンから少なくとも１つの新規追加候補エピソードを決定する工程と、前記新規追加候補エピソードに応じて少なくとも１つの検出ルールを生成する工程と、を含むエピソードマイニング方法を更に提供する。

上記及びその他の本発明の特徴、態様、及び利点は、以下の発明を実施するための形態、及び特許請求の範囲からより理解される。

以上の記載及び以下の発明を実施するための形態は、例示的なものであり、本発明のさらなる詳細な説明を提供するものであることは、理解すべきである。

本発明は、添付図面に合わせて、以下の発明を実施するための形態を参照することにより、より十分に理解される。

本発明の実施形態に係るエピソードマイニング装置のブロック図である。本発明の実施形態における図１の命令が処理モジュールにより実行されるブロック図である。本発明の実施形態におけるエピソードの発生頻度の状況を示す図である。本発明の実施形態に係るエピソードマイニング方法のフローチャートである。

ここで、本発明の様々な実施形態が詳細に参照され、その実施例は添付図面に例証されているが、類似の番号は各図面及び記述において同一又は類似の要素を示している。

図１を参照されたい。図１は、本発明の実施形態に係るエピソードマイニング装置１のブロック図である。エピソードマイニング装置１は、処理モジュール１０と、記憶モジュール１２と、検出モジュール１４と、を備える。

処理モジュール１０は、記憶モジュール１２及び検出モジュール１４に接続される。処理モジュール１０は、データ演算を実行できる任意のプロセッサであってもよい。処理モジュール１０は、異なるタイプのデータ伝送路を介して前記モジュールとデータ伝送を実行する。他の実施形態では、記憶モジュール１２は、例えば、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュディスク、テープ、ネットワークを介してアクセス可能なデータベース、又は当業者により想到できる、同一機能を持つ任意の記憶媒体であってもよいが、これらに限られない。

一実施形態では、検出モジュール１４は、操作装置１６から複数のリアルタイム操作パラメータ１０１を検出する複数のセンサを含む。一実施形態では、操作装置１６は、例えば、ボイラーであってもよいが、これに限られない。リアルタイム操作パラメータ１０１は、前記ボイラーの操作状況のパラメータを含む。

当然のことながら、上記の要素は、例示的なものである。他の実施形態では、エピソードマイニング装置１は、他の種類の要素を含んでもよい。

記憶モジュール１２は、コンピュータが実行可能な複数の命令１２０を記憶するように構成される。命令１２０は、エピソードマイニング装置１の機能を提供するように、処理モジュール１０により実行される場合、複数のモジュールとして動作する。処理モジュール１０により実行されるエピソードマイニング装置１の操作の処理過程については、以下に説明する。

図２を参照されたい。図２は、本発明の実施形態における図１の命令１２０が処理モジュール１０により実行されるブロック図である。本実施形態では、命令１２０は、データ前処理ユニット２００と、デルタエピソードマイニングユニット２０２と、バッチエピソードマイニングユニット２０４と、パターン統合ユニット２０６と、ルール生成ユニット２０８と、を含む。

各モジュールの操作の詳細については、以下に説明する。

データ前処理ユニット２００は、リアルタイム操作パラメータ１０１の分類、統合、変換、正規化や組み合わせを実行するように構成される。一実施形態では、データ前処理ユニット２００は、リアルタイム操作パラメータ１０１を特性グループ、制御パラメータ及び監視パラメータに分類する。例えば、操作装置１６がボイラーである場合、リアルタイム操作パラメータ１０１は、異なる特性グループに分類される。例えば、あるリアルタイム操作パラメータ１０１は、ボイラーに用いられる石炭の種類に応じて分類され、あるリアルタイム操作パラメータ１０１は、負荷量に応じて分類される。

また、リアルタイム操作パラメータ１０１は、制御パラメータ及び監視パラメータに分類されてもよい。前記制御パラメータが、例えば、初期空気温度やミルの回転速度を含むが、これらに限られない。前記監視パラメータが、例えば、炉温度、出口温度や水の噴射量を含むが、これらに限られない。

デルタエピソードマイニングユニット２０２は、増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターン２０１を生成するために、リアルタイム操作パラメータ１０１を受信するように構成される。一実施形態では、前記増分時間周期は、例えば、３０秒間又は１分間であるが、これらに限られない。

増分候補パターン２０１は、リアルタイム操作パラメータ１０１の一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有する。

当然のことながら、上述したリアルタイム操作パラメータ１０１の一連のイベントは、操作パラメータのイベント及び／又は監視パラメータのイベントを含む。例えば、リアルタイム操作パラメータ１０１は、ボイラーに対して煤吹きするための煤吹きユニット（図示せず）の操作状況（オン又はオフにする）及び炉温度を含む。一連のイベントは、３つの特定の煤吹きユニットが運転中であり、炉温度が閾値より高いという増分エピソードである。他の例では、一連のイベントは、５つの特定の煤吹きユニットが運転中であり、炉温度が閾値より高いという他のエピソードであってもよい。

このような増分エピソードが増分時間周期において数回に発生する可能性がある。その結果、一実施形態では、前記増分エピソードの発生頻度は、増分時間周期内のエピソード全体に対するエピソードの発生回数の比率である。前記増分エピソードの発生頻度が増分閾値より大きい場合、例えば、８０％であるが、これらに限られなく、このようなエピソードが増分候補パターン２０１であると決定される。

一実施形態では、図１に示す記憶モジュール１２は、履歴候補エピソード１２２を記憶でき、履歴に頻繁に発生する特定のエピソードとして、各履歴候補エピソード１２２が選択される。例えば、３つの特定の煤吹きユニットが運転中であり、炉温度が閾値より高いというエピソードの履歴発生頻度が閾値より高い場合、履歴候補エピソード１２２の１つとしてこのようなエピソードが選択される。

バッチエピソードマイニングユニット２０４は、バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターン２０３を生成するために、リアルタイム操作パラメータ１０１及び履歴候補エピソード１２２を受信するように構成される。一実施形態では、前記バッチ時間周期が、一日間又は一週間であるが、これらに限られない。

バッチ候補パターン２０３は、バッチ時間周期におけるリアルタイム操作パラメータ１０１の一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有する。

前記増分エピソードと同様に、前記バッチエピソードは、リアルタイム操作パラメータ１０１の一連のイベントである。このようなバッチエピソードがバッチ時間周期において数回に発生する可能性がある。その結果、一実施形態では、前記バッチエピソードの発生頻度は、同一の一連のイベントを含む履歴候補エピソード１２２の発生回数に対する前記バッチエピソードの発生回数の比率である。前記バッチエピソードの発生頻度がバッチ閾値より大きい場合、例えば、８０％であるが、これらに限られなく、このようなエピソードがバッチ候補パターン２０３であると決定される。

パターン統合ユニット２０６は、増分候補パターン２０１及び閾値より大きい発生頻度を有するバッチ候補パターン２０３から少なくとも１つの新規追加候補エピソード２０５を決定するように構成される。

図３を参照されたい。図３は、本発明の実施形態におけるエピソードの発生頻度の状況を示す図である。

図３に示すように、４つのエピソードの状況がある。第１の状況は、前記増分時間周期と前記バッチ時間周期ともに前記エピソードが頻繁に発生する。第２の状況は、前記エピソードが前記増分時間周期に頻繁に発生するが、前記バッチ時間周期に頻繁に発生しない。第３の状況は、前記エピソードが前記バッチ時間周期に頻繁に発生するが、前記増分時間周期に頻繁に発生しない。第４の状況は、前記増分時間周期と前記バッチ時間周期ともに前記エピソードが頻繁に発生しない。

その結果、増分候補パターン２０１がバッチ候補パターン２０３と同一である場合、このようなパターンが第１の状況に落ちる。パターン統合ユニット２０６は、このパターンを新規追加候補エピソード２０５として直接決定する。

増分候補パターン２０１がバッチ候補パターン２０３と同一ではない場合、第２の状況となる。その結果、前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体に対するこのパターンの発生頻度が決定される。前記履歴候補エピソードをＤとし、前記増分時間周期内のエピソード全体をΔＤとし、増分候補パターン２０１の発生可能性をΔＳとすれば、前記発生頻度が（（Δｓ×|ΔＤ|）／（|Ｄ|＋|ΔＤ|））となる。前記発生頻度が閾値より大きい場合、増分候補パターン２０１が新規追加候補エピソード２０５として決定される。逆に、前記発生頻度が前記閾値の以下である場合、増分候補パターン２０１が新規追加候補エピソード２０５として決定されない。

バッチ候補パターン２０３が増分候補パターン２０１と同一ではない場合、第３の状況となる。その結果、前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体に対するこのパターンの発生頻度が決定される。前記履歴候補エピソードをＤとし、前記増分時間周期内のエピソード全体をΔＤとし、バッチ候補パターン２０３をｓとすれば、前記発生頻度が（（ｓ×|Ｄ|）／（|Ｄ|＋|ΔＤ|））となる。前記発生頻度が閾値より大きい場合、バッチ候補パターン２０３が新規追加候補エピソードとして決定される。逆に、前記発生頻度が前記閾値の以下である場合、バッチ候補パターン２０３が新規追加候補エピソード２０５として決定されない。

パターンが増分候補パターン２０１とバッチ候補パターン２０３のいずれでもない場合、このパターンを考慮する必要がない。

一実施形態では、当然のことながら、各リアルタイム操作パラメータ１０１の肝心なパフォーマンス指標が算出され、前記パラメータと前記パターンに差異が存在するようになり、前記肝心なパフォーマンス指標がパターン統合を実行する重み付けを生成することに用いられる。その結果、この重み付けが図３に示すフォーミュラにおける増分候補パターン２０１に関するアイテムの加重に用いられる。

一実施形態では、パターン統合ユニット２０６は、新規追加候補エピソード２０５を履歴候補エピソード１２２の一部として記憶モジュール１２に記憶される。

ルール生成ユニット２０８は、新規追加候補エピソード２０５に応じて少なくとも１つの検出ルール２０７を生成するように構成される。一実施形態では、命令１２０は、検出ルール２０７によりルール検出を実行する複合イベント処理ユニット２１０を更に含む。

より具体的には、複合イベント処理ユニット２１０は、検出モジュール１４からリアルタイム操作パラメータ１０１を受信し、特定のエピソードが発生するかを決定し、それに応じて何れの動作が実行されるかを更に決定する。例えば、複合イベント処理ユニット２１０により検出ルール２０７で３つの特定の煤吹きユニットが運転中であるという前記エピソードが検出される場合、複合イベント処理ユニット２１０は、煤吹き効果を向上させるために、追加の煤吹きユニットをオンにする必要があると決定する。

その結果、エピソードマイニング装置１は、大量の履歴データに繰り返してアクセスする必要がなく、頻繁に発生するエピソードを効果的に決定できる。前記エピソードマイニングの効率を向上させる。

図４を参照されたい。図４は、本発明の実施形態に係るエピソードマイニング方法４００のフローチャートである。エピソードマイニング方法４００は、図１に示すエピソードマイニング装置１に用いられてもよく、又は、データベース、共通プロセッサ、コンピュータ、サーバ、特定の論理回路を有する他のユニークなハードウェア装置又は特定の機能を有する装置などの他のハードウェアコンポーネントにより実施されてもよい。ユニークなハードウェアは、コンピュータプログラム及びプロセッサ又はチップにより構成される。より具体的には、エピソードマイニング方法４００は、コンピュータプログラムにより実施され、エピソードマイニング装置１におけるモジュールを制御する。前記コンピュータプログラムは、例えば、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、フラッシュディスク、テープ、ネットワークを介してアクセス可能なデータベース、又は当業者により想到できる、同一機能を持つ任意の記憶媒体のような非一過性のコンピュータ可読の媒体に記憶される。

エピソードマイニング方法４００は、下記の工程を含む。（当該工程は、順序通りに実行されていない。前記工程の順序が明確に指示されない限り、前記工程の順序が互いに交換でき、また、前記工程の全体又は一部を同時に、部分的に同時に、又は順に実行できる）。

操作４０１では、増分時間周期ごとに、デルタエピソードマイニングユニット２０２により少なくとも１つの増分候補パターン２０１を生成し、増分候補パターン２０１は、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有する。

操作４０２では、バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターン２０３を生成し、バッチ候補パターン２０３は、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有する。

操作４０３では、増分候補パターン２０１及び特定の閾値より大きい発生頻度を有するバッチ候補パターン２０３からパターン統合ユニット２０６により少なくとも１つの新規追加候補エピソード２０５を決定する。

操作４０４では、新規追加候補エピソード２０５に応じて、ルール生成ユニット２０８により少なくとも１つの検出ルール２０７を生成する。

当然のことながら、前記工程は、順序通りに実行されていない。前記工程の順序が明確に指示されない限り、前記工程の順序が互いに交換でき、また、前記工程の全体又は一部を同時に、部分的に同時に、又は順に実行してもよい。

本発明は、特定の実施形態を参照しながら説明及び記載されてきたが、他の様々な実施形態を行ってもよい。特許請求の範囲の精神や範囲から逸脱せずに、上記の実施形態に限定されない。

本発明の様々な改良及び変更が本発明の範囲及び原理から逸脱することなく実施できることは、当業者には明らかである。これらの改良及び変更は、本発明の特許請求の範囲に含まれる。

Claims

操作装置から複数のリアルタイム操作パラメータを検出するように構成される検出モジュールと、
複数の履歴候補エピソード及び複数のコンピュータが実行可能な命令を記憶するように構成され、前記命令は、
前記リアルタイム操作パラメータを受信し、増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターンを生成するように構成され、前記増分候補パターンは、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有するデルタエピソードマイニングユニットと、前記リアルタイム操作パラメータ及び前記履歴候補エピソードを受信し、バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターンを生成するように構成され、前記バッチ候補パターンは、前記バッチ時間周期内の前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有するバッチエピソードマイニングユニットと、前記増分候補パターン及び特定の閾値より大きい発生頻度を有する前記バッチ候補パターンから少なくとも１つの新規追加候補エピソードを決定するように構成されるパターン統合ユニットと、前記新規追加候補エピソードに応じて少なくとも１つの検出ルールを生成するルール生成ユニットとを含む、記憶モジュールと、
前記記憶モジュールと前記検出モジュールに電気的に接続され、前記命令を実行するように構成される処理モジュールと、
を備えるエピソードマイニング装置。
前記増分発生頻度は、前記増分時間周期内の前記エピソード全体の発生回数に対する前記増分エピソードの発生回数の比率である請求項１に記載のエピソードマイニング装置。
前記バッチ発生頻度は、同一の一連のイベントを含む前記履歴候補エピソードの発生回数に対する前記バッチエピソードの発生回数の比率である請求項１に記載のエピソードマイニング装置。
前記リアルタイム操作パラメータの分類、統合、変換、正規化又は組み合わせを実行するように構成されるデータ前処理ユニットを更に備える請求項１に記載のエピソードマイニング装置。
前記データ前処理ユニットは、前記リアルタイム操作パラメータを特性グループ、制御パラメータ及び監視パラメータに分類する請求項４に記載のエピソードマイニング装置。
前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体における前記増分候補パターンの第１の発生頻度が第１の閾値より大きい場合、前記増分候補パターンが前記新規追加候補エピソードであると決定され、前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体における前記バッチ候補パターンの第２の発生頻度が第２の閾値より大きい場合、前記バッチ候補パターンが前記新規追加候補エピソードであると決定される請求項１に記載のエピソードマイニング装置。
前記検出ルールによりルール検出を実行する複合イベント処理ユニットを更に備える請求項１に記載のエピソードマイニング装置。
エピソードマイニング装置に用いられるエピソードマイニング方法であって、
前記エピソードマイニング装置は、操作装置から複数のリアルタイム操作パラメータを検出するように構成される検出モジュールと、複数の履歴候補エピソード及び複数のコンピュータが実行可能な命令を記憶するように構成される記憶モジュールと、前記記憶モジュールと前記検出モジュールに電気的に接続され、前記命令を実行するように構成される処理モジュールと、を備え、前記処理モジュールが前記命令を実行して前記エピソードマイニング方法を実施し、前記エピソードマイニング方法は、
増分時間周期ごとに、少なくとも１つの増分候補パターンを生成し、増分候補パターンは、前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含む増分エピソードであり、前記増分エピソードが増分閾値より大きい増分発生頻度を有する工程と、
バッチ時間周期ごとに、少なくとも１つのバッチ候補パターンを生成し、前記バッチ候補パターンは、前記バッチ時間周期内の前記リアルタイム操作パラメータの一連のイベントを含むバッチエピソードであり、前記バッチエピソードがバッチ閾値より大きいバッチ発生頻度を有する工程と、
前記増分候補パターン及び特定の閾値より大きい発生頻度を有する前記バッチ候補パターンから少なくとも１つの新規追加候補エピソードを決定する工程と、
前記新規追加候補エピソードに応じて少なくとも１つの検出ルールを生成する工程と、を含む方法。
前記増分発生頻度は、前記増分時間周期内の前記エピソード全体の発生回数に対する前記増分エピソードの発生回数の比率である請求項８に記載のエピソードマイニング方法。
前記バッチ発生頻度は、同一の一連のイベントを含む前記履歴候補エピソードの発生回数に対する前記バッチエピソードの発生回数の比率である請求項８に記載のエピソードマイニング方法。
前記リアルタイム操作パラメータの分類、統合、変換、正規化又は組み合わせを実行する工程を更に備える請求項８に記載のエピソードマイニング方法。
前記リアルタイム操作パラメータが特性グループ、制御パラメータ及び監視パラメータに分類される請求項１１に記載のエピソードマイニング方法。
前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体における前記増分候補パターンの第１の発生頻度が第１の閾値より大きい場合、前記増分候補パターンが前記新規追加候補エピソードであると決定される工程と、
前記履歴候補エピソード及び前記増分時間周期内のエピソード全体における前記バッチ候補パターンの第２の発生頻度が第２の閾値より大きい場合、前記バッチ候補パターンが前記新規追加候補エピソードであると決定される工程と、
を更に含む請求項８に記載のエピソードマイニング方法。
前記検出ルールによりルール検出を実行する工程を更に含む請求項８に記載のエピソードマイニング方法。