JP2023074822A - Information processing apparatus, information processing method, and information processing program - Google Patents
Information processing apparatus, information processing method, and information processing program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023074822A JP2023074822A JP2021187959A JP2021187959A JP2023074822A JP 2023074822 A JP2023074822 A JP 2023074822A JP 2021187959 A JP2021187959 A JP 2021187959A JP 2021187959 A JP2021187959 A JP 2021187959A JP 2023074822 A JP2023074822 A JP 2023074822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- data
- measured
- information processing
- regression model
- estimated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
- G05B23/02—Electric testing or monitoring
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N20/00—Machine learning
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
Abstract
Description
本発明は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラムに関する。 The present invention relates to an information processing device, an information processing method, and an information processing program.
機器交換による効果の試算や機器の最適な運転を計画するためには、機器自体の性能を正確に把握する必要がある。このような性能を示すものとして、メーカーが提供するカタログスペックを用いた機器の性能評価が行われる場合がある。しかしながら、カタログスペックは理想状態での性能評価値であるため、実際に機器が運転される設置環境や使用状況では、カタログスペックとして得られている性能評価値とは異なる値となる場合がある。そこで、この問題を解決するために、機器から運転されている時のデータを用いた推定モデルを構築する方法が知られている。例えば、特許文献1の方法では、実際の運転データを用いるため、カタログスペックよりも実際の運転に沿った性能推定が可能である。
In order to estimate the effect of equipment replacement and plan the optimal operation of equipment, it is necessary to accurately grasp the performance of the equipment itself. As an indication of such performance, there are cases where the performance evaluation of equipment is performed using the catalog specifications provided by the manufacturer. However, since the catalog specifications are performance evaluation values in an ideal state, the performance evaluation values obtained as catalog specifications may differ from the performance evaluation values obtained as catalog specifications in the installation environment and usage conditions in which the equipment is actually operated. Therefore, in order to solve this problem, there is known a method of constructing an estimation model using data during operation from equipment. For example, the method of
しかしながら、上記従来技術では、機器の運用方法によっては運転条件に偏りが発生する場合があり、データの少ない運転条件が存在してしまう。機器の実運用時の性能評価値を、回帰分析手法を用いて推定する場合、このようなデータが少ない運転条件が外挿となるために、現実とは大きく異なるような値が推定される可能性がある。 However, in the above-described conventional technology, the operating conditions may be biased depending on the operation method of the equipment, and there are operating conditions for which there is little data. When estimating performance evaluation values during actual operation of equipment using the regression analysis method, it is possible to estimate values that differ greatly from the actual situation because operating conditions with little data are extrapolated. have a nature.
本願はこのような課題を解決するためのものであり、より適切な推定値を利用者に提供することを目的としている。 The present application is intended to solve such problems, and aims to provide users with more appropriate estimated values.
本願に係る情報処理装置は、所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、前記基準測定データが測定される際において前記事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、前記事象が生じた際に測定された測定データと、前記測定データが測定された際における前記事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得する取得部と、前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築部と、前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力部と、を備えることを特徴とする。 An information processing apparatus according to the present application stores reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event, and reference index data assumed as index data relating to the result of the event when the reference measurement data is measured. an acquisition unit that acquires actually measured data including reference data containing the a construction unit that constructs a reference data regression model based on the reference data and an actual measurement data regression model based on the actual measurement data; an output unit that estimates estimated index data as the index data and outputs an estimation result based on the reliability of the estimated index data.
本願に係る情報処理方法は、情報処理装置によって実行される情報処理方法であって、所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、前記基準測定データが測定される際において前記事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、前記事象が生じた際に測定された測定データと、前記測定データが測定された際における前記事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得する取得工程と、前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築工程と、前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力工程と、を含むことを特徴とする。 An information processing method according to the present application is an information processing method executed by an information processing apparatus, wherein reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event and the event when the reference measurement data is measured are measured. Reference data including reference index data assumed as index data regarding the result of the event, measurement data measured when the event occurred, and measurement data regarding the result of the event when the measurement data was measured a building step of building a reference data regression model based on the reference data and a measured data regression model based on the measured data; and the reference data regression model and the measured data. an output step of estimating estimated index data as index data corresponding to the input measured data using a regression model, and outputting an estimation result based on the reliability of the estimated index data. .
本願に係る情報処理プログラムは、所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、前記基準測定データが測定される際において前記事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、前記事象が生じた際に測定された測定データと、前記測定データが測定された際における前記事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得する取得手順と、前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築手順と、前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。 An information processing program according to the present application stores reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event, and reference index data assumed as index data relating to the result of the event when the reference measurement data is measured. an acquisition procedure for acquiring actual measurement data including reference data including reference data, measurement data measured when the event occurred, and index data relating to the outcome of the event when the measurement data was measured; A building procedure for building a reference data regression model based on the reference data and a measured data regression model based on the measured data; and an output step of estimating estimated index data as the index data and outputting an estimation result based on the reliability of the estimated index data.
上述した情報処理装置によれば、より適切な推定値を利用者に提供する。 According to the information processing apparatus described above, a more appropriate estimated value is provided to the user.
次に、実施の形態(適宜、「実施形態」)について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。 Next, an embodiment ("embodiment" as appropriate) will be described with reference to the drawings. In the following description, constituent elements common to each embodiment are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted.
[原理]
〔1.はじめに〕
以下では、カタログスペックと運転データのそれぞれが構築した回帰モデルの推定値を混合する推定値算出方法を提案する。以下の実施形態では、カタログスペックと運転データそれぞれを学習データとして2つの回帰モデルを構築する。例えば、本実施形態においては、ガウス過程回帰を用いた手法による空調の熱源機器の性能推定を行う2つの回帰モデルの構築を行う。ここで、本実施形態においては、少なくとも、運転データから構築される回帰モデルを、推定値の信頼度を判断できる指標を取得可能なモデルとする。また、本実施形態では、運転データで構築したモデルが出力する推定値の信頼度が所与の閾値より低い場合は、カタログスペックで構築したモデルが出力する推定値との混合演算を行った結果を推定値として出力する。このような処理の結果、本実施形態では、運転データが少ない条件の範囲において、カタログスペックを考慮した推定値を出力することができるので、運転データが少ない条件の範囲における推定値の誤差を削減することができる。
[principle]
[1. Introduction]
In the following, we propose an estimated value calculation method that mixes the estimated values of the regression models constructed by the catalog specifications and the operating data. In the following embodiments, two regression models are constructed using catalog specifications and operating data as learning data. For example, in the present embodiment, two regression models are constructed for estimating the performance of heat source equipment for air conditioning by a method using Gaussian process regression. Here, in the present embodiment, at least the regression model constructed from the driving data is a model capable of obtaining an index for determining the reliability of the estimated value. In addition, in this embodiment, when the reliability of the estimated value output by the model constructed from the operating data is lower than a given threshold, the result of performing a mixed operation with the estimated value output by the model constructed with the catalog specifications is output as an estimate. As a result of such processing, in the present embodiment, it is possible to output an estimated value that takes catalog specifications into consideration in a range of conditions with little operating data, thereby reducing errors in the estimated value in a range of conditions with little operating data. can do.
すなわち、本実施形態では、機器の実際の運転データに沿った性能推定を実現しつつ、運転データが少ない条件において現実と大きく異なるような推定値の出力を抑制する。 That is, in the present embodiment, performance estimation in line with the actual operating data of the equipment is realized, and the output of estimated values that are significantly different from reality is suppressed under conditions where there is little operating data.
〔2.ガウス過程回帰〕
以下では、本実施形態に係るガウス過程回帰について数式を参照して説明する。
[2. Gaussian process regression]
Gaussian process regression according to the present embodiment will be described below with reference to formulas.
(2-1.ガウス過程回帰の概要)
第1に、ガウス過程回帰の概要について説明する。ガウス過程回帰は、非線形の回帰分析手法である。ガウス過程回帰は、学習データから推定を行う回帰モデルを構築し、入力変数に対する出力変数を推定する。また、ガウス過程回帰は、値の推定だけでなく、その分散も推定することができるため、分散から推定結果の信頼度評価が可能である。
(2-1. Overview of Gaussian process regression)
First, an overview of Gaussian process regression is provided. Gaussian process regression is a nonlinear regression analysis technique. Gaussian process regression builds a regression model that estimates from training data, estimating output variables for input variables. Moreover, since Gaussian process regression can estimate not only the value but also the variance, it is possible to evaluate the reliability of the estimation result from the variance.
(2-2.問題設定)
第2に、ガウス過程回帰の問題設定について説明する。前提条件として、サンプル(x(1),y(1))~(x(n),y(n))が観測されている。また、目的として、新たにx(n+1)が観測されたときに、対応するy(n+1)を予測する。
(2-2. Problem setting)
Secondly, the Gaussian process regression problem setting will be described. As a prerequisite, samples (x (1) , y (1) ) to (x (n) , y (n) ) are observed. Also, for the purpose, when x (n+1) is newly observed, the corresponding y (n+1) is predicted.
次に、以下の線形のモデルを仮定する。ここで、回帰係数b同士は独立である。また、目的変数yは、下記(1)式の正規分布に従い、回帰係数bは、下記(2)式の正規分布に従う。 Next, assume the following linear model. Here, the regression coefficients b are independent. Moreover, the objective variable y follows the normal distribution of the following formula (1), and the regression coefficient b follows the normal distribution of the following formula (2).
ここで、線形モデルは、下記(3)式および(4)式のように表わされる。 Here, the linear model is represented by the following formulas (3) and (4).
また、その平均は、下記(5)式のように表わされる。 Also, the average is represented by the following equation (5).
また、その分散は、下記(6)式のように表わされる。 Moreover, the variance is represented by the following equation (6).
ここで、上記(6)式中のσyi,j 2は、下記(7)式のように表わされる。 Here, σ yi,j 2 in the above equation (6) is represented by the following equation (7).
(2-3.非線形モデルへの拡張)
第3に、ガウス過程回帰の非線形モデルへの拡張について説明する。ここで、上記の拡張を行うために、非線形関数φによる線形モデルの変換を行う。すなわち、線形モデルでは、下記(8)式および(9)式で表わされるが、非線形関数φにより変換することによって、それぞれ下記(10)式および(11)式のように表わすことができる。なお、下記(11)式中のKは、カーネル関数を表わす。
(2-3. Extension to nonlinear model)
Third, we describe the extension of Gaussian process regression to nonlinear models. Here, in order to extend the above, the linear model is transformed by the nonlinear function φ. That is, in a linear model, they are represented by the following equations (8) and (9), but can be represented by the following equations (10) and (11), respectively, by transforming with the nonlinear function φ. Note that K in the following equation (11) represents a kernel function.
すなわち、目的変数の予測には、上記(11)式中のK(x(i),x(j))が求められればよい。このとき、カーネル関数として、下記(12)式で表わされるガウシアンカーネルや、下記(13)式で表わされる多項式カーネルを適用できるが、特に限定されない。 That is, in order to predict the objective variable, K(x (i) , x (j) ) in the above equation (11) should be obtained. At this time, as the kernel function, a Gaussian kernel represented by the following formula (12) or a polynomial kernel represented by the following formula (13) can be applied, but the kernel function is not particularly limited.
(2-4.測定誤差の仮定)
第4に、ガウス過程回帰の測定誤差の仮定について説明する。ここで、測定誤差の仮定を以下のように行う。まず、yには測定誤差eがある。また、測定誤差eは、下記(14)式の正規分布に従う。
(2-4. Assumption of measurement error)
Fourth, the measurement error assumptions of Gaussian process regression are described. Here, the assumption of the measurement error is made as follows. First, y has a measurement error e. Moreover, the measurement error e follows the normal distribution of the following equation (14).
次に、下記(15)式および(16)式で表わされるように、測定誤差を導入する。このとき、下記(16)式中には、共分散行列Σの対角項に、測定誤差の分散σe 2が追加される。 Next, measurement errors are introduced as expressed by the following equations (15) and (16). At this time, the variance σ e 2 of the measurement error is added to the diagonal terms of the covariance matrix Σ in the following equation (16).
(2-5.目的変数の推定)
第5に、ガウス過程回帰の目的変数の推定について説明する。ここで、目的変数の推定を以下のように行う。まず、条件付き分布p(ya|yb)の平均ベクトルを下記(17)式、分散共分散行列を下記(18)式と表わす。なお、yaは、y(n+1)であり、ybは[y(1),・・・,y(n)]である。また、同時分布p(ya|yb)の平均ベクトルを下記(19)式、分散共分散行列を下記(20)式と表わす。
(2-5. Estimation of objective variable)
Fifth, the estimation of the objective variable of Gaussian process regression will be explained. Here, estimation of the objective variable is performed as follows. First, the average vector of the conditional distribution p(y a |y b ) is represented by the following equation (17), and the variance-covariance matrix is represented by the following equation (18). Note that y a is y (n+1) , and y b is [y (1) , . . . , y (n) ]. Also, the mean vector of the joint distribution p(y a |y b ) is represented by the following equation (19), and the variance-covariance matrix is represented by the following equation (20).
このとき、下記(21)式より、平均ベクトルma|bを算出する。また、下記(22)式より、分散共分散行列Σa|bを算出する。 At this time, the average vector ma|b is calculated from the following equation (21). Also, a variance-covariance matrix Σa |b is calculated from the following equation (22).
上述してきたように、上記数式において、運転データが少ない条件区間については、カタログスペックに基づく推定が、運転データが十分に存在する条件区間については、運転データに基づく推定が行われるように、回帰モデルの学習を行うこととなる。以下で説明する実施形態において、具体的な学習の例について説明する。 As described above, in the above formula, the regression Model learning will be performed. In the embodiments described below, specific learning examples will be described.
[実施形態]
〔1.情報処理システム〕
図1~図3を用いて、情報処理システム100の一例について説明する。図1は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。図2および図3は、実施形態に係る推定結果の一例を示す図である。以下では、空調の熱源機器の性能推定処理の一例について、情報処理システムの構成、情報処理システムの処理、回帰モデルの構築の順に説明する。
[Embodiment]
[1. Information processing system]
An example of an
(1-1.情報処理システムの構成)
図1を用いて、情報処理システム100の構成について説明する。情報処理システム100は、情報処理装置10と、端末装置20と、運転データの収集対象となる熱源機器30と、性能の推定対象となる熱源機器40とを含む。情報処理装置10と、端末装置20と、熱源機器30と、熱源機器40とは、所定の通信網を介して、有線又は無線により通信可能に接続される。なお、図1に示す情報処理システム100には、複数台の情報処理装置10、複数台の端末装置20、複数台の熱源機器30、複数台の熱源機器40が含まれてもよい。
(1-1. Configuration of information processing system)
The configuration of the
実施形態に係る情報処理装置10は、所定の通信網を介して、各種の装置と通信可能な情報処理装置であり、例えば、サーバ装置又はクラウドシステム等により実現される。図1では、情報処理装置10は、サーバ装置である例を示す。
The
実施形態に係る端末装置20は、熱源機器のカタログスペックデータ(以下、単に「カタログスペック」又は「スペック」とも表記)を有し、情報処理システム100の管理者や性能推定対象熱源機器の利用者によって利用される情報処理装置である。例えば、端末装置20は、デスクトップ型PC(Personal Computer)や、ノート型PCや、タブレット端末や、携帯電話機や、PDA(Personal Digital Assistant)等である。図1では、端末装置20は、ノート型PCであり、情報処理システム100の管理者の実験室内に設置されている例を示す。
The
実施形態に係る熱源機器30は、熱源機器の性能推定処理を実行するための運転データを収集する熱源機器である。図1では、熱源機器30は、情報処理システム100の管理者の実験室内に設置されている例を示す。
The
実施形態に係る熱源機器40は、熱源機器30と性能を比較する対象である熱源機器である。図1では、熱源機器40は、屋外に設置されている例を示す。
The
(1-2.情報処理システムの処理)
引き続き図1を用いて、情報処理システム100の処理について説明する。情報処理システム100において、第1に、情報処理装置10は、実験室内の端末装置20から、熱源装置のカタログスペックを取得する(ステップS1)。ここで、カタログスペックとは、メーカーが提供する理想状態での性能評価値である。例えば、情報処理装置10は、熱源装置のカタログスペックとして、熱源機器の代表的な負荷率ごとのエネルギー消費効率(COP:Coefficient Of Performance)の数値を取得する。なお、COPは、熱源機器の性能を評価するために測定される数値であり、消費エネルギーに対して製造熱量が占める割合を示す。図1の例では、情報処理装置10は、カタログスペックを端末装置20から取得しているが、図示しない端末装置や情報処理装置10の記憶部12から取得してもよい。
(1-2. Processing of information processing system)
Processing of the
上述したステップS1の説明のように、情報処理装置10は、基準データ(カタログスペック)として、所定の事象(熱源機器の運転)に関する測定データとして想定される基準測定データ(負荷率等の理論値)を取得する装置である。また、情報処理装置10は、基準データ(カタログスペック)として、基準測定データが測定される際において所定の事象(熱源機器の運転)の結果に関する指標データとして想定される基準指標データ(COP等の理論値)を取得する装置である。
As described in step S1 above, the
情報処理システム100において、第2に、情報処理装置10は、熱源機器のカタログスペックを学習データとして用いて、ガウス過程回帰でカタログスペックの回帰モデル(以下、単に「カタログスペックモデル」とも表記)を構築する(ステップS2)。これ以降、回帰モデルとは、ガウス過程回帰による回帰モデルの他、制約付き最小二乗法を用いた回帰モデル、ディープラーニング等も含み、特に限定されない。
In the
上述したステップS2の説明のように、情報処理装置10は、基準データ(カタログスペック)を学習データとして用いたガウス過程回帰による基準データ回帰モデルを構築する装置である。すなわち、情報処理装置10は、構築部13bは、基準データに基づく基準データ回帰モデルを構築する装置である。
As described in step S2 above, the
情報処理システム100において、第3に、情報処理装置10は、実験室内の熱源機器30から、熱源装置の運転データを取得する(ステップS3)。ここで、運転データとは、熱源機器の運転時に測定可能であるセンサ値である。例えば、情報処理装置10は、熱源装置の運転データとして、熱源機器の外気温度、送水出口温度(以下、単に「送水温度」とも表記)、負荷率等の数値を取得する。図1の例では、情報処理装置10は、運転データを実験室内の熱源機器30から取得しているが、図示しない実験室外の熱源機器から取得してもよいし、過去に測定した熱源機器のセンサ値を運転データとして取得してもよい。
In the
上述したステップS3の説明のように、情報処理装置10は、実測データ(運転データ)として、所定の事象(熱源機器の運転)が生じた際に測定された測定データ(負荷率等のセンサ値)を取得する装置である。また、実測データ(運転データ)として、当該測定データが測定された際における所定の事象(熱源機器の運転)の結果に関する指標データCOP等の実測値)を取得する装置である。
As described in step S3 above, the
情報処理システム100において、第4に、情報処理装置10は、熱源機器の運転データを学習データとして用いて、ガウス過程回帰で運転データ回帰モデル(以下、単に「運転データモデル」とも表記)を構築する(ステップS4)。すなわち、情報処理装置10は、カタログスペックおよび運転データの特徴を回帰モデルに学習させ、その後、熱源機器の運転データが有する特徴を、その回帰モデルに学習させる。
Fourthly, in the
このような処理の結果、情報処理装置10は、運転データが少ない条件の範囲においては、カタログスペックの値に基づいた推定を行い、運転データが十分に存在する条件の範囲においては、実測データに基づいた推定を行う回帰モデルの構築を行うことができる。
As a result of such processing, the
情報処理システム100において、第5に、情報処理装置10は、屋外の熱源機器40から、熱源装置の入力データを取得する(ステップS5)。ここで、入力データとは、性能を推定する熱源機器の運転時に実際に測定されたセンサ値である。例えば、情報処理装置10は、熱源装置の入力データとして、屋外の熱源機器40において測定された熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率等の数値を取得する。
Fifthly, in the
情報処理システム100において、第6に、情報処理装置10は、構築した2つの回帰モデルを用いて、熱源装置の入力データから出力データを推定する(ステップS6)。ここで、出力データとは、入力データに対応する熱源機器の性能を評価するための数値の推定値である。例えば、情報処理装置10は、入力データである外気温度、送水温度、負荷率に対応するCOPを推定する。このとき、情報処理装置10は、COPを推定するとともに、推定値の信頼度としてCOPの標準偏差を推定する。
In the
ここで、情報処理装置10は、推定した信頼度が閾値以上であれば運転データモデルからの推定値を出力する。一方、情報処理装置10は、推定した信頼度が閾値未満であれば、カタログスペックモデルによる推定値と混合処理を行い、推定値として出力する。
Here, the
情報処理システム100において、第7に、情報処理装置10は、推定結果(COP等の推定値、信頼度等)を端末装置20に送信する(ステップS7)。このとき、情報処理装置10は、推定結果を図示しない端末装置に送信してもよい。
In the
(1-3.回帰モデルの構築例)
図2および図3を用いて、情報処理システム100における回帰モデルの構築例について説明する。まず、図2を用いて、情報処理システム100の回帰モデルの概要について説明する。上述した情報処理システム100において、回帰モデルを用いた推定対象は、空調の熱源機器の性能であり、その評価値はエネルギー消費効率(COP)である。また、回帰モデルの入出力変数について説明すると、入力値に相当する説明変数が、外気温度、送水温度、負荷率等であり、出力値に相当する目的変数がCOPである。図2の例では、送水温度が7℃で一定のときに、負荷率0~1の範囲、外気温度15℃~40℃の範囲において、回帰モデルが出力する推定値(破線で表示)を示している。
(1-3. Construction example of regression model)
An example of building a regression model in the
続いて、情報処理システム100における回帰モデルの構築手順について説明する。第1に、情報処理装置10は、熱源機器のカタログスペックを学習データとし、ガウス過程回帰でカタログスペックの回帰モデルを構築する。第2に、情報処理装置10は、熱源機器の運転データスペックを学習データとし、ガウス過程回帰で運転データの回帰モデルを構築する。第3に、情報処理装置10は、カタログスペックモデルと運転データモデルとから推定値を出力する。また、情報処理装置10は、運転データモデルによる推定値の信頼度として推定値の標準偏差も出力する。第4に、情報処理装置10は、推定値の信頼度と所定の閾値との比較を行う。このとき、情報処理装置10は、信頼度が閾値以上であれば運転データモデルからの推定値を出力する。一方、情報処理装置10は、信頼度が閾値未満であれば,カタログスペックモデルによる推定値と混合処理を行い、最終的な推定値として出力する。
Next, a procedure for constructing a regression model in the
また、情報処理システム100における信頼度の判定手順について説明する。上述した例では、情報処理装置10は、ガウス過程回帰の推定値の標準偏差を信頼度とする。このとき、情報処理装置10は、標準偏差が小さい場合は、信頼度が高いものとして判定する。また、情報処理装置10は、判定に必要な所定の閾値は標準偏差を記憶部12に格納しておき、推定値の標準偏差>閾値なら混合を行う。
Also, a reliability determination procedure in the
また、情報処理システム100における推定値の混合手順について説明する。例えば、情報処理装置10は、(出力推定値)=α×(運転データモデルの推定値)+(1-α)×(スペックモデルの推定値)として混合演算を実行する。このとき、式中のαは任意に設定することができる。具体的な例を挙げると、運転データモデルからの推定値が信頼できない場合には、α=0と設定することによって、カタログスペックモデルの推定値を採用するように混合する。また、カタログスペックモデルの推定値に運転データモデルからの推定値を若干加味する場合には、α=0.8と設定する。さらに、信頼度に応じてカタログスペックを加味する割合を変更する場合には、α=閾値÷標準偏差と設定することもできる。
Also, a procedure for mixing estimated values in the
図3を用いて、情報処理システム100における回帰モデルの効果検証について説明する。図3の例では、送水温度、外気温度が一定のときの負荷率0~1の範囲での、カタログスペック、運動データ、COPの推定値、推定値の信頼区間の関係を示している。図3(1)は、実測された運転データ(×印で表示)、カタログスペック(白丸と線で表示)を示している。また、図3(2-1)は、カタログスペックモデルによる推定値(破線で表示)、推定値の信頼区間(斜線で表示)を示している。同様に、図3(2-2)は、運転データモデルによる推定値(破線で表示)、推定値の信頼区間(斜線で表示)を示している。また、図3(3)は、カタログスペックモデルの推定値と運転データモデルによる推定値とを混合して出力した混合推定値(破線で表示)と、その推定値の信頼区間(斜線で表示)を示している。
Verification of the effect of the regression model in the
図3において、運転データモデルでは、負荷率0.5以上の範囲では運転データのデータ数が多いため運転データの学習を反映した推定値が示されているが、負荷率0.5以下の範囲では運転データのデータ数が少ないため現実とは大きく異なる推定値が示されている(図3(2-2)参照)。これに対して、カタログスペックモデルの推定値と運転データモデルによる推定値とを混合して出力した混合推定値において、負荷率0.5以下の範囲では運転データのデータ数が少ないにも関わらず、カタログスペックの数値に近い推測値が示されている(図3(3)参照)。すなわち、情報処理システム100における回帰モデルでは、運転データのデータ数が少ない範囲であっても、カタログスペックの数値を反映して推定値を出力するため、現実とは大きく異なる推定を抑制することができる。
In FIG. 3, in the operating data model, the number of operating data is large in the range of the load factor of 0.5 or more, so the estimated value reflecting the learning of the operating data is shown, but the range of the load factor of 0.5 or less Since the number of operation data is small, estimated values that differ greatly from reality are indicated (see FIG. 3 (2-2)). On the other hand, in the mixed estimated value output by mixing the estimated value of the catalog spec model and the estimated value of the operating data model, even though the number of operating data is small in the range of the load factor of 0.5 or less, , estimated values close to the numerical values in the catalog specifications are shown (see FIG. 3 (3)). That is, in the regression model in the
〔2.情報処理装置の構成〕
以下、上記した情報処理装置10が有する機能構成の一例について説明する。図4に示すように、実施形態に係る情報処理装置10は、通信部11と、記憶部12と、制御部13とを有する。
[2. Configuration of Information Processing Device]
An example of the functional configuration of the
(2-1.通信部11)
通信部11は、例えば、NIC(Network Interface Card)等によって実現される。そして、通信部11は、所定の通信網と有線又は無線で接続され、他の各種装置との間で情報の送受信を行う。
(2-1. Communication unit 11)
The
(2-2.記憶部12)
記憶部12は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図4に示すように、記憶部12は、基準データ記憶部12aと、実測データ記憶部12bと、推定結果記憶部12cと、信頼度閾値記憶部12dとを有する。
(2-2. Storage unit 12)
The storage unit 12 is realized by, for example, a semiconductor memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk. As shown in FIG. 4, the storage unit 12 has a reference data storage unit 12a, an actual measurement
(基準データ記憶部12a)
基準データ記憶部12aは、基準データを記憶する。ここで、基準データとは、基準測定データと基準指標データとを含むデータである。基準測定データとは、所定の事象に関する測定データとして想定されるデータであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転に関する外気温度、送水温度、負荷率等のカタログスペックの数値である。基準指標データとは、上記の基準測定データが測定される際において事象の結果に関する指標データとして想定されるデータであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転の効率に関するCOP等のカタログスペックの数値である。
(Reference data storage unit 12a)
The reference data storage unit 12a stores reference data. Here, the reference data is data including reference measurement data and reference index data. The reference measurement data is data that is assumed as measurement data related to a predetermined event, and in the above example, it is numerical values of catalog specifications such as outside air temperature, water supply temperature, load factor, etc. related to the operation of heat source equipment for air conditioning. The reference index data is data that is assumed as index data regarding the result of an event when the reference measurement data is measured. is the numerical value of
(実測データ記憶部12b)
実測データ記憶部12bは、実測データを記憶する。ここで、実測データとは、測定データと指標データとを含むデータである。測定データとは、所定の事象が生じた際に測定されたデータであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転に関する外気温度、送水温度、負荷率等の運転データの数値である。指標データとは、上記の測定データが測定された際における事象の結果に関する指標データであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転の効率に関するCOP等の運転データの数値である。
(Actual measurement
The measured
(推定結果記憶部12c)
推定結果記憶部12cは、推定結果を記憶する。ここで、信頼度とは、推定指標データおよび推定指標データの信頼度である。推定指標データとは、回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定されたデータであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転の効率に関するCOP等の回帰モデルによる推定値である。信頼度とは、上記の推定指標データに対する信頼性を示す数値として推定されたデータであり、上述した例では、空調の熱源機器の運転の効率に関するCOP等の標準偏差の回帰モデルによる推定値である。
(Estimation result storage unit 12c)
The estimation result storage unit 12c stores the estimation result. Here, the reliability is the estimated index data and the reliability of the estimated index data. The estimated index data is data estimated as index data corresponding to the input measurement data using a regression model. It is an estimate. Reliability is data estimated as a numerical value indicating the reliability of the above-mentioned estimated index data. be.
(信頼度閾値記憶部12d)
信頼度閾値記憶部12dは、信頼度を判定する閾値を記憶する。上述した例では、信頼度閾値記憶部12dは、空調の熱源機器の運転の効率に関するCOP等の標準偏差の設定された閾値や、混合演算を実行する際の算出方式、設定値に関する情報を記憶する。
(Reliability threshold storage unit 12d)
The reliability threshold storage unit 12d stores a threshold for determining reliability. In the above-described example, the reliability threshold storage unit 12d stores information about thresholds set for standard deviations such as COP regarding the efficiency of operation of heat source equipment for air conditioning, calculation methods when performing mixed calculations, and set values. do.
(2-3.制御部13)
制御部13は、コントローラ(Controller)であり、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、情報処理装置10内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム(情報処理プログラムの一例)がRAMを作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部13は、コントローラであり、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現される。
(2-3. Control unit 13)
The
図4に示すように、制御部13は、取得部13aと、構築部13bと、出力部13cとを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部13の内部構成は、図4に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。また、制御部13が有する各処理部の接続関係は、図4に示した接続関係に限られず、他の接続関係であってもよい。
As shown in FIG. 4, the
(取得部13a)
取得部13aは、所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、当該基準測定データが測定される際において所定の事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、所定の事象が生じた際に測定された測定データと、当該測定データが測定された際における所定の事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得する。例えば、取得部13aは、基準データとして熱源機器の運転に関するカタログスペックデータ、および実測データとして熱源機器の運転データを取得する。具体的な例を挙げると、取得部13aは、カタログスペックデータとして、熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率およびCOPの理論値を取得する。また、取得部13aは、運転データとして、熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率およびCOPの実測値を取得する。なお、取得部13aは、取得した基準データを基準データ記憶部12aに格納する。また、取得部13aは、取得した実測データを実測データ記憶部12bに格納する。
(
The
(構築部13b)
構築部13bは、基準データに基づく基準データ回帰モデル、および実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する。例えば、構築部13bは、基準データを学習データとして用いたガウス過程回帰による基準データ回帰モデル、および実測データを学習データとして用いたガウス過程回帰による実測データ回帰モデルを構築する。例えば、構築部13bは、カタログスペックデータに基づく基準データ回帰モデル、および運転データに基づく実測データ回帰モデルを構築する。具体的な例を挙げると、構築部13bは、カタログスペックデータである熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率およびCOPの理論値を学習データとして用いてカタログスペックの回帰モデルを構築し、運転データである熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率およびCOPの実測値を学習データとして用いて運転データの回帰モデルを構築する。
(Building unit 13b)
The constructing unit 13b constructs a reference data regression model based on the reference data and an actual measurement data regression model based on the actual measurement data. For example, the construction unit 13b constructs a reference data regression model by Gaussian process regression using the reference data as learning data and an actual data regression model by Gaussian process regression using the actual data as learning data. For example, the constructing unit 13b constructs a reference data regression model based on catalog specification data and an actual measurement data regression model based on operating data. As a specific example, the construction unit 13b constructs a regression model of the catalog specifications using the catalog specification data of the outside air temperature, the water supply temperature, the load factor, and the theoretical value of the COP of the heat source equipment as learning data, and operates the model. A regression model of the operating data is constructed using the outside air temperature, water supply temperature, load factor, and COP measured value of the heat source equipment, which are data, as learning data.
(出力部13c)
出力部13cは、基準データ回帰モデルおよび実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する。例えば、出力部13cは、信頼度をさらに推定し、信頼度が所定の閾値未満の場合には、基準データ回帰モデルおよび実測データ回帰モデルを用いて推定した複数の推定指標データを所定の比率で混合演算を行って推定結果として出力する。一方、出力部13cは、信頼度をさらに推定し、信頼度が所定の閾値以上の場合には、実測データ回帰モデルを用いて推定した推定指標データを推定結果として出力する。上述した例では、出力部13cは、推定指標データとして熱源機器のエネルギー消費効率(COP)を推定し、推定したエネルギー消費効率に対する信頼度に基づいて推定結果を出力する。
(
The
さらに具体的な例を挙げると、出力部13cは、カタログスペックモデルおよび運転データ回帰モデルを用いて、入力された熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率に対応する2つのCOPを推定する。また、出力部13cは、運転データ回帰モデルを用いて、推定したCOPの標準偏差を出力する。この結果、設定された閾値を出力された標準偏差が上回っていた場合は、信頼度が低いとして混合演算を行って推定結果として出力する。このとき、出力部13cは、例えば、(出力推定値)=0.8×(運転データモデルの推定値)+0.2×(スペックモデルの推定値)として混合演算を実行する。なお、出力部13cは、推定した推定指標データ、信頼度、および混合演算した推定指標データを推定結果記憶部12cに格納する。
To give a more specific example, the
また、出力部13cは、外的影響に基づく基準データと実測データとの関係性を学習した外乱モデルをさらに用いて推定指標データを推定し、信頼度に基づいて推定結果を出力する。例えば、出力部13cは、空調の熱源機器において、カタログスペックと運転データとの数値の差分を学習する外乱モデルをさらに用いて推定値を出力することもできる。
In addition, the
〔3.処理手順〕
図5~図8を用いて、実施形態に係る情報処理装置10が実行する処理の手順について説明する。以下では、実施形態に係る情報処理装置10が実行する処理全体の手順、データ取得処理の手順、モデル構築処理の手順、推定処理の手順について順に説明する。
[3. Processing procedure]
A procedure of processing executed by the
(3-1.処理全体の手順)
図5を用いて、実施形態に係る情報処理装置10が実行する処理全体の手順について説明する。図5は、実施形態に係る情報処理装置が実行する情報処理全体の流れを示すフローチャートである。なお、下記のステップS101~S103は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS101~S103のうち、省略される処理があってもよい。
(3-1. Overall processing procedure)
A procedure of the entire process executed by the
第1に、取得部13aは、データ取得処理を実行する(S101)。第2に、構築部13bは、モデル構築処理を実行する(S102)。第3に、出力部13cは、推定結果出力処理を実行する(S103)。
First, the
(3-2.データ取得処理の手順)
図6を用いて、実施形態に係る情報処理装置10が実行するデータ取得処理の手順について説明する。図6は、実施形態に係る情報処理装置が実行するデータ取得処理の流れを示すフローチャートである。なお、下記のステップS201~S202は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS201~S202のうち、省略される処理があってもよい。
(3-2. Data Acquisition Processing Procedure)
A procedure of data acquisition processing executed by the
第1に、取得部13aは、基準データ取得処理を実行する(S201)。例えば、取得部13aは、基準データとして、空調の熱源機器におけるカタログスペックデータ(外気温度、送水温度、負荷率、COP)を取得する。第2に、取得部13aは、実測データ取得処理を実行する(S202)。例えば、実測データとして、空調の熱源機器における運転データ(外気温度、送水温度、負荷率、COP)を取得する。
First, the
(3-3.モデル構築処理の手順)
図7を用いて、実施形態に係る情報処理装置10が実行するモデル構築処理の手順について説明する。図7は、実施形態に係る情報処理装置が実行するモデル構築処理の流れを示すフローチャートである。なお、下記のステップS301~S302は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS301~S302のうち、省略される処理があってもよい。
(3-3. Procedure of model construction processing)
A procedure of model building processing executed by the
第1に、構築部13bは、基準データモデル構築処理を実行する(S301)。例えば、構築部13bは、空調の熱源機器における理論値であるカタログスペックデータ(外気温度、送水温度、負荷率、COP)を学習データとして用いて、カタログスペックを反映した回帰モデルを構築する。第2に、実測データモデル構築処理を実行する(S302)。例えば、構築部13bは、空調の熱源機器における実測値である運転データ(外気温度、送水温度、負荷率、COP)を学習データとして用いて、運転データを反映した回帰モデルを構築する。 First, the construction unit 13b executes a reference data model construction process (S301). For example, the constructing unit 13b constructs a regression model reflecting the catalog specifications using catalog spec data (outside air temperature, water supply temperature, load factor, COP), which are theoretical values of heat source equipment for air conditioning, as learning data. Second, an actual measurement data model building process is executed (S302). For example, the construction unit 13b constructs a regression model reflecting the operation data, using operation data (outside air temperature, water supply temperature, load factor, COP), which are actually measured values of heat source equipment for air conditioning, as learning data.
(3-4.推定結果出力処理の手順)
図8を用いて、実施形態に係る情報処理装置10が実行する推定結果出力処理の手順について説明する。図8は、実施形態に係る情報処理装置が実行する推定結果出力処理の流れを示すフローチャートである。なお、下記のステップS401~S404は、異なる順序で実行することもできる。また、下記のステップS401~S404のうち、省略される処理があってもよい。
(3-4. Procedure of estimation result output processing)
A procedure of estimation result output processing executed by the
第1に、出力部13cは、指標データ推定処理を実行する(S401)。例えば、出力部13cは、入力された熱源機器の外気温度、送水温度、負荷率に対応するCOPをカタログスペックモデルおよび運動データモデルを用いてそれぞれ推定する。第2に、出力部13cは、信頼度推定処理を実行する(S402)。例えば、出力部13cは、信頼度として、運動データモデルを用いて推定したCOPの標準偏差をさらに推定する。第3に、出力部13cは、信頼度≧閾値の場合(S403;Yes)、混合処理を行わず処理を終了し、信頼度<閾値の場合(S403;No)、ステップS404の混合処理に移行する。第4に、出力部13cは、指標データ混合処理を実行する(S404)。
First, the
〔4.効果〕
上述したように、実施形態に係る情報処理装置10は、所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、当該基準測定データが測定される際において所定の事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、所定の事象が生じた際に測定された測定データと、当該測定データが測定された際における所定の事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得し、基準データに基づく基準データ回帰モデル、および実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築し、基準データ回帰モデルおよび実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する。このため、情報処理装置100は、より適切な推定値を利用者に提供する。
[4. effect〕
As described above, the
情報処理装置100は、基準データを学習データとして用いたガウス過程回帰による基準データ回帰モデル、および実測データを学習データとして用いたガウス過程回帰による実測データ回帰モデルを構築する。このため、情報処理装置100は、ガウス過程回帰を用いて、より適切な推定値を利用者に提供する。
The
情報処理装置100は、信頼度をさらに推定し、信頼度が所定の閾値未満の場合には、基準データ回帰モデルおよび実測データ回帰モデルを用いて推定した複数の推定指標データを所定の比率で混合演算を行って推定結果として出力する。このため、情報処理装置10は、信頼度が高い場合にも、より適切かつ正確な推定値を利用者に提供する。
The
情報処理装置100は、信頼度をさらに推定し、信頼度が所定の閾値以上の場合には、実測データ回帰モデルを用いて推定した推定指標データを推定結果として出力する。このため、情報処理装置10は、信頼度が低い場合にも、より適切かつ正確な推定値を利用者に提供する。
The
情報処理装置100は、基準データとして熱源機器の運転に関するカタログスペックデータ、および実測データとして熱源機器の運転データを取得し、カタログスペックデータに基づく基準データ回帰モデル、および運転データに基づく実測データ回帰モデルを構築し、推定指標データとして熱源機器のエネルギー消費効率を推定し、推定した前記エネルギー消費効率に対する信頼度に基づいて推定結果を出力する。このため、情報処理装置100は、空調の熱源機器の性能において、より適切な推定値を利用者に提供する。
The
情報処理装置100は、外的影響に基づく基準データと実測データとの関係性を学習した外乱モデルをさらに用いて推定指標データを推定し、信頼度に基づいて推定結果を出力する。このため、情報処理装置100は、より適切な推定値をより効率的に利用者に提供する。
The
〔5.変形例〕
上述した情報処理装置100は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、情報処理装置10の他の実施形態について説明する。
[5. Modification]
The
(5-1.他の機器の性能推定)
上記実施形態では、空調の熱源機器を対象とする例を挙げて説明したが、これに限定されなくともよい。例えば、空調の熱源機器以外にも、ポンプや圧縮機の性能を推定するために情報処理装置10が実行する情報処理が適用可能である。具体的な例としてポンプの場合の性能推定回帰モデルを挙げると、情報処理装置10は、ポンプの吐出量、全揚程、軸動力等の入力を受け付けることによって、回帰モデルを用いてポンプ効率を推定値として出力することができる。
(5-1. Performance estimation of other devices)
In the above-described embodiment, an example has been described in which the heat source equipment for air conditioning is targeted, but the present invention is not limited to this. For example, information processing executed by the
すなわち、情報処理装置10は、所定の事象(ポンプの運転)に関する測定データとして想定される基準測定データ(ポンプの吐出量、全揚程、軸動力等の理論値)と、当該基準測定データが測定される際において所定の事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データ(ポンプ効率の理論値)とを含む基準データ、および、所定の事象(ポンプの運転)が生じた際に測定された測定データ(ポンプの吐出量、全揚程、軸動力等の実測値)と、当該測定データが測定された際における所定の事象の結果に関する指標データ(ポンプ効率の実測値)とを含む実測データを取得し、基準データおよび実測データに基づいて、回帰モデルを構築し、回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データ(ポンプ効率の推定値)を推定することができる。
In other words, the
(5-2.化学プロセス等の性能推定)
また、機器の効率の推定以外にも、化学プラントにおける化学プロセスの品質、性状、状態を推定するために情報処理装置10が実行する情報処理が適用可能である。具体的な例として化学物質生成の場合の品質推定回帰モデルを挙げると、情報処理装置10は、化学プラントの室温、反応容器の液温、反応量、反応時の温度、反応時間等の入力を受け付けることによって、回帰モデルを用いて生成物の濃度を推定値として出力することができる。また、具体的な例として工業製品製造の場合の品質推定回帰モデルを挙げると、情報処理装置10は、プラントの室温、ホットメルトの温度、塗布量等の入力を受け付けることによって、回帰モデルを用いて良品率や不良品率を推定値として出力することができる。
(5-2. Performance estimation of chemical processes, etc.)
Information processing executed by the
すなわち、情報処理装置10は、所定の事象(化学物質の反応)に関する測定データとして想定される基準測定データ(化学プラントの室温、反応容器の液温、反応量、反応時の温度、反応時間等の理論値)と、当該基準測定データが測定される際において所定の事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データ(生成した化学物質の濃度の理論値)とを含む基準データ、および、所定の事象(化学物質の反応)が生じた際に測定された測定データ(化学プラントの室温、反応容器の液温、反応量、反応時の温度、反応時間等の実測値)と、当該測定データが測定された際における所定の事象の結果に関する指標データ(生成した化学物質の濃度の実測値)とを含む実測データを取得し、基準データおよび実測データに基づいて、回帰モデルを構築し、回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データ(生成した化学物質の濃度の推定値)を推定することができる。
In other words, the
また、情報処理装置10は、所定の事象(工業製品の製造)に関する測定データとして想定される基準測定データ(プラントの室温、ホットメルトの温度、塗布量等の理論値)と、当該基準測定データが測定される際において所定の事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データ(良品率の理論値)とを含む基準データ、および、所定の事象(工業製品の製造)が生じた際に測定された測定データ(プラントの室温、ホットメルトの温度、塗布量等の実測値)と、当該測定データが測定された際における所定の事象(工業製品の製造)の結果に関する指標データ(良品率の実測値)とを含む実測データを取得し、基準データおよび実測データに基づいて、回帰モデルを構築し、回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データ(良品率の推定値)を推定することができる。
The
(5-3.回帰手法および信頼度)
また、上記実施形態では、ガウス過程回帰を用いた回帰モデルの構築や、信頼度の推定する例を挙げて説明したが、これに限定されなくともよい。例えば、情報処理装置10は、上記実施形態で用いたガウス過程回帰の他、混合ガウスモデルによる回帰(GMR:Gaussian Mixture Regression)などのように確率的に推定値を出力する回帰手法であれば、その分散または標準偏差を信頼度とする。また、情報処理装置10は、バギング(Bagging)のようなアンサンブルモデルを用いる場合は、各学習器が出力する推定値の分散または標準偏差を信頼度とする。さらに、情報処理装置10は、学習データのデータ密度をモデルの信頼度とすることもできる。例えば、情報処理装置10は、k-NN(Nearest Neighbor)やOneClassSVM(Support Vector Machine)を用いてデータ密度を測定し、密度が低ければ信頼度が低いとする。
(5-3. Regression method and reliability)
Further, in the above embodiment, an example of constructing a regression model using Gaussian process regression and estimating reliability has been described, but the present invention is not limited to this. For example, in addition to the Gaussian process regression used in the above embodiment, the
〔6.ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る情報処理装置10は、例えば、図9に示すような構成のコンピュータ1000によって実現される。以下、情報処理装置10を例に挙げて説明する。図9は、情報処理装置10の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ1000は、CPU1100、RAM1200、ROM1300、HDD1400、通信インターフェイス(I/F)1500、入出力インターフェイス(I/F)1600、及びメディアインターフェイス(I/F)1700を有する。
[6. Hardware configuration]
Also, the
CPU1100は、ROM1300またはHDD1400に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM1300は、コンピュータ1000の起動時にCPU1100によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ1000のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
The CPU 1100 operates based on programs stored in the
HDD1400は、CPU1100によって実行されるプログラム、および、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス1500は、所定の通信網を介して他の機器からデータを受信してCPU1100へ送り、CPU1100が生成したデータを所定の通信網を介して他の機器へ送信する。
CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、及び、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、入力装置からデータを取得する。また、CPU1100は、生成したデータを入出力インターフェイス1600を介して出力装置へ出力する。
The CPU 1100 controls output devices such as displays and printers, and input devices such as keyboards and mice, through an input/
メディアインターフェイス1700は、記録媒体1800に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAM1200を介してCPU1100に提供する。CPU1100は、かかるプログラムを、メディアインターフェイス1700を介して記録媒体1800からRAM1200上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体1800は、例えばDVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
例えば、コンピュータ1000が第1の実施形態に係る情報処理装置10として機能する場合、コンピュータ1000のCPU1100は、RAM1200上にロードされたプログラムを実行することにより、制御部13の機能を実現する。コンピュータ1000のCPU1100は、これらのプログラムを記録媒体1800から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から所定の通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
For example, when the computer 1000 functions as the
〔7.その他〕
また、上記実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
[7. others〕
Further, among the processes described in the above embodiments and modifications, all or part of the processes described as being performed automatically can be performed manually, or described as being performed manually. All or part of the processing can also be performed automatically by a known method. In addition, information including processing procedures, specific names, various data and parameters shown in the above documents and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified. For example, the various information shown in each drawing is not limited to the illustrated information.
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。 Also, each component of each device illustrated is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution and integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
また、上述してきた実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Also, the above-described embodiments and modifications can be appropriately combined within a range that does not contradict the processing contents.
また、上述してきた「部(section、module、unit)」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。 Also, the above-mentioned "section, module, unit" can be read as "means" or "circuit". For example, the control unit can be read as control means or a control circuit.
以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。 As described above, some of the embodiments of the present application have been described in detail based on the drawings. It is possible to carry out the invention in other forms with modifications.
10 情報処理装置
11 通信部
12 記憶部
12a 基準データ記憶部
12b 実測データ記憶部
12c 推定結果記憶部
12d 信頼度閾値記憶部
13 制御部
13a 取得部
13b 構築部
13c 出力部
20 端末装置
30 運転データ収集対象熱源機器
40 性能比較対象熱源機器
100 情報処理システム
10
Claims (8)
前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築部と、
前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力部と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。 reference data including reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event and reference index data assumed as index data relating to the result of the event when the reference measurement data is measured; and an acquisition unit for acquiring actual measurement data including measurement data measured when an event occurred and index data relating to the outcome of the event when the measurement data was measured;
a building unit that builds a reference data regression model based on the reference data and a measured data regression model based on the measured data;
An output unit that estimates estimated index data as index data corresponding to input measured data using the reference data regression model and the measured data regression model, and outputs an estimation result based on the reliability of the estimated index data. and,
An information processing device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 The construction unit constructs the reference data regression model by Gaussian process regression using the reference data as learning data and the measured data regression model by Gaussian process regression using the measured data as learning data.
The information processing apparatus according to claim 1, characterized by:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 The output unit further estimates the reliability, and if the reliability is less than a predetermined threshold, outputs a plurality of the estimated index data estimated using the reference data regression model and the measured data regression model. Perform a mixture operation at a ratio of , and output it as an estimation result.
3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。 The output unit further estimates the reliability, and outputs the estimated index data estimated using the measured data regression model as an estimation result when the reliability is equal to or greater than a predetermined threshold.
3. The information processing apparatus according to claim 1, wherein:
前記構築部は、前記カタログスペックデータに基づく前記基準データ回帰モデル、および前記運転データに基づく実測データ回帰モデルを構築し、
前記出力部は、前記推定指標データとして前記熱源機器のエネルギー消費効率を推定し、推定した前記エネルギー消費効率に対する信頼度に基づいて推定結果を出力する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 The acquisition unit acquires catalog specification data relating to the operation of heat source equipment as the reference data and operation data of the heat source equipment as the measured data,
The building unit builds the reference data regression model based on the catalog specification data and the measured data regression model based on the operating data,
The output unit estimates the energy consumption efficiency of the heat source device as the estimated index data, and outputs an estimation result based on the reliability of the estimated energy consumption efficiency.
5. The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の情報処理装置。 The output unit further estimates the estimated index data using a disturbance model that has learned the relationship between the reference data and the measured data based on external influences, and outputs an estimation result based on the reliability.
6. The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, characterized by:
所定の事象に関する測定データとして想定される基準測定データと、前記基準測定データが測定される際において前記事象の結果に関する指標データとして想定される基準指標データとを含む基準データ、および、前記事象が生じた際に測定された測定データと、前記測定データが測定された際における前記事象の結果に関する指標データとを含む実測データを取得する取得工程と、
前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築工程と、
前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力工程と、
を含むことを特徴とする情報処理方法。 An information processing method executed by an information processing device,
reference data including reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event and reference index data assumed as index data relating to the result of the event when the reference measurement data is measured; and an obtaining step of obtaining measured data including measured data measured when an event occurred and indicator data relating to the outcome of said event when said measured data was measured;
a building step of building a reference data regression model based on the reference data and a measured data regression model based on the measured data;
An output step of estimating estimated index data as index data corresponding to input measured data using the reference data regression model and the measured data regression model, and outputting an estimation result based on the reliability of the estimated index data. and,
An information processing method comprising:
前記基準データに基づく基準データ回帰モデル、および前記実測データに基づく実測データ回帰モデルを構築する構築手順と、
前記基準データ回帰モデルおよび前記実測データ回帰モデルを用いて、入力された測定データに対応する指標データとして推定指標データを推定し、前記推定指標データに対する信頼度に基づいて推定結果を出力する出力手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする情報処理プログラム。 reference data including reference measurement data assumed as measurement data relating to a predetermined event and reference index data assumed as index data relating to the result of the event when the reference measurement data is measured; and an acquisition procedure for acquiring measured data including measured data measured when an event occurred and indicator data relating to the outcome of said event when said measured data was measured;
a building procedure for building a reference data regression model based on the reference data and a measured data regression model based on the measured data;
An output procedure for estimating estimated index data as index data corresponding to input measured data using the reference data regression model and the measured data regression model, and outputting an estimation result based on the reliability of the estimated index data. and,
An information processing program characterized by causing a computer to execute
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021187959A JP2023074822A (en) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | Information processing apparatus, information processing method, and information processing program |
PCT/JP2022/040797 WO2023090145A1 (en) | 2021-11-18 | 2022-10-31 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021187959A JP2023074822A (en) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | Information processing apparatus, information processing method, and information processing program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023074822A true JP2023074822A (en) | 2023-05-30 |
Family
ID=86396807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021187959A Pending JP2023074822A (en) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | Information processing apparatus, information processing method, and information processing program |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023074822A (en) |
WO (1) | WO2023090145A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6136586B2 (en) * | 2013-05-30 | 2017-05-31 | 日産自動車株式会社 | Arithmetic unit |
JP2015019543A (en) * | 2013-07-12 | 2015-01-29 | トヨタ自動車株式会社 | Power consumption calculation method, and power consumption calculation device |
JP6622329B2 (en) * | 2016-01-14 | 2019-12-18 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Target value estimation system, target value estimation method, and target value estimation program |
JP6702390B2 (en) * | 2018-10-09 | 2020-06-03 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle drive control device, vehicle-mounted electronic control unit, learned model, machine learning system, vehicle drive control method, electronic control unit manufacturing method, and output parameter calculation device |
-
2021
- 2021-11-18 JP JP2021187959A patent/JP2023074822A/en active Pending
-
2022
- 2022-10-31 WO PCT/JP2022/040797 patent/WO2023090145A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023090145A1 (en) | 2023-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
dos Santos et al. | Construction of the average variance extracted index for construct validation in structural equation models with adaptive regressions | |
Botre et al. | Kernel PLS-based GLRT method for fault detection of chemical processes | |
Neogi et al. | Multivariate statistical analysis of an emulsion batch process | |
US7729882B2 (en) | Method and system for assessing performance of control systems | |
García-Muñoz et al. | Model predictive monitoring for batch processes | |
Liu et al. | Development of interval soft sensors using enhanced just-in-time learning and inductive confidence predictor | |
EP2423864A1 (en) | Systems and methods for virtual sub-metering | |
Kavousian et al. | Data-driven benchmarking of building energy efficiency utilizing statistical frontier models | |
Deconinck et al. | Is stochastic grey-box modelling suited for physical properties estimation of building components from on-site measurements? | |
Patel et al. | Integrating data-driven modeling with first-principles knowledge | |
Mohseni Ahooyi et al. | Rolling pin method: efficient general method of joint probability modeling | |
Ahamed et al. | Gray-box virtual sensor of the supply air temperature of air handling units | |
Alanqar et al. | Fault-tolerant economic model predictive control using error-triggered online model identification | |
Yang et al. | Nonparametric profile monitoring using dynamic probability control limits | |
Rosato et al. | Healthy and faulty experimental performance of a typical HVAC system under Italian climatic conditions: artificial neural network-based model and fault impact assessment | |
Zeng et al. | Nonparametric density estimation of hierarchical probabilistic graph models for assumption-free monitoring | |
Jain et al. | Resilience-based process upset event prediction analysis for uncertainty management using Bayesian deep learning: application to a polyvinyl chloride process system | |
Shahmohammadi et al. | Sequential model-based A-and V-optimal design of experiments for building fundamental models of pharmaceutical production processes | |
Zhu et al. | Novel causal network modeling method integrating process knowledge with modified transfer entropy: a case study of complex chemical processes | |
Tseng et al. | Joint modeling of laboratory and field data with application to warranty prediction for highly reliable products | |
Kenett et al. | Self‐supervised cross validation using data generation structure | |
Shang et al. | Efficient recursive canonical variate analysis approach for monitoring time‐varying processes | |
Jahani et al. | Stochastic prognostics under multiple time-varying environmental factors | |
Mahmood et al. | Efficient monitoring of coefficient of variation with an application to chemical reactor process | |
CN113821903B (en) | Temperature control method and equipment, modularized data center and storage medium |