JP5351484B2 - 推定装置および推定方法 - Google Patents
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Description
ここで、A〜Fのデータの組を用いて、入出力パラメータ(X,Y)の関係を高精度に再現する3次多項式を多変量解析などにより求めると、例えば以下のような数式が得られることになる。
Y=X3−2.0X2+21.0 ・・・(1)
また、本発明の推定装置の1構成例は、さらに、前記出力パラメータの推定処理を行う前に、前記入力パラメータのデータとこれに対応する前記出力パラメータのデータとの組からなる分析用データに基づいて前記領域判断条件を特定する領域判断条件特定手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の推定装置の1構成例は、さらに、前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定する際に前記高次の推定用多項式と低次の推定用多項式のどちらが採用されたかを通知する通知手段を備えることを特徴とするものである。
外挿領域において非現実的な推定値が算出される原因は、内挿領域の推定精度を向上しようとして次数を高くするところにある。逆に言えば、外挿領域の推定を現実的なものに抑えようとするのであれば、内挿領域の推定精度を低下させることを代償として次数を低くすればよい。例えば図8に示したデータの分布において1次多項式を採用するならば、以下のような数式が得られる。
Y=10.24X+0.52 ・・・(2)
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図3は本発明の第1の実施の形態に係る推定装置の構成を示すブロック図である。
推定装置は、入力パラメータ値取得部1と、領域判断条件記憶部2と、領域判断部3と、高次多項式推定演算部4と、低次多項式推定演算部5と、推定値出力部6と、表示部7と、分析用データ取得部8と、領域判断条件特定部9とから構成される。
一方、低次多項式推定演算部5は、分析用データに対して多変量解析などを行い、入力パラメータXから出力パラメータYを推定する低次の推定用多項式を求め、この推定用多項式を記憶する(ステップS3)。
以上で、推定装置の推定用多項式導出処理が終了する。
また、ステップS4の処理において、領域判断条件は、内挿領域の定義、具体的には内挿領域の範囲(内挿領域の両端の値)を示すものとする。領域判断条件が示す範囲内に入力パラメータXが含まれるとき、入力パラメータXは内挿領域にあると判断できる。内挿領域としては、例えば各入力パラメータXについて取得済みの分析用データ中の最小値から最大値の間とすることを推奨する。例えば処理プロセスの実行中に複数の箇所で温度を測定する場合には、複数の入力パラメータX(温度)が得られるので、この場合には入力パラメータ毎に領域判断条件が設定される。
ただし、これらの推奨事項は、必ずしも上記のように決定しなくてもよい。外挿領域の推定用多項式が内挿領域の推定用多項式よりも低次であることが、最低限の条件である。
推定装置は、以上のようなステップS10〜S14の処理を入力パラメータXが入力される度に行う。
通知手段となる表示部7は、領域判断部3の判断結果を表示してオペレータへの通知を行う。すなわち、表示部9は、入力パラメータXが内挿領域にあるときに、高次の推定用多項式が採用されたことを表示し(ステップS15)、入力パラメータXが外挿領域にあるときに、低次の推定用多項式が採用されたことを表示する(ステップS16)。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、推定装置の構成は第1の実施の形態と同様であるので、図3の符号を用いて説明する。図7は本実施の形態の推定装置の出力パラメータ推定時の動作を示すフローチャートである。ステップS10〜S14の処理は、第1の実施の形態で説明したとおりである。
IF Y>YH THEN Y=YH ・・・(3)
IF Y<YL THEN Y=YL ・・・(4)
高次の多項式(例えば7次以上の多項式)の場合、分析用データが不十分であれば、内挿領域であっても想定範囲を超える出力パラメータYが算出されることはあり得る。したがって、本実施の形態のように、入力パラメータXが内挿領域にある場合であっても、推定した出力パラメータYに上下限処理を施すことが好ましい。
例えば、低次多項式推定演算部5は、低次の推定用多項式を用いて入力パラメータXから出力パラメータYを推定したとき(ステップS13)、この出力パラメータYを推定値出力部6に出力する際に、出力パラメータYと上限値YHと下限値YLとの加重平均値(W1Y+W2YH+W3YL)を算出し、この加重平均値を推定値出力部6に出力する(ステップS18)。
Claims (6)
- 予め設定された領域判断条件に従って入力パラメータが内挿領域にあるか外挿領域にあるかを判断する領域判断手段と、
前記入力パラメータが内挿領域にあるときに高次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから出力パラメータを推定する高次多項式推定演算手段と、
前記入力パラメータが外挿領域にあるときに低次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから出力パラメータを推定する低次多項式推定演算手段とを備え、
前記高次多項式推定演算手段は、前記高次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定したとき、この出力パラメータを予め設定された上限値と下限値により上下限処理する手段を備え、
前記低次多項式推定演算手段は、前記低次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定したとき、この出力パラメータと前記上限値と前記下限値との加重平均値を算出することにより、前記低次の推定用多項式を用いて推定した出力パラメータを前記上限値と前記下限値に基づいて補正する手段を備え、
前記低次の推定用多項式は、1次の多項式であり、
前記高次の推定用多項式は、前記低次の推定用多項式よりも次数の高い多項式であることを特徴とする推定装置。 - 請求項1記載の推定装置において、
さらに、前記出力パラメータの推定処理を行う前に、前記入力パラメータのデータとこれに対応する前記出力パラメータのデータとの組からなる分析用データに基づいて前記領域判断条件を特定する領域判断条件特定手段を備えることを特徴とする推定装置。 - 請求項1または2記載の推定装置において、
さらに、前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定する際に前記高次の推定用多項式と低次の推定用多項式のどちらが採用されたかを通知する通知手段を備えることを特徴とする推定装置。 - CPUと記憶装置とを備えたコンピュータにおいて推定用多項式を用いて入力パラメータから出力パラメータを推定する推定方法であって、
予め設定された領域判断条件に従って入力パラメータが内挿領域にあるか外挿領域にあるかを判断する領域判断手順と、
前記入力パラメータが内挿領域にあるときに高次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから出力パラメータを推定する高次多項式推定演算手順と、
前記入力パラメータが外挿領域にあるときに低次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから出力パラメータを推定する低次多項式推定演算手順とを、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させ、
前記高次多項式推定演算手順は、前記高次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定したとき、この出力パラメータを予め設定された上限値と下限値により上下限処理する手順を含み、
前記低次多項式推定演算手順は、前記低次の推定用多項式を用いて前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定したとき、この出力パラメータと前記上限値と前記下限値との加重平均値を算出することにより、前記低次の推定用多項式を用いて推定した出力パラメータを前記上限値と前記下限値に基づいて補正する手順を含み、
前記低次の推定用多項式は、1次の多項式であり、
前記高次の推定用多項式は、前記低次の推定用多項式よりも次数の高い多項式であることを特徴とする推定方法。 - 請求項4記載の推定方法において、
さらに、前記出力パラメータの推定処理を行う前に、前記入力パラメータのデータとこれに対応する前記出力パラメータのデータとの組からなる分析用データに基づいて前記領域判断条件を特定する領域判断条件特定手順を、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させることを特徴とする推定方法。 - 請求項4または5記載の推定方法において、
さらに、前記入力パラメータから前記出力パラメータを推定する際に前記高次の推定用多項式と低次の推定用多項式のどちらが採用されたかを通知する通知手順を、前記記憶装置に格納されたプログラムに従って前記CPUに実行させることを特徴とする推定方法。
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