JP2020144493A - Learning model generation support device and learning model generation support method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、学習モデル生成支援装置、及び学習モデル生成支援方法に関する。 The present invention relates to a learning model generation support device and a learning model generation support method.
特許文献1には、モデルを用いて所定の対象を適切に予測することを目的として構成された予測モデルの更新装置について記載されている。更新装置は、取得部と更新部とを有する。取得部は、所定の対象を予測する予測モデルに関する情報を取得し、更新部は、所定の条件を満たす場合に取得部により取得された予測モデルを更新する。また更新部は、所定の組合情報に対応する予測モデルが所定の条件を満たす場合に当該予測モデルの重みを再計算することにより当該予測モデルを更新する。
非特許文献1には、データストリームからの異常値と変化点を検出する技術に関し、その性質が時間の経過とともに変化するデータソースを追跡するオンライン割引学習アルゴリズムを用いてデータソースの確率論的モデルを学習する技術に関して記載されている。
Non-Patent
昨今、製品の製造現場においては、生産効率改善等を目的としてIoT(Internet of Things)の導入が推進されており、製品の良品/不良品の分類や装置の故障予知等への機械学習を応用した技術の活用が進められている。こうした機械学習においては、製造現場に設けられたセンサ装置等のデータ取得装置から様々な特徴についての学習データを取得し、取得した学習データに基づき学習モデルが生成(学習)される。そして生成された学習モデルに製造現場で新たに取得されるデータを入力することにより分類結果や予測結果等の情報を取得し、取得した情報を用いて製品の生産が進められる。 In recent years, the introduction of IoT (Internet of Things) has been promoted at product manufacturing sites for the purpose of improving production efficiency, and application of machine learning to classify non-defective / defective products and predict equipment failures. Utilization of the advanced technology is being promoted. In such machine learning, learning data about various features is acquired from a data acquisition device such as a sensor device installed at a manufacturing site, and a learning model is generated (learned) based on the acquired learning data. Then, by inputting data newly acquired at the manufacturing site into the generated learning model, information such as classification results and prediction results is acquired, and product production is promoted using the acquired information.
ところで、学習モデルの性能(例えば分類精度や予測精度)はその生成に用いた特徴に依存し、学習に用いる特徴の選出は学習モデルの性能を確保する上で重要な作業である。また学習モデルを使い続けるうちに現場の状況変化等によって学習モデルの性能が低下することがあり、学習モデルに用いる特徴は随時見直しを行い、必要であれば学習モデルを生成し直す(更新する)必要がある。また学習モデルの利用現場において検討対象となる特徴の数は通常は膨大であるため、特徴は効率よく適切に選出する必要もある。 By the way, the performance of the learning model (for example, classification accuracy and prediction accuracy) depends on the features used for its generation, and the selection of the features used for learning is an important task for ensuring the performance of the learning model. In addition, the performance of the learning model may deteriorate due to changes in the situation at the site while continuing to use the learning model, so the features used in the learning model should be reviewed as needed, and the learning model should be regenerated (updated) if necessary. There is a need. In addition, since the number of features to be examined at the site where the learning model is used is usually enormous, it is necessary to efficiently and appropriately select the features.
特許文献1には、予測モデルの重みを再計算することにより予測モデルを更新することが記載されている。しかし特許文献1に記載の更新装置は、予測モデルの更新時においても最初に生成された学習モデルに利用された特徴が考慮されるに過ぎず、例えば、最初に生成された学習モデルの生成に用いた特徴以外の特徴の変化が原因で学習モデルの性能が低下する場合に対応することができない。
非特許文献1には、複数の特徴の時系列データを入力として、特徴全体としての変化や個々の特徴の変化を検知する技術について記載されている。しかし非特許文献1に記載の技術は特徴全体としての変化に寄与する個々の特徴を特定することができない。例えば、学習モデルの利用現場においては、学習モデルの更新に際し、何故学習モデルを更新する必要があるのか、現場に生じたどのような原因を理由として学習モデルを更新するのか等の情報を詳細に把握したいというニーズがあるが、非特許文献1に記載の技術はこうしたニーズに対応することができない。
Non-Patent
本発明はこのような背景に基づきなされたものであり、学習モデルの生成を支援する情報を提供することが可能な、学習モデル生成支援装置、及び学習モデル生成支援方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such a background, and an object of the present invention is to provide a learning model generation support device and a learning model generation support method capable of providing information for supporting the generation of a learning model. To do.
上記目的を達成するための本発明の一つは、学習モデルの生成を支援する情報処理装置であって、学習モデルの生成に利用可能な特徴の時系列データを記憶する記憶部、前記特徴の夫々について、生成済みの前記学習モデルの生成に利用した前記特徴である利用特徴の学習期間における夫々の時系列データを学習データとして、夫々の前記時系列データの変化の度合いを示す値である変化スコアを生成する機械学習モデルである変化検知モデルを生成する、変化検知モデル生成部、複数の前記特徴の夫々について、新たな期間の時系列データを取得するデータ取得部、前記複数の特徴の夫々の前記変化検知モデルに夫々の前記新たな時系列データを入力することにより、前記新たな期間おける前記複数の特徴の夫々の前記変化スコアである個別変化スコアを求める個別変化スコア算出部、前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記新たな期間おける前記複数の特徴の全体としての変化の度合いを示す値である全体変化スコアを求める、全体変化スコア算出部、前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記全体変化スコアに寄与する前記特徴である寄与特徴を特定する、寄与特徴特定部、を備える。 One of the present inventions for achieving the above object is an information processing device that supports the generation of a learning model, and is a storage unit that stores time-series data of features that can be used for generating the learning model. For each, a change indicating the degree of change of the time-series data, using each time-series data in the learning period of the usage feature, which is the feature used for generating the generated learning model, as training data. A change detection model generation unit that generates a change detection model that is a machine learning model that generates a score, a data acquisition unit that acquires time-series data for a new period for each of the plurality of features, and each of the plurality of features. The individual change score calculation unit, which obtains the individual change score which is the change score of each of the plurality of features in the new period by inputting the new time series data into the change detection model of the above. The overall change score calculation unit, which obtains the overall change score, which is a value indicating the degree of change of the plurality of features as a whole in the new period, based on the individual change scores of each of the features of the plurality of features. Based on each of the individual change scores, a contribution feature specifying unit for specifying the contribution feature, which is the feature that contributes to the overall change score, is provided.
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。 In addition, the problems disclosed in the present application and the solutions thereof will be clarified by the column of the form for carrying out the invention and the drawings.
本発明によれば、学習モデルの生成を支援する情報を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide information that supports the generation of a learning model.
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、同一のまたは類似する構成について同一の符号を付して重複した説明を省略することがある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or similar configurations may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.
以下に示す実施形態では、製品の製造現場に導入されている、製品の良品/不良品の分類や装置の故障予知等を行う機械学習システムを一例として説明する。上記機械学習システムにおいては、製造現場に設けられたセンサ等から取得される複数の特徴についての時系列データを学習データとして学習モデルが生成される。ここでこうした学習モデルの性能(分類精度や故障予知精度等)を恒常的に確保しつつ効率よく学習モデルを生成するには、学習モデルの生成に用いる特徴を容易かつ適切に選択できるようにする必要がある。そこで本実施形態で説明する学習モデル生成支援装置100は、学習モデルの学習に用いる特徴の選択を支援する様々な情報(以下、「支援情報」と称する。)を提供する。
In the embodiment shown below, a machine learning system introduced at a product manufacturing site for classifying non-defective products / defective products and predicting device failures will be described as an example. In the machine learning system, a learning model is generated using time-series data about a plurality of features acquired from sensors or the like provided at the manufacturing site as learning data. Here, in order to efficiently generate a learning model while constantly ensuring the performance of such a learning model (classification accuracy, failure prediction accuracy, etc.), the features used for generating the learning model can be easily and appropriately selected. There is a need. Therefore, the learning model
例えば、学習モデル生成支援装置100は、各特徴の変化を検知するための機械学習のモデルである変化検知モデルを、所定の変化検知手法(「Change Finder」、「One Class
SVM」等)により生成し、生成した変化検知モデルを用いて各特徴の変化の度合いを示す値である個別変化スコアを求め、また求めた個別変化スコアに基づき、各特徴の全体的な変化の度合いを示す値である全体変化スコアを求め、個別変化スコアや全体変化スコアに関する情報を支援情報として提供する。
For example, the learning model
The individual change score, which is a value indicating the degree of change of each feature, is obtained by using the change detection model generated by SVM (etc.), and the overall change of each feature is calculated based on the obtained individual change score. The overall change score, which is a value indicating the degree, is obtained, and information on the individual change score and the overall change score is provided as support information.
また学習モデル生成支援装置100は、例えば、求めた全体変化スコアに寄与する特徴(以下、「寄与特徴」と称する。)に関する情報を支援情報として提供する。また学習モデル生成支援装置100は、例えば、その時系列データの変化が寄与特徴と相関の高い、寄与特徴以外の他の特徴(以下、「相関特徴」と称する。)に関する情報を支援情報として提供する。
Further, the learning model
尚、上記支援情報の提供に際し、学習モデル生成支援装置100は、学習に用いることが可能な特徴を、学習モデルの学習に利用した特徴であ利用特徴と学習モデルの学習に未利用の特徴である未利用特徴とに分類する。そして学習モデル生成支援装置100は、学習モデルの学習に用いた学習データの量(時系列データの長さ(期間))が十分である(予め設定された閾値以上である)ときは、個別変化スコアや全体変化スコアの算出に未利用特徴のみを用い、学習モデルの学習に用いた学習データの量が不十分である(上記閾値未満である)ときは、個別変化スコアや全体変化スコアの算出に利用特徴と未利用特徴の双方を用いる。
In providing the above support information, the learning model
図1に機械学習システム1の概略的な構成を示す。同図に示すように、機械学習システム1は、学習モデル生成支援装置100とデータ提供装置3とを含む。これらの装置は通信ネットワーク5を介して互いに通信可能に接続されている。通信ネットワーク5は、例えば、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット
、専用線、公衆通信網(公衆電話網、携帯電話網等)である。
FIG. 1 shows a schematic configuration of the
データ提供装置3は、製造現場(環境)に設けられた各種のセンサ等から取得される時系列データを、通信ネットワーク5を介して学習モデル生成支援装置100に随時送信する。尚、データ提供装置3としては、例えば、エッジコンピューティングにおけるエッジ側装置として機能するものが想定される。
The
学習モデル生成支援装置100は、データ提供装置3から送られてくる時系列データを学習データとして用いて学習モデルを生成するとともに上記支援情報の提供を行う。
The learning model
図2に、学習モデル生成支援装置100やデータ提供装置3の実現に用いる情報処理装置のハードウェアの一例を示す。同図に示すように、例示する情報処理装置10は、プロセッサ11、主記憶装置12、補助記憶装置13、入力装置14、出力装置15、及び通信装置16を備える。これらは図示しないバス等の通信手段を介して互いに通信可能に接続されている。情報処理装置10は、例えば、パーソナルコンピュータ、オフィスコンピュータ、メインフレーム等である。情報処理装置10は、例えば、クラウドシステムにより提供されるクラウドサーバのように仮想的な情報処理資源を用いて実現されるものであってもよい。
FIG. 2 shows an example of the hardware of the information processing device used to realize the learning model
プロセッサ11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、AI(Artificial Intelligence)チップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を用いて構成されている。
The
主記憶装置12は、プログラムやデータを記憶する装置であり、例えば、ROM(Read
Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、不揮発性メモリ(NVRAM(Non Volatile RAM))等である。
The
Only Memory), RAM (Random Access Memory), non-volatile memory (NVRAM (Non Volatile RAM)) and the like.
補助記憶装置13は、例えば、ハードディスクドライブ、SSD(Solid State Drive
)、光学式記憶装置(CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等)、ストレージシステム、ICカード、SDカードや光学式記録媒体等の記録媒体の読取/書込装置、クラウドサーバの記憶領域等である。補助記憶装置13には、記録媒体の読取装置や通信装置16を介してプログラムやデータを読み込むことができる。補助記憶装置13に格納(記憶)されているプログラムやデータは主記憶装置12に随時読み込まれる。
入力装置14は、外部からの入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダ、音声入力装置等である。
The
), Optical storage device (CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), etc.), storage system, IC card, reading / writing device for recording media such as SD card and optical recording medium, storage of cloud server Area etc. Programs and data can be read into the
The
出力装置15は、処理経過や処理結果等の各種情報を出力するインタフェースである。出力装置15は、例えば、上記の各種情報を可視化する表示装置(液晶モニタ、LCD(Liquid Crystal Display)、グラフィックカード等)、上記の各種情報を音声化する装置(音声出力装置(スピーカ等))、上記の各種情報を文字化する装置(印字装置等)である。尚、例えば、情報処理装置10が通信装置16を介して他の装置との間で情報の入力や出力を行う構成としてもよい。以下では、出力装置15は表示装置であるものとし、「出力」という場合は原則として「表示装置への表示」を意味するものとする。
The
通信装置16は、他の装置との間の通信を実現する装置である。通信装置16は、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、インターネット等の通信手
段を介した他の装置との間の通信を実現する有線方式又は無線方式の通信インタフェースであり、例えば、NIC(Network Interface Card)、無線通信モジュール、USB(Universal Serial Bus)モジュール、シリアル通信モジュール等である。
The
学習モデル生成支援装置100やデータ提供装置3の機能は、プロセッサ11が、主記憶装置12に格納されているプログラムを読み出して実行することにより、もしくは、これらの装置を構成するハードウェア(AIチップ、FPGA、ASIC等)により実現される。
The functions of the learning model
図1に示すように、学習モデル生成支援装置100は、記憶部110、学習データ管理部120、学習モデル管理部130、及び支援情報出力部140の各機能を有する。尚、学習モデル生成支援装置100は、上記の構成に加えて、例えば、デバイスドライバ、オペレーティングシステム、ファイルシステム、DBMS(DataBase Management System)等をさらに備えていてもよい。
As shown in FIG. 1, the learning model
上記機能のうち、記憶部110は、主記憶装置12や補助記憶装置13、或いは通信装置16を介して接続する外部の記憶装置等を記憶資源として用いることにより、学習データ111、学習モデル情報112、変化検知モデル情報113、及び特徴変化関連情報114の各情報を記憶する。記憶部110は、例えば、DBMSにより管理されるテーブルやファイルシステムが管理するファイルとして上記の各情報を記憶する。
Among the above functions, the
学習データ管理部120は、データ取得部121及びデータ更新部122の各機能を有する。このうちデータ取得部121は、データ提供装置3からの学習データ111(時系列データ)の取得(受信)に関する各種の処理を行う。またデータ取得部121は、データ提供装置3と通信することにより、データ提供装置3からの時系列データの提供(送信)を特徴毎に制御する機能を有する。データ更新部122は、学習データ111の内容の更新等の学習データ111に関する各種の処理を行う。
The learning
学習モデル管理部130は、学習モデルの生成(学習)や評価、学習モデルの管理等を行う。同図に示すように、学習モデル管理部130は、特徴選択部131、学習モデル生成部132、学習モデル性能検証部133、及び学習モデル情報管理部134の各機能を有する。
The learning
このうち特徴選択部131は、学習モデルの生成に用いる特徴の選択に関する処理を行う。学習モデル生成部132は、学習モデル情報112の生成に関する処理を行う。学習モデル性能検証部133は、学習モデルの性能(分類精度や故障予知精度等)が予め設定された基準を満たしているか否か評価に関する処理を行う。学習モデル情報管理部134は、学習モデル情報112の管理に関する処理を行う。
Of these, the
支援情報出力部140は、前述した変化検知モデルの生成、生成した変化検知モデルに基づく前述した個別変化スコアや全体変化スコアの算出や出力、前述した寄与特徴や相関特徴の特定や出力、前述した相関係数の出力等の処理を行う。同図に示すように、支援情報出力部140は、変化検知モデル生成部141、個別変化スコア算出部142、全体変化スコア算出部143、寄与特徴特定部144、相関特徴特定部145、情報出力部146、及び実行制御部147の各機能を有する。
The support
このうち変化検知モデル生成部141は、変化検知モデルの生成に関する処理を行う。個別変化スコア算出部142は、個別変化スコアの算出に関する処理を行う。全体変化スコア算出部143は、全体変化スコアの算出に関する処理を行う。寄与特徴特定部144は、全体変化スコアに寄与する特徴である寄与特徴の特定に関する処理を行う。相関特徴特定部145は、寄与特徴に類似する特徴である相関特徴の特定に関する処理を行う。情報出力部146は、前述した支援情報である特徴変化関連情報114(全体変化スコア、寄与特徴、相関特徴、相関係数等)の生成や支援情報の提示に関する処理を行う。実行制御部147は、個別変化スコアの算出に関する処理や全体変化スコアの算出に関する処理について実行制御を行う。
Of these, the change detection
図3に学習データ111の一例を示す。同図に示すように、学習データ111は、特徴ID1111及び学習データ1112の各項目を有する一つ以上のレコードを含む。学習データ111の一つのレコードは一つの特徴に対応している。特徴ID1111には、特
徴ごとに付与される識別子である特徴IDが設定される。学習データ1112には、学習データの実体(時系列データ)が格納される。
FIG. 3 shows an example of the learning
図4に学習モデル情報112の一例を示す。学習モデル情報112には、学習モデルに関する情報が管理される。同図に示すように、学習モデル情報112は、学習モデルID1121、学習モデルパラメータ1122、利用特徴1123、学習データ量1124、性能検証情報1125、及び全体変化スコア1126の各項目を有する一つ以上のレコードを含む。学習モデル情報112の各レコードは、学習モデルID1121により特定される。
FIG. 4 shows an example of the
上記項目のうち、学習モデルID1121には、学習モデルの識別子である学習モデルIDが設定される。学習モデルパラメータ1122には、当該学習モデルのパラメータが設定される。利用特徴1123には、当該学習モデルの学習に利用した一つ以上の特徴(利用特徴)の特徴IDが設定される。学習データ量1124には、当該学習モデルの学習に用いた学習データの量(例えば、時系列データの長さ)が十分か否か(学習データの量が予め設定された閾値以上か当該閾値未満か)を示す情報が設定される。本例では、学習データの量が十分であるときは「十分」が、十分でないときは「不十分」が、学習データ量1124に設定される。
Among the above items, the
性能検証情報1125は、全体変化スコアの算出に際し事前の当該学習モデルの性能の検証の要否を示す情報が設定される検証要否11251と、上記要否の判定に用いる閾値である判定閾値が設定される判定閾値11252の各項目を含む。
The
全体変化スコア1126には、全体変化スコア(本例では全体変化スコアの時系列データ)に関する情報、もしくは上記情報の格納先(リンク先)を示す情報が設定される。
In the
図5に変化検知モデル情報113の一例を示す。変化検知モデル情報113には、変化検知モデルに関する情報が管理される。同図に示すように、変化検知モデル情報113は、学習モデルID1131、特徴ID1132、変化スコアタイプ1133、学習時利用有無1134、変化検知モデルID1135、及び変化検知モデルパラメータ1136の各項目を有する一つ以上のレコードを含む。変化検知モデル情報113の各レコードは、学習モデルID1131、特徴ID1132、及び変化スコアタイプ1133の組合せにより特定される。
FIG. 5 shows an example of the change
上記項目のうち、学習モデルID1131には、学習モデルIDが設定される。特徴ID1132には、特徴IDが設定される。変化スコアタイプ1133には、変化検知モデルの生成に用いる変化検知手法の種類を示す情報(「Change Finder」、「One Class SVM」等)である変化スコアタイプが設定される。学習時利用有無1134には、当該特徴が利用特徴であるか未利用特徴であるかを示す情報(本例では「利用」または「未利用」)が設定される。変化検知モデルID1135には、変化検知モデルの識別子である変化検知モデルIDが設定される。変化検知モデルパラメータ1136には、当該変化検知モデルのパラメータが設定される。
Among the above items, the learning model ID is set in the
図6に特徴変化関連情報114の一例を示す。特徴変化関連情報114には、前述した特徴変化関連情報(全体変化スコア、寄与特徴、相関特徴、相関係数等)が設定される。同図に示すように、特徴変化関連情報114は、学習モデルID1141、特徴ID1142、変化スコアタイプ1143、及び関連情報1144(複数種類の関連情報♯1〜関連情報♯Mを含む)の各項目を有する一つ以上のレコードで構成される。特徴変化関連情報114の各レコードは、学習モデルID1141、特徴ID1142、及び変化スコアタイプ1143の組合せにより特定される。尚、本例では関連情報1144としてM種類
の情報を保持可能としているが、必ずしも全ての関連情報1144を用いなくてもよい。
FIG. 6 shows an example of the feature change
上記項目のうち、学習モデルID1141には、学習モデルIDが設定される。特徴ID1142には特徴IDが設定される。変化スコアタイプ1143には、変化スコアタイプが設定される。関連情報1144には、特徴変化関連情報が設定される。
Among the above items, the learning model ID is set in the
続いて、学習モデル生成支援装置100が行う各種の処理についてフローチャートとともに説明する。
Subsequently, various processes performed by the learning model
図7は、学習モデルの生成に際し、学習モデル生成支援装置100が行う処理(以下、学習モデル生成処理S700と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに学習モデル生成処理S700について説明する。尚、学習モデルの生成には、生成済みの学習モデル(以下、「既存の学習モデル」とも称する。)が、データ提供装置3から取得した新たな期間の学習データ(時系列データ)を用いて更新される場合も含む。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a process (hereinafter, referred to as a learning model generation process S700) performed by the learning model
同図に示すように、学習モデル管理部130の学習モデル生成部132は、学習モデルを生成するタイミングが到来したか否かを随時判定する(S711)。上記タイミングが到来したと判定すると(S711:YES)、学習モデル生成部132は、S712からの処理を行う。尚、上記タイミングは、例えば、学習モデル生成支援装置100がユーザから学習モデルの生成指示を受け付けた場合に到来する。また上記タイミングは、例えば、学習データ管理部120が、データ提供装置3から新たな学習データ(所定期間分の時系列データ等)を取得した場合に到来する。
As shown in the figure, the learning
S712では、特徴選択部131が、学習モデルの生成に用いる特徴を選択する。上記の選択は、例えば、選択する特徴の特徴IDを予め学習モデル生成支援装置100に格納しておき、これを参照することにより行ってもよいし、例えば、学習データ111の内容を表示してユーザに選択させるようにしてもよい。尚、ユーザは、例えば、学習モデル生成支援装置100が提示する支援情報を参照した上で学習モデルの生成に用いる特徴を選択する。また所定の情報(学習モデルの生成に用いた特徴や学習モデルの精度についての履歴情報等)に基づき特徴選択部131が自動的に特徴を選択するようにしてもよい。
In S712, the
続いて、学習モデル生成部132は、選択した特徴の学習データ111に基づき学習モデルを生成する(S713)。学習モデル生成部132は、所定の機械学習のアルゴリズム(決定木、SVM(Support Vector Machine)、ニューラルネットワーク等)を用いて
学習モデルを生成する。
Subsequently, the learning
続いて、記憶部110が、生成した学習モデルに関する情報を学習モデル情報112として記憶する(S714)。具体的には、記憶部110は、生成した学習モデルのパラメータを学習モデル情報112の学習モデルパラメータ1122として、また学習モデルの生成に用いた特徴の特徴IDを利用特徴1123として、学習モデル情報112に格納する。尚、このように学習モデルの生成に用いた特徴の特徴IDが利用特徴1123として学習モデル情報112に管理されることで、各特徴の学習データが、利用特徴の学習データと未利用特徴の学習データとに分類されて管理される。
Subsequently, the
図8は、学習モデル生成処理S700において生成された学習モデルについて、各特徴の変化検知モデルを生成する処理(以下、変化検知モデル生成処理S800と称する。)を説明するフローチャートである。変化検知モデル生成処理S800は、例えば、学習モデル生成処理S700が実行された後に実行される。以下、同図とともに変化検知モデル生成処理S800について説明する。 FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of generating a change detection model of each feature (hereinafter, referred to as a change detection model generation process S800) for the learning model generated in the learning model generation process S700. The change detection model generation process S800 is executed, for example, after the learning model generation process S700 is executed. Hereinafter, the change detection model generation process S800 will be described with reference to the figure.
まず学習モデル性能検証部133が、学習モデル生成処理S700で生成された学習モデルの学習モデル情報112の学習データ量1124の値に基づき、変化検知モデルの生成に用いる特徴の範囲(未利用特徴のみか、利用特徴と未利用特徴の双方か)を決定する(S811〜S813)。
First, the range of features used by the learning model
学習データ量1124に「十分」が設定されている場合(S811:十分)、学習モデル性能検証部133は、変化検知モデルの生成に用いる特徴の範囲を、未利用特徴の学習データのみと決定する(S812)。一方、学習データ量1124に「不十分」が設定されている場合(S811:不十分)、学習モデル性能検証部133は、変化検知モデルの生成に用いる特徴の範囲を、未利用特徴の学習データと利用特徴の学習データの双方と決定する(S813)。
When "sufficient" is set in the training data amount 1124 (S811: sufficient), the learning model
S814からの処理は、S812またはS813で決定した範囲の利用特徴または未利用特徴を順次選択しつつ繰り返されるループ処理である。 The process from S814 is a loop process that is repeated while sequentially selecting the used or unused features in the range determined in S812 or S813.
まず変化検知モデル生成部141は、決定した範囲の特徴のうち上記ループ処理で未選択の特徴の一つを選択する(S814)。
First, the change detection
続いて、変化検知モデル生成部141が、選択中の特徴について、先行して実行された学習モデル生成処理S700で用いた学習データ(時系列データ)の期間(以下、「学習期間」と称する。)における当該選択中の特徴についての学習データ(時系列データ)を、変化検知手法(ここでは「Change Finder」であるとする。)に入力することにより、
選択中の特徴の変化検知モデルを生成する(S815)。具体的には、選択中の特徴が未利用特徴である場合、変化検知モデル生成部141は、当該未利用特徴の上記学習期間における学習データ(時系列データ)を上記変化検知手法に入力することにより、選択中の特徴の変化検知モデルを生成する。また選択中の特徴が利用特徴である場合、変化検知モデル生成部141は、当該利用特徴の上記学習期間における学習データ(時系列データ)を上記変化検知手法に入力することにより、選択中の特徴の変化検知モデルを生成する。
Subsequently, the change detection
A change detection model of the selected feature is generated (S815). Specifically, when the selected feature is an unused feature, the change detection
続いて、記憶部110が、生成された変化検知モデルの情報を変化検知モデル情報113として記憶する(S816)。具体的には、記憶部110は、生成された変化検知モデルのパラメータを変化検知モデル情報113の変化検知モデルパラメータ1136に、選択中の特徴の特徴IDを特徴ID1132に、生成に用いた変化検知手法(「Change Finder」)を変化スコアタイプ1133に、夫々設定した変化検知モデル情報113を記憶
する。
Subsequently, the
続いて、個別変化スコア算出部142が、生成された変化検知モデルに上記学習期間における学習データ(時系列データ)を適用することにより、上記学習期間における個別変化スコアの最大値を求める(S817)。尚、この最大値は全体変化スコアの算出に用いられる。
Subsequently, the individual change
続いて、記憶部110が、上記の最大値を特徴変化関連情報114として記憶する(S818)。具体的には、記憶部110は、先行して実行された学習モデル生成処理S700で生成された学習モデルの学習モデルIDを学習モデルID1141に、選択中の特徴の特徴IDを特徴ID1142に、生成に用いた変化検知手法(ここでは「Change Finder」)を変化スコアタイプ1143に、求めた個別変化スコアの最大値を関連情報114
4に、夫々設定した特徴変化関連情報114を記憶する。
Subsequently, the
In 4, the feature change-related
続いて、個別変化スコア算出部142は、S817において変化検知モデルのパラメータが更新されているか否かを判定し、更新されていれば変化検知モデル情報113を上記
更新後の内容に更新する(S819)。尚、上記更新は、変化検知モデルに用いられている変化検知手法が変化検知モデルの更新機能を備えている場合に行われる。本例で取り上げる「Change Finder」は上記更新機能を備えているため、変化検知モデルのパラメータ
が更新されていれば変化検知モデル情報113が更新される。
Subsequently, the individual change
続いて、個別変化スコア算出部142は、S812またはS813で決定した範囲の全ての特徴をS814で選択済か否かを判定する(S820)。全ての特徴を選択済でない場合(S820:NO)、処理はS814に戻り、未選択の特徴についてループ処理が繰り返し実行される。全ての特徴を選択済である場合(S820:YES)、変化検知モデル生成処理S800は終了する。
Subsequently, the individual change
図9は、既存の学習モデルについて随時行われる処理(以下、「全体変化スコア算出処理S900」と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに全体変化スコア算出処理S900について説明する。尚、以下では、学習モデルの一つ(以下、「対象学習モデル」と称する。)に注目して説明する。 FIG. 9 is a flowchart illustrating a process (hereinafter, referred to as “overall change score calculation process S900”) that is performed at any time for the existing learning model. Hereinafter, the overall change score calculation process S900 will be described with reference to the figure. In the following, one of the learning models (hereinafter, referred to as “target learning model”) will be focused on and described.
まず実行制御部147が、学習モデル情報112の対象学習モデルの性能検証情報1125の検証要否を参照し、対象学習モデルについて事前の性能評価が必要か否かを判定する(S911)。尚、性能検証情報1125の内容は、例えば、ユーザにより手動設定される。
First, the
対象学習モデルについて事前の性能評価は不要と判定した場合(S911:不要)、実行制御部147はS913からの処理を開始する。一方、対象学習モデルについて性能評価が必要と判定した場合(S911:必要)、実行制御部147は、対象学習モデルの性能を示す指標値(例えば分類精度)が対象学習モデルの性能検証情報1125の判定閾値未満となっているか否かを随時判定し、上記指標値が上記判定閾値未満であると判定すると(S912:YES)、S913からの処理を開始する。尚、上記指標値は、例えば、データ提供装置3から随時提供される情報に基づき求められる。
When it is determined that the performance evaluation in advance is unnecessary for the target learning model (S911: unnecessary), the
S913では、支援情報出力部140は、学習モデル情報112の学習データ量1124の値に基づき、対象学習モデルの学習に用いた学習データの量が十分であったか否かを判定する。支援情報出力部140が対象学習モデルの学習に用いた学習データの量が十分であったと判定すると(S913:十分)、個別変化スコア算出部142が、各未利用特徴について個別変化スコアを算出する(S914)。一方、支援情報出力部140が対象学習モデルの学習に用いた学習データの量が十分でなかったと判定すると(S913:不十分)、個別変化スコア算出部142が、各未利用特徴と各利用特徴の双方について個別変化スコアを算出する(S915)。尚、S914及びS915のいずれの処理においても、個別変化スコアは、各特徴について生成された変化検知モデルを用いて求められる。
In S913, the support
S916では、支援情報出力部140は、S914またはS915の処理において変化検知モデルのパラメータが更新されているか否かを判定し、更新されていれば変化検知モデル情報113を上記更新後の内容に更新する。尚、上記更新は、変化検知モデルに用いられている変化検知手法が変化検知モデルの更新機能を備えている場合に行われる。本例で取り上げる「Change Finder」は上記更新機能を備えているため、変化検知モデルのパ
ラメータが更新されていれば変化検知モデル情報113が更新される。
In S916, the support
続いて、個別変化スコア算出部142が、S818で求めた最大値とS914またはS915で求めた個別変化スコアとに基づき全体変化スコアを求め、求めた全体変化スコアを学習モデル情報112の全体変化スコア1126として記憶する(S917)。
Subsequently, the individual change
尚、本実施形態では、全体変化スコア算出処理S900はデータ提供装置3から所定量の新たな学習データ(時系列データ)を受信するたびに繰り返し実行され、それにより生成される全体変化スコアの時系列データが全体変化スコア1126として記憶されるものとする。
In the present embodiment, the overall change score calculation process S900 is repeatedly executed every time a predetermined amount of new learning data (time series data) is received from the
図10に変化検知方法が「Change Finder」であるときの全体変化スコアの算出方法の
一例を示す。同図に示すように、本例の場合、個別変化スコア算出部142が、各特徴の時系列データに基づき各特徴の個別変化スコアを求め、全体変化スコア算出部143が、各個別変化スコアに基づき全体変化スコアを求める。
FIG. 10 shows an example of a method of calculating the overall change score when the change detection method is “Change Finder”. As shown in the figure, in the case of this example, the individual change
具体的には、個別変化スコア算出部142が、各特徴について、既存の学習モデルの学習データ(時系列データ)の学習期間よりも後の新たな期間に取得された学習データ(時系列データ)を夫々の変化検知モデルに適用することにより、上記新たな期間における個別変化スコアを求める。そして全体変化スコア算出部143が、各特徴について、夫々の個別変化スコアと夫々についてS817で求めた夫々の最大値とを比較し、新たな期間における個別変化スコアが最大値以上である特徴の総数を全体変化スコアとして求める。
Specifically, the learning data (time-series data) acquired by the individual change
尚、全体変化スコアの算出方法は必ずしも以上の方法に限定されない。例えば、各特徴に重みづけを行った上で合計した値を全体変化スコアとしてもよい。 The method of calculating the overall change score is not necessarily limited to the above method. For example, each feature may be weighted and the total value may be used as the overall change score.
図9に戻り、続いて、寄与特徴特定部144が、新たな期間における個別変化スコアがS817で求めた夫々の最大値以上である特徴を寄与特徴として特定し、特定した寄与特徴に関する情報を記憶する(S918)。より詳細には、寄与特徴特定部144は、特徴変化関連情報114の寄与特徴の特徴IDの関連情報1144に当該特徴が寄与特徴であることを示す情報を設定する。尚、本例では、前述したように全体変化スコアが時系列データとして記憶されるので、寄与特徴を示す情報についても時系列データとして記憶される。
Returning to FIG. 9, the contribution
続いて、相関特徴特定部145が、寄与特徴と寄与特徴以外の他の特徴の間の相関(相関係数)を求め、両者の類似度(相関係数)が予め設定された閾値以上である他の特徴を相関特徴として特定し、特定した相関特徴を示す情報を記憶する(S919)。より詳細には、相関特徴特定部145は、特徴変化関連情報114の寄与特徴の特徴IDの関連情報1144に当該特徴が相関特徴であることを示す情報を設定する。本例では、前述したように全体変化スコアが時系列データとして記憶されるので、相関特徴を示す情報ついても時系列データとして記憶される。
Subsequently, the correlation
図11は、情報出力部146が、指定された学習モデルについての支援情報を提示する処理(以下、「支援情報提示処理S1100」と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに支援情報提示処理S1100について説明する。
FIG. 11 is a flowchart illustrating a process in which the
まず情報出力部146は、学習モデル(学習モデルID)の指定をユーザから受け付ける(S1111)。
First, the
続いて、情報出力部146は、指定された学習モデルについて、全体変化スコアに関する情報(全体変化スコアの時系列データ等)を表示する(S1112)。
Subsequently, the
続いて、情報出力部146は、指定された学習モデルについて、寄与特徴に関する情報(寄与特徴の時系列データ等)を表示する(S1113)。
Subsequently, the
続いて、情報出力部146は、指定された学習モデルについて、相関特徴に関する情報
(相関特徴の時系列データや相関特徴の相関係数等)を表示する(S1114)。
Subsequently, the
尚、例えば、情報出力部146が、期間の指定をユーザから受け付け、受け付けた期間に対応する支援情報(全体変化スコアの時系列データ、寄与特徴の時系列データ、相関係数、相関特徴の時系列データ等)を表示するようにしてもよい。また情報出力部146が、寄与特徴や相関特徴の一覧を表示してユーザに選択を促し、ユーザが選択した寄与特徴や相関特徴に関する情報のみを表示するようにしてもよい。また情報出力部146が、全体変化スコアへの寄与度の高い(例えば変化スコアが最大値を超える回数の多い)寄与特徴を優先表示(ソートやフィルタリング等して表示、上位所定数まで表示等)するようにしてもよい。また情報出力部146が、相関の高い(相関係数の大きな)相関特徴を優先表示(ソートやフィルタリング等して表示、上位所定数まで表示等)するようにしてもよい。
For example, when the
図12は、図11の支援情報提示処理S1100に際して情報出力部146が表示する画面(以下、「支援情報提示画面1200」と称する。)の一例である。同図に示すように、支援情報提示画面1200は、変化スコアタイプの表示欄1211、全体変化スコアの表示欄1212、寄与特徴の表示欄1213、及び相関係数及び相関特徴の表示欄1214を有する。
FIG. 12 is an example of a screen (hereinafter referred to as “support
変化スコアタイプの表示欄1211には、変化スコアタイプの種類を示す情報が表示される。全体変化スコアの表示欄1212には、全体変化スコアの時系列データが表示される。寄与特徴の表示欄1213には、寄与特徴の時系列データが表示される。相関係数及び相関特徴の表示欄1214には、相関特徴の時系列データや相関係数が表示される。
Information indicating the type of change score type is displayed in the change score
[変化検知手法の他の例]
ところで、以上では、変化検知モデルの生成に変化検知手法(変化スコアタイプ)として「Change Finder」を用いる場合を例として説明したが、例えば変化検知手法として「One Class SVM」を用いて変化検知モデルを生成することもできる。
[Other examples of change detection methods]
By the way, in the above, the case where "Change Finder" is used as the change detection method (change score type) is described as an example for generating the change detection model. For example, the change detection model is used by using "One Class SVM" as the change detection method. Can also be generated.
図13は、「One Class SVM」を用いた場合の変化検知モデルの生成方法を説明する図
である。同図はある特徴についての時系列データのグラフであり、横軸は時間、縦軸は特徴の指標値(特徴量)である。同図に示す学習期間は、既存の学習モデルの学習に用いた学習データ(時系列データ)の期間である。
FIG. 13 is a diagram illustrating a method of generating a change detection model when "One Class SVM" is used. The figure is a graph of time series data for a certain feature, the horizontal axis is time, and the vertical axis is the index value (feature amount) of the feature. The learning period shown in the figure is the period of the learning data (time series data) used for learning the existing learning model.
変化検知モデルの生成に際し、変化検知モデル生成部141は、上記学習期間の時系列データに基づき変化検知モデルの生成に用いる学習データを生成する。同図の例は、ベクトルのサイズを「4」とした場合であり、このサイズで時間軸に沿って設けたウィンドウを単位時間ごとにシフトしていくことにより、[5,1,3,2]、[1,3,2,4]、[3,2,4,4]、[2,4,4,3]といったベクトルを得ることができる。変化検知モデル生成部141は、各特徴について得られるこれらのベクトルを学習データとして「One Class SVM」の学習アルゴリズムに適用することにより各特徴の変化検知モデル
を生成する。
When generating the change detection model, the change detection
尚、生成した変換検知モデルは、データ提供装置3から取得した新たな学習データに基づくベクトルを与えると、新たな学習データに上記学習期間における時系列データの態様(概形)に類似する時系列データの態様(概形)が存在するか否かを示す情報を出力する。そこで例えば、全体変化スコア算出部143は、上記の情報に基づく値(例えば、類似する(類似度が予め設定された閾値以上である)場合は「0」、類似しない(類似度が予め設定された上記閾値未満である)場合は「1」とする)を個別変化スコアとし、各特徴について得られる上記の値を合計することにより全体変化スコアを求める。
When the generated conversion detection model is given a vector based on the new learning data acquired from the
図14は、変化検知手法(変化スコアタイプ)として「One Class SVM」を用いた場合
における、学習モデル生成処理S700で生成された学習モデルについての変化検知モデルを生成する処理(以下、変化検知モデル生成処理S1400と称する。)を説明するフローチャートである。変化検知モデル生成処理S1400は、例えば、学習モデル生成処理S700が実行された後に実行される。以下、同図とともに変化検知モデル生成処理S1400について説明する。
FIG. 14 shows a process of generating a change detection model for the learning model generated by the learning model generation process S700 when “One Class SVM” is used as the change detection method (change score type) (hereinafter, change detection model). It is a flowchart explaining the generation process S1400). The change detection model generation process S1400 is executed, for example, after the learning model generation process S700 is executed. Hereinafter, the change detection model generation process S1400 will be described with reference to the figure.
同図に示すS1411〜S1413の処理は、図8のS811〜S813の処理と同様であるので説明を省略する。 Since the processes of S141 to S1413 shown in the figure are the same as the processes of S811 to S813 of FIG. 8, the description thereof will be omitted.
S1414からの処理は、S1412またはS1413で決定した範囲の特徴を順次選択しつつ繰り返されるループ処理である。 The process from S1414 is a loop process that is repeated while sequentially selecting the features in the range determined in S1412 or S1413.
S1414では、変化検知モデル生成部141は、決定した範囲の特徴のうち上記ループ処理で未選択の特徴の一つを選択する。
In S1414, the change detection
続いて、変化検知モデル生成部141は、選択中の特徴について、学習モデル生成処理S700における学習データ(時系列データ)の学習期間における当該特徴の学習データ(時系列データ)を「One Class SVM」に適用することにより、変化検知モデルを生成す
る(S1415)。具体的には、選択中の特徴が未利用特徴である場合、変化検知モデル生成部141は、当該未利用特徴の上記学習期間における学習データ(時系列データ)を「One Class SVM」に適用することにより、選択中の特徴についての変化検知モデルを生
成する。また選択中の特徴が利用特徴である場合、変化検知モデル生成部141は、当該利用特徴の上記学習期間における学習データ(時系列データ)を「One Class SVM」に適
用することにより、選択中の特徴についての変化検知モデルを生成する。
Subsequently, the change detection
続いて、記憶部110が、変化検知モデル生成部141が生成した変化検知モデルの情報を変化検知モデル情報113として記憶する(S1416)。具体的には、記憶部110は、変化検知モデル生成部141が生成した変化検知モデルのパラメータを変化検知モデル情報113の変化検知モデルパラメータ1136として、選択中の特徴の特徴IDを特徴ID1132として、生成に用いた変化検知手法である「One Class SVM」を変化ス
コアタイプ1133として、夫々設定した変化検知モデル情報113を記憶する。
Subsequently, the
S1420では、個別変化スコア算出部142は、S1412またはS1413で決定した範囲の全ての特徴をS1414で選択済か否かを判定する。全ての特徴を選択済でない場合(S1420:NO)、処理はS1414に戻り、未選択の特徴についてループ処理が繰り返し実行される。全ての特徴を選択済である場合(S1420:YES)、変化検知モデル生成処理S1400は終了する。
In S1420, the individual change
図15は、変化検知手法(変化スコアタイプ)として「One Class SVM」を用いた場合
における、既存の各学習モデルについて随時行われる処理(以下、「全体変化スコア算出処理S1500」と称する。)を説明するフローチャートである。尚、基本的な処理の流れは図9の全体変化スコア算出処理S900と同様であるので、以下、相違点を中心に説明する。
FIG. 15 shows a process (hereinafter, referred to as “overall change score calculation process S1500”) performed at any time for each existing learning model when “One Class SVM” is used as the change detection method (change score type). It is a flowchart to explain. Since the basic processing flow is the same as that of the overall change score calculation processing S900 in FIG. 9, the differences will be mainly described below.
同図に示すS1511〜S1513の処理は、図9のS911〜S913の処理と同様であるので説明を省略する。 Since the processes of S151 to S1513 shown in the figure are the same as the processes of S911 to S913 of FIG. 9, the description thereof will be omitted.
S1514またはS1515では、個別変化スコア算出部142は、各未利用特徴また
は各利用特徴の個別変化スコアを、図14の変化検知モデル生成処理S1400で生成した変化点検知モデルを用いて図13とともに説明した前述の方法により求める。
In S1514 or S1515, the individual change
S1516では、全体変化スコア算出部143は、求めた個別変化スコアに基づき、図13とともに説明した前述の方法により全体変化スコアを求めて記憶する。尚、全体変化スコアの算出方法は必ずしも限定されない。例えば、各特徴に重みづけを行った上で合計した値を全体変化スコアとしてもよい。
In S1516, the overall change
S1517では、寄与特徴特定部144は、求めた変化スコアが全体変化スコアに寄与している特徴を寄与特徴として特定する。例えば、寄与特徴特定部144は、個別変化スコアが「1」(類似しない)である特徴を寄与特徴として特定する。
In S1517, the contribution
S1518では、相関特徴特定部145は、S919と同様の方法で相関特徴や相関係数を求めて記憶する。
In S1518, the correlation
以上のように、変化検知手法(変化スコアタイプ)として「One Class SVM」を用いた
場合も支援情報の表示は図11に示した支援情報提示処理S1100と同様の方法で行われる。尚、「One Class SVM」に類似する他の二値分類のアルゴリズムを変化検知手法と
して用いてもよい。
As described above, even when "One Class SVM" is used as the change detection method (change score type), the support information is displayed by the same method as the support information presentation process S1100 shown in FIG. In addition, another binary classification algorithm similar to "One Class SVM" may be used as a change detection method.
以上、詳細に説明したように、本実施形態の学習モデル生成支援装置100によれば、複数の特徴の全体としての変化の度合いを示す値である全体変化スコアに関する情報を提供することができ、複数の特徴の全体としての変化に関する情報を得ることができる。また全体変化スコアに寄与する特徴である寄与特徴に関する情報を提供することができ、寄与特徴から全体変化スコアを変化させる要因となっている特徴を把握することができる。また既存の学習モデルの学習に際して利用されなかった未利用特徴の中から学習モデルの性能向上に貢献する特徴を発見することができる。このように、本実施形態の学習モデル生成支援装置100によれば、学習モデルの生成に用いる特徴を効率よく適切に特定することができる。
As described in detail above, according to the learning model
[変化検知方法の指定]
ところで、変化検知モデルの特性は、その生成に用いた変化検知手法によって異なるため、例えば、ユーザが変化検知モデルの生成に用いる変化検知手法を選択できるようにしてもよい。また支援情報の提示に際してユーザに複数の変化検知手法を選択させ、変化検知モデル生成部141が、ユーザが選択した複数の変化検知手法の夫々に基づく複数の変化検知モデルを生成し、複数の変化検知モデルの夫々を用いて支援情報を生成して表示するようにしてもよい。ユーザが変化検知手法を選択できるようにすることで、製品や現場の状況に応じてユーザは適切な変化検知モデルを選択して有用な支援情報を得ることができる。また寄与特徴や相関特徴を優先表示(ソートやフィルタリング等して表示、上位所定数まで表示等)する場合は、選択された変化検知手法に応じて優先順が決定されるので、ユーザは異なる観点に基づく支援情報を得ることができる。
[Specify change detection method]
By the way, since the characteristics of the change detection model differ depending on the change detection method used to generate the change detection model, for example, the user may be able to select the change detection method to be used to generate the change detection model. Further, when presenting the support information, the user is made to select a plurality of change detection methods, and the change detection
図16に変化検知方法をユーザに指定させる画面(以下、「変化検知方法選択画面1600」と称する。)の一例を示す。同図に示すように、変化検知方法選択画面1600は、変化検知方法の名称の表示欄1611と選択欄1612とを有する。ユーザは、選択する変化検知方法の選択欄1612に対して選択操作を行うことで、変化検知モデルの生成に用いる変化検知手法を選択することができる。ユーザは、複数の変化検知方法を同時に選択することも可能であり、その場合は選択された複数の変化検知手法の夫々に基づき変化検知モデルが生成され、各変化検知モデルに基づき支援情報が生成される。
FIG. 16 shows an example of a screen for allowing the user to specify a change detection method (hereinafter, referred to as “change detection
[学習モデルの設定]
前述した学習モデル情報112の設定は、例えば、所定の画面(以下、「学習モデル設定画面1700」と称する。)を表示してユーザから設定を受け付ける。
[Learning model settings]
For the setting of the
図17に学習モデル設定画面1700の一例を示す。例示する学習モデル設定画面1700は、学習モデルIDの設定欄1711、学習データ量の設定欄1712、及び性能検証情報の設定欄1713を有する。学習モデル生成支援装置100は、学習モデルIDの設定欄1711の設定内容を学習モデルID1121に、学習データ量の設定欄1712の設定内容を学習データ量1124に、性能検証情報の設定欄1713の設定内容を性能検証情報1125に、夫々設定する。学習モデル設定画面1700に設定された内容は、学習モデル情報112に反映される。
FIG. 17 shows an example of the learning
[時系列データの送信制御]
例えば、機械学習システム1が、データ提供装置3については現場(エッジ)側に設置され、学習モデル生成支援装置100についてはクラウド側に設置される運用形態(エッジコンピューティング等)をとる場合、通信ネットワーク5の通信量を抑えるべく、通常の運用時にデータ提供装置3から学習モデル生成支援装置100に対して学習データとして用いる時系列データの送信を制限していることがある。
[Time series data transmission control]
For example, when the
そのため、前述した変化検知モデル生成処理S800や全体変化スコア算出処理S900(変化検知モデル生成処理S1400や全体変化スコア算出処理S1500も同様)等の未利用特徴の時系列データを利用する処理を実行する際は、送信制限を解除して学習モデル生成支援装置100がデータ提供装置3から未利用特徴の時系列データを取得できるようにする必要がある。また未利用特徴の時系列データの利用が終了した後は、未利用特徴(ユーザが支援情報を参照した結果、利用特徴とすることが決定した特徴を除く)の送信を再度制限して通常の運用状態に戻す必要がある。
Therefore, a process using time-series data of unused features such as the change detection model generation process S800 and the overall change score calculation process S900 (the same applies to the change detection model generation process S1400 and the overall change score calculation process S1500) described above is executed. At that time, it is necessary to release the transmission restriction so that the learning model
そこで、例えば、学習データ管理部120に、指定された特徴の時系列データの送信要求や指定された特徴の時系列データの送信停止要求をデータ提供装置3に対して送信する機能を設け、未利用特徴の時系列データの送信制御を行うようにする。
Therefore, for example, the learning
図18は、データ提供装置3に対して時系列データの送信要求や送信停止要求を行う際に学習データ管理部120が行う処理(以下、「時系列データ送信制御処理S1800」と称する。)を説明するフローチャートである。以下、同図とともに時系列データ送信制御処理S1800について説明する。
FIG. 18 shows a process (hereinafter, referred to as “time-series data transmission control process S1800”) performed by the learning
まず学習データ管理部120は、データ提供装置3に対して未利用特徴の時系列データの送信要求を送信する(S1811)。
First, the learning
上記送信要求を受信すると、データ提供装置3は、未利用特徴の時系列データの送信を開始し、学習モデル生成支援装置100は、データ提供装置3から送られてくる未利用特徴の時系列データの受信を開始する(S1812)。
Upon receiving the transmission request, the
尚、学習データ管理部120は、例えば、図8に示した変化検知モデル生成処理S800や図14に示した変化検知モデル生成処理S1400の実行に先立ちS1811〜S1812の処理を実行する。
The learning
その後、学習データ管理部120は、未利用特徴(ユーザが支援情報を参照した結果、利用特徴とすることが決定した特徴を除く)の時系列データの受信を停止するための処理を開始するか否かを随時判定する(S1813)。学習データ管理部120は、例えば、
ユーザから未利用特徴の時系列データの受信停止指示を受け付けた場合に未利用特徴の時系列データの受信を停止すると判定する。学習データ管理部120が、未利用特徴の時系列データの受信を停止すると判定した場合(S1813:YES)、処理はS1814に進む。
After that, the learning
When an instruction to stop receiving the time-series data of the unused feature is received from the user, it is determined that the reception of the time-series data of the unused feature is stopped. When the learning
S1814では、学習データ管理部120は、時系列データの受信を停止する未利用特徴の指定を受け付ける。尚、学習データ管理部120が、例えば、変化検知モデル情報113を参照することにより、時系列データの受信を停止する未利用特徴を自動的に判定するようにしてもよい。
In S1814, the learning
続いて、学習データ管理部120は、受け付けた特徴の時系列データの送信停止要求をデータ提供装置3に送信する(S1815)。データ提供装置3は、上記送信停止要求を受信すると、指定された特徴についての時系列データの送信を停止する。
Subsequently, the learning
以上、一実施形態について詳述したが、本発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。またある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えてもよい。またある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えてもよい。また各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、又は置換をしてもよい。 Although one embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications and equivalent configurations within the scope of the appended claims. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, a part of the configuration of one embodiment may be replaced with the configuration of another embodiment. Further, the configuration of another embodiment may be added to the configuration of one embodiment. Further, a part of the configuration of each embodiment may be added, deleted, or replaced with another configuration.
例えば、以上の実施形態では、様々な情報を識別するために識別子を用いているが、識別子として例えばUUID(Universally Unique Identifier)を用いてもよい。 For example, in the above embodiments, an identifier is used to identify various information, but for example, a UUID (Universally Unique Identifier) may be used as the identifier.
また前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。 Further, each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized by hardware by designing a part or all of them by, for example, an integrated circuit, and the processor realizes each function. It may be realized by software by interpreting and executing the program.
各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、又は、IC(Integrated Circuit)カ
ード、SDカード、DVD(Digital Versatile Disc)の記録媒体に格納することができる。
Information such as programs, tables, and files that realize each function is recorded in a memory, hard disk, storage device such as SSD (Solid State Drive), or IC (Integrated Circuit) card, SD card, DVD (Digital Versatile Disc). It can be stored in a medium.
制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。 The control lines and information lines indicate what is considered necessary for explanation, and do not necessarily indicate all the control lines and information lines necessary for implementation. In practice, it can be considered that almost all configurations are interconnected.
1 機械学習システム、3 データ提供装置、5 通信ネットワーク、100 学習モデル生成支援装置、110 記憶部、111 学習データ、112 学習モデル情報、113 変化検知モデル情報、114 特徴変化関連情報、120 学習データ管理部、121 データ取得部、122 データ更新部、130 学習モデル管理部、131 特徴選択部、132 学習モデル生成部、133 学習モデル性能検証部、134 学習モデル情報管理部、140 支援情報出力部、141 変化検知モデル生成部、142 個別変化スコア算出部、143 全体変化スコア算出部、144 寄与特徴特定部、145 相関特徴特定部、146 情報出力部、147 実行制御部、S700 学習モデル生成処理、S800 変化検知モデル生成処理、S900 全体変化スコア算出処理、1200
支援情報提示画面、1600 変化検知方法選択画面、1700 学習モデル設定画面
1 Machine learning system, 3 Data providing device, 5 Communication network, 100 Learning model generation support device, 110 Storage unit, 111 Learning data, 112 Learning model information, 113 Change detection model information, 114 Feature change related information, 120 Learning data management Unit, 121 Data acquisition unit, 122 Data update unit, 130 Learning model management unit, 131 Feature selection unit, 132 Learning model generation unit, 133 Learning model performance verification unit, 134 Learning model information management unit, 140 Support information output unit, 141 Change detection model generation unit, 142 individual change score calculation unit, 143 overall change score calculation unit, 144 contribution feature identification unit, 145 correlation feature identification unit, 146 information output unit, 147 execution control unit, S700 learning model generation process, S800 change Detection model generation processing, S900 overall change score calculation processing, 1200
Support information presentation screen, 1600 change detection method selection screen, 1700 learning model setting screen
Claims (15)
学習モデルの生成に利用可能な特徴の時系列データを記憶する記憶部、
前記特徴の夫々について、生成済みの前記学習モデルの生成に利用した前記特徴である利用特徴の学習期間における夫々の時系列データを学習データとして、夫々の前記時系列データの変化の度合いを示す値である変化スコアを生成する機械学習モデルである変化検知モデルを生成する、変化検知モデル生成部、
複数の前記特徴の夫々について、新たな期間の時系列データを取得するデータ取得部、
前記複数の特徴の夫々の前記変化検知モデルに夫々の前記新たな時系列データを入力することにより、前記新たな期間おける前記複数の特徴の夫々の前記変化スコアである個別変化スコアを求める個別変化スコア算出部、
前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記新たな期間おける前記複数の特徴の全体としての変化の度合いを示す値である全体変化スコアを求める、全体変化スコア算出部、
前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記全体変化スコアに寄与する前記特徴である寄与特徴を特定する、寄与特徴特定部、
を備える、学習モデル生成支援装置。 An information processing device that supports the generation of learning models.
A storage unit that stores time-series data of features that can be used to generate learning models,
For each of the features, a value indicating the degree of change of the time-series data, using each time-series data in the learning period of the feature-based feature used for generating the generated learning model as learning data. A change detection model generator that generates a change detection model, which is a machine learning model that generates a change score.
A data acquisition unit that acquires time-series data for a new period for each of the plurality of features.
By inputting the new time series data into the change detection model of each of the plurality of features, an individual change for obtaining an individual change score which is the change score of each of the plurality of features in the new period is obtained. Score calculation department,
An overall change score calculation unit, which obtains an overall change score which is a value indicating the degree of change of the plurality of features as a whole in the new period based on the individual change scores of the plurality of features.
Contribution feature identification unit, which identifies the contribution feature that is the feature that contributes to the overall change score based on the individual change score of each of the plurality of features.
A learning model generation support device equipped with.
前記個別変化スコア算出部は、前記複数の特徴の夫々について、夫々の前記変化検知モデルに前記学習期間における夫々の時系列データを入力することにより、前記学習期間における前記個別変化スコアの最大値を求め、
前記全体変化スコア算出部は、前記複数の特徴の夫々について、夫々の前記新たな期間おける前記個別変化スコアを夫々の前記最大値と比較し、前記個別変化スコアが前記最大値以上の前記特徴の数が多いほど値が大きくなるように前記全体変化スコアを求める、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 1.
The individual change score calculation unit obtains the maximum value of the individual change score in the learning period by inputting each time-series data in the learning period into the change detection model for each of the plurality of features. Ask,
The overall change score calculation unit compares the individual change score in each of the new periods with the maximum value of each of the plurality of features, and the individual change score of the feature having the individual change score of the maximum value or more. The overall change score is calculated so that the larger the number, the larger the value.
Learning model generation support device.
前記寄与特徴特定部は、前記個別変化スコアが前記最大値以上である前記特徴を前記寄与特徴として特定する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 2.
The contributing feature specifying unit identifies the feature whose individual change score is equal to or higher than the maximum value as the contributing feature.
Learning model generation support device.
前記変化検知モデル生成部は、時系列データの変化を検知するアルゴリズムである「Change Finder」を用いて前記変化検知モデルを生成する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 2.
The change detection model generation unit generates the change detection model by using "Change Finder" which is an algorithm for detecting changes in time series data.
Learning model generation support device.
前記個別変化スコア算出部は、前記複数の特徴の夫々について、前記学習期間における前記時系列データの態様と前記新たな期間における時系列データの態様との間の類似度が予め設定された閾値以上であるか否かに基づき前記個別変化スコアを求め、
前記全体変化スコア算出部は、前記類似度が前記閾値未満である特徴の数が多いほど値が大きくなるように前記変化スコアを求める、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 1.
For each of the plurality of features, the individual change score calculation unit has a degree of similarity between the mode of the time series data in the learning period and the mode of the time series data in the new period equal to or higher than a preset threshold value. The individual change score is calculated based on whether or not
The overall change score calculation unit obtains the change score so that the larger the number of features whose similarity is less than the threshold value, the larger the value.
Learning model generation support device.
前記寄与特徴特定部は、前記類似度が前記閾値未満である前記特徴を前記寄与特徴として特定する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 5.
The contributing feature specifying unit identifies the feature whose similarity is less than the threshold value as the contributing feature.
Learning model generation support device.
前記変化検知モデル生成部は、時系列データの変化を検知するアルゴリズムである「One Class SVM」を用いて前記変化検知モデルを生成する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 5.
The change detection model generation unit generates the change detection model by using "One Class SVM" which is an algorithm for detecting changes in time series data.
Learning model generation support device.
前記個別変化スコア算出部は、
前記学習モデルの生成に用いた前記学習データの量が予め設定された閾値未満である場合は、前記複数の利用可能な特徴のうち前記学習モデルの生成に利用されていない特徴である未利用特徴について、夫々の前記変化検知モデルに夫々の前記新たな時系列データを入力することにより前記個別変化スコアを求め、
前記学習モデルの生成に用いた前記学習データの量が前記閾値以上である場合は、前記未利用特徴及び前記利用特徴の双方について、夫々の前記変化検知モデルに夫々の前記新たな時系列データを入力することにより前記個別変化スコアを求める、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 1.
The individual change score calculation unit
When the amount of the training data used to generate the training model is less than a preset threshold value, the unused feature is a feature not used in the generation of the training model among the plurality of available features. By inputting the new time-series data into each of the change detection models, the individual change score was obtained.
When the amount of the training data used to generate the learning model is equal to or greater than the threshold value, the new time-series data is added to the change detection model for both the unused feature and the used feature. The individual change score is obtained by inputting.
Learning model generation support device.
前記全体変化スコアに関する情報及び前記寄与特徴に関する情報を出力する支援情報提示部をさらに備える、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 1.
It further includes a support information presentation unit that outputs information on the overall change score and information on the contributing features.
Learning model generation support device.
その時系列データの前記寄与特徴の新たな時系列データとの間の相関係数が予め設定された閾値以上である前記利用可能な特徴である相関特徴を特定する相関特徴特定部を更に備え、
前記支援情報提示部は、前記相関特徴に関する情報を出力する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 9.
Further provided with a correlation feature identification unit for specifying the correlation feature which is the available feature in which the correlation coefficient of the time series data with the new time series data of the contribution feature is equal to or higher than a preset threshold value.
The support information presenting unit outputs information regarding the correlation feature.
Learning model generation support device.
前記支援情報提示部は、前記全体変化スコアの時系列データ、前記寄与特徴の時系列データ、及び前記相関特徴の時系列データを出力する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 10.
The support information presenting unit outputs the time-series data of the overall change score, the time-series data of the contribution feature, and the time-series data of the correlation feature.
Learning model generation support device.
前記変化検知モデル生成部は、時系列データの変化を検知する複数のアルゴリズムの夫々に基づき複数の前記変化検知モデルを生成し、
前記支援情報提示部は、前記アルゴリズムの指定を受け付け、指定された前記アルゴリズムに基づく前記変化検知モデルによる前記全体変化スコアに関する情報と前記寄与特徴に関する情報とを出力する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 9.
The change detection model generation unit generates a plurality of the change detection models based on each of a plurality of algorithms for detecting changes in time-series data.
The support information presenting unit accepts the designation of the algorithm and outputs information on the overall change score and information on the contribution feature by the change detection model based on the designated algorithm.
Learning model generation support device.
前記学習モデルの性能が予め設定された基準を満たしているか否かを評価する学習モデル性能検証部と、
前記学習モデルの性能が前記基準を満たしていない場合に、前記個別変化スコア算出部による前記個別変化スコアの算出処理と、前記全体変化スコア算出部による前記全体変化スコアの算出処理を実行する、実行制御部と、
を更に備える、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 1.
A learning model performance verification unit that evaluates whether the performance of the learning model meets preset criteria, and
When the performance of the learning model does not meet the criteria, the individual change score calculation unit executes the individual change score calculation process and the overall change score calculation unit executes the overall change score calculation process. Control unit and
Further prepare
Learning model generation support device.
前記利用可能な特徴の時系列データを提供する情報処理装置であるデータ提供装置と通信可能に接続する通信部と、
前記利用可能な特徴を前記データ提供装置から受信するデータ取得部と、
前記データ取得部は、
前記個別変化スコア算出部による前記個別変化スコアの算出に先立ち、前記未利用特徴の送信要求を前記データ提供装置に送信し、
前記個別変化スコア算出部による前記個別変化スコアの算出後に、前記未利用特徴の送信停止要求を前記データ提供装置に送信する、
学習モデル生成支援装置。 The learning model generation support device according to claim 8.
A communication unit that is communicably connected to a data providing device that is an information processing device that provides time-series data of the available features.
A data acquisition unit that receives the available features from the data provider, and
The data acquisition unit
Prior to the calculation of the individual change score by the individual change score calculation unit, a transmission request for the unused feature is transmitted to the data providing device.
After the individual change score calculation unit calculates the individual change score, a transmission stop request for the unused feature is transmitted to the data providing device.
Learning model generation support device.
情報処理装置が、
学習モデルの生成に利用可能な特徴の時系列データを記憶するステップ、
前記特徴の夫々について、生成済みの前記学習モデルの生成に利用した前記特徴である利用特徴の学習期間における夫々の時系列データを学習データとして、夫々の前記時系列データの変化の度合いを示す値である変化スコアを生成する機械学習モデルである変化検知モデルを生成するステップ、
複数の前記特徴の夫々について、新たな期間の時系列データを取得するステップ、
前記複数の特徴の夫々の前記変化検知モデルに夫々の前記新たな時系列データを入力することにより、前記新たな期間おける前記複数の特徴の夫々の前記変化スコアである個別変化スコアを求めるステップ、
前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記新たな期間おける前記複数の特徴の全体としての変化の度合いを示す値である全体変化スコアを求めるステップ、
前記複数の特徴の夫々の前記個別変化スコアに基づき、前記全体変化スコアに寄与する前記特徴である寄与特徴を特定するステップ、
を実行する、学習モデル生成支援方法。 A way to help generate learning models
Information processing device
Steps to store time series data of features that can be used to generate training models,
For each of the features, a value indicating the degree of change of the time-series data, using each time-series data in the learning period of the feature-based feature used for generating the generated learning model as learning data. Steps to generate a change detection model, which is a machine learning model that generates a change score,
Steps to acquire time series data for a new period for each of the plurality of above features,
A step of obtaining an individual change score, which is the change score of each of the plurality of features in the new period, by inputting the new time series data into the change detection model of each of the plurality of features.
A step of obtaining an overall change score, which is a value indicating the degree of change of the plurality of features as a whole in the new period, based on the individual change score of each of the plurality of features.
A step of identifying a contributing feature, which is a feature that contributes to the overall change score, based on the individual change score of each of the plurality of features.
A learning model generation support method that executes.
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