JP5816148B2 - Output value prediction apparatus, output value prediction method, and program thereof - Google Patents

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本発明は、与えられたデータから出力値を予測する出力値予測技術に関し、特に、予測した出力値(予測値)に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を提示することができる出力値予測技術に関する。   The present invention relates to an output value prediction technique for predicting an output value from given data, and in particular, an output value capable of presenting a reliability index that is an index representing the degree of confidence in a predicted output value (predicted value). It relates to prediction technology.

様々な分野において、今後の行動を決定する際に、将来の予測がしばしば行われる。特に、例えば、鉄鋼製品の製造や化学製品の製造のように、比較的大規模な製造プラントで様々な製造プロセスを経て製造される製品では、例えば、投入量、操作入力量および時間経過等に応じて、各製造プロセスにおける出力値や製品に直結する最終プロセスの出力値が刻々と変化することが多い。このため、その出力値を制御するために、出力値の予測は、重要である。   In various fields, future predictions are often made when determining future actions. In particular, for products manufactured through various manufacturing processes in a relatively large-scale manufacturing plant, such as steel products and chemical products, for example, the amount of input, the amount of operation input, the passage of time, etc. Accordingly, the output value in each manufacturing process and the output value of the final process directly connected to the product often change every moment. For this reason, in order to control the output value, the prediction of the output value is important.

このような出力値の予測では、出力値を予測するための予測モデルが与えられ、出力値を予測するためのデータが与えられれば、前記所与の予測モデルに前記所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求めることは可能である。しかしながら、このように求めた予測値は、前記所与のデータで製造プラントの操業等の前記行動を行った場合における実際の結果との差がどの程度小さく、どの程度確かな値であるか、すなわち、どの程度信頼することができる値であるかが、不明である。このため、この予測値に基づいて今後の行動を決定してよいかの判断が難しく、誤って今後の行動を決定してしまう場合もあり得る。そこで、この予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標が示されれば、この信頼性指標が、この予測値に基づいて今後の行動を決定してもよいのか否かの判断に役立つ。このような技術は、例えば、特許文献1に開示されている。   In such output value prediction, if a prediction model for predicting an output value is given, and data for predicting an output value is given, the given data is used for the given prediction model. Thus, it is possible to predict the output value from the given data and obtain the predicted value. However, the predicted value obtained in this way is how small the difference from the actual result when performing the action such as operation of the manufacturing plant with the given data, and how reliable is the value, That is, it is unclear how reliable the value is. For this reason, it is difficult to determine whether or not a future action may be determined based on the predicted value, and the future action may be erroneously determined. Therefore, if a reliability index, which is an index representing the degree of confidence in the predicted value, is shown, the reliability index can be used to determine whether or not future actions may be determined based on the predicted value. Useful. Such a technique is disclosed in Patent Document 1, for example.

この特許文献1に開示の信頼性尺度付き予測装置は、既知事例集合と、予測事例が入力された場合に、前記既知事例集合から予測事例に類似した事例の集合である類似事例集合を抽出する類似事例抽出部と、前記類似事例集合から或る予測属性値の確信度を計算する確信度計算部と、前記類似事例集合と、前記確信度から、その確信度の信頼性尺度を計算する信頼性尺度計算部とを備え、或る予測属性値の確信度と、その確信度の信頼性尺度を出力するものである。ここで、前記確信度は、予測事例の予測属性が、ある値である確率を示す値であり(例えば「予測属性値が○○値である確信度は0.95である」)、例えば、cの確信度=(予測属性値がcである類似事例数)/(類似事例数)によって求められる。前記信頼性尺度は、確信度の信頼度を示す値である。   The reliability scaled prediction apparatus disclosed in Patent Document 1 extracts a similar case set that is a set of cases similar to a predicted case from the known case set when a known case set and a predicted case are input. A similar case extraction unit, a certainty factor calculation unit for calculating a certainty factor of a certain prediction attribute value from the similar case set, a confidence factor for calculating a reliability measure of the certainty factor from the similar case set and the certainty factor And a reliability measure calculation unit for outputting a certainty factor of a certain predicted attribute value and a reliability measure of the certainty factor. Here, the certainty factor is a value indicating the probability that the prediction attribute of the prediction example is a certain value (for example, “the certainty factor that the prediction attribute value is OO value is 0.95”), for example, The certainty factor of c = (number of similar cases where the predicted attribute value is c) / (number of similar cases). The reliability measure is a value indicating the reliability of confidence.

特開2003−323601号公報JP 2003-323601 A

ところで、予測値に基づいて今後の行動を決定してもよいのか否かの判断を行う際に、1つの信頼性指標では、不充分である場合がある。例えば、製造プラントにおいて製造条件(例えば、製品や材料における種類や成分、上流工程(上流プロセス)から現工程(現プロセスの操業条件、使用設備、指令値、目標値、操作量、操作パターンおよび操業時間等)を予測値に基づいて決定する場合には、前記予測値は、最近得られた過去実績データであって、しかも、その過去実績データが同種の製品を製造した場合のデータであって、さらに、製造開始時刻等の所定の基準時点から同じ時間経過後に得られたデータに基づいて求められた値である方が好ましく、このような場合に、信頼性指標が過去実績データの取得日に基づいて求められた値だけであれば、過去実績データの取得日の観点から予測値の信頼性を評価することができるが、過去実績データが同種の製品を製造した場合のデータであるか否かの観点や、過去実績データが所定の基準時点から同じ時間経過後に得られたデータであるか否かの観点から予測値の信頼性を評価することができない。その結果、予測値に基づいて今後の行動を決定する場合に、誤って判断してしまう場合があり得る。   By the way, when determining whether or not a future action may be determined based on a predicted value, one reliability index may be insufficient. For example, manufacturing conditions (for example, types and components of products and materials, upstream processes (upstream processes) to current processes (current process operating conditions, equipment used, command values, target values, manipulated variables, operation patterns and operations) Time) is determined based on the predicted value, the predicted value is data obtained when the past result data is manufactured recently, and the past result data is a product of the same type of product. Furthermore, it is preferable that the value is obtained based on data obtained after the same time has elapsed from a predetermined reference time such as the production start time. In such a case, the reliability index is the acquisition date of the past performance data. As long as the value is based on the actual data, the reliability of the predicted value can be evaluated from the perspective of the date of acquisition of past performance data. The reliability of the predicted value cannot be evaluated from the viewpoint of whether or not the data is past data, or from the viewpoint of whether the past performance data is data obtained after the lapse of the same time from a predetermined reference time point. When a future action is determined based on the predicted value, it may be erroneously determined.

本願の信頼性指標は、予測値の信頼度であるから、前記特許文献1における確信度に類似するものであり、前記特許文献1では、この確信度は、1つしか出力されず、上述のケースに対処することができない。前記特許文献1には、複数の確信度を算出する場合もあるが、この場合も前記複数の確信度は、確信度統合部で1つの確信度に統合され、やはり1つしか出力されない。   Since the reliability index of the present application is the reliability of the predicted value, it is similar to the certainty in Patent Document 1. In Patent Document 1, only one certainty is output, The case cannot be dealt with. In Patent Document 1, there are cases where a plurality of certainty factors are calculated. In this case as well, the plurality of certainty factors are integrated into one certainty factor by the certainty factor integrating unit, and only one is output.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、予測値に対し、複数の観点からその信頼度を表す信頼性指標を求め、この求めた複数の信頼性指標を提示することができる出力値予測装置、出力値予測方法および出力値予測プログラムを提供することである。   The present invention is an invention made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to obtain a reliability index representing the reliability from a plurality of viewpoints with respect to a predicted value, and to obtain the plurality of reliability indices obtained. To provide an output value prediction apparatus, an output value prediction method, and an output value prediction program that can be presented.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる出力値予測装置は、所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測装置において、前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出部と、前記予測値と前記信頼性指標算出部で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示部とを備え、前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めることを特徴とする。本発明の他の一態様にかかる出力値予測方法は、所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測工程と、前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出工程と、前記予測値と前記信頼性指標算出工程で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示工程とを備え、前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、前記信頼性指標算出工程は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めることを特徴とする。そして、本発明の他の一態様にかかる出力値予測プログラムは、コンピュータに実行させるための出力値予測プログラムであって、所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測工程と、前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出工程と、前記予測値と前記信頼性指標算出工程で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示工程とを備え、前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、前記信頼性指標算出工程は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めることを特徴とする。ここで、前記所与の予測モデルとは、信頼性指標を算出する前に予め与えられる予測モデルということを意味し、信頼性指標を算出する過程とは別に予め予測モデルが求められていてもよく、また、信頼性指標を算出する過程の一連の過程の中で信頼性指標の算出の前に予め予測モデルが求められていてもよい。また、前記所与のデータは、予測値を求めたい予め与えられるデータである。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, an output value prediction apparatus according to an aspect of the present invention is an output value prediction apparatus that predicts an output value from a given data by using given data for a given prediction model, and obtains a predicted value. A reliability index calculation unit that obtains a plurality of reliability indices that are indices representing the degree of reliability of the predicted value from a plurality of viewpoints; and a plurality of reliability indices that are obtained by the predicted value and the reliability index calculation unit; And the given prediction model is a model obtained based on past performance data, and the reliability index calculation unit is one of the plurality of reliability indices, It is obtained on the basis of conditional similarity that is the degree of similarity between conditional data that is data of a predetermined data item that affects the output value of data items in past performance data and the given data. At least determined and wherein Rukoto conditionally reliability indicators. The output value prediction method according to another aspect of the present invention includes an output value prediction step of predicting an output value from the given data by using the given data for a given prediction model and obtaining a predicted value; A reliability index calculation step for obtaining a plurality of reliability indexes, which are indexes representing the degree of reliability with respect to the predicted value, from a plurality of viewpoints; and a plurality of reliability indexes obtained in the prediction value and the reliability index calculation step; The given prediction model is a model obtained based on past performance data, and the reliability index calculation step includes the reliability index as one of the plurality of reliability indices, Obtained based on conditional similarity that is the degree of similarity between conditional data that is data of a predetermined data item that affects the output value of data items in past performance data and the given data At least it asked and said Rukoto the matter reliability index. An output value prediction program according to another aspect of the present invention is an output value prediction program for causing a computer to execute the given value data by using the given data for the given prediction model. An output value predicting step for predicting an output value from the output value, a reliability index calculating step for obtaining a plurality of reliability indexes from a plurality of viewpoints, which is an index representing a degree of confidence in the predicted value, and the predicted value A presentation step for presenting a plurality of reliability indexes determined in the reliability index calculation step, and the given prediction model is a model determined based on past performance data, and the reliability index The calculation step is a condition that is data of a predetermined data item that affects the output value among the data items in the past performance data as one of the plurality of reliability indexes. And at least asked characterized Rukoto conditionally reliability index obtained based on conditional similarity is similarity between the data and the given data. Here, the given prediction model means a prediction model given in advance before calculating the reliability index, and even if the prediction model is obtained in advance separately from the process of calculating the reliability index. In addition, a prediction model may be obtained in advance before calculating the reliability index in a series of processes of calculating the reliability index. Further, the given data is data given in advance for which a predicted value is to be obtained.

このような構成の出力値予測装置、出力値予測方法および出力値予測プログラムでは、所与のモデルに所与のデータを用いることによって出力値が予測値として求められ、前記予測値に対する複数の信頼性指標が求められ、そして、これら求められた予測値および複数の信頼性指標が提示される。このように本発明にかかる出力値予測装置、出力値予測方法および出力値予測プログラムは、予測値に対し、複数の観点からその信頼度を表す信頼性指標を求め、この求めた複数の信頼性指標を提示することができる。このため、ユーザは、これら提示された複数の信頼性指標を参照することによって、この求められた予測値に対し、複数の観点から評価することができ、予測値に基づく今後の行動の決定をこれら複数の観点から合理的に判断することが可能となる。そして、このような構成の出力値予測装置、出力値予測方法および出力値予測プログラムは、複数の信頼性指標の1つとして、条件的信頼性指標を提示することができる。このため、ユーザは、条件的信頼性指標を参照することによって前記所与のデータと前記過去実績データとの条件的な類似性を判断することができ、前記予測値をこの観点から評価することができ、予測値に基づく今後の行動の決定をこれら条件的な観点から合理的に判断することが可能となるIn the output value predicting device, the output value predicting method, and the output value predicting program having such a configuration, an output value is obtained as a predicted value by using given data for a given model, and a plurality of trusts for the predicted value are obtained. Sex indices are determined, and the determined predicted values and a plurality of reliability indices are presented. As described above, the output value prediction apparatus, the output value prediction method, and the output value prediction program according to the present invention obtain a reliability index that represents the reliability of a prediction value from a plurality of viewpoints, and the plurality of reliability thus obtained. Indicators can be presented. For this reason, the user can evaluate the obtained predicted value from a plurality of viewpoints by referring to the plurality of reliability indices presented, and decide the future action based on the predicted value. It is possible to make a reasonable judgment from these multiple viewpoints. The output value prediction apparatus, the output value prediction method, and the output value prediction program having such a configuration can present a conditional reliability index as one of a plurality of reliability indices. Therefore, the user can determine the conditional similarity between the given data and the past performance data by referring to the conditional reliability index, and evaluate the predicted value from this viewpoint. This makes it possible to reasonably judge the determination of future actions based on the predicted values from these conditional viewpoints .

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、さらに、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータにおける予測日との類似度である日数的類似度に基づいて求められた日数的信頼性指標を求めることを特徴とする。 According to another aspect, in the above-described output value prediction apparatus, the reliability index calculation unit is used when further obtaining the given prediction model as one of the plurality of reliability indices. It is characterized in that a daily reliability index obtained based on a daily similarity that is a similarity between an acquisition date on which past performance data is acquired and a predicted date in the given data is obtained.

このような構成の出力値予測装置は、複数の信頼性指標の一つとして、さらに、日数的信頼性指標を提示することができる。このため、ユーザは、数的信頼性指標を参照することによって前記所与のデータと前記過去実績データとの日数的な類似性を判断することができ、前記予測値をこの観点から評価することができ、予測値に基づく今後の行動の決定日数的な観点から合理的に判断することが可能となる。 Such an output value prediction unit configuration, as one of a plurality of reliability index further may present a number of days reliability index. Therefore, the user, by referring to the number of days reliability index can determine the number of days similarity with the past record data and the given data, evaluating the prediction value from this point of view This makes it possible to rationally determine the future action based on the predicted value from the viewpoint of days.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められ、所定の基準時点からの経過時間を入力変数に含むモデルであり、前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、さらに、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータにおける予測日との類似度である日数的類似度に基づいて求められた日数的信頼性指標、および、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得時刻と前記所与のデータにおける予測時刻との類似度である予測時刻的類似度に基づいて求められた予測時刻的信頼性指標のうちの少なくとも1つを求めることを特徴とする。 According to another aspect, in the above-described output value prediction apparatus, the given prediction model is a model that is obtained based on past performance data and includes an elapsed time from a predetermined reference time as an input variable, the reliability index calculation unit, as one of the plurality of the reliability index, further prior Symbol given the given data and acquisition date acquired past record data used when obtaining a predictive model The date reliability obtained based on the daily similarity, which is the similarity to the forecast date, and the acquisition time and the place where the past performance data used when obtaining the given forecast model is obtained It is characterized in that at least one of the predicted time reliability indices calculated based on the predicted time similarity that is the similarity to the predicted time in given data is obtained.

このような構成の出力値予測装置は、複数の信頼性指標として、条件的信頼性指標、日数的信頼性指標および予測時刻的信頼性指標のうちの少なくとも1つとを提示することができる。このため、ユーザは、条件的信頼性指標が提示されている場合に条件的信頼性指標を参照することによって前記所与のデータと前記過去実績データとの条件的な類似性を判断することができ、前記予測値をこの観点から評価することができ、日数的信頼性指標が提示されている場合に日数的信頼性指標を参照することによって前記所与のデータと前記過去実績データとの日数的な類似性を判断することができ、そして、予測時刻的信頼性指標が提示されている場合に予測時刻的信頼性指標を参照することによって前記所与のデータと前記過去実績データとの予測時刻的な類似性を判断することができ、前記予測値をこの観点から評価することができ、予測値に基づく今後の行動の決定をこれら提示された複数の観点から合理的に判断することが可能となる。 The output value prediction apparatus having such a configuration can present a conditional reliability index and at least one of a daily reliability index and a predicted temporal reliability index as a plurality of reliability indices. For this reason, the user may determine the conditional similarity between the given data and the past performance data by referring to the conditional reliability index when the conditional reliability index is presented. The predicted value can be evaluated from this point of view, and the number of days between the given data and the past performance data by referring to the day reliability index when the day reliability index is presented And predicting the given data and the past performance data by referring to the predicted time reliability index when the predicted time reliability index is presented. It is possible to judge temporal similarity, to evaluate the predicted value from this viewpoint, and to reasonably determine future action decisions based on the predicted value from the multiple viewpoints presented It can become.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、記条件的信頼性指標は、前記条件的類似度の平均値、前記条件的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度が所定の閾値以上となる過去実績データの個数、前記条件的類似度が所定の閾値以上となる過去実績データの個数の関数、前記条件的類似度と前記日数的類似度との積の平均値、前記条件的類似度と前記日数的類似度との積の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であることを特徴とする。 Further, in another aspect, the output value predicting device described above, prior Symbol conditionally reliability index, the conditional similarity of the mean function of the mean value of the conditional similarity, the conditional similarity The number of past performance data for which is greater than or equal to a predetermined threshold, the function of the number of past performance data for which the conditional similarity is greater than or equal to a predetermined threshold, and the average value of the product of the conditional similarity and the day-to-day similarity , Any one or more of a function of an average value of products of the conditional similarity and the daily similarity.

この構成によれば、条件的信頼性指標として、これら上述の値のうちのいずれか1つまたは複数を提示することができる出力値予測装置の提供が可能となる。   According to this configuration, it is possible to provide an output value prediction apparatus that can present any one or more of the above-described values as the conditional reliability index.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記複数の信頼性指標の一つとして前記日数的信頼性指標を含む場合において、前記日数的信頼性指標は、前記日数的類似度の平均値、前記日数的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する日数的類似度の平均値、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する日数的類似度の平均値の関数、前記日数的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値、前記日数的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であることを特徴とする。   According to another aspect, in the output value prediction apparatus described above, when the daily reliability index is included as one of the plurality of reliability indices, the daily reliability index is the daily similarity index. The average value of the daily similarity, a function of the average value of the daily similarity, the average value of the daily similarity with respect to past performance data in which the conditional similarity is within the upper fixed amount, and the conditional similarity is within the upper predetermined amount A function of the average value of the daily similarity with respect to the past performance data, the average value of the conditional similarity with respect to the past performance data in which the daily similarity is within the upper certain amount, and the day similarity is within the upper certain amount Any one or more of the functions of the average value of the conditional similarity with respect to the past performance data.

この構成によれば、条件的信頼性指標として、これら上述の値のうちのいずれか1つまたは複数を提示することができる出力値予測装置の提供が可能となる。   According to this configuration, it is possible to provide an output value prediction apparatus that can present any one or more of the above-described values as the conditional reliability index.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記複数の信頼性指標の一つとして前記予測時刻的信頼性指標を含む場合において、前記予測時刻的信頼性指標は、前記予測時刻的類似度の平均値、前記予測時刻的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度と前記予測時刻的類似度との積、前記条件的類似度と前記予測時刻的類似度との積の関数、前記条件的類似度と前記日数的類似度と前記予測時刻的類似度との積、前記条件的類似度と前記日数的類似度と前記予測時刻的類似度との積の関数、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する予測時刻的類似度の平均値、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する予測時刻的類似度の平均値の関数、前記予測時刻的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値、前記予測時刻的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であることを特徴とする。   According to another aspect, in the output value prediction apparatus described above, when the predicted temporal reliability index is included as one of the plurality of reliability indices, the predicted temporal reliability index is the predicted time Average value of the similarities, a function of the average value of the predicted temporal similarity, a product of the conditional similarity and the predicted temporal similarity, a product of the conditional similarity and the predicted temporal similarity A function of the conditional similarity, the daily similarity and the predicted temporal similarity, a function of the conditional similarity, the daily similarity and the predicted temporal similarity, Function of average value of predicted time similarity for past performance data whose conditional similarity is within upper fixed amount, function of average value of predicted time similarity for past performance data whose conditional similarity is within upper fixed amount , The predicted temporal similarity is less than the upper certain amount Any one or more of: an average value of conditional similarity with respect to past performance data, and a function of an average value of conditional similarity with respect to past performance data in which the predicted temporal similarity is within the upper fixed amount It is characterized by being.

この構成によれば、条件的信頼性指標として、これら上述の値のうちのいずれか1つまたは複数を提示することができる出力値予測装置の提供が可能となる。   According to this configuration, it is possible to provide an output value prediction apparatus that can present any one or more of the above-described values as the conditional reliability index.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記信頼性指標算出部で求められた複数の信頼性指標のそれぞれを所定の基準でスケーリングするスケーリング部をさらに備え、前記提示部は、前記予測値と前記スケーリング部でスケーリングされた複数の信頼性指標とを提示することを特徴とする。   According to another aspect, the output value prediction apparatus further includes a scaling unit that scales each of the plurality of reliability indexes obtained by the reliability index calculation unit according to a predetermined reference, and the presentation unit includes: The prediction value and a plurality of reliability indices scaled by the scaling unit are presented.

このような構成の出力値予測装置は、複数の信頼性指標のそれぞれをスケーリングするので、複数の信頼性指標を相互に比較することが可能となる。   Since the output value predicting apparatus having such a configuration scales each of the plurality of reliability indexes, the plurality of reliability indexes can be compared with each other.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記所与の予測モデルは、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、取鍋内またはタンディッシュ内の溶鋼温度をモデル化したモデルであることを特徴とする。   According to another aspect, in the output value prediction apparatus described above, the given prediction model is a ladle or a tundish in a process from a converter steelmaking process to a continuous casting process through a molten steel treatment process. The model is characterized by modeling the temperature of molten steel.

この構成によれば、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、取鍋内またはタンディッシュ内の溶鋼温度を予測し、この予測した予測値に対する複数の信頼性指標を提示することができる出力値予測装置の提供が可能となる。   According to this configuration, the molten steel temperature in the ladle or in the tundish in the process from the converter steelmaking process to the continuous casting process through the molten steel treatment process is predicted, and a plurality of reliability indexes for the predicted value predicted. Can be provided.

また、他の一態様では、上述の出力値予測装置において、前記所与の予測モデルは、転炉工程における、吹錬吹込み酸素の積算量に応じた溶鋼成分または溶鋼温度をモデル化したモデルであることを特徴とする。   According to another aspect, in the above-described output value prediction apparatus, the given prediction model is a model in which a molten steel component or a molten steel temperature is modeled according to an integrated amount of blown blowing oxygen in a converter process. It is characterized by being.

この構成によれば、転炉工程における、吹錬吹込み酸素の積算量に応じた溶鋼成分または溶鋼温度を予測し、この予測した予測値に対する複数の信頼性指標を提示することができる出力値予測装置の提供が可能となる。   According to this configuration, in the converter process, the molten steel component or molten steel temperature corresponding to the integrated amount of blown blown oxygen is predicted, and an output value capable of presenting a plurality of reliability indexes for the predicted value predicted. A prediction device can be provided.

本発明にかかる出力値予測装置、出力値予測方法および出力値予測プログラムは、予測値に対し、複数の観点からその信頼度を表す信頼性指標を求め、この求めた複数の信頼性指標を提示することができる。   An output value prediction apparatus, an output value prediction method, and an output value prediction program according to the present invention obtain a reliability index representing the reliability of a predicted value from a plurality of viewpoints, and present the plurality of calculated reliability indices. can do.

第1実施形態における出力値予測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the output value prediction apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における出力値予測装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the output value prediction apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態の出力値予測装置における実測データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the actual measurement data storage part in the output value prediction apparatus of 1st Embodiment. 予測対象データと各過去実績データとのユークリッド距離を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the Euclidean distance of prediction object data and each past performance data. 第1実施形態の出力値予測装置における中間データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the intermediate data memory | storage part in the output value prediction apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の出力値予測装置における予測値記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the predicted value memory | storage part in the output value prediction apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の出力値予測装置における、予測値のばらつきの算出手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation procedure of the dispersion | variation in a predicted value in the output value prediction apparatus of 1st Embodiment. 図7(B)に示すヒストグラムから図7(C)に示す確率密度分布曲線を求める手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method of calculating | requiring the probability density distribution curve shown in FIG.7 (C) from the histogram shown in FIG.7 (B). 物体の温度降下量と経過時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature fall amount of an object, and elapsed time. 第2実施形態における予測時刻の誤差パラメータの算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the error parameter of the prediction time in 2nd Embodiment. 第2実施形態の出力値予測装置における実測データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the actual measurement data memory | storage part in the output value prediction apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の出力値予測装置における中間データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the intermediate data storage part in the output value prediction apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の出力値予測装置における予測値のばらつきの算出手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation procedure of the dispersion | variation in the predicted value in the output value prediction apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の出力値予測装置における予測値記憶部に記憶されるデータを示す図である。It is a figure which shows the data memorize | stored in the predicted value memory | storage part in the output value prediction apparatus of 3rd Embodiment. 第3実施形態の出力値予測装置における各予測値の確率密度分布を示す図である。It is a figure which shows the probability density distribution of each prediction value in the output value prediction apparatus of 3rd Embodiment. 出力値予測システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an output value prediction system. スケーリングを行った信頼性指標の一具体例を示す図である。It is a figure which shows one specific example of the reliability parameter | index which performed scaling. スケーリングを行った信頼性指標の他の一具体例を示す図である。It is a figure which shows another specific example of the reliability parameter | index which performed scaling. 図7(B)に示すヒストグラムから確率密度分布曲線を求める他の手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other method of calculating | requiring a probability density distribution curve from the histogram shown to FIG. 7 (B).

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態における出力値予測装置の構成を示すブロック図である。図1において、出力値予測装置Sは、演算制御部1と、入力部2と、提示部3と、記憶部4とを備えて構成される。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably. Further, in this specification, when referring generically, it is indicated by a reference symbol without a suffix, and when referring to an individual configuration, it is indicated by a reference symbol with a suffix.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an output value prediction apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the output value prediction apparatus S includes an arithmetic control unit 1, an input unit 2, a presentation unit 3, and a storage unit 4.

入力部2は、予め与えられたデータから本発明の手法によって出力値を予測する出力値予測プログラムを起動するコマンド等の各種コマンド、および、出力値を予想する上で必要な各種データを出力値予測装置Sに入力する機器であり、例えば、キーボードやマウス等である。提示部3は、入力部2から入力されたコマンドやデータ、および、本出力値予測装置Sによって予測された出力値(予測値)を提示(出力)する機器であり、例えばCRTディスプレイ、LCD、有機ELディスプレイおよびプラズマディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。   The input unit 2 outputs various commands such as a command for starting an output value prediction program for predicting an output value by using the method of the present invention from previously given data, and various data necessary for predicting the output value. A device that inputs to the prediction device S, such as a keyboard or a mouse. The presenting unit 3 is a device that presents (outputs) the command and data input from the input unit 2 and the output value (predicted value) predicted by the output value predicting apparatus S. For example, the presenting unit 3 includes a CRT display, LCD, A display device such as an organic EL display and a plasma display, and a printing device such as a printer.

記憶部4は、機能的に、所定の出力とこの出力に関わる数値化可能な要因とから成り過去に取得された複数の過去実績データおよび出力値を予測したい予測対象データを記憶する実測データ記憶部41と、予測対象データから過去実績データに基づいて予測値を演算する出力値予測演算処理過程で生じる中間データを記憶する中間データ記憶部42と、予測対象データから過去実績データに基づいて予測(演算)された出力値(予測値)を記憶する予測値記憶部43と、予測値のばらつきを記憶するばらつき記憶部44とを備え、出力値予測プログラム等の各種プログラム、および、各種プログラムの実行に必要なデータやその実行中に生じるデータ等の各種データを記憶する装置である。記憶部4は、例えば、演算制御部1の所謂ワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性の記憶素子、ROM(Read Only Memory)や書換え可能なEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性の記憶素子、および、各種プログラムや各種データを格納しておくハードディスク等を備えて構成される。   The storage unit 4 is functionally measured data storage that stores a plurality of past performance data acquired in the past and prediction target data for which an output value is to be predicted, which is functionally composed of a predetermined output and a quantifiable factor related to the output. Unit 41, intermediate data storage unit 42 for storing intermediate data generated in the process of predicting an output value based on past performance data from prediction target data, and prediction based on past performance data from prediction target data A prediction value storage unit 43 that stores (calculated) output values (prediction values), and a variation storage unit 44 that stores variation in prediction values, and various programs such as an output value prediction program; It is a device that stores various data such as data necessary for execution and data generated during the execution. The storage unit 4 is, for example, a volatile storage element such as a RAM (Random Access Memory) serving as a so-called working memory of the arithmetic control unit 1, a ROM (Read Only Memory), or a rewritable EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). And the like, and a hard disk for storing various programs and various data.

演算制御部1は、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路等を備えて構成され、機能的に、距離算出部11と、類似度算出部12と、パラメータ算出部13と、予測値算出部14と、ばらつき算出部15と、信頼性指標算出部16とを備え、制御プログラムに従い入力部2、提示部3および記憶部4を当該機能に応じてそれぞれ制御する。   The arithmetic control unit 1 includes, for example, a microprocessor and its peripheral circuits, and functionally includes a distance calculation unit 11, a similarity calculation unit 12, a parameter calculation unit 13, and a predicted value calculation unit 14. The variation calculation unit 15 and the reliability index calculation unit 16 are provided, and the input unit 2, the presentation unit 3, and the storage unit 4 are controlled in accordance with the function according to the control program.

距離算出部11は、予測対象データと過去実績データとの所定の距離を、予測対象データの要因および過去実績データの要因に基づいて、複数の過去実績データのそれぞれについて算出するものである。   The distance calculation unit 11 calculates a predetermined distance between the prediction target data and the past performance data for each of the plurality of past performance data based on the factors of the prediction target data and the past performance data.

類似度算出部12は、予測対象データと前記過去実績データとの間におけるデータ間の類似度を、距離算出部11で算出された複数の距離に基づいて、前記複数の過去実績データのそれぞれについて算出するものである。   The similarity calculation unit 12 calculates the similarity between data between the prediction target data and the past performance data for each of the plurality of past performance data based on the plurality of distances calculated by the distance calculation unit 11. Is to be calculated.

パラメータ算出部13は、所定の出力を出力変数とすると共に前記所定の出力に関わる数値化可能な要因の一部または全部を入力変数とした際に、入力変数を用いて出力変数yと入力変数Zとの第1関係を表す第1モデル;y=f(Z、Θ)を生成した場合に、入力変数の入力値を第1モデルに与えることによって得られる値と入力変数の入力値に対応する出力変数の出力値との差に基づく誤差パラメータαを、過去実績データの入力変数および出力変数に基づいて複数の過去実績データのそれぞれについて算出するものである。本実施形態では、誤差パラメータαは、入力変数の入力値を第1モデルに与えることによって得られる値と入力変数の入力値に対応する出力変数の出力値との差である。   The parameter calculation unit 13 uses the input variable as the output variable y and the input variable when the predetermined output is used as an output variable and some or all of the quantifiable factors related to the predetermined output are used as input variables. A first model representing the first relationship with Z; when y = f (Z, Θ) is generated, it corresponds to the value obtained by giving the input value of the input variable to the first model and the input value of the input variable An error parameter α based on a difference from an output value of the output variable to be calculated is calculated for each of a plurality of past performance data based on the input variable and the output variable of the past performance data. In the present embodiment, the error parameter α is the difference between the value obtained by giving the input value of the input variable to the first model and the output value of the output variable corresponding to the input value of the input variable.

予測値算出部14は、入力変数Zおよび誤差パラメータαを用いて出力変数yと入力変数Zとの第2関係を表す第2モデル;y=f(Z、Θ、α)を生成し、予測対象データの要因のうちの入力変数に対応する要因の値および誤差パラメータαの値を第2モデルに与えることによって予測対象データの出力値を予測値として、パラメータ算出部13によって算出された複数の誤差パラメータαのそれぞれについて算出するものである。   The predicted value calculation unit 14 generates a second model representing the second relationship between the output variable y and the input variable Z using the input variable Z and the error parameter α; y = f (Z, Θ, α), and performs prediction The value of the factor corresponding to the input variable of the factors of the target data and the value of the error parameter α are given to the second model, and the output value of the prediction target data is used as the predicted value, and a plurality of parameters calculated by the parameter calculation unit 13 It is calculated for each error parameter α.

ばらつき算出部15は、類似度算出部12によって算出された複数の類似度および予測値算出部14によって算出された複数の予測値に基づいて、予測対象データの出力値のばらつきを算出するものである。   The variation calculating unit 15 calculates the variation in the output value of the prediction target data based on the plurality of similarities calculated by the similarity calculating unit 12 and the plurality of predicted values calculated by the predicted value calculating unit 14. is there.

信頼性指標算出部16は、予測値算出部14で算出された予測値に対する信頼性指標を複数の観点から複数求めるものである。信頼性指標は、信頼の度合いを表す指標である。信頼性指標算出部16は、機能的に、前記複数の信頼性指標の1つとして、所定の条件的類似度に基づいて条件的信頼性指標を求める条件的信頼性指標算出部161と、前記複数の信頼性指標の1つとして、所定の日数的類似度に基づいて日数的信頼性指標を求める日数的信頼性指標算出部162とを備えて構成される。前記所定の条件的類似度は、過去実績データにおけるデータ項目のうちの出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと、予測値を求めるために予め与えられる所与のデータとの類似性の度合いを示す指標であり、例えば、前記条件的データと前記所与のデータとの類似度である。前記所定の日数的類似度は、予測値算出部14で生成された第2モデル(予測モデル)を求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータ(予測対象データX)における予測日との類似性の度合いを示す指標であり、例えば、予測値算出部14で生成された第2モデル(予測モデル)を求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータ(予測対象データX)における予測日との類似度である。 The reliability index calculation unit 16 obtains a plurality of reliability indexes for the prediction value calculated by the prediction value calculation unit 14 from a plurality of viewpoints. The reliability index is an index representing the degree of trust. The reliability index calculation unit 16 functionally includes a conditional reliability index calculation unit 161 that obtains a conditional reliability index based on a predetermined conditional similarity as one of the plurality of reliability indexes, As one of the plurality of reliability indexes, a daily reliability index calculation unit 162 that calculates a daily reliability index based on a predetermined daily similarity is configured. The predetermined conditional similarity is conditional data that is data of a predetermined data item that affects an output value among data items in past performance data, and given data that is given in advance to obtain a predicted value. For example, the similarity between the conditional data and the given data. The predetermined number of days of similarity is obtained by acquiring the past data used to obtain the second model (prediction model) generated by the predicted value calculation unit 14 and the given data (prediction target data). X 0 ) is an index indicating the degree of similarity to the prediction date, and for example, acquisition of past performance data used when obtaining the second model (prediction model) generated by the prediction value calculation unit 14 The degree of similarity between the date and the predicted date in the given data (predicted data X 0 ).

これら演算制御部1、入力部2、提示部3および記憶部4は、信号を相互に交換できるようにバス5でそれぞれ接続される。   The arithmetic control unit 1, input unit 2, presentation unit 3, and storage unit 4 are connected by a bus 5 so that signals can be exchanged with each other.

このような演算制御部1、入力部2、提示部3、記憶部4およびバス5は、例えば、コンピュータ、より具体的にはノート型やディスクトップ型等のパーソナルコンピュータ等によって構成可能である。   The arithmetic control unit 1, the input unit 2, the presentation unit 3, the storage unit 4, and the bus 5 can be configured by, for example, a computer, more specifically, a personal computer such as a notebook type or a desktop type.

なお、必要に応じて出力値予測装置Sは、外部記憶部をさらに備えてもよい。外部記憶部は、例えば、フレキシブルディスク、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Compact Disc Recordable)、DVD−R(Digital Versatile DiscRecordable)およびブルーレイディスク(Blu-ray Disc、登録商標)等の記録媒体との間でデータを読み込みおよび/または書き込みを行う装置であり、例えば、フレキシブルディスクドライブ、CD−ROMドライブ、CD−Rドライブ、DVD−Rドライブおよびブルーレイディスクドライブ等である。Aおよび/またはBは、AおよびBのうちの少なくとも一方を意味する。   Note that the output value prediction apparatus S may further include an external storage unit as necessary. The external storage unit is, for example, a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a CD-R (Compact Disc Recordable), a DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable), and a Blu-ray Disc (registered trademark). For example, a flexible disk drive, a CD-ROM drive, a CD-R drive, a DVD-R drive, a Blu-ray disk drive, and the like are devices that read data from and / or write data to / from a recording medium. A and / or B means at least one of A and B.

ここで、出力値予測プログラム等が格納されていない場合には、出力値予測プログラム等を記録した記録媒体から前記外部記憶部を介して出力値予測プログラムが記憶部4にインストールされるように、出力値予測装置Sが構成されてもよい。あるいは、過去実績データや出力値を予測するためのデータ等のデータが外部記憶部を介して記録媒体に記録されるように、出力値予測装置Sが構成されてもよい。   Here, when the output value prediction program or the like is not stored, the output value prediction program is installed in the storage unit 4 via the external storage unit from the recording medium on which the output value prediction program or the like is recorded. The output value prediction device S may be configured. Alternatively, the output value prediction device S may be configured such that data such as past performance data and data for predicting an output value is recorded on a recording medium via an external storage unit.

次に、この本実施形態の出力値予測装置Sの動作について説明する。図2は、第1実施形態における出力値予測装置の動作を示すフローチャートである。図3は、第1実施形態の出力値予測装置における実測データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。図4は、予測対象データと各過去実績データとのユークリッド距離を説明するための図である。図5は、第1実施形態の出力値予測装置における中間データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。図6は、第1実施形態の出力値予測装置における予測値記憶部に記憶されるデータを示す図である。図7は、第1実施形態の出力値予測装置における、予測値のばらつきの算出手順を説明するための図である。図7(A)は、類似度wと出力の予測値yとの関係を示し、その横軸は、類似度wであり、その縦軸は、予測値yである。図7(B)は、予測値yのヒストグラムを示し、その横軸は、重み付き度数Fwであり、その縦軸は、予測値yである。図7(C)は、予測値yの確率密度分布を示し、その横軸は、確率密度P(y)であり、その縦軸は、予測値yである。 Next, the operation of the output value prediction apparatus S of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the output value prediction apparatus in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating data stored in the actual measurement data storage unit in the output value prediction apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is a diagram for explaining the Euclidean distance between the prediction target data and each past performance data. FIG. 5 is a diagram illustrating data stored in the intermediate data storage unit in the output value prediction apparatus of the first embodiment. FIG. 6 is a diagram illustrating data stored in a predicted value storage unit in the output value predicting apparatus according to the first embodiment. FIG. 7 is a diagram for explaining a procedure for calculating a variation in predicted values in the output value predicting apparatus according to the first embodiment. FIG. 7A shows the relationship between the similarity w and the output predicted value y 0 , the horizontal axis is the similarity w, and the vertical axis is the predicted value y 0 . FIG. 7B shows a histogram of the predicted value y 0 , the horizontal axis is the weighted frequency Fw, and the vertical axis is the predicted value y 0 . FIG. 7C shows the probability density distribution of the predicted value y 0 , the horizontal axis is the probability density P (y 0 ), and the vertical axis is the predicted value y 0 .

出力値予測装置Sは、例えば、ユーザの操作によって入力部2から起動コマンドを受け付けると、出力値予測プログラムを実行する。この出力予測プログラムの実行によって、演算制御部1に距離算出部11、類似度算出部12、パラメータ算出部13、予測値算出部14、ばらつき算出部15および信頼性指標算出部16が機能的に構成される。そして、出力値予測装置Sは、以下の動作によって、過去実績データに基づいて予測対象データから出力値(予測値)を予測する。   For example, when an output command is received from the input unit 2 by a user operation, the output value prediction device S executes an output value prediction program. By executing the output prediction program, the distance calculation unit 11, the similarity calculation unit 12, the parameter calculation unit 13, the predicted value calculation unit 14, the variation calculation unit 15, and the reliability index calculation unit 16 are functionally added to the calculation control unit 1. Composed. And the output value prediction apparatus S estimates an output value (predicted value) from prediction object data based on past performance data by the following operations.

この出力値の予測に当たって、出力値予測装置Sの記憶部4における実測データ記憶部41には、例えば、図3に示す表形式(テーブル形式)で過去実績データ(X、y)および予測対象データx0nが予め記憶されている。ここで、所定の出力yは、M個の要素(出力要素)yの集合であり、すなわち、y={y|j=1、2、・・・、M}であり、前記所定の出力yに関与する要因Xは、N個の要素(要因要素)xjiの集合であり、すなわち、X={xji|i=1、2、・・・、N}である。 In the prediction of the output value, the actual measurement data storage unit 41 in the storage unit 4 of the output value prediction apparatus S stores, for example, past performance data (X, y) and prediction target data in the table format (table format) shown in FIG. x0n is stored in advance. Here, the predetermined output y is a set of M elements (output elements) y j , that is, y = {y j | j = 1, 2,..., M}, The factor X related to the output y is a set of N elements (factor elements) x ji , that is, X = {x ji | i = 1, 2,..., N}.

この図3に示す実測データテーブル51は、実測された出力値yを登録する出力フィールド511、および、前記所定の出力yに関与する要因Xのデータxjiを登録するデータフィールド512の各フィールドを備えて構成され、過去実績データ(X、y)ごとにレコードを備え、さらに、予測対象データXのレコードを備えている。なお、予測対象データXには、過去実績データ(X、y)と識別可能に区別するために、0が第1添え字(添え字の左側)として付され、過去実績データ(X、y)には、M個のデータをそれぞれ識別可能に区別するために、1〜Mがそれぞれ第1添え字として付されている。そして、予測対象データXおよび過去実績データ(X、y)には、前記所定の出力yに関わる要因XにおけるN個の要素である第1ないし第Nデータ項目をそれぞれ識別可能に区別するために、1〜Nがそれぞれ第2添え字(添え字の右側)として付されている。X=[x01、x02、・・・、x0N]であり、Xji=[xj1、xj2、・・・、xjN]である。例えば、yは、過去実績データ(X、y)における第3番目の出力値を表しており、また例えば、x23は、過去実績データ(X、y)における第2番目の第3データ項目の値を表しており、また例えば、x04は、予測対象データXにおける第4データ項目の値を表している。 The actual measurement data table 51 shown in FIG. 3 includes an output field 511 for registering the actually measured output value y j and each field of the data field 512 for registering the data x ji of the factor X related to the predetermined output y. is configured with, includes a record for each historical track record data (X, y), further comprises a record of the predicted target data X 0. Incidentally, the predicted target data X 0, in order to distinguishably distinguished historical performance data (X, y) and, 0 is assigned as the first subscript (left subscript), historical performance data (X, y ), 1 to M are assigned as first subscripts to distinguish the M pieces of data in an identifiable manner. Then, the predicted target data X 0 and historical performance data (X, y), said predetermined first or for the second N data items distinguishably distinguished from each other in the factor X associated with the output y is the N elements 1 to N are added as second subscripts (the right side of the subscripts). X 0 = [x 01 , x 02 ,..., X 0N ], and X ji = [x j1 , x j2 ,..., X jN ]. For example, y 3 represents the third output value in the past performance data (X, y), and for example, x 23 represents the second third data item in the past performance data (X, y). represents the value, also for example, x 04 represents the value of the fourth data item in the prediction target data X 0.

このように前記所定の出力yに関与する要因Xは、複数Nの要素(データ項目、要因要素)を備えて構成されており、このため、データフィールド512は、要素の個数Nに応じたデータ項目サブフィールドを備えている。図3に示す例では、前記所定の出力yは、少なくともN個の要素(第1ないし第Nデータ項目)が関与している。このため、データ項目サブフィールドは、要因Xの各要素xjiにそれぞれ対応する第1ないし第Nデータ項目の各データxj1〜xjNをそれぞれ登録するデータ項目サブフィールド5121〜512Nを備えている。また、過去実績データ(X、y)は、過去に異なる条件で、例えば、過去の互いに異なる時刻(時点)tで実測等によって取得されたデータであり、図3に示す例では、M個のデータから構成されている。前記第1ないし第Nデータ項目の中には、当該データを取得した取得日のデータ項目が含まれる。なお、後述の第2実施形態では、前記第1ないし第Nデータ項目の中には、当該データを取得した取得日および取得時刻の各データ項目が含まれる。予測対象データXは、前記所定の出力yにおける値yを予測したい対象のデータx0iであり、例えば、予測時点tまでに実測されたデータx0iや、操作入力の値x0iや、操業日時x0iや、シミュレーションのために用意したデータx0i等である。 As described above, the factor X related to the predetermined output y is configured to include a plurality of N elements (data items, factor elements). For this reason, the data field 512 includes data corresponding to the number N of elements. It has an item subfield. In the example shown in FIG. 3, the predetermined output y involves at least N elements (first to Nth data items). Therefore, the data item subfield has a first or data item subfield 5121~512N for registering each respective data x j1 ~x jN of the N data items correspond to each element x ji factor X . The past performance data (X, y) is data obtained by actual measurement or the like at different times (time points) t j in the past under different conditions in the past. In the example shown in FIG. It consists of data. The first to Nth data items include data items on the acquisition date when the data is acquired. In the second embodiment to be described later, each of the first to Nth data items includes each data item of an acquisition date and an acquisition time when the data is acquired. Predicted target data X 0, the a predetermined data x 0i for which you want to predict the value y 0 in the output y, for example, and the measured data x 0i until prediction time t 0, Ya value x 0i operation input The operation date / time x0i , the data x0i prepared for the simulation, and the like.

ここで、出力値予測装置Sは、予測対象データXのデータ値x0iの全部Zまたは一部Zを用いて過去実績データ(X、y)に基づいて出力値(予測値)yを予測し、この予測値yのばらつきを求めるものである。 Here, the output value prediction apparatus S uses the entire Z or a part Z of the data values x 0i of the prediction target data X 0 and outputs the output value (predicted value) y 0 based on the past performance data (X, y). It predicted, and requests a variation of the predicted value y 0.

このような過去実績データ(X、y)および予測対象データXが実測データ記憶部41に記憶されている場合において、出力値予測装置Sは、図2に示すように、まず、過去実績データ(X,y)と予測対象データXとの関連性を評価するために、両データ間の距離を演算制御部1の距離算出部11によって算出し、この算出した距離を記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する(S11)。前記距離は、両データ間の関連性を表すように定義され、例えば、ユークリッド距離や、重み付きユークリッド距離や、正規化ユークリッド距離等が用いられる。この距離を算出するために用いられるデータxは、前記所定の出力yに関与する要因Xの全部xまたは一部xであり、また前記所定の出力yに関与する要因Xの全部または一部である前記Zと、一致していてもよく、また不一致であってもよく、また一部一致(一部不一致)であってもよい。 In the case where such a historical record data (X, y) and the predicted target data X 0 is stored in the measured data storage unit 41, an output value prediction device S, as shown in FIG. 2, initially, historical performance data In order to evaluate the relationship between (X, y) and the prediction target data X 0 , the distance between the two data is calculated by the distance calculation unit 11 of the calculation control unit 1, and the calculated distance is stored in the middle of the storage unit 4. The data is stored in the data storage unit 42 (S11). The distance is defined so as to represent the relationship between both data, and for example, Euclidean distance, weighted Euclidean distance, normalized Euclidean distance, or the like is used. The data x used to calculate this distance is all or part x of the factor X related to the predetermined output y, and all or part of the factor X related to the predetermined output y. It may coincide with a certain Z, may not coincide, or may partially coincide (partly disagree).

より具体的には、本実施形態では、距離算出部11は、図4に示すように、データ項目空間における予測対象データX(◆)と過去実績データX(○)とのユークリッド距離dを各過去実績データ(X、y)について算出する。例えば、本実施形態では、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxは、前記所定の出力yに関与する要因Xの全部であり、データ項目空間は、データ項目がN個であることから、N次元空間となる。また、前記ユークリッド距離dは、本実施形態では、重み付き距離が採用されており、例えば、式1−1によって求められる。式1−1では、予測対象データXと第j番目の過去実績データXとの重み付きユークリッド距離dは、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxにおいて、第j番目の過去実績データ(X、y)における第iデータ項目xjiと予測対象データXにおける第iデータ項目x0iとの差の2乗に、第iデータ項目の重みa(距離に関する重みa、a≧0)の2乗を乗算したものを、第1データ項目から第Nデータ項目まで和を取り、その結果の平方根を求めることによって、算出される。 More specifically, in the present embodiment, the distance calculation unit 11 calculates the Euclidean distance d between the prediction target data X 0 (♦) and the past performance data X (◯) in the data item space, as shown in FIG. It calculates about each past performance data (X, y). For example, in the present embodiment, the data x used to obtain the Euclidean distance d is all the factors X related to the predetermined output y, and the data item space has N data items. It becomes an N-dimensional space. In the present embodiment, the Euclidean distance d is a weighted distance, and is obtained by, for example, Expression 1-1. In Formula 1-1, the weighted Euclidean distance d j between the prediction target data X 0 and the j-th past performance data X is the j-th past performance data in the data x used to obtain the Euclidean distance d. The square of the difference between the i-th data item x ji in (X, y) and the i-th data item x 0i in the prediction target data X 0 is the weight a i of the i-th data item (weights a i and a i related to distance ). A value obtained by multiplying the square of ≧ 0) is calculated by taking the sum from the first data item to the Nth data item and obtaining the square root of the result.

また例えば、前記ユークリッド距離dは、式1−2によって求められてもよい。式1−2では、予測対象データXと第j番目の過去実績データXとの重み付きユークリッド距離dは、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxにおいて、第j番目の過去実績データ(X、y)における第iデータ項目xjiと予測対象データXにおける第iデータ項目x0iとの差に、第iデータ項目の重みaを乗算したものの絶対値を、第1データ項目から第Nデータ項目まで和を取ることによって、算出される。 Further, for example, the Euclidean distance d may be obtained by Expression 1-2. In Expression 1-2, the weighted Euclidean distance d j between the prediction target data X 0 and the j-th past performance data X is the j-th past performance data in the data x used to obtain the Euclidean distance d. The difference between the i-th data item x ji in (X, y) and the i-th data item x 0i in the prediction target data X 0 multiplied by the weight a i of the i-th data item is used as the absolute value of the first data item. To the Nth data item.

また例えば、前記ユークリッド距離dは、式1−3によって求められてもよい。式1−3では、予測対象データXと第j番目の過去実績データXとの重み付きユークリッド距離dは、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxにおいて、第j番目の過去実績データ(X、y)における第iデータ項目xjiと予測対象データXにおける第iデータ項目x0iとの差に、第iデータ項目の重みaを乗算したものの絶対値の第1から第iまでの集合の中から最大値を選択することによって、算出される。 Further, for example, the Euclidean distance d may be obtained by Expression 1-3. In Formula 1-3, the weighted Euclidean distance d j between the prediction target data X 0 and the j-th past performance data X is the j-th past performance data in the data x used to obtain the Euclidean distance d. The difference between the i-th data item x ji in (X, y) and the i-th data item x 0i in the prediction target data X 0 is multiplied by the weight a i of the i-th data item. It is calculated by selecting the maximum value from the set up to.

Figure 0005816148
ここで、重みaは、ユークリッド距離dを求めるに当たって、第1ないし第Nデータ項目の中で第iデータ項目の重要度(重要性の度合い)を表すパラメータであり、要因要素(第iデータ項目x)が所定の出力yにおけるばらつきの大きさに寄与する程度を表すものである。例えば、要因要素(第iデータ項目x)がそれぞれ標準化もしくは正規化されている場合には、この重みaは、所定の出力yに影響を与える程度が大きいデータ項目ほど大きくなり、所定の出力yに影響を与える程度が小さいデータ項目ほど小さくなるように、設定される。この重みaは、公知の手法を用いて決定することができ、例えば、特許第3943841号明細書に開示されているように重回帰分析によって求めることができ、また例えば、特許第3912215号明細書に開示されているように、各データ項目をその統計値(例えば平均値や標準偏差)によって正規化しておくことによって求めることができる。
Figure 0005816148
Here, the weight a i is a parameter representing the importance (degree of importance) of the i-th data item among the first to N-th data items in obtaining the Euclidean distance d, and is a factor element (i. This represents the degree to which the item x i ) contributes to the magnitude of variation in the predetermined output y. For example, when the factor element (i-th data item x i ) is standardized or normalized, the weight a i increases as the data item that has a large degree of influence on the predetermined output y increases. It is set so that the smaller the data item that affects the output y, the smaller the data item. This weight a i can be determined by using a known method, for example, can be obtained by multiple regression analysis as disclosed in Japanese Patent No. 393441, and for example, Japanese Patent No. 3912215. As disclosed in the document, each data item can be obtained by normalizing it with its statistical value (for example, average value or standard deviation).

そして、距離算出部11は、この算出した各距離dを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 Then, the distance calculation unit 11 stores the distances d j which is the calculated intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

次に、出力値予測装置Sは、予測対象データXとどの程度似ているかを評価するために、両データx間の類似度(類似性の度合い)wを、第1ないし第M過去実績データ(X、y)のそれぞれについて、演算制御部1の類似度算出部12によって算出し、この算出した各類似度wを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する(S12)。類似度wは、例えば、前記重み付きユークリッド距離dが小さいほど類似度が大きく、かつ、正の値を取るように、定義される。 Next, in order to evaluate how much the output value prediction device S is similar to the prediction target data X 0 , the output value prediction device S uses the first to M-th past results as the similarity (degree of similarity) w between the two data x. Each of the data (X, y) is calculated by the similarity calculation unit 12 of the calculation control unit 1, and each calculated similarity w is stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4 (S12). The similarity w j is defined, for example, such that the smaller the weighted Euclidean distance d j is, the larger the similarity is and a positive value is taken.

より具体的には、類似度算出部12は、例えば、類似度wを式2−1によって算出する。また例えば、類似度算出部12は、類似度wを式2−2によって算出する。また例えば、類似度算出部12は、例えば、類似度wを式2−3によって算出する。 More specifically, the similarity calculation unit 12 calculates, for example, the similarity w j using Equation 2-1. Further, for example, the similarity calculation unit 12 calculates the similarity w j by using the expression 2-2. Further, for example, the similarity calculation unit 12 calculates the similarity w j by using the expression 2-3, for example.

Figure 0005816148
ここで、類似度wは、予測対象データXに対する第j番目の過去実績データXの類似度であり、cは、0以上の実数の調整パラメータであり、cは、実数(負の値でもよい)の調整パラメータであり、g、rは、正の実数の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, the similarity w j is the similarity of the j-th past performance data X to the prediction target data X 0 , c 1 is a real number adjustment parameter of 0 or more, and c 2 is a real number (negative) And g and r are positive real adjustment parameters.

そして、類似度算出部12は、この算出した各類似度wを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 Then, the similarity calculation unit 12 stores each calculated similarity w j in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

なお、類似度wの上限値および/またはその下限値が設けられ、式2−1ないし式2−3のいずれか1つの式によって算出された類似度wが前記上限値を超える場合には、類似度wが前記上限値に置き換えられ、および/または、式2−1ないし式2−3のいずれか1つの式によって算出された類似度wが前記下限値を超える場合には、類似度wが前記下限値に置き換えられるように類似度算出部12が構成されてもよい。このように構成されることによって、特定の過去実績データXだけが、過剰に類似度が大きくなったり、逆に小さくなったりすることを防ぐことが可能となる。特定の過去実績データXだけが、その類似度が過大になってしまうと、仮に、そのデータ計測値にたまたま誤差があった場合に、その誤差に引っ張られて、間違ったばらつきの予測を行ってしまうことになる。このため、上述のように、上限値を設定することは、誤差に強くなる効果を奏する。 In addition, when the upper limit value of the similarity score w and / or the lower limit value thereof is provided and the similarity score w j calculated by any one of the formulas 2-1 to 2-3 exceeds the upper limit value, , When the similarity w j is replaced with the upper limit and / or the similarity w j calculated by any one of the formulas 2-1 to 2-3 exceeds the lower limit, The similarity calculation unit 12 may be configured such that the similarity w j is replaced with the lower limit value. By being configured in this way, it is possible to prevent only the specific past performance data X from excessively increasing in similarity or conversely decreasing. If the degree of similarity of only specific past performance data X becomes excessive, if there is an error in the data measurement value, it will be pulled by the error and the wrong variation will be predicted. Will end up. For this reason, as described above, setting the upper limit value has an effect of becoming stronger in error.

また例えば、予め所定の閾値が設けられ、式2−1ないし式2−3のいずれか1つの式によって算出された類似度wが前記閾値以下である場合には、類似度wが0に置き換えられるように、類似度算出部12が構成されてもよい。あるいは、式2−1ないし式2−3のいずれか1つの式によって算出された類似度wが小さい順に並べられ、小さい方から予め設定された所定数(または所定割合)までの類似度wが0に置き換えられるように、類似度算出部12が構成されてもよい。このように構成されることによって、予測値yを求めるに当たって、予測対象データXにあまり類似しない過去実績データXを必要以上に考慮することを防ぐことが可能となる。また、予測対象データXにあまり類似しない過去実績データXが除外され、以下に説明する演算処理が不要となり、その結果、演算処理量の軽減(演算処理時間の短縮)が可能となる。 Further, for example, when a predetermined threshold is provided in advance and the similarity w j calculated by any one of the expressions 2-1 to 2-3 is equal to or less than the threshold, the similarity w j is 0. The similarity calculation unit 12 may be configured to be replaced with Alternatively, the similarities w up to the predetermined number (or predetermined ratio) set in advance from the smallest are arranged in order of increasing similarity w j calculated by any one of Expressions 2-1 to 2-3. The similarity calculation unit 12 may be configured such that j is replaced with 0. By being constructed as described above, when obtaining the prediction values y 0, it is possible to prevent to consider more than necessary historical performance data X which is not much similar to the predicted target data X 0. Also, it excluded historical performance data X which is not much similar to the predicted target data X 0 is, the arithmetic processing is not required to be described below, as a result, the arithmetic processing amount reduction (shortening of processing time) becomes possible.

また、類似度wを算出する場合において、予測対象データXと時間的に近い過去実績データXほど、その類似度wを大きくさせる(高くさせる)評価項目が類似度wの演算に入っていることが好ましい。この類似度wを大きくさせる評価項目は、例えば、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxの中に1または複数含まれていてもよく、また例えば、類似度wを算出する前記式2−1ないし式2−3の中に含まれていてもよい。より具体的には、前記式2−1ないし式2−3に補正項exp(−(wday×△day)が乗じられる。ここで、wdayは、調整パラメータとしての重みであり、△dayは、時刻tに取得された第j過去実績データXと予測対象データXとの操業日数差である。このように構成することによって、例えば、設備や操業の変動、あるいは、経時変化等によって、出力値のばらつきが予測される系(例えば製造プラントや製造プロセス等)の特性が変化した場合に、ロバストな予測を行うことが可能となる。 Further, in the case of calculating the similarity w j, the predicted target data X 0 and temporally past as actual data X near causes increase its similarity w j (raised to) evaluation items in the calculation of the similarity w j It is preferable to enter. For example, one or more evaluation items for increasing the similarity w j may be included in the data x used for obtaining the Euclidean distance d, and, for example, the equation 2 for calculating the similarity w -1 to Formula 2-3. More specifically, the correction term exp (− (wday × Δday j ) 2 ) is multiplied by the expressions 2-1 to 2-3. Here, wday is the weight of the adjustment parameter, △ day j is an operational days difference between the j historical performance data X j obtained at time t j and the predicted target data X 0. By configuring in this way, for example, when the characteristics of a system (for example, a manufacturing plant or a manufacturing process) in which variations in output values are predicted are changed due to a change in equipment or operation or a change over time, it is robust. Prediction can be performed.

次に、出力値予測装置Sは、不確定要素を表す誤差パラメータαを、第1ないし第M過去実績データ(X、y)のそれぞれについて、演算制御部1のパラメータ算出部13によって算出し、この算出した各誤差パラメータαを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する(S13)。   Next, the output value prediction device S calculates an error parameter α representing an uncertain element by the parameter calculation unit 13 of the arithmetic control unit 1 for each of the first to M-th past performance data (X, y), The calculated error parameters α are stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4 (S13).

より具体的には、パラメータ算出部13は、出力値yを予測する予測モデル(第2モデル)をM個の過去実績データ(X、y)に基づいて求め、この求めたモデルを用いることによって、第1ないし第M過去実績データ(X、y)のそれぞれについて、各誤差パラメータαを求める。   More specifically, the parameter calculation unit 13 obtains a prediction model (second model) for predicting the output value y based on the M past performance data (X, y), and uses the obtained model. Each error parameter α is obtained for each of the first to Mth past performance data (X, y).

この予測モデルは、例えば、式3の関数fによって表現される。この場合において、パラメータ算出部13は、関数式3の係数ΘをM個の過去実績データ(X、y)に基づいて求め、この求めた関数式3を用いることによって、第1ないし第M過去実績データ(X、y)のそれぞれについて、各誤差パラメータαを求める。   This prediction model is expressed by, for example, the function f in Expression 3. In this case, the parameter calculation unit 13 obtains the coefficient Θ of the function equation 3 based on the M past performance data (X, y), and uses the obtained function equation 3 to obtain the first to M-th past Each error parameter α is obtained for each result data (X, y).

Figure 0005816148
ここで、Zは、例えば操業条件(製造条件)の各条件や製造工程の各工程における各測定項目等の、前記所定の出力yに関わる数値化可能な要因Xのうちの出力値yを予測するために用いられる要因であり、複数L個の要素zを備えて構成される(Z=[zj1、zj2、・・・、zjL])。Zは、例えば、前記所定の出力yに関与する要因Xにおける複数Nの要因要素xjiであるデータ項目(X=[xj1、xj2、・・・、xjN])の一部または全部によって構成される。なお、このZは、さらに、前記データ項目X以外の要素を含んでいてもよい。また、上述したように、この出力値yを予測するために用いられる要因Zは、ユークリッド距離dを求めるために用いられるデータxと、一致していてもよく、また不一致であってもよく、また一部一致(一部不一致)であってもよい。このZは、関数fの式3を決定する際に予め設定される。Θは、関数式3の係数等の所定の調整パラメータであり、M個の過去実績データ(X、y)に基づいて同定計算によって求められる。この同定には、最小二乗法、最尤推定法、部分最小二乗法、二次計画法およびPSO(Particle Swarm Optimization)等の、前記所定の出力yの実績値yとその予測値yとの誤差が所定の評価関数の下(所定の制約条件の範囲内)で最小(または最大)となるように決定する方法が用いられる。あるいは、Θは、所定の物理法則を用いることによって求められてもよい。αは、不確定要素を表す誤差パラメータであり、ΘおよびZだけでは出力yを表現しきれない要因(ばらつきの要因)を表すものであり、ΘおよびZを用いて出力yを予測した場合における予測値yと実績値yとの誤差に相当する。
Figure 0005816148
Here, Z is an output value y 0 of a factor X that can be quantified related to the predetermined output y, such as each condition of operation conditions (manufacturing conditions) and each measurement item in each process of the manufacturing process. This is a factor used for prediction, and is configured to include a plurality of L elements z (Z j = [z j1 , z j2 ,..., Z jL ]). Z is, for example, a part of a data item (X j = [x j1 , x j2 ,..., X jN ]) that is a plurality of N factor elements x ji in the factor X involved in the predetermined output y. Consists of everything. The Z may further include elements other than the data item X. As described above, factors Z used to predict the output value y 0 is a data x that is used to determine the Euclidean distance d, may be coincident, also be a mismatch Also, it may be partially coincident (partly inconsistent). This Z is set in advance when the expression 3 of the function f is determined. Θ is a predetermined adjustment parameter such as a coefficient of the function formula 3, and is obtained by identification calculation based on M pieces of past performance data (X, y). For this identification, the actual value y j of the predetermined output y and its predicted value y 0 such as least square method, maximum likelihood estimation method, partial least square method, quadratic programming method and PSO (Particle Swarm Optimization) Is used such that the error is minimized (or maximum) under a predetermined evaluation function (within a predetermined constraint). Alternatively, Θ may be determined by using a predetermined physical law. α j is an error parameter that represents an uncertain element, and represents a factor (variation factor) in which the output y cannot be expressed only by Θ and Z. When the output y is predicted using Θ and Z corresponding to the error between the predicted value y 0 and actual y j in.

予測値yを重回帰式によって予測する場合には、関数式3は、例えば、式4−1を用いることができ、第j番目の過去実績データ(X、y)における誤差パラメータαは、式4−2によって与えられる。この式4−1によって表現されるモデルは、不確定要素(ばらつきの要因)が加法的に存在する場合に有効である。 When the predicted value y 0 is predicted by a multiple regression equation, for example, Equation 4-1 can be used as the function equation 3, and the error parameter α in the jth past performance data (X j , y j ) is used. j is given by Equation 4-2. The model expressed by Expression 4-1 is effective when there are additive elements (factors of variation) additively.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、予測値yを重回帰式によって予測する場合には、関数式3は、例えば、式5−1を用いることができ、第j番目の過去実績データ(X、y)における誤差パラメータαは、式5−2によって与えられる。この式5−1によって表現されるモデルは、不確定要素が乗法的に存在する場合に有効である。 Further, for example, when the predicted value y 0 is predicted by a multiple regression equation, the equation 3 can be used as the function equation 3, for example, in the jth past performance data (X j , y j ). The error parameter α j is given by equation 5-2. The model expressed by Equation 5-1 is effective when the uncertain element exists in a multiplicative manner.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、予測値yを重回帰式によって予測する場合には、関数式3は、例えば、式6−1を用いることができ、第j番目の過去実績データ(X、y)における誤差パラメータαは、式6−2によって与えられる。この式6−1によって表現されるモデルは、zj1の影響係数に不確定要素が存在する場合に有効である。 Further, for example, when the predicted value y 0 is predicted by a multiple regression equation, for example, Equation 6-1 can be used as the function equation 3, and the j-th past performance data (X j , y j ) The error parameter α j is given by equation 6-2. The model expressed by Expression 6-1 is effective when an uncertain element exists in the influence coefficient of z j1 .

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、予測値yを重回帰式によって予測する場合には、関数式3は、例えば、式7−1を用いることができ、第j番目の過去実績データ(X、y)における誤差パラメータαは、式7−2(式7−2−1、式7−2−2)によって与えられる。 Further, for example, when predicting the predicted value y 0 by a multiple regression equation, for example, Equation 7-1 can be used as the function equation 3, and the j-th past performance data (X j , y j ) The error parameter α j is given by Expression 7-2 (Expression 7-2-1 and Expression 7-2-2).

Figure 0005816148
Figure 0005816148

なお、上述では、関数fを表す数式が用いられたが、関数fを表すテーブル、収束計算アルゴリズム、if−thenルール、ファジィ推論、ニューラルネットワークおよびJIT(Just in Time)モデル等を含む演算プログラムが用いられてもよい。ここで、誤差パラメータαがZ、Θおよびyから逆算で求めることができない場合には、例えば二分探索法や絨毯爆撃法やPSO(Particle Swarm Method)等で、誤差パラメータαの値を種々の値に振ってその出力値がyに一致するような誤差パラメータαを求めればよい。 In the above description, a mathematical expression representing the function f is used. However, an arithmetic program including a table representing the function f, a convergence calculation algorithm, an if-then rule, a fuzzy reasoning, a neural network, a JIT (Just in Time) model, and the like. May be used. Here, when the error parameter α j cannot be obtained from Z j , Θ, and y j by back calculation, the value of the error parameter α j is obtained by, for example, a binary search method, a carpet bombing method, or PSO (Particle Swarm Method). And an error parameter α j such that the output value matches y j .

そして、パラメータ算出部13は、この算出した各誤差パラメータαを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。   Then, the parameter calculation unit 13 stores the calculated error parameters α in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

このような各処理S11〜S13によって算出された重み付きユークリッド距離d、類似度wおよび誤差パラメータαは、例えば、図5に示すように表形式(テーブル形式)によって中間データ記憶部42に記憶される。この図5に示す中間データテーブル52は、実測された出力値yを登録する出力フィールド521、類似度wの算出に用いられたデータ項目のデータxを登録する類似度計算用データフィールド522、予測値yの算出に用いられたデータ項目のデータzを登録する出力予測用データフィールド523、当該過去実績データXの重み付きユークリッド距離dを登録する重み付き距離フィールド524、当該過去実績データXの類似度wを登録する類似度フィールド525、および、当該過去実績データXの誤差パラメータαを登録する誤差パラメータフィールド526の各フィールドを備えて構成され、第1ないし第M過去実績データ(X、y)ごとにレコードを備え、さらに、予測対象データXのレコードを備えている。そして、類似度計算用データフィールド522は、類似度wの算出に用いられた各データ項目xに応じたデータ項目サブフィールド5221〜522Nを備えている。同様に、出力予測用データフィールド523は、予測値yの算出に用いられた各データ項目zに応じたデータ項目サブフィールド5231〜523Lを備えている。 The weighted Euclidean distance d j , similarity w j and error parameter α j calculated by each of the processes S11 to S13 are, for example, the intermediate data storage unit 42 in a table format (table format) as shown in FIG. Is remembered. The intermediate data table 52 shown in FIG. 5 includes an output field 521 for registering the actually measured output value y j, and a similarity calculation data field 522 for registering data x of the data item used for calculating the similarity w j. , the predicted value output calculation data field 523 for registering the data z data items used for calculation of y 0, the weighted distance field 524 for registering a weighted Euclidean distance d j of the historical performance data X, the historical record The first to Mth past achievements are configured to include a similarity field 525 for registering the similarity w j of the data X and an error parameter field 526 for registering the error parameter α j of the past achievement data X. data (X, y) includes a record for each further comprises a record of the predicted target data X 0 The similarity calculation data field 522 includes data item subfields 5221 to 522N corresponding to each data item x used to calculate the similarity w j . Similarly, the output calculation data field 523, a data item subfield 5231~523L corresponding to each data item z, which is used to calculate the predicted value y 0.

次に、出力値予測装置Sは、演算制御部1の予測値算出部14によって、処理S13で求めた予測モデルを用いて、予測対象データXにおける第1ないし第Nデータ項目の各データ値x01〜x0Nに基づいて予測値yを、処理S13で求めた各誤差パラメータαのそれぞれについて算出し、この算出した各予測値yを記憶部4の予測値記憶部43に記憶する(S14)。ここで、この処理S14において、予測モデルは、誤差パラメータαが処理S13で求めた各誤差パラメータαのそれぞれに変更される。例えば、上述の関数fの式3によって予測モデルが表現される場合では、処理S13で求められた係数Θであって、処理S13で求めた各誤差パラメータαのそれぞれに変更される関数fの式3に、予測対象データXにおける第1ないし第Nデータ項目のうちの予測値yの算出に用いられた第1ないし第Lデータ項目の各データ値x01〜x0LをZとして用いることによって、予測値算出部14は、前記予測値yを、処理S13で求めた各誤差パラメータαのそれぞれについて算出する。前記予測値yは、各誤差パラメータαがM個であるから、予測値y01〜y0MのM個となる。 Then, the output value prediction device S, by the predictive value calculating unit 14 of the arithmetic and control unit 1, using the prediction model obtained in process S13, the first to the data value of the N data items in the prediction target data X 0 Based on x 01 to x 0N , the predicted value y 0 is calculated for each error parameter α j obtained in step S 13, and the calculated predicted value y 0 is stored in the predicted value storage unit 43 of the storage unit 4. (S14). Here, in this process S14, the prediction model is changed to each of the error parameters alpha j the error parameter alpha j is determined in process S13. For example, in the case where the prediction model is expressed by Equation 3 of the function f described above, the coefficient f calculated in the process S13 and the function f changed to each of the error parameters α j obtained in the process S13. In Equation 3, each data value x 01 to x 0L of the first to Lth data items used for calculating the predicted value y 0 among the first to Nth data items in the prediction target data X 0 is used as Z. Accordingly, the predicted value calculation unit 14 calculates the predicted value y 0 for each error parameter α j obtained in step S13. The predicted value y 0, each error parameter alpha j is because it is the M, the M number of predicted value y 01 ~y 0M.

なお、処理S14においても、処理S13と同様に、関数fを表すテーブル、収束計算アルゴリズム、if−thenルール、ファジィ推論、ニューラルネットワークおよびJITモデル等を含む演算プログラムが用いられてもよい。   In the process S14, as in the process S13, an arithmetic program including a table representing the function f, a convergence calculation algorithm, an if-then rule, a fuzzy inference, a neural network, a JIT model, and the like may be used.

このような処理S14によって算出された各予測値y01〜y0Mは、例えば、図6に示すように表形式(テーブル形式)によって予測値記憶部43に記憶される。この図6に示す予測値データテーブル53は、処理S14によって算出された予測値y0jを登録する予測値フィールド531、予測値y0jの算出に用いられた第1ないし第Lデータ項目の各データ値x01〜x0Lを登録する出力予測用データフィールド532、処理S13によって算出された誤差パラメータαを登録する誤差パラメータフィールド533、および、当該パラメータフィールド533の誤差パラメータの算出に用いられた過去実績データ(X、y)における類似度wを登録する類似度フィールド534の各フィールドを備えて構成され、第1ないし第M誤差パラメータαごとにレコードを備えている。ここで、各処理S14によって算出された各予測値y01〜y0Mは、図6に示すように、当該予測値yに対応する類似度wも、互いに対応するように予測値記憶部43に記憶されている。 Each such prediction value y 01 ~y 0M calculated by step S14 is stored in, for example, the predicted value storing unit 43 by the table format table format as shown in FIG. The predicted value data table 53 shown in FIG. 6 includes a predicted value field 531 for registering the predicted value y0j calculated in step S14, and each data of the first to Lth data items used for calculating the predicted value y0j. The output prediction data field 532 for registering the values x 01 to x 0L , the error parameter field 533 for registering the error parameter α calculated in step S13, and the past results used for calculating the error parameter of the parameter field 533 Each field includes a similarity field 534 for registering the similarity w j in the data (X, y), and a record is provided for each of the first to Mth error parameters α j . Here, each prediction value y 01 ~y 0M calculated by the step S14, as shown in FIG. 6, also the similarity w j corresponding to the predicted value y 0, the predicted value storing section to correspond to each other 43.

次に、出力値予測装置Sは、演算制御部1のばらつき算出部15によって、処理S14で求めた各予測値y01〜y0Mを用いて、予測値y0jのばらつきを算出し、この算出した予測値y0jのばらつきを記憶部4のばらつき記憶部44に記憶する(S15)。 Then, the output value prediction device S, the variation calculation unit 15 of the arithmetic and control unit 1, with each of the prediction value y 01 ~y 0M obtained in processing S14, calculates the variance of the predicted value y 0j, the calculated The variation of the predicted value y0j is stored in the variation storage unit 44 of the storage unit 4 (S15).

本実施形態では、類似した条件では類似した結果になるという経験則に基づき、予測対象データXのデータzと第j番目の過去実績データXのデータxとの類似性が高ければ(類似度wが大きければ)、予測対象データXの誤差パラメータαも類似性が高くなると考えられる。このため、予測対象データXの予測値yは、類似度wで、誤差パラメータαを用いて予測した予測値y0jになると考えられる。 In the present embodiment, based on the rule of thumb that results in similar in similar conditions, the higher the similarity between the data z 0 of the prediction target data X 0 and data x j of the j-th historical performance data X ( If the degree of similarity w j is large), the error parameter α 0 of the prediction target data X 0 is considered to have high similarity. For this reason, the predicted value y 0 of the prediction target data X 0 is considered to be the predicted value y 0j predicted using the error parameter α j with the similarity w j .

このような考えに基づいて、より具体的には、ばらつき算出部15は、図7(A)に示すように、縦軸に予測値yをとると共に横軸に類似度wをとって、まず、M個の各過去実績データ(X、y)からそれぞれ算出されたM個の各誤差パラメータα(j=1〜M)にそれぞれ対応するM個の各予測値y0jに対し、その類似度wを対応させる。次に、ばらつき算出部15は、図7(A)の縦軸yの少なくとも各予測値を含む範囲y0jを有限個の複数の区間(クラス、等級)に分割し、各区間に含まれる予測値y0jの類似度wを全て足し合わせることによって重み付き度数Fを生成し、図7(B)に示すように、予測値yのばらつきを表すヒストグラムを生成する。 Based on this concept, and more specifically, the variation calculation unit 15, as shown in FIG. 7 (A), taking the similarity w on the horizontal axis with taking the prediction value y 0 on the vertical axis, First, for each of M prediction values y 0j corresponding to each of the M error parameters α j (j = 1 to M) calculated from the M past performance data (X, y), The similarity w j is made to correspond. Next, the variation calculation unit 15 divides a range y 0j including at least each predicted value on the vertical axis y 0 in FIG. 7A into a finite number of sections (classes, grades), and is included in each section. A weighted frequency F w is generated by adding all the similarities w j of the predicted value y 0j , and a histogram representing the variation of the predicted value y 0 is generated as shown in FIG.

すなわち、式8に示すように、予測値y0jが第k番目の区間(Y以上Yk+1未満の区間)に含まれるjの集合をSとする場合(S={j|Y≦y0j<Yk+1})に、集合Sに含まれるjについて類似度wを全て足し合わせたものが第k番目の区間における重み付き度数Fとなる。 That is, as shown in Equation 8, if the set of j the predicted value y 0j is included in the k-th interval (Y k or Y k + 1 less than the section) and S k (S k = {j | Y k ≦ y 0j <Y k + 1 }) and the sum of the similarities w j for j included in the set S k is the weighted frequency F w in the k-th interval.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

このように予測値yのばらつきがヒストグラムによって示され、予測値yの出現頻度を容易に知ることが可能となる。 This variation of the predicted value y 0 as is indicated by the histogram, it is possible to easily know the frequency of occurrence of the predicted value y 0.

このように図7(B)に示すヒストグラムが予測値yのばらつきとされてもよいが、本実施形態では、さらに、ばらつき算出部15は、図7(B)に示すヒストグラムの面積が1となるように正規化する。この正規化されたヒストグラムが予測対象データXにおける予測値yの確率密度分布(経験的な確率密度分布)とされ、予測値yのばらつきとされる。さらに、ばらつき算出部15は、面積を1に維持したまま図7(B)に示すヒストグラムを、図7(C)に示すように曲線で表してもよい。この曲線が予測対象データXにおける予測値yの確率密度分布とされ、予測値yのばらつきとされる。 As described above, the histogram illustrated in FIG. 7B may be the variation of the predicted value y 0 , but in the present embodiment, the variation calculation unit 15 further has an area of the histogram illustrated in FIG. Normalize so that The normalized histogram is a probability density distribution of the predicted value y 0 in the prediction target data X 0 (empirical probability density distribution), are variations of the predicted value y 0. Furthermore, the variation calculation unit 15 may represent the histogram shown in FIG. 7B with a curve as shown in FIG. 7C while maintaining the area at 1. This curve is a probability density distribution of the predicted value y 0 in the prediction target data X 0, are variations of the predicted value y 0.

なお、前記正規化は、例えば、図7(A)の縦軸yを有限個の区間に分割する際に、均等な幅h=|Yk+1−Y|に分割されるとした場合に、式9によって実行される。 Note that the normalization, for example, when dividing the longitudinal axis y 0 shown in FIG. 7 (A) into a finite number of intervals, uniform width h = | when a is divided into | Y k + 1 -Y k , According to Equation 9.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また、この図7(B)に示すヒストグラムから図7(C)に示す曲線を求める際には、例えば対数正規分布やワイブル分布等の、既知の確率密度分布が利用されてもよい。   Further, when obtaining the curve shown in FIG. 7C from the histogram shown in FIG. 7B, a known probability density distribution such as a lognormal distribution or a Weibull distribution may be used.

図8は、図7(B)に示すヒストグラムから図7(C)に示す確率密度分布曲線を求める手法を説明するための図である。図8(A)は、ヒストグラムの各中心点を折れ線で結んだ様子を示し、図8(B)は、図8(A)の累積確率密度分布を示し、図8(C)は、図8(B)に示す累積確率密度分布を平滑化した様子を示し、そして、図8(D)は、平滑化した確率密度分布(確率密度分布曲線)を示す。   FIG. 8 is a diagram for explaining a method for obtaining the probability density distribution curve shown in FIG. 7C from the histogram shown in FIG. 7B. 8A shows a state in which the center points of the histogram are connected by a broken line, FIG. 8B shows the cumulative probability density distribution of FIG. 8A, and FIG. 8C shows FIG. FIG. 8B shows a state where the cumulative probability density distribution shown in (B) is smoothed, and FIG. 8D shows a smoothed probability density distribution (probability density distribution curve).

まず、図8(A)に示すように、図7(B)に示す正規化したヒストグラムにおいて、各度数の中心位置(y方向の中心)を折れ線で結ぶ。なお、各両端において、端部から区間の幅hの半分(h/2)だけ離れた点も0として前記折れ線に結ばれる。この折れ線で囲まれた面積も1とされている。 First, as shown in FIG. 8 (A), in the histogram normalized shown in FIG. 7 (B), connecting the center positions of the respective frequencies of (y 0 direction of the center) in a line. At both ends, a point separated from the end by a half (h / 2) of the section width h is also set to 0 and connected to the broken line. The area surrounded by the broken line is also 1.

次に、図8(B)に示すように、図8(A)から式10−1によって累積確率密度分布SwNが求められる。 Next, as shown in FIG. 8B, a cumulative probability density distribution SwN is obtained from FIG.

次に、図8(C)に示すように、図8(B)の折れ線の累積確率密度分布SwNが例えば式10−2を用いることによって平滑化される。 Next, as shown in FIG. 8C, the cumulative probability density distribution SwN of the broken line in FIG. 8B is smoothed by using, for example, Expression 10-2.

そして、図8(D)に示すように、図8(C)に示す平滑化された累積確率密度分布から例えば式10−3を用いることによって、平滑化された確率密度分布(確率密度分布曲線)が求められる。   Then, as shown in FIG. 8D, the smoothed probability density distribution (probability density distribution curve) is obtained by using, for example, Equation 10-3 from the smoothed cumulative probability density distribution shown in FIG. ) Is required.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

このように予測値yのばらつきが確率密度分布によって示され、予測値yの出現確率を容易に知ることが可能となる。 Thus, the variation of the predicted value y 0 is indicated by the probability density distribution, and the appearance probability of the predicted value y 0 can be easily known.

また、前記重み付き度数Fを算出する場合において、M個の過去実績データ(X、y)のうちの類似度wが高い順(大きい順)に並べられ、大きい方から予め設定された所定数(所定割合)までの過去実績データ(X、y)が抽出され、この抽出された過去実績データのみを用いることによって前記重み付き度数Fが求められてもよい。類似度wの低い過去実績データ(X、y)を予め除去することによって、前記重み付き度数Fを算出するための演算処理量の軽減(演算処理時間の短縮)が可能となる。また、上述した式2(式2−1〜式2−3)によって類似度wを算出する場合では、予測対象データXとの類似度wが低い過去実績データ(X、y)についても、類似度wが0になることがないため、前記重み付き度数Fに影響を与えることになる。このため、図7(B)に示す重み付き度数Fの幅は、M個の予測値y0jの幅に一致し、関数fが式4である場合には、その幅は、予測対象データXの条件によらずに常に一定となる。その結果、図7(C)に示す確率密度分布の裾野が必要以上に広がってしまう場合がある。しかしながら、上述のように、類似度wの小さい過去実績データ(X、y)を除外することによって、確率密度分布の裾野が過剰に拡がることが防止され、予測対象データXにおける予測値yの分布形状の特徴が顕著に表現される。 Further, when calculating the weighted frequency F w , the similarity w j of M pieces of past performance data (X, y) is arranged in descending order (in descending order), and preset from the larger one. The past performance data (X, y) up to a predetermined number (predetermined ratio) may be extracted, and the weighted frequency F w may be obtained by using only the extracted past performance data. By removing the past performance data (X, y) having a low similarity w j in advance, it is possible to reduce the amount of computation processing for computing the weighted frequency F w (shortening the computation processing time). In the case where the similarity w j is calculated by the above-described Expression 2 (Expression 2-1 to Expression 2-3), the past performance data (X, y) having a low similarity w j with the prediction target data X 0 is calculated. However, since the similarity w j does not become 0, the weighted frequency F w is affected. For this reason, the width of the weighted frequency F w shown in FIG. 7B matches the width of the M predicted values y 0j , and when the function f is Equation 4, the width is the prediction target data always constant irrespective of the conditions of X 0. As a result, the base of the probability density distribution shown in FIG. 7C may spread more than necessary. However, as described above, by excluding the past performance data (X, y) having a small similarity w j , the base of the probability density distribution is prevented from being excessively expanded, and the predicted value y in the prediction target data X 0 is determined. The feature of 0 distribution shape is remarkably expressed.

次に、出力値予測装置Sは、演算制御部1の信頼性指標算出部16によって、予測値yに対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標Rを複数の観点から複数算出し、この算出した信頼性指標Rを記憶部4に記憶する(S16)。例えば、複数の信頼性指標Rの一つとして、信頼性指標算出部16は、条件的信頼性指標算出部161によって条件的信頼性指標を算出し、そして、複数の信頼性指標Rの一つとして、日数的信頼性指標算出部162によって日数的信頼性指標を算出する。 Next, the output value predicting apparatus S calculates a plurality of reliability indices R, which are indices indicating the degree of reliability of the predicted value y 0, from a plurality of viewpoints by the reliability index calculating section 16 of the arithmetic control section 1. The calculated reliability index R is stored in the storage unit 4 (S16). For example, as one of the plurality of reliability indexes R, the reliability index calculation unit 16 calculates a conditional reliability index by the conditional reliability index calculation unit 161, and one of the plurality of reliability indexes R The daily reliability index calculation unit 162 calculates the daily reliability index.

より具体的には、例えば、条件的信頼性指標算出部161は、条件的類似度wの平均値を信頼性指標R(条件的信頼性指標R)として算出する。これは、条件的類似度の平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的に類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。条件的類似度wは、条件的データと予測対象データXとの類似度であり、その平均値(条件的信頼性指標R)は、例えば、式11によって定義される。前記条件的データは、過去実績データ(X、y)におけるデータ項目のうちの出力値y(予測値y)に影響を与える所定のデータ項目のデータであり、この条件的データは、例えば、予測モデルの生成に用いられたデータ項目のデータの全部または一部であってよく、また例えば、データ項目の中には、非線形であるために前記予測モデルに組み込むことが難しいデータ項目もあることから、この条件的データは、予測モデルの生成に用いられたデータ項目のデータの全部または一部に、予測モデルの生成に用いられたデータ項目以外のデータ項目のデータが追加されてよい。 More specifically, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 calculates the average value of the conditional similarities w as the reliability index R (conditional reliability index RC ). This is the fact that the average value of the conditional similarity is large, it just means that in the past actual data (X, y), which contains many conditions similar data to the prediction target data X 0, reliability of the predicted value y 0 obtained on the basis of such historical performance data (X, y) also is considered to high. The conditional similarity w is the similarity between the conditional data and the prediction target data X 0, and the average value (conditional reliability index R C ) is defined by, for example, Expression 11. The conditional data is data of a predetermined data item that affects the output value y (predicted value y 0 ) among the data items in the past performance data (X, y). The conditional data is, for example, It may be all or part of the data of the data item used to generate the prediction model, and for example, there are some data items that are difficult to incorporate into the prediction model because they are non-linear. Thus, in this conditional data, data items other than the data items used for generating the prediction model may be added to all or part of the data items used for generating the prediction model.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、条件的信頼性指標算出部161は、条件的類似度wの平均値の関数を条件的信頼性指標Rとしてもよい。前記式11によって条件的信頼性指標Rが定義されてもよいが、この式11による値は、0≦w≦1である場合には0≦R≦1となるが、条件的類似度wにこのような範囲の制限がない場合には、一般に、0以上であって、上限がない。ユーザは、条件的類似度wの平均値の大小で信頼性の程度を過去の経験から相対的に判断することもできるが、このような経験的な判断となるので、条件的信頼性指標Rは、0≦R≦1となるような条件的類似度wの平均値の関数とされる。このような条件的類似度の平均値の関数(条件的信頼性指標R(RCa〜RCc))は、例えば、式12−1〜式12−3のいずれか1つによって定義される。 Further, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 may use a function of the average value of the conditional similarity w as the conditional reliability index RC . The conditional reliability index RC may be defined by the equation 11, but the value according to the equation 11 is 0 ≦ R c ≦ 1 when 0 ≦ w j ≦ 1, but the conditional similarity If the degree w j has no such range limitation, it is generally 0 or more and there is no upper limit. Although the user can relatively judge the degree of reliability based on the past experience based on the average value of the conditional similarity w, since it is such an empirical judgment, the conditional reliability index R C is a function of the average value of the conditional similarity w such that 0 ≦ R C ≦ 1. Function of the mean value of such conditional similarity (conditionally reliability index R C (R Ca ~R Cc) ) may, for example, is defined by any one of formula 12-1 formula 12-3 .

Figure 0005816148
ここで、cは、正の実数の調整パラメータであり、cは、実数(負の値でもよい)の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, c 1 is a positive real number adjustment parameter, and c 2 is a real number (which may be a negative value) adjustment parameter.

このように信頼性指標R、ここでは条件的信頼性指標Rを所定の数値範囲内に収まるように変換するので、適切に提示部3に提示することが可能となる。 As described above, the reliability index R, here, the conditional reliability index RC is converted so as to be within a predetermined numerical range, so that it can be appropriately presented to the presentation unit 3.

また例えば、日数的信頼性指標算出部162は、日数的類似度wの平均値を信頼性指標R(日数的信頼性指標R)として算出する。これは、日数的類似度wの平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに日数的に類似したデータ(直近のデータ)が多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。日数的類似度wは、前記予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データ(X,y)を取得した取得日δ(j=1〜M)と予測対象データyにおける予測日δとの類似度であり、例えば、式13−2によって定義され、その平均値(日数的信頼性指標R)は、式13−1によって定義される。 Further, for example, the daily reliability index calculation unit 162 calculates the average value of the daily similarity w D as the reliability index R (the daily reliability index R D ). This means that the average value of the day-to-day similarity w D is large, and accordingly, the past performance data (X, y) includes data (latest data) that is day-similar to the prediction target data X 0. means that included many, because such a historical record data (X, y) is considered to be high reliability of the predicted value y 0 obtained based on. The day-to-day similarity w D is calculated based on the acquisition date δ j (j = 1 to M) from which the past performance data (X, y) used when obtaining the prediction model and the prediction date δ in the prediction target data y 0 . The degree of similarity with 0 is defined by, for example, Expression 13-2, and the average value (daily reliability index R D ) is defined by Expression 13-1.

Figure 0005816148
ここで、aは、正の実数の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, a is a positive real adjustment parameter.

また例えば、日数的信頼性指標算出部162は、日数的類似度wの平均値の関数を日数的信頼性指標Rとしてもよい。前記式13−1によって日数的信頼性指標Rが定義されてもよいが、この式13−1による値は、0≦wDj≦1である場合には0≦R≦1となるが、日数的類似度wDjにこのような範囲の制限がない場合には、一般に、0以上であって、上限がない。ユーザは、日数的類似度wの平均値の大小で信頼性の程度を過去の経験から相対的に判断することもできるが、このような経験的な判断となるので、日数的信頼性指標Rは、0≦R≦1となるような日数的類似度wの平均値の関数とされる。このような日数的類似度wの平均値の関数(日数的信頼性指標R(RDa〜RDc))は、例えば、式14−1〜式14−3のいずれか1つによって定義される。 For example, the daily reliability index calculation unit 162 may use a function of the average value of the daily similarity w D as the daily reliability index R D. The daily reliability index R D may be defined by the equation 13-1, but the value according to the equation 13-1 is 0 ≦ R D ≦ 1 when 0 ≦ w Dj ≦ 1. In the case where there is no such range limitation on the daily similarity w Dj , it is generally 0 or more and there is no upper limit. The user can also determine the degree of reliability relative to the past experience based on the magnitude of the average value of the day-to-day similarity w D , but since this is an empirical judgment, the day-to-day reliability index R D is a function of the average value of the day-to-day similarity w D such that 0 ≦ R D ≦ 1. Such a function of the average value of the daily similarity degree w D (the daily reliability index R D (R Da to R Dc )) is defined by, for example, any one of Expressions 14-1 to 14-3. Is done.

Figure 0005816148
ここで、cは、正の実数の調整パラメータであり、cは、実数(負の値でもよい)の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, c 1 is a positive real number adjustment parameter, and c 2 is a real number (which may be a negative value) adjustment parameter.

このように信頼性指標R、ここでは日数的信頼性指標Rを所定の数値範囲内に収まるようにスケーリングするので、適切に提示部3に提示することが可能となる。このように日数的信頼性指標算出部162は、信頼性指標Rを所定の数値範囲内に収まるようにスケーリングするスケーリング部の一例としても機能する。以下の例でも同様である。 In this way, the reliability index R, here the daily reliability index RD , is scaled so as to be within a predetermined numerical range, so that it can be appropriately presented to the presentation unit 3. In this way, the daily reliability index calculation unit 162 also functions as an example of a scaling unit that scales the reliability index R so as to be within a predetermined numerical range. The same applies to the following examples.

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、上述の条件的類似度wと日数的類似度wとの積の平均値を信頼性指標R(条件的日数的信頼性指標RCD)として算出する。これは、条件的類似度wと日数的類似度wの積の平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的にも日数的にも類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような条件的類似度wと日数的類似度wとの積の平均値(条件的日数的信頼性指標RCD)は、式15によって定義される。 Further, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) uses the average value of the products of the conditional similarity w and the daily similarity w D as the reliability index R ( Calculated as a conditional days reliability index R CD ). This is the fact that the average value of the product of conditional similarity w and days Similarity w D is large, only that, in the past actual data (X, y), conditional also on the predicted target data X 0 also mean to include many similar data to the number of days, the because such historical performance data (X, y) is considered to be high reliability of the predicted value y 0 obtained based on. The average value (conditional daily reliability index R CD ) of the product of the conditional similarity w and the daily similarity w D is defined by Equation 15.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、上述の条件的類似度wと日数的類似度wとの積の平均値の関数を条件的日数的信頼性指標RCDとしてもよい。このような条件的日数的信頼性指標RCDは、例えば、式15を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) can be used for Expression 12 (Expression 12-1 to Expression 12-3) with respect to the above Expression 11 and with respect to the above Expression 13-1. Due to the same situation as Expression 14 (Expression 14-1 to Expression 14-3), the function of the average value of the product of the conditional similarity w and the daily similarity w D is expressed as the conditional daily reliability index R. It is good also as CD . Such a conditional number of days reliability index R CD is defined by, for example, expressing Expression 15 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、前記条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)を抽出し、この抽出された過去実績データ(X、y)に対する日数的類似度wの平均値を信頼性指標R(上位条件日数的信頼性指標RD1)として算出する。上位一定量以内の条件的類似度wとは、例えば、上位から所定の個数までの条件的類似度w(例えば上位100個以内の条件的類似度w等)や上位から所定の割合までの前記条件的類似度w(例えば上位3割以内の条件的類似度w等)である。これは、この平均値が大きいということは、それだけ、予測対象データXに条件的に類似した過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに日数的に類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような上位条件日数的信頼性指標RD1は、例えば、式16によって定義される。 Also, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) extracts past performance data (X, y) in which the conditional similarity w is within a certain upper level, The average value of the daily similarity w D with respect to the extracted past performance data (X, y) is calculated as the reliability index R (upper condition daily reliability index R D1 ). The conditional similarity w within the upper fixed amount is, for example, the conditional similarity w from the top to a predetermined number (for example, the conditional similarity w within the top 100) or the like from the top to a predetermined ratio. Conditional similarity w (for example, conditional similarity w within the top 30%). This is the fact that a large average value, it only conditionally similar historical performance data (X, y) in the predicted target data X 0 in the, number of days to similar data to the predicted target data X 0 means that included many, because such a historical record data (X, y) is considered to be high reliability of the predicted value y 0 obtained based on. Such an upper condition days reliability index R D1 is defined by, for example, Expression 16.

Figure 0005816148
ここで、Ωは、条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)の集合であり、条件的類似度wが大きい方から抽出する過去実績データ(X、y)の個数をNcとし、条件的類似度wが大きい方からNc個目の条件的類似度の値をωとすると、Ωは、{j|w≧ω}である(Ω={j|w≧ω})。
Figure 0005816148
Here, Ω c is a set of past performance data (X, y) in which the conditional similarity w is within the upper fixed amount, and past performance data (X, y) extracted from the one having the higher conditional similarity w ) Is Nc, and the value of the Nc-th conditional similarity from the larger conditional similarity w is ω, Ω c is {j | w j ≧ ω} (Ω c = { j | w j ≧ ω}).

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、前記条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)に対する日数的類似度wの平均値の関数を上位条件日数的信頼性指標RD1としてもよい。このような上位条件日数的信頼性指標RD1は、例えば、式16を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) can be used for Expression 12 (Expression 12-1 to Expression 12-3) with respect to the above Expression 11 and with respect to the above Expression 13-1. Due to the same situation as Expression 14 (Expression 14-1 to Expression 14-3), the average value of the day-to-day similarity w D with respect to the past performance data (X, y) in which the conditional similarity w is within the upper fixed amount May be used as the upper condition days reliability index R D1 . Such a high-order condition days reliability index R D1 is defined, for example, by expressing Expression 16 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、日数的信頼性指標算出部162(または条件的信頼性指標算出部161)は、前記日数的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)を抽出し、この抽出された過去実績データ(X、y)に対する条件的類似度wの平均値を信頼性指標R(上位日数条件的信頼性指標RC1)として算出する。上位一定量以内の日数的類似度wとは、例えば、上位から所定の個数までの日数的類似度w(例えば上位100個以内の日数的類似度w等)や上位から所定の割合までの前記日数的類似度w(例えば上位3割以内の日数的類似度w等)である。これは、この平均値が大きいということは、それだけ、予測対象データXに日数的に類似した過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的に類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような上位日数条件的信頼性指標RC1は、例えば、式17によって定義される。 Further, for example, the daily reliability index calculation unit 162 (or the conditional reliability index calculation unit 161) extracts the past performance data (X, y) in which the daily similarity w D is within the upper fixed amount, The average value of the conditional similarity w with respect to the extracted past performance data (X, y) is calculated as the reliability index R (upper day condition conditional reliability index RC1 ). The number of days Similarity w D within the upper fixed amount, for example, the number of days similarity degree from an upper to a predetermined number w D (e.g. days Similarity within 100 upper w D, etc.) and the proportion from the upper predetermined The above-mentioned day-to-day similarity w D (for example, the day-to-day similarity w D within the top 30%). This is the fact that a large average value, it only dates manner similar historical performance data (X, y) in the predicted target data X 0 in the, condition similar data to the prediction target data X 0 means that included many, because such a historical record data (X, y) is considered to be high reliability of the predicted value y 0 obtained based on. Such upper days conditional reliability index RC1 is defined by, for example, Expression 17.

Figure 0005816148
ここで、Ωは、日数的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)の集合であり、日数的類似度wが大きい方から抽出する過去実績データ(X、y)の個数をNとし、日数的類似度wが大きい方からN個目の条件的類似度の値をωとすると、Ωは、{j|wDj≧ω}である(Ω={j|wDj≧ω})。
Figure 0005816148
Here, Ω D is a set of past performance data that the number of days Similarity w D is equal to or less than the upper fixed amount (X, y), past performance data to be extracted from a larger number of days Similarity w D (X , the number of y), and N D, if the value of N D th conditional similarity and omega from the side days similarity w D is large, omega D is, | is {j w Dj ≧ ω} (Ω D = {j | w Dj ≧ ω}).

また例えば、日数的信頼性指標算出部162(または条件的信頼性指標算出部161)は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、前記日数的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)に対する条件的類似度wの平均値の関数を上位日数条件的信頼性指標RC1としてもよい。このような上位日数条件的信頼性指標RC1は、例えば、式17を式12や式14のように表すことによって定義される。 Further, for example, the daily reliability index calculation unit 162 (or the conditional reliability index calculation unit 161) performs the expression 12 (expression 12-1 to expression 12-3) with respect to the above expression 11 and the expression 13-1. The average value of the conditional similarity w with respect to past performance data (X, y) in which the daily similarity w D is within the upper fixed amount due to the same situation as Expression 14 (Expression 14-1 to Expression 14-3) May be used as the upper-day conditional reliability index RC1 . Such upper days conditional reliability index RC1 is defined, for example, by expressing Expression 17 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、前記条件的類似度wまたは前記条件的類似度wと日数的類似度wの積が所定の閾値以上となる過去実績データ(X、y)の個数を信頼性指標R(閾値以上信頼性指標R)として算出する。これは、この個数が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的に類似したデータまたは条件的にも日数的にも類似したデータが多いこと意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような閾値以上信頼性指標Rは、例えば、式18によって定義される。 Further, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) is configured such that the conditional similarity w or a product of the conditional similarity w and the day similarity w D is a predetermined threshold value. The number of past performance data (X, y) as described above is calculated as the reliability index R (reliability index R N above the threshold). This is the fact that this number is large, it just past actual data (X, y) in the similar data is on conditions similar data or conditional on days specifically to prediction target data X 0 This is because the reliability of the predicted value y 0 obtained based on such past performance data (X, y) is considered high. Such threshold above the reliability index R N is, for example, is defined by equation 18.

Figure 0005816148
ここで、Mは、過去実績データ(X、y)の総数である。
Figure 0005816148
Here, M is the total number of past performance data (X, y).

また例えば、条件的信頼性指標算出部161(または日数的信頼性指標算出部162)は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、前記条件的類似度wまたは前記条件的類似度wと日数的類似度wの積が所定の閾値以上となる過去実績データ(X、y)の個数の関数を閾値以上信頼性指標Rとしてもよい。このような閾値以上信頼性指標R(RNa〜RNc)は、例えば、式19−1〜式19−3によって定義される。 In addition, for example, the conditional reliability index calculation unit 161 (or the daily reliability index calculation unit 162) can be used for Expression 12 (Expression 12-1 to Expression 12-3) with respect to the above Expression 11 and with respect to the above Expression 13-1. Past results in which the conditional similarity w or the product of the conditional similarity w and the day-to-day similarity w D is equal to or greater than a predetermined threshold due to the same situation as that of Expression 14 (Expression 14-1 to Expression 14-3) data (X, y) may be a reliability index R N threshold or a function of the number of. Such a reliability index R N (R Na to R Nc ) above the threshold is defined by, for example, Expression 19-1 to Expression 19-3.

Figure 0005816148
ここで、cは、正の実数の調整パラメータであり、cは、実数(負の値でもよい)の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, c 1 is a positive real number adjustment parameter, and c 2 is a real number (which may be a negative value) adjustment parameter.

そして、出力値予測装置Sは、演算制御部1によって、処理S15でばらつき算出部15によって算出された予測値yのばらつき、および、処理S16で信頼性指標算出部16によって算出された複数の信頼性指標Rを提示部3に提示し(S17)、処理が終了される。ここで、図7(B)または図7(C)を見ると分かるように、予測値yのばらつきには、予測値yも含まれ、提示部3には、予測値yも提示されている。なお、演算制御部1は、予測値yのばらつきを上記のように表示するだけでなく、予測値yのばらつきの中における所定の予測値y、例えば、確率密度分布P(y)の最も大きい予測値yの値も提示部3に提示してもよい。 The output value prediction device S, the arithmetic control unit 1, the variation of the predicted value y 0 calculated by the variation calculation unit 15 in the processing S15, and a plurality of calculated by the reliability index calculating unit 16 in the processing S16 The reliability index R is presented to the presentation unit 3 (S17), and the process ends. Here, as seen in FIG. 7 (B) or FIG. 7 (C), the the variation of the predicted value y 0, the predicted value y 0 is also included in the presentation unit 3, also presented predicted value y 0 Has been. The arithmetic control unit 1 not only displays the variation of the predicted value y 0 as described above, but also a predetermined predicted value y 0 in the variation of the predicted value y 0 , for example, the probability density distribution P (y 0 the largest value of the predicted value y 0 in) may be presented to the presentation unit 3.

本実施形態では、このように第1実施形態の出力値予測装置Sが動作することによって、M個の過去実績データ(X、y)から算出されたM個の誤差パラメータα(j=1〜M)を用いることで、予測対象データXの予測値y0jがM通り算出され、そして、予測対象データXとの類似度wに従って予測値y0jに対する重み付き度数Fが算出される。さらに、重み付き度数Fから確率密度分布P(y)が算出される。このため、予測値yのばらつきにおける分布の態様にかかわらず、過去実績データ(X、y)と予測対象データXとの類似性が考慮された予測対象データXにおける予測値yのばらつきが高精度に求められる。したがって、出力値予測装置Sは、予測値yのばらつきを提示することができる。そして、予測値yのばらつきが提示部3に提示されるので、ユーザは、予測値yのばらつきを知ることができ、予測値yに基づいて操作や判断等を行う場合に予測値yのばらつきも考慮することが可能となる。 In the present embodiment, when the output value prediction apparatus S of the first embodiment operates as described above, M error parameters α j (j = 1) calculated from M past performance data (X, y). ~M) by using the predicted prediction value y 0j of the target data X 0 is calculated as M, and weighted frequency F w is calculated for the predicted value y 0j according similarity w j from the predicted target data X 0 Is done. Further, a probability density distribution P (y 0 ) is calculated from the weighted frequency F w . Therefore, regardless of the manner of distribution of the variations of the predicted value y 0, historical performance data (X, y) and the predicted value y 0 in the prediction target data X 0 of similarity is considered the predicted target data X 0 Variation is required with high accuracy. Accordingly, the output value prediction unit S can present variations of the predicted value y 0. Since the variation of the predicted value y 0 is presented to the presentation unit 3, the user is able to know the variation of the predicted value y 0, the predicted value when performing operations and judgments, etc. on the basis of the predicted value y 0 variation of y 0 also becomes possible to consider.

そして、以上、説明したように、第1実施形態における出力値予測装置Sでは、予測モデルに予測対象データXを用いることによって予測値yのばらつきが求められ、この予測値yのばらつきに対する複数の信頼性指標Rが求められ、そして、これら求められた予測値yのばらつきおよび複数の信頼性指標Rが提示される。このように本実施形態における出力値予測装置Sは、予測値yに対し、複数の観点から複数の信頼性指標Rを求め、この求めた複数の信頼性指標Rを提示することができる。このため、ユーザは、これら提示された複数の信頼性指標Rを参照することによって、この求められた予測値yのばらつきに対し、複数の観点から評価することができ、予測値yに基づく今後の行動の決定をこれら複数の観点から合理的に判断することが可能となる。 As described above, in the output value predicting apparatus S in the first embodiment, the variation of the predicted value y 0 is obtained by using the prediction target data X 0 for the prediction model, and the variation of the predicted value y 0 . a plurality of the reliability index R sought for, and variations and a plurality of reliability index R of the predicted value y 0 these calculated was is presented. The output value prediction apparatus S in this embodiment as the relative prediction value y 0, obtains a plurality of reliability index R from a plurality of viewpoints, it is possible to present a plurality of reliability index R which this calculated. For this reason, the user can evaluate the obtained variation of the predicted value y 0 from a plurality of viewpoints by referring to the plurality of reliability indexes R presented, and the predicted value y 0 It is possible to reasonably judge the determination of future actions based on these multiple viewpoints.

そして、第1実施形態の出力値予測装置Sでは、複数の信頼性指標Rとして、条件的信頼性指標Rおよび日数的信頼性指標Rを提示することができる。このため、ユーザは、条件的信頼性指標Rを参照することによって予測対象データXと過去実績データ(X、y)との条件的な類似性を判断することができ、予測値yのばらつきをこの観点から評価することができ、そして、日数的信頼性指標Rを参照することによって予測対象データXと過去実績データ(X、y)との日数的な類似性を判断することができ、予測値yのばらつきをこの観点から評価することができる。このようにユーザは、予測対象データXが過去によくあったケース(事例)であるか否かの点と、最近もよくあるケースであるか否かの点(以前は多かったが最近は少ないケースであるか否かの点)とを個別に(分離して)解釈することが可能である。このため、予測値yに基づく今後の行動の決定をこれら条件的な観点と日数的な観点とから合理的に判断することが可能となる。前記決定を例えば条件変化によるリスクや例えば日数的な経時変化によるリスクを考慮した上で判断することが可能となる。 In the output value prediction apparatus S of the first embodiment, the conditional reliability index RC and the daily reliability index RD can be presented as the plurality of reliability indices R. Therefore, the user can determine the condition similarity between the prediction target data X 0 and historical performance data (X, y) by reference to conditional reliability index R C, the prediction value y 0 , And the number of days of similarity between the prediction target data X 0 and the past performance data (X, y) is determined by referring to the day reliability index R D. And the variation of the predicted value y 0 can be evaluated from this point of view. In this way the user, prediction and whether or not the point whether the target data X 0 is a well there was the case in the past (cases), recently also frequently asked whether or not the point is the case (previously recently were often is Can be interpreted individually (separately). Therefore, the determination of future actions based on the predicted value y 0 can be rationally determined from these conditions perspective and days standpoint. The determination can be made in consideration of, for example, a risk due to a change in conditions or a risk due to, for example, changes over time in days.

ここで、本実施形態では、条件的信頼性指標Rとしては、上述の式11または式12の条件的信頼性指標R、上述の式15等の条件的日数的信頼性指標RCDおよび上述の式18または式19の閾値以上信頼性指標Rが挙げられる。また、日数的信頼性指標Rとしては、上述の式13または式14の日数的信頼性指標R、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1、および、上述の式17等の上位日数条件的信頼性指標RC1が挙げられる。特に、前記条件的信頼性指標Rおよび条件的日数的信頼性指標RCDを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と日数的な観点とから合理的に判断することができる。あるいは、前記閾値以上信頼性指標Rおよび条件的日数的信頼性指標RCDを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と日数的な観点とから合理的に判断することができる。これは、前記条件的信頼性指標Rや前記閾値以上信頼性指標Rの値が大きい場合に、条件的日数的信頼性指標RCDが小さい場合には、予測対象データXと日数的に類似した条件が最近は少ないことを意味するからである。 In the present embodiment, the conditionally reliability index R C, conditionally reliability index R C of formula 11 or formula 12 described above, conditional days reliability indicator, such as Equation 15 described above R CD and threshold above reliability index R N of the formula 18 or formula 19 above can be cited. As the number of days reliability index R D, days reliability index R D of formula 13 or formula 14 described above, the upper conditions such as Equation 16 described above days reliability index R D1, and the above equation 17 The upper days conditional reliability index RC1 . In particular, the only presents the conditional reliability index R C and conditionally days reliability index R CD to the presentation unit 3, conditional standpoint and number of days specifically the determination of future actions based on the predicted value y 0 It can be reasonably judged from the viewpoint. Alternatively, the only higher than the threshold confidence index R N and conditionally days reliability index R CD presents the presentation unit 3, conditional standpoint and number of days specifically the determination of future actions based on the predicted value y 0 It can be reasonably judged from the viewpoint. This is because when the value of the conditional confidence index R C and the threshold value or higher confidence index R N is large, if the conditional days reliability index R CD is small, the number of days specifically the prediction target data X 0 This means that there are few conditions similar to

なお、上述の第1実施形態では、誤差パラメータαを求めてから予測値yを求めたが、似たような条件であれば、すなわち、データ項目が似ていれば、似たような出力yが得られるという経験則が成り立つ場合には、予測対象データXの予測値yを次の式20による重み付き平均によって求めてもよい。 In the first embodiment described above, to determine the predicted value y 0 from seeking error parameter alpha, if similar conditions, i.e., if the data item is similar, similar such output If the rule of thumb that y is obtained holds, the predicted value y 0 of the prediction target data X 0 may be obtained by a weighted average according to the following equation 20.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また、上記式20のように予測対象データXの予測値yを1点で予測するのではなく、分布(確率密度分布)として予測する場合には、上述の式3に代え、次の式21を用い、上述した以降の演算工程を実行し、y0jの重み付きの度数分布を求めることによって、分布(確率密度分布)を求めてもよい。 In addition, when the predicted value y 0 of the prediction target data X 0 is not predicted at one point as in the above formula 20, but is predicted as a distribution (probability density distribution), the following formula 3 is used instead of the above formula 3. The distribution (probability density distribution) may be obtained by executing the above-described calculation steps described above using Equation 21 and obtaining a weighted frequency distribution of y0j .

Figure 0005816148
Figure 0005816148

次に、別の実施形態について説明する。   Next, another embodiment will be described.

(第2実施形態)
本実施形態の出力値予測装置Sは、種々の場合に適用可能であり、例えば、次の場合にも適用することができる。すなわち、例えば、鉄鋼製品の製造や化学製品の製造のように、比較的大規模な製造プラントで様々な製造プロセスを経て製造される製品では、例えば投入量、操作入力量および時間経過等に応じて、各製造プロセスにおける出力値や製品に直結する最終プロセスの出力値が刻々と変化することが多い。例えば、鉄鋼製品の製造プロセスにおいて、トピードカー内の溶銑温度と経過時間との関係、取鍋内の溶鋼温度と経過時間との関係、転炉吹錬における溶鋼中炭素濃度と吹込酸素積算値との関係、および、転炉吹錬における溶鋼温度と吹込酸素積算値との関係等が挙げられる。
(Second Embodiment)
The output value prediction apparatus S of the present embodiment can be applied to various cases, and can be applied to the following cases, for example. That is, for example, in the case of products manufactured through various manufacturing processes in a relatively large-scale manufacturing plant, such as manufacturing of steel products and chemical products, depending on, for example, input amount, operation input amount, and time passage In many cases, the output value in each manufacturing process or the output value of the final process directly connected to the product changes every moment. For example, in the manufacturing process of steel products, the relationship between the hot metal temperature in the topped car and the elapsed time, the relationship between the molten steel temperature in the ladle and the elapsed time, and the carbon concentration in the molten steel and the integrated oxygen injection value in the converter blowing. The relationship and the relationship between the molten steel temperature and the blown oxygen integrated value in converter blowing are mentioned.

図9は、物体の温度降下量と経過時間との関係を示す図である。大気中に放置された物体の温度降下量(初期温度からの偏差)yと経過時間(温度を測定した時間)tとの関係を各過去実績データについて○でプロットした場合に、図9に示す結果であったと仮定する。ここで、所定の時刻tにおける温度降下量y(t)を予測する際に、時刻t付近の過去実績データ(X、y)を用いることによって確率密度分布を求める場合には、次の問題が生じ得る。すなわち、第1に、過去実績データ(X、y)が少ない(あるいは存在しない)時間領域では、活用可能なデータが非常に少なく、活用されるデータが過去実績データ(X、y)の一部でしかない。このため、予測対象データの温度降下量y(t)の分布を高精度に予測することが困難である。そして、第2に、予測対象データと類似度の大きい過去実績データ(X、y)が前記所定の時刻t付近にあるとは限らず、時刻tから離れた処に予測対象データXと類似度の大きい過去実績データ(X、y)があった場合に、その過去実績データ(X、y)が活用されない。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the temperature drop amount of the object and the elapsed time. FIG. 9 shows the relationship between the temperature drop amount (deviation from the initial temperature) y of the object left in the atmosphere and the elapsed time (temperature measurement time) t plotted with ○ for each past performance data. Assume that it was a result. Here, when predicting the temperature drop amount y (t 0 ) at a predetermined time t 0 , when the probability density distribution is obtained by using past performance data (X, y) near the time t 0 , Problems can arise. That is, first, in the time domain where the past performance data (X, y) is small (or does not exist), there is very little data that can be used, and the data used is a part of the past performance data (X, y). Only it is. For this reason, it is difficult to predict the distribution of the temperature drop amount y (t 0 ) of the prediction target data with high accuracy. Then, the second, larger historical performance data (X, y) of the similarity between the predicted target data is not necessarily to be near the predetermined time t 0, prediction processing away from the time t 0 target data X 0 If there is past performance data (X, y) having a large similarity, the past performance data (X, y) is not utilized.

そこで、このような問題に対し、図9に細破線によって過去実績データ(X、y)の一部について示すように、各過去実績データ(X、y)における温度降下量yの経過温度tとの関係を表す予測モデルを構築し、各過去実績データ(X、y)を所定の時刻tに投影することによって(すなわち、構築した予測モデル;y(t)=f(Z、Θ、α、t)の時刻tにおける温度降下量y(t)を求めることによって)、所定の時刻tから離れた過去実績データ(X、y)も予測値y(t)における確率密度分布の推定に活用することができ、予測対象データの予測値y(t)のばらつきをより高精度に求めることが可能となる。すなわち、このケースに第1実施形態の出力値予測装置Sを用いることによって、予測対象データの予測値y(t)のばらつきをより高精度に求めることが可能となる。すなわち、第1実施形態の出力値予測装置Sでは、予測モデルは、過去実績データ(X、y)に基づいて求められる任意のモデルであったが、第1実施形態の出力値予測装置Saでは、予測モデルは、過去実績データ(X、y)に基づいて求められ、所定の基準時点からの経過時間を入力変数に含むモデルである。なお、図9には、予測モデル;y(t)=f(Z、Θ、α、t)が太破線によって示されている。 Therefore, for such a problem, as shown for a part of the past performance data (X, y) by a thin broken line in FIG. 9, the elapsed temperature t of the temperature drop amount y in each past performance data (X, y) and Is constructed, and each past performance data (X, y) is projected at a predetermined time t 0 (ie, the constructed prediction model; y j (t) = f (Z j , Θ) , alpha j, by obtaining the amount of temperature drop y (t 0) at time t 0 of t)), in the past record data away from a predetermined time t 0 (X, y) be the predicted value y (t 0) It can be utilized for estimation of probability density distribution, and it becomes possible to obtain the variation of the predicted value y (t 0 ) of the prediction target data with higher accuracy. That is, by using the output value prediction apparatus S of the first embodiment in this case, it is possible to obtain the variation in the predicted value y (t 0 ) of the prediction target data with higher accuracy. That is, in the output value prediction device S of the first embodiment, the prediction model is an arbitrary model obtained based on the past performance data (X, y), but in the output value prediction device Sa of the first embodiment. The prediction model is a model that is obtained based on past performance data (X, y) and includes an elapsed time from a predetermined reference time as an input variable. In FIG. 9, the prediction model; y j (t) = f (Z j , Θ, α j , t) is indicated by a thick broken line.

ここで、予測値yを予測する場合に、例えば物理法則や経験則等によって、この予測値yへ与える影響の仕方(入力の変化に対する出力の変化の仕方、入力に対する出力の傾向)が分かっている要因zと、この予測値yへ与える影響の仕方が分かっていない要因zとが存在すると考えられるが、第1実施形態における誤差パラメータは、予測値yへ与える影響の仕方が分かっている要因Zの一部を含む要因Zに起因するものとして扱われている。このため、第1実施形態では、予測値yに用いる過去実績データXに出力yの傾向が異なる過去実績データXが含まれていたとしても排除することがでず、好ましくないこの過去実績データXも含めてばらつきを求めることになる。そこで、第2実施形態の出力予測装置Saでは、注目すべきは、前記第1モデルfが、予め既知の所定の関係を用いて導かれる出力変数yと入力変数Zとの第1関係であり、入力変数Zの入力値zは、予測値yに影響を与える要因zから予測値yへ与える影響の仕方が分かっている要因zを抽出し、この抽出した要因zを第1モデルfに与えることによって得られる値が、誤差パラメータαの基準であることである。前記予め既知の所定の関係は、例えば、予め既知の物理法則、予め既知の経験則、予め統計的に求められた関係および実験データを説明するための予め求められた実験式等のうちの少なくとも1つを挙げることができる。予め既知とは、予測値yを求める演算処理中に求められてもよく、要は、当該所定の関係を使用する前に求められていればよい。このように構成することによって、誤差パラメータαは、予め設定された所定の基準(基準点または基準線)からの差となり、前記所定の基準は、予測値yに影響を与える要因zから抽出された所定の予測可能な要因zから生成され、より高精度に求められる。 Here, when predicting the predicted value y 0 , for example, a physical law, an empirical rule, or the like has an influence on the predicted value y 0 (how the output changes with respect to an input change, the output tendency with respect to the input). Although it is considered that there is a known factor z and a factor z whose influence on the predicted value y 0 is unknown, the error parameter in the first embodiment has a way of affecting the predicted value y 0 . It is treated as being caused by the factor Z including a part of the known factor Z. Therefore, in the first embodiment, not out the tendency of the output y in the past record data X to be used for the predicted value y 0 are also excluded as contained different historical performance data X, unfavorable this historical performance data Variations including X are obtained. Therefore, in the output prediction device Sa of the second embodiment, it should be noted that the first model f is the first relationship between the output variable y and the input variable Z, which is derived using a predetermined predetermined relationship in advance. , the input value z of the input variables Z, the prediction value y 0 influence extracting factors z with known how influence from factor z to the prediction value y 0 which gives a, the extracted factors z first model f The value obtained by giving to is a criterion for the error parameter α. The previously known predetermined relationship is, for example, at least one of a previously known physical law, a previously known empirical rule, a previously statistically determined relationship, a previously obtained empirical formula for explaining experimental data, and the like. One can be mentioned. “Known in advance” may be obtained during the calculation process for obtaining the predicted value y 0 , and in short, it may be obtained before using the predetermined relationship. With this configuration, the error parameter α becomes a difference from a predetermined reference (a reference point or a reference line) set in advance, and the predetermined reference is extracted from a factor z that affects the predicted value y 0. Is generated from the predetermined predictable factor z and is obtained with higher accuracy.

以下、第2実施形態について、より具体的に説明するが、本実施形態の出力値予測装置Saは、さらに、上述した、大気中に放置された物体の温度降下量yと経過時間tとの関係について適用された場合について説明する。   Hereinafter, the second embodiment will be described in more detail. The output value prediction apparatus Sa of the present embodiment further includes the above-described temperature drop amount y and elapsed time t of an object left in the atmosphere. A case where the relationship is applied will be described.

本実施形態における出力値予測装置Saは、前記基本態様の出力値予測装置Sにおいて、パラメータを算出するパラメータ算出処理(S13)、予測値yを算出する予測値算出処理(S14)および複数の信頼性指標Rの算出処理(S16)が以下のように処理を実行する点を除き、上述の第1実施形態における出力値予測装置Sと同様であるので、主に、この異なる点についてより詳細に説明する。 Output value prediction apparatus Sa of the present embodiment, the output value prediction apparatus S of the basic embodiment, the parameter calculation process (S13) for calculating a parameter, prediction value calculation processing for calculating the predicted value y 0 (S14) and a plurality of Since the calculation process (S16) of the reliability index R is the same as that of the output value prediction apparatus S in the first embodiment described above except that the process is executed as follows, mainly the different points are described in more detail. Explained.

本実施形態では、信頼性指標算出部16は、第1実施形態で説明した条件的信頼性指標R、第1実施形態で説明した日数的信頼性指標R、および、予測時刻的信頼性指標Rのうちの少なくとも2つが算出され、これら算出された少なくとも2つの信頼性指標Rが提示部3に提示される。このため、演算制御部1の信頼性指標算出部16は、条件的信頼性指標算出部161および日数的信頼性指標算出部162に加えて、さらに、図1に破線で示すように、複数の信頼性指標Rの1つとして、所定の予測時刻的類似度に基づいて予測時刻的信頼性指標Rを算出する予測時刻的信頼性指標算出部163を備えている。前記所定の予測時刻的類似度は、予測値算出部14で生成された第2モデル(予測モデル)を求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得時刻と前記所与のデータ(予測対象データX)におけるにおける予測時刻との類似性の度合いを示す指標であり、例えば、例えば、予測値算出部14で生成された第2モデル(予測モデル)を求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得時刻と前記所与のデータ(予測対象データX)における予測時刻との類似度である。 In the present embodiment, the reliability index calculation unit 16 includes the conditional reliability index R C described in the first embodiment, the daily reliability index R D described in the first embodiment, and the predicted time reliability. At least two of the indices RT are calculated, and the calculated at least two reliability indices R are presented to the presentation unit 3. For this reason, in addition to the conditional reliability index calculation unit 161 and the daily reliability index calculation unit 162, the reliability index calculation unit 16 of the arithmetic control unit 1 further includes a plurality of reliability indexes as shown by a broken line in FIG. As one reliability index R, a predicted time reliability index calculation unit 163 that calculates a predicted time reliability index RT based on a predetermined predicted time similarity is provided. The predetermined prediction time similarity is obtained by obtaining the past time data used when obtaining the second model (prediction model) generated by the prediction value calculation unit 14 and the given data (prediction target). Data X 0 ) is an index indicating the degree of similarity to the predicted time, for example, past performance data used when obtaining the second model (prediction model) generated by the predicted value calculation unit 14, for example Is the degree of similarity between the acquisition time at which the data is acquired and the prediction time in the given data (prediction target data X 0 ).

図10は、第2実施形態における予測時刻の誤差パラメータの算出方法を説明するための図である。図10(A)は、過去実績データの基準線での誤差パラメータα(t)を示し、図10(B)は、予測対象データの基準線での誤差パラメータα(t)を示す。図11は、第2実施形態の出力値予測装置における実測データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。図12は、第2実施形態の出力値予測装置における中間データ記憶部に記憶されるデータを示す図である。図13は、第2実施形態の出力値予測装置における予測値のばらつきの算出手順を説明するための図である。図13(A)は、所定の時刻tにおける予測値y(t)を示し、図13(B)は、類似度wと出力の予測値y(t)との関係を示し、その横軸は、類似度wであり、その縦軸は、予測値y(t)である。 FIG. 10 is a diagram for explaining a method for calculating an error parameter of a predicted time in the second embodiment. FIG. 10A shows an error parameter α j (t j ) at a reference line of past performance data, and FIG. 10B shows an error parameter α (t 0 ) at a reference line of prediction target data. . FIG. 11 is a diagram illustrating data stored in an actual measurement data storage unit in the output value prediction apparatus of the second embodiment. FIG. 12 is a diagram illustrating data stored in the intermediate data storage unit in the output value prediction apparatus of the second embodiment. FIG. 13 is a diagram for explaining a calculation procedure of predicted value variation in the output value predicting apparatus according to the second embodiment. FIG. 13A shows the predicted value y (t 0 ) at a predetermined time t 0 , and FIG. 13B shows the relationship between the similarity w and the output predicted value y (t 0 ). The horizontal axis is the similarity w, and the vertical axis is the predicted value y (t 0 ).

第2実施形態の出力値予測装置Saでは、記憶部4の実測データ記憶部41には、前記第1実施形態と同様に、表形式(テーブル形式)で過去実績データXおよび予測対象データXが予め記憶されている。そして、第2実施形態では、過去実績データXおよび予測対象データXは、温度降下量y、当該温度降下量yを測定した実測時刻t、および、温度降下量yに関与する要因データxを備えて構成される。温度降下量yは、前記所定の出力yに対応し、実測時刻tは、前記所定の出力yに関与する要因Xにおける要素(要因要素)xの1つと見ることができる。すなわち、前記所定の出力yに関与する要因Xには、少なくとも時間tを要素として含んでいる。実測時刻tの原点は、温度降下量y=0の時刻、すなわち、物体の初期温度の時刻(物体の温度の測定を開始した時刻)である。 In the output value prediction apparatus Sa of the second embodiment, the actual data storage unit 41 of the storage unit 4 stores the past performance data X and the prediction target data X 0 in a table format (table format), as in the first embodiment. Is stored in advance. In the second embodiment, the past performance data X and the prediction target data X 0 include the temperature drop amount y, the actual measurement time t when the temperature drop amount y is measured, and the factor data x related to the temperature drop amount y. It is prepared for. The temperature drop amount y corresponds to the predetermined output y, and the actual measurement time t can be regarded as one of the elements (factor elements) x in the factor X related to the predetermined output y. That is, the factor X related to the predetermined output y includes at least the time t as an element. The origin of the actual measurement time t is the time when the temperature drop amount y = 0, that is, the time of the initial temperature of the object (the time when the measurement of the temperature of the object is started).

そして、過去実績データ((X、t)、y)に基づいて予測対象データ(X、t)から出力値(予測値)yの予測が開始されると、処理S11では、第1実施形態と同様に、距離算出部11は、本実施形態では、第1ないし第Nデータ項目空間において、過去実績データ(X、t)と予測対象データ(X、t)との間の距離dを算出し、この算出した距離dを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 The historical performance data ((X, t), y) the predicted target data (X 0, t 0) the output value from the (predicted value) prediction of y 0 is started on the basis of, in the processing S11, first Similar to the embodiment, in the present embodiment, the distance calculation unit 11 between the past performance data (X, t) and the prediction target data (X 0 , t 0 ) in the first to Nth data item spaces. The distance d j is calculated, and the calculated distance d j is stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

次に、処理S12では、前記基本態様と同様に、類似度算出部12は、予測対象データ(X、t)と過去実績データ(X、t)との間における類似度wを、第1ないし第M過去実績データ(X、t)のそれぞれについて算出し、この算出した各類似度wを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 Next, in the process S12, as in the basic mode, the similarity calculation unit 12 calculates the similarity w j between the prediction target data (X 0 , t 0 ) and the past performance data (X, t), Calculation is performed for each of the first to M-th past performance data (X, t), and the calculated similarity w j is stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

次に、処理S13では、本実施形態では、第1実施形態の式3に代えて、式22−1を用いることによって、パラメータ算出部13は、基準からの誤差を表す誤差パラメータαを、第1ないし第M過去実績データ((X、t)、y)のそれぞれについて、算出し、この算出した各誤差パラメータαを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。なお、式22−1は、式21−2であってもよい。 Next, in the process S13, in this embodiment, the parameter calculator 13 uses the equation 22-1 instead of the equation 3 in the first embodiment, so that the parameter calculation unit 13 sets the error parameter α j representing the error from the reference. Each of the first to M-th past performance data ((X, t), y) is calculated, and the calculated error parameters α j are stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4. Note that Formula 22-1 may be Formula 21-2.

Figure 0005816148
ここで、y(t)は、実測時刻tによける温度降下量であり、ZおよびΘは、前記基本態様の式3と同様である。
Figure 0005816148
Here, y j (t) is the amount of temperature drop at the actual measurement time t, and Z and Θ are the same as in Equation 3 of the basic mode.

本実施形態では、関数fが、所定の基準(基準値)を算出するための関数であって、誤差パラメータα(t)が、この関数fによって与えられる(算出される)所定の基準(基準点または基準線)からの差である。そして、この関数fは、この予測値y(t)へ与える影響の仕方(入力の変化に対する出力の変化の仕方、入力に対する出力の傾向)が分かっている要因zを入力変数Zとして備えており、例えば物理法則や経験則あるいは統計的な手法等によって与えられる。この関数fによって与えられる前記所定の基準値は、例えば、平均値、中央値、上限値および下限値等である。また、誤差パラメータα(t)は、この予測値y(t)へ与える影響の仕方が分かっていない要因に起因するものと扱われる。なお、予測値yに影響を与える要因zから所定の予測可能な要因zを抽出した残余の要因は、この予測値y(t)へ与える影響の仕方が分かっていない要因のみであることが好ましいが、設計者が要因zが予測可能である要因か否かを判別することができないために、予測可能な要因zが含まれていてもよい。すなわち、予測値y(t)に関わる数値化可能な要因は、例えば物理法則や経験則あるいは統計的な手法等によって出力(予測値y(t))へ与える影響の仕方が例えば主観的に分かっている第1要因と残余の第2要因とに分離され、第1要因にかかる予測値y(t)へ与える影響を前記基準として前記物理法則や経験則あるいは統計的な手法等を用いることで比較的精度よく算出するとともに、予測値y(t)のばらつきを前記基準からのばらつきとして捉え、より高精度に予測値y(t)のばらつきを算出しようとするものである。言い換えれば、誤差パラメータα(t)は、第1要因にかかるモデルにおけるモデル化に考慮されなかった第2要因に起因するパラメータである。 In the present embodiment, the function f is a function for calculating a predetermined reference (reference value), and the error parameter α j (t) is given (calculated) by the function f. The difference from the reference point or reference line). The function f includes, as an input variable Z, a factor z that knows how to affect the predicted value y (t 0 ) (how the output changes relative to the input change, and how the output tends to change). For example, it is given by a physical law, an empirical rule or a statistical technique. The predetermined reference value given by the function f is, for example, an average value, a median value, an upper limit value, a lower limit value, or the like. Further, the error parameter α j (t) is treated as a result of a factor whose influence on the predicted value y (t 0 ) is unknown. Note that the remaining factor obtained by extracting the predetermined predictable factor z from the factor z that affects the predicted value y 0 is only the factor whose influence on the predicted value y (t 0 ) is unknown. However, since the designer cannot determine whether or not the factor z is a predictable factor, the predictable factor z may be included. That is, quantifiable factors relating to the predicted value y (t 0), for example physical laws and heuristics or statistical output by a method such as (predicted value y (t 0)) manner, for example, subjective effects given to The above-mentioned physical laws, empirical rules, statistical methods, etc. are divided into the first factor and the remaining second factor that are known in the above, and the influence of the first factor on the predicted value y (t 0 ) is used as the reference. By using this, it is possible to calculate the accuracy of the prediction value y (t 0 ) with higher accuracy, and to capture the variation in the predicted value y (t 0 ) as the variation from the reference, thereby calculating the variation in the predicted value y (t 0 ) with higher accuracy. . In other words, the error parameter α j (t) is a parameter caused by the second factor that is not considered in the modeling in the model relating to the first factor.

そして、関数fのΘは、第1実施形態で説明したように求めることができる既知のモデルパラメータであり、各過去実績データ((X、t)、y)からy(t)、Zおよびtも既知であるから、この処理S13において、誤差パラメータα(t)が求められる。より具体的には、式22−1の場合では、図10(A)に示すように、第j番目の過去実績データ((Z、t)、y(t))(点B)と、基準線j;f(Z、Θ、t)上の時刻tにおける基準値(点A)との差として、式23で表されるように、誤差パラメータα(t)が求められる。 Θ of the function f is a known model parameter that can be obtained as described in the first embodiment. Each past performance data ((X, t), y) to y j (t j ), Z Since j and t j are also known, an error parameter α j (t) is obtained in this process S13. More specifically, in the case of Expression 22-1, as shown in FIG. 10A, the j-th past performance data ((Z j , t j ), y j (t j )) (point B j ) and the difference between the reference value (point A j ) at time t j on the reference line j; f (Z j , Θ, t), as represented by Equation 23, the error parameter α j (t ) Is required.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

なお、上述した本実施形態と第1実施形態との相違から分かるように、式22−1や式22−2は、関数fと誤差パラメータα(t)とを合わせて改めて1つの関数f’と見なすことによって、y(t)=f’(Z、Θ、α、t)となって第1実施形態の式3に対応する式となる。 As can be seen from the difference between the present embodiment and the first embodiment described above, the expressions 22-1 and 22-2 are combined with the function f and the error parameter α j (t) to regenerate one function f. By considering as “y”, y j (t) = f ′ (Z j , Θ, α j , t), which is an expression corresponding to Expression 3 of the first embodiment.

このような各処理S11〜S13によって算出された重み付きユークリッド距離d、類似度wおよび誤差パラメータαは、例えば、図11に示すように表形式(テーブル形式)によって中間データ記憶部42に記憶される。この図11に示す中間データテーブル52Aは、第1実施形態における図5に示す中間データテーブル52に相当し、この図5に示す中間データテーブル52と同様に、出力フィールド521、類似度計算用データフィールド522、出力予測用データフィールド523、重み付き距離フィールド524、類似度フィールド525および誤差パラメータフィールド526の各フィールドを備え、さらに、当該誤差パラメータα(t)の基準となる、関数fによって与えられる基準線;f(Z、Θ、t)を登録する基準線フィールド527、および、当該過去実績データ((X、t)、y)の時刻(実測時刻)tを登録する時間フィールド528を備えて構成され、過去実績データ((X、t)、y)ごとにレコードを備え、さらに、予測対象データXのレコードを備えている。 The weighted Euclidean distance d j , the similarity w j and the error parameter α j calculated by each of the processes S11 to S13 are, for example, shown in FIG. Is remembered. The intermediate data table 52A shown in FIG. 11 corresponds to the intermediate data table 52 shown in FIG. 5 in the first embodiment, and the output field 521 and the similarity calculation data are similar to the intermediate data table 52 shown in FIG. A field 522, an output prediction data field 523, a weighted distance field 524, a similarity field 525, and an error parameter field 526, which are given by a function f serving as a reference for the error parameter α j (t). A reference line field 527 for registering f (Z j , Θ, t), and a time field 528 for registering the time (actual measurement time) t of the past performance data ((X, t), y). With a record for each past performance data ((X, t), y). It has a record of the target data X 0.

次に、処理S14では、予測時刻tを用い、他は、第1実施形態と同様に処理することによって、予測値算出部14は、前記処理S13で求めた予測モデルを用いて、予測対象データ(X、t)における予測時刻tおよび第1ないし第Lデータ項目の各データ値z01〜z0Lに基づいて予測値y(t)を、前記処理S13で求めた各誤差パラメータα(t)のそれぞれについて算出し、この算出した各予測値y01(t)〜y0M(t)をその類似度w〜wと対応付けて記憶部4の予測値記憶部43に記憶する。 Next, the process S14, using the prediction time t 0, the other is by treating in the same manner as the first embodiment, the prediction value calculating unit 14 uses the prediction model which has been determined by the processing S13, the prediction target Each predicted value y 0 (t 0 ) determined in the above-described step S13 based on the predicted time t 0 in the data (X 0 , t 0 ) and the data values z 01 to z 0L of the first to Lth data items calculated for each of the error parameters α j (t), the predicted value y 01 (t 0) which is the calculated ~y 0M (t 0) the similarity w 1 to w M and association with the prediction of the storage unit 4 Store in the value storage unit 43.

ここで、注目すべきは、本実施形態では、過去実績データ((X、t)、y)における入力変数Xに対応する入力値xを第1モデルfに与えられることによって得られる値と入力変数Xの入力値xに対応する出力変数の出力値yとの差を、過去実績データ((X、t)、y)を得た時刻tにおける誤差パラメータα(α(t))として求め、この求めた差α(t)を予め与えられた所定の変換関係で予測対象データ(x、y)を予測したい予測時刻tの値(α(t)に変換することによって誤差パラメータαとすることである。すなわち、図10(A)に示すように、前記処理S13で求めた実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)(;線分A)に基づいて、予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)(;線分C)が求められ、図10(B)に示すように、この予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)(;線分C=線分E)が各予測値y01(t)〜y0M(t)の算出に用いられる。したがって、各予測値y0j(t)は、式25−1のように表される。なお、基準値からの差を加法的に表現する式22−1ではなく、基準からの差を乗法的に表現する式22−2が用いられる場合には、式25−1の代わりに式25−2となる。 Here, it should be noted that in this embodiment, a value and an input obtained by giving the first model f an input value x corresponding to the input variable X in the past performance data ((X, t), y). The difference between the output value y of the output variable corresponding to the input value x of the variable X is used as the error parameter α (α j (t j )) at time t when the past performance data ((X, t), y) is obtained. The obtained difference α j (t j ) is converted into the value (α j (t 0 ) of the prediction time t 0 for which the prediction target data (x 0 , y 0 ) is to be predicted using a predetermined conversion relationship. 10A, that is, as shown in FIG. 10A, the error parameter α j (t j ) (; line segment A j B at the actual measurement time t j obtained in the process S13. based on the j), error path in the prediction time t 0 Meter α j (t 0) (; line C j D j) is obtained, as shown in FIG. 10 (B), error parameters α j (t 0) at the predicted time t 0 (; segment C j D j = line E j F j) is used for the calculation of the predicted value y 01 (t 0) ~y 0M (t 0). Therefore, the predicted value y 0j (t 0) of the formula 25-1 In addition, when Expression 22-2 that expresses the difference from the reference in an additive manner is used instead of Expression 22-1 that expresses the difference from the reference value additively, Expression 25-2 is used. Instead of -1, Equation 25-2 is obtained.

この実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)に基づく予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)の演算は、前記基準の演算に用いた関数式fやそのプログラム、あるいは、定性的な知見や簡易モデル等の予め与えられた所定の変換関係が使用される。例えば、式24−1や式24−2等を使用することができる。 The calculation of the error parameter α j (t 0 ) at the predicted time t 0 based on the error parameter α j (t j ) at the actual measurement time t j is the function formula f used for the calculation of the reference, its program, or qualitative Predetermined predetermined conversion relationships such as general knowledge and simple models are used. For example, Formula 24-1 and Formula 24-2 can be used.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

Figure 0005816148
Figure 0005816148

ここで、式24−1は、誤差パラメータα(t)が時間に依存することなく一定であり、前記処理S13で求めた実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)が全時刻tにおける誤差パラメータα(t)であることを示している。また、式24−2は、誤差パラメータα(t)が関数fの出力値と比例関係にあることを示している。 Here, in Expression 24-1, the error parameter α j (t) is constant without depending on time, and the error parameter α j (t j ) at the actual measurement time t j obtained in the processing S13 is the total time t. The error parameter α j (t) in FIG. Expression 24-2 shows that the error parameter α j (t) is proportional to the output value of the function f.

また、式25−1は、各過去実績データ((X、t)、y)における基準線からの差(ばらつき)が予測時刻tに写像され、これが予測時刻tにおける基準線からの差に写像されていることを表している。すなわち、図10(A)に示すように、過去実績データデータ((X、t)、y)における基準線j;f(Z、Θ、t)において、実測時刻tにおける線分Aが予測時刻tへ線分Cとして写像され、過去実績データ((X、t)、y)における基準線についてのこの線分Cが、図10(B)に示すように、予測データ(X、t)における基準線についての線分Eとして写像される。 Further, in Expression 25-1, the difference (variation) from the reference line in each past performance data ((X, t), y) is mapped at the prediction time t 0 , and this is the difference from the reference line at the prediction time t 0 . It shows that it is mapped to. That is, as shown in FIG. 10A, the line segment A j at the actual measurement time t j in the reference line j; f (Z j , Θ, t) in the past performance data data ((X, t), y). B j is mapped to the predicted time t 0 as a line segment C j D j , and this line segment C j D j for the reference line in the past performance data ((X, t), y) is shown in FIG. As shown, it is mapped as a line segment E j F j for the reference line in the prediction data (X 0 , t 0 ).

なお、図10には、実測時刻tの場合も示されており、実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)(;線分A)に基づいて求められた予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)(;線分C)が図示され、また、この誤差パラメータα(t)(;線分C=線分E)が予測時刻tにおける基準値からの誤差パラメータαとされている様子も図示されている。 Incidentally, in FIG. 10, if the measured time t i is also shown, the error parameters in the measured time t i α i (t i) (; segment A i B i) predicted time obtained based on the t 0 in the error parameter α j (t 0) (; line C j D j) is shown, also, the error parameter α j (t 0) (; line C i D i = the line segment E i F i) The state in which is an error parameter α from the reference value at the predicted time t 0 is also illustrated.

なお、処理S14においても、処理S13と同様に、式25−1または式25−2を表すテーブル、収束計算アルゴリズム、if−thenルール、ファジィ推論、ニューラルネットワークおよびJITモデル等を含む演算プログラムが用いられてもよい。   In the processing S14, as in the processing S13, an arithmetic program including a table representing the expression 25-1 or 25-2, a convergence calculation algorithm, an if-then rule, a fuzzy inference, a neural network, a JIT model, and the like is used. May be.

このような処理S14によって算出された各予測値y01(t)〜y0M(t)は、例えば、図12に示すように表形式(テーブル形式)によって予測値記憶部43に記憶される。この図12に示す予測値データテーブル53Aは、第1実施形態における図6に示す予測値データテーブル53に相当し、この図6に示す予測値データテーブル53と同様に、予測値フィールド531、出力予測用データフィールド532、誤差パラメータフィールド533および類似度フィールド534の各フィールドを備えて構成され、誤差パラメータαごとにレコードを備えている。さらに、図12に示す予想値データテーブル53は、予測時刻t0を登録する予測時刻フィールド535を備えている。また、誤差パラメータフィールド533は、実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)を登録するサブフィールド5331と予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)を登録するサブフィールド5332と分かれている。 Such step S14 the predicted value y 01 calculated by (t 0) ~y 0M (t 0) , for example, stored in the prediction value storing unit 43 by the table format table format as shown in FIG. 12 The The predicted value data table 53A shown in FIG. 12 corresponds to the predicted value data table 53 shown in FIG. 6 in the first embodiment, and, similarly to the predicted value data table 53 shown in FIG. Each field includes a prediction data field 532, an error parameter field 533, and a similarity field 534, and a record is provided for each error parameter α j . Furthermore, the predicted value data table 53 shown in FIG. 12 includes a predicted time field 535 for registering the predicted time t0. The error parameter field 533 is divided into a subfield 5331 for registering an error parameter α (t j ) at an actual measurement time t j and a subfield 5332 for registering an error parameter α (t 0 ) at an estimated time t 0 .

次に、処理S15では、第1実施形態と同様に、ばらつき算出部15は、前記処理S14で求めた各予測値y01(t)〜y0M(t)を用いて、予測値y(t)のばらつきを算出し、この算出した予測値y(t)のばらつきを記憶部4のばらつき記憶部44に記憶する。より具体的には、ばらつき算出部15は、図13(B)に示すように、縦軸に予測値y(t)をとると共に横軸に類似度wをとって、まず、M個の各過去実績データ((X、t)、y)からそれぞれ算出されたM個の各誤差パラメータα(j=1〜M)にそれぞれ対応するM個の各予測値y0j(t)に対し、その類似度wを対応させる。次に、ばらつき算出部15は、図13(B)の縦軸y(t)の少なくとも各予測値y0j(t)を含む範囲を有限個の複数の区間(クラス、等級)に分割し、各区間に含まれる予測値y0j(t)の類似度wを全て足し合わせることによって重み付き度数Fを生成し、予測値y(t)のばらつきを表すヒストグラムを生成する。このヒストグラムが予測値y(t)のばらつきとされてもよいが、本実施形態では、さらに、ばらつき算出部15は、このヒストグラムの面積が1となるように正規化する。この正規化されたヒストグラムが予測対象データ(x、t)における予測値y(t)の確率密度分布(経験的な確率密度分布)とされ、予測値y(t)のばらつきとされる。あるいは、ばらつき算出部15は、さらに、面積を1に維持したままこのヒストグラムから上述と同様に前記曲線を求める。この曲線が予測対象データ(x、t)における予測値y(t)の確率密度分布とされ、予測値y(t)のばらつきとされる。 Next, the process S15, as in the first embodiment, the variation calculation unit 15 uses the respective predicted value y 01 obtained by the processing S14 (t 0) ~y 0M ( t 0), the predicted value y The variation of 0 (t 0 ) is calculated, and the calculated variation of the predicted value y 0 (t 0 ) is stored in the variation storage unit 44 of the storage unit 4. More specifically, as shown in FIG. 13 (B), the variation calculation unit 15 takes the predicted value y (t 0 ) on the vertical axis and the similarity w on the horizontal axis. M prediction values y 0j (t 0 ) respectively corresponding to M error parameters α j (j = 1 to M) calculated from each past performance data ((X, t), y). On the other hand, the similarity w j is made to correspond. Next, the variation calculation unit 15 divides a range including at least each predicted value y 0j (t 0 ) on the vertical axis y (t 0 ) in FIG. 13B into a finite number of sections (classes, grades). Then, the weighted frequency F w is generated by adding all the similarities w j of the predicted values y 0j (t 0 ) included in each section, and a histogram representing the variation of the predicted values y 0 (t 0 ) is generated. To do. The histogram may be a variation of the predicted value y 0 (t 0 ), but in the present embodiment, the variation calculation unit 15 further normalizes the area of the histogram to be 1. This normalized histogram is used as the probability density distribution (empirical probability density distribution) of the predicted value y 0 (t 0 ) in the prediction target data (x 0 , t 0 ), and the predicted value y 0 (t 0 ) It is regarded as variation. Or the variation calculation part 15 calculates | requires the said curve similarly to the above-mentioned from this histogram, further maintaining the area at 1. This curve is a probability density distribution of the predicted value y 0 (t 0 ) in the prediction target data (x 0 , t 0 ), and is a variation of the predicted value y 0 (t 0 ).

次に、処理S16では、第1実施形態と同様に、信頼性指標算出部16は、予測値yに対する信頼性指標Rを複数の観点から複数算出し、この算出した信頼性指標Rを記憶部4に記憶する。より具体的には、信頼性指標算出部16は、第1実施形態と同様に、条件的信頼性指標算出部161によって、上述の条件的信頼性指標R(関数を含む)、条件的日数的信頼性指標RCD(関数を含む)、上位条件日数的信頼性指標RD1(関数を含む)および閾値以上信頼性指標R(関数を含む)のうちの1または複数を算出し、そして、第1実施形態と同様に、日数的信頼性指標算出部162によって、上述の日数的信頼性指標R(関数を含む)および上位日数条件的信頼性指標RC1(関数を含む)のうちの1または複数を算出する。そして、本実施形態では、さらに、信頼性指標算出部16には、図1に破線で示す予測時刻的信頼性指標算出部163によって、予測時刻的信頼性指標Rを算出する。 Next, the process S16, as in the first embodiment, the reliability index calculating unit 16, a reliability index R for the predicted value y 0 plurality calculated from a plurality of viewpoints, stores the calculated reliability index R Store in part 4. More specifically, the reliability index calculation unit 16 uses the conditional reliability index calculation unit 161 to include the above-described conditional reliability index R C (including a function), conditional days, as in the first embodiment. Calculating one or more of the statistical reliability index R CD (including the function), the upper conditional days reliability index R D1 (including the function) and the above-threshold reliability index R N (including the function); and As in the first embodiment, the daily reliability index calculation unit 162 causes the above-described daily reliability index R D (including a function) and upper days conditional reliability index R C1 (including a function) to be included. One or more of are calculated. In the present embodiment, the reliability index calculation unit 16 further calculates the prediction time reliability index RT by the prediction time reliability index calculation unit 163 indicated by a broken line in FIG.

例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、予測時刻的類似度wの平均値を信頼性指標R(予測時刻的信頼性指標R)として算出する。これは、予測時刻的類似度wの平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに予測時刻に類似したデータ(経過時間が似ているデータ)が多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。予測時刻的類似度wは、前記予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データ(X,y)を取得した取得時刻t(j=1〜M)と予測対象データyにおける予測時刻tとの類似度であり、例えば、式26−2によって定義され、その平均値(予測時刻的信頼性指R)は、式26−1によって定義される。 For example, the predicted time reliability index calculation unit 163 calculates the average value of the predicted time similarity w T as the reliability index R (predicted time reliability index R T ). This is, that there is a large average value of the prediction time Similarity w T, it only, in the past performance data (X, y), data (elapsed time is similar to the predicted time to the prediction target data X 0 similar and has data) means that include many, because such a historical record data (X, considered highly reliable predictions y 0 obtained based on y). The prediction time similarity w T is the acquisition time t j (j = 1 to M) at which the past performance data (X, y) used when obtaining the prediction model and the prediction time in the prediction target data y 0 . The degree of similarity with t 0 is defined by, for example, Expression 26-2, and the average value (predicted time reliability finger R T ) is defined by Expression 26-1.

Figure 0005816148
ここで、aは、正の実数の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, a is a positive real adjustment parameter.

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、予測時刻的類似度wの平均値の関数を予測時刻的信頼性指標Rとしてもよい。前記式26−1によって予測時刻的信頼性指標Rが定義されてもよいが、この式26−1による値は、0≦wTj≦1である場合には0≦R≦1となるが、予測時刻的類似度wTjにこのような範囲の制限がない場合には、一般に、0以上であって、上限がない。ユーザは、予測時刻的類似度wの平均値の大小で信頼性の程度を過去の経験から相対的に判断することもできるが、このような経験的な判断となるので、予測時刻的信頼性指標Rは、0≦R≦1となるような予測時刻的類似度wの平均値の関数とされる。このような予測時刻的類似度wの平均値の関数(予測時刻的信頼性指標R(RTa〜RTc))は、例えば、式27−1〜式27−3のいずれか1つによって定義される。 Further, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 may use a function of the average value of the predicted time similarity w T as the predicted time reliability index RT . The predicted time reliability index RT may be defined by the equation 26-1, but the value according to the equation 26-1 is 0 ≦ R T ≦ 1 when 0 ≦ w Tj ≦ 1. However, in the case where the predicted temporal similarity w Tj does not have such a range limitation, it is generally 0 or more and there is no upper limit. The user, although the degree of reliability in the magnitude of the average value of the predicted time Similarity w T can be relatively determined from past experience, since such a empirical judgment, predicted time trust The sex index R T is a function of the average value of the predicted temporal similarity w T such that 0 ≦ R T ≦ 1. Such a function of the average value of the predicted temporal similarity w T (predicted temporal reliability index R T (R Ta to R Tc )) is, for example, any one of Expressions 27-1 to 27-3. Defined by

Figure 0005816148
ここで、cは、正の実数の調整パラメータであり、cは、実数(負の値でもよい)の調整パラメータである。
Figure 0005816148
Here, c 1 is a positive real number adjustment parameter, and c 2 is a real number (which may be a negative value) adjustment parameter.

このように信頼性指標R、ここでは予測時刻的信頼性指標Rを所定の数値範囲内に収まるようにスケーリングするので、適切に提示部3に提示することが可能となる。このように予測時刻的信頼性指標算出部163は、信頼性指標Rを所定の数値範囲内に収まるようにスケーリングするスケーリング部の一例としても機能する。以下の例でも同様である。 In this way, the reliability index R, here the predicted temporal reliability index RT , is scaled so as to be within a predetermined numerical range, so that it can be appropriately presented to the presentation unit 3. As described above, the predicted temporal reliability index calculation unit 163 also functions as an example of a scaling unit that scales the reliability index R so as to be within a predetermined numerical range. The same applies to the following examples.

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の条件的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値を信頼性指標R(条件的予測時刻的信頼性指標RCT)として算出する。これは、条件的類似度wと予測時刻的類似度wの積の平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的にも予測時刻的にも類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような条件的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値(条件的予測時刻的信頼性指標RCT)は、式28によって定義される。 Further, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 uses the average value of the products of the conditional similarity w and the predicted time similarity w T as the reliability index R (conditional predicted time reliability index R). CT ). This means that the average value of the product of the conditional similarity w and the predicted temporal similarity w T is large, so that the prediction target data X 0 is conditionally included in the past performance data (X, y). This is because both mean that contain many similar data to predicted time, such a historical record data (X, y) is considered to be high reliability of the predicted value y 0 obtained based on. The average value of the product of the conditional similarity w and the predicted temporal similarity w T (conditional predicted temporal reliability index R CT ) is defined by Equation 28.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、上述の条件的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値の関数を条件的予測時刻的信頼性指標RCTとしてもよい。このような条件的予測時刻的信頼性指標RCTは、例えば、式28を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 includes the expression 12 (expression 12-1 to expression 12-3) for the above expression 11 and the expression 14 (expression 14-1 to expression 14) for the expression 13-1. -3), the function of the average value of the products of the conditional similarity w and the predicted temporal similarity w T described above may be used as the conditional predicted temporal reliability index R CT . Such a conditional prediction temporal reliability index R CT is defined by, for example, expressing Expression 28 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の条件的類似度wと日数的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値を信頼性指標R(条件的日数的予測時刻的信頼性指標RCDT)として算出する。これは、条件的類似度wと日数的類似度wと予測時刻的類似度wの積の平均値が大きいということは、それだけ、過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的にも日数的にもさらに予測時刻的にも類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような条件的類似度wと日数的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値(条件的予測時刻的信頼性指標RCT)は、式29によって定義される。 Further, for example, the predicted temporal reliability index calculation unit 163 calculates the average value of the products of the conditional similarity w, the daily similarity w D and the predicted temporal similarity w T as the reliability index R (conditional Calculated as a daily predicted time reliability index R CDT ). This is because the average value of the product of the conditional similarity w, the daily similarity w D, and the predicted temporal similarity w T is large in the past performance data (X, y). This means that the data X 0 includes a lot of data that is similar in terms of condition, number of days, and predicted time, and the predicted value y 0 obtained based on such past performance data (X, y). This is because the reliability of this is considered high. The average value (conditional predicted temporal reliability index R CT ) of the product of the conditional similarity w, the daily similarity w D and the predicted temporal similarity w T is defined by Equation 29.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、上述の条件的類似度wと日数的類似度wと予測時刻的類似度wとの積の平均値の関数を条件的日数的予測時刻的信頼性指標RCDTとしてもよい。このような条件的日数的予測時刻的信頼性指標RCDTは、例えば、式29を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 includes the expression 12 (expression 12-1 to expression 12-3) for the above expression 11 and the expression 14 (expression 14-1 to expression 14) for the expression 13-1. -3), the function of the average value of the product of the conditional similarity w, the daily similarity w D and the predicted time similarity w T is used as a conditional daily predicted time reliability index. R CDT may be used. Such a conditional number of days prediction predicted time reliability index R CDT is defined by, for example, expressing Expression 29 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、前記条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)を抽出し、この抽出された過去実績データ(X、y)に対する予測時刻的類似度wの平均値を信頼性指標R(上位条件予測時刻的信頼性指標RT1)として算出する。上位一定量以内の条件的類似度wとは、例えば、上位から所定の個数までの条件的類似度w(例えば上位100個以内の条件的類似度w等)や上位から所定の割合までの前記条件的類似度w(例えば上位3割以内の条件的類似度w等)である。これは、この平均値が大きいということは、それだけ、予測対象データXに条件的に類似した過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに予測時刻的に類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような上位条件予測時刻的信頼性指標RT1は、例えば、式30によって定義される。 Further, for example, the predicted temporal reliability index calculation unit 163 extracts the past performance data (X, y) in which the conditional similarity w is within the upper fixed amount, and the extracted past performance data (X, y) the average value of the predicted time similarity w T against) is calculated as a reliability index R (upper condition predicted time reliability index R T1). The conditional similarity w within the upper fixed amount is, for example, the conditional similarity w from the top to a predetermined number (for example, the conditional similarity w within the top 100) or the like from the top to a predetermined ratio. Conditional similarity w (for example, conditional similarity w within the top 30%). Data This is the fact that a large average value, it just, in the prediction target data X 0 conditionally similar historical performance data (X, y), which predicted time similar to the predicted target data X 0 This is because the predicted value y 0 obtained based on such past performance data (X, y) is considered to be highly reliable. Such an upper condition predicted temporal reliability index RT1 is defined by, for example, Equation 30.

Figure 0005816148
ここで、Ωは、条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)の集合であり、条件的類似度wが大きい方から抽出する過去実績データ(X、y)の個数をNcとし、条件的類似度wが大きい方からNc個目の条件的類似度の値をωとすると、Ωは、{j|w≧ω}である(Ω={j|w≧ω})。
Figure 0005816148
Here, Ω c is a set of past performance data (X, y) in which the conditional similarity w is within the upper fixed amount, and past performance data (X, y) extracted from the one having the higher conditional similarity w ) Is Nc, and the value of the Nc-th conditional similarity from the larger conditional similarity w is ω, Ω c is {j | w j ≧ ω} (Ω c = { j | w j ≧ ω}).

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、前記条件的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)に対する予測時刻的類似度wの平均値の関数を上位条件予測時刻的信頼性指標RT1としてもよい。このような上位条件予測時刻的信頼性指標RT1は、例えば、式30を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 includes the expression 12 (expression 12-1 to expression 12-3) for the above expression 11 and the expression 14 (expression 14-1 to expression 14) for the expression 13-1. the same circumstances -3), the conditional similarity w past actual data (X to be within the top fixed amount, estimated time similarity w average function higher conditions predicted time confidence of T with respect to y) It is good also as sex index RT1 . Such an upper condition predicted temporal reliability index R T1 is defined, for example, by expressing Expression 30 as Expression 12 or Expression 14.

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、前記予測時刻的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)を抽出し、この抽出された過去実績データ(X、y)に対する条件的類似度wの平均値を信頼性指標R(上位予測時刻条件的信頼性指標RC2)として算出する。上位一定量以内の予測時刻的類似度wとは、例えば、上位から所定の個数までの予測時刻的類似度w(例えば上位100個以内の予測時刻的類似度w等)や上位から所定の割合までの前記予測時刻的類似度w(例えば上位3割以内の予測時刻的類似度w等)である。これは、この平均値が大きいということは、それだけ、予測対象データXに予測時刻的に類似した過去実績データ(X、y)の中に、予測対象データXに条件的に類似したデータが多く含まれること意味し、そのような過去実績データ(X、y)に基づいて求められた予測値yの信頼性も高いと考えられるからである。このような上位予測時刻条件的信頼性指標RC2は、例えば、式31によって定義される。 Also, for example, the predicted temporal reliability index calculation unit 163 extracts past performance data (X, y) in which the predicted temporal similarity w T is within a certain upper level, and the extracted past performance data (X , Y), the average value of the conditional similarity w is calculated as the reliability index R (upper predicted time conditional reliability index R C2 ). The predicted temporal similarity w T within the upper fixed amount is, for example, the predicted temporal similarity w T (for example, the predicted temporal similarity w T within the upper 100) or the like from the upper level to a predetermined number The predicted time similarity w T up to a predetermined ratio (eg, predicted time similarity w T within the upper 30%). Data This is the fact that a large average value, it only in the predicted time similar to the historical performance data to the predicted target data X 0 (X, y), that condition similar to the predicted target data X 0 This is because the predicted value y 0 obtained based on such past performance data (X, y) is considered to be highly reliable. Such an upper predicted time conditional reliability index RC2 is defined by, for example, Equation 31.

Figure 0005816148
ここで、Ωは、予測時刻的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)の集合であり、予測時刻的類似度wが大きい方から抽出する過去実績データ(X、y)の個数をNとし、予測時刻的類似度wが大きい方からN個目の条件的類似度の値をωとすると、Ωは、{j|wTj≧ω}である(Ω={j|wTj≧ω})。
Figure 0005816148
Here, Ω T is a set of past performance data to predict time Similarity w T is within the top fixed amount (X, y), past performance data to be extracted from the larger prediction time Similarity w T (X, y) when the number of the N T, the value of N T th conditional similarity from the direction predicted time similarity w T is large and omega, omega T is, {j | w Tj ≧ ω } (Ω T = {j | w Tj ≧ ω}).

また例えば、予測時刻的信頼性指標算出部163は、上述の式11に対する式12(式12−1〜式12−3)や上述の式13−1に対する式14(式14−1〜式14−3)と同様の事情により、前記予測時刻的類似度wが上位一定量以内となる過去実績データ(X、y)に対する条件的類似度wの平均値の関数を上位予測時刻条件的信頼性指標RC2としてもよい。このような上位予測時刻条件的信頼性指標RC2は、例えば、式31を式12や式14のように表すことによって定義される。 In addition, for example, the predicted time reliability index calculation unit 163 includes the expression 12 (expression 12-1 to expression 12-3) for the above expression 11 and the expression 14 (expression 14-1 to expression 14) for the expression 13-1. -3), the function of the average value of the conditional similarity w with respect to the past performance data (X, y) in which the predicted time similarity w T is within the upper fixed amount is used as the upper predicted time conditional reliability. It may be the sex index RC2 . Such an upper predicted time conditional reliability index RC2 is defined, for example, by expressing Expression 31 as Expression 12 or Expression 14.

そして、出力値予測装置Saは、演算制御部1によって、処理S15でばらつき算出部15によって算出された予測値yのばらつき、および、処理S16で信頼性指標算出部16によって算出された複数の信頼性指標Rを提示部3に提示し(S17)、処理が終了される。 The output value prediction unit Sa is the arithmetic control unit 1, the variation of the predicted value y 0 calculated by the variation calculation unit 15 in the processing S15, and a plurality of calculated by the reliability index calculating unit 16 in the processing S16 The reliability index R is presented to the presentation unit 3 (S17), and the process ends.

本実施形態では、このように第2実施形態の出力値予測装置Saが動作することによって、予測値yに影響を与える要因から所定の予測可能な要因を抽出することによって所定の基準が生成されることによって、予測値yのばらつきにおける分布の態様にかかわらず、時間経過に従って出力が時々刻々と変化するプロセスにおける出力の予測値yを求めることが可能となり、そして、この予測値yのばらつきを求めることが可能となる。また、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、過去実績データ((X、t)、y)が少ない(あるいは存在しない)時間領域でも、予測値yを求めることが可能となり、予測値yのばらつきも求めることが可能となる。また、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、所定の時刻tから離れた過去実績データ((X、t)、y)も予測値y(t)におけるばらつきの推定に活用することができ、予測対象データの予測値y(t)のばらつきをより高精度に求めることが可能となる。そして、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、前記誤差パラメータαは、過去実績データ((X、t)、y)を得た時刻tにおける誤差パラメータα(t)が所定の変換関係によって予測対象データ(x、y)を予測したい予測時刻tの値に変換され、誤差パラメータαとされるので、より適切に誤差パラメータが求められる。 In the present embodiment, by this way the output value prediction apparatus Sa of the second embodiment operates, the predetermined reference by extracting a predetermined predictable factors from factors affecting the expected value y 0 product by being, regardless of the manner of distribution of the variations of the predicted value y 0, it is possible to obtain the prediction value y 0 of the output in the process output changes every moment with the lapse of time, and this predicted value y It is possible to obtain a variation of zero . Further, in the output value predicting device Sa of the second embodiment, it is possible to obtain the predicted value y 0 even in a time region where the past performance data ((X, t), y) is small (or does not exist). variation of y 0 also becomes possible to obtain. Further, in the output value prediction device Sa of the second embodiment, past performance data ((X, t), y) separated from a predetermined time t 0 is also used for estimation of variation in the predicted value y 0 (t 0 ). Therefore, it is possible to obtain the variation of the predicted value y 0 (t 0 ) of the prediction target data with higher accuracy. In the output value prediction apparatus Sa of the second embodiment, the error parameter α j is a predetermined error parameter α (t j ) at time t j when the past performance data ((X, t), y) is obtained. Since the prediction target data (x 0 , y 0 ) is converted into a value at the prediction time t 0 to be predicted by the conversion relationship and is set as the error parameter α j , the error parameter is obtained more appropriately.

そして、以上、説明したように、第2実施形態における出力値予測装置Saでは、予測モデルに予測対象データXを用いることによって予測値yのばらつきが求められ、この予測値yのばらつきに対する複数の信頼性指標Rが求められ、そして、これら求められた予測値yのばらつきおよび複数の信頼性指標Rが提示される。このように本実施形態における出力値予測装置Saは、予測値yに対し、複数の観点から複数の信頼性指標Rを求め、この求めた複数の信頼性指標Rを提示することができる。このため、ユーザは、これら提示された複数の信頼性指標Rを参照することによって、この求められた予測値yのばらつきに対し、複数の観点から評価することができ、予測値yに基づく今後の行動の決定をこれら複数の観点から合理的に判断することが可能となる。 As described above, in the output value prediction device Sa in the second embodiment, the variation of the prediction value y 0 is obtained by using the prediction target data X 0 for the prediction model, and the variation of the prediction value y 0 A plurality of reliability indexes R are obtained, and the obtained variation of the predicted value y 0 and a plurality of reliability indexes R are presented. Thus the output values predicting apparatus Sa of the present embodiment, with respect to the predicted value y 0, obtains a plurality of reliability index R from a plurality of viewpoints, it is possible to present a plurality of reliability index R which this calculated. For this reason, the user can evaluate the obtained variation of the predicted value y 0 from a plurality of viewpoints by referring to the plurality of reliability indexes R presented, and the predicted value y 0 It is possible to reasonably judge the determination of future actions based on these multiple viewpoints.

そして、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、複数の信頼性指標Rとして、条件的信頼性指標R、日数的信頼性指標Rおよび予測時刻的信頼性指標Rのうちの少なくとも2つを提示することができる。このため、ユーザは、条件的信頼性指標Rが提示される場合には、この条件的信頼性指標Rを参照することによって予測対象データXと過去実績データ(X、y)との条件的な類似性を判断することができ、予測値yのばらつきをこの観点から評価することができ、日数的信頼性指標Rが提示される場合には、この日数的信頼性指標Rを参照することによって予測対象データXと過去実績データ(X、y)との日数的な類似性を判断することができ、予測値yのばらつきをこの観点から評価することができ、そして、予測時刻的信頼性指標Rが提示される場合には、この予測時刻的信頼性指標Rを参照することによって予測対象データXと過去実績データ(X、y)との予測時刻的な類似性を判断することができ、予測値yのばらつきをこの観点から評価することができる。このようにユーザは、予測対象データXが過去によくあったケース(事例)であるか否かの点と、最近もよくあるケースであるか否かの点(以前は多かったが最近は少ないケースであるか否かの点)と、よくある予測時刻のケースであるか否かの点とを個別に(分離して)解釈することが可能である。このため、予測値yに基づく今後の行動の決定を提示部3に提示された複数の信頼性指標Rに応じた条件的な観点や日数的な観点や予測時刻的な観点から合理的に判断することが可能となる。前記決定を例えば条件変化によるリスクや例えば日数的な経時変化によるリスクや例えばプロセスの経過時間変化によるリスクを考慮した上で判断することが可能となる。 In the output value prediction apparatus Sa of the second embodiment, as the plurality of reliability indexes R, at least one of the conditional reliability index R C , the daily reliability index R D, and the predicted temporal reliability index R T. Two can be presented. Therefore, the user, if the condition reliability index R C are presented in the past record data and the predicted target data X 0 by referring to the condition reliability index R C (X, y) and the Conditional similarity can be determined, and variations in the predicted value y 0 can be evaluated from this point of view, and if a daily reliability index R D is presented, this daily reliability index R historical performance data and the prediction target data X 0 by referring to D (X, y) can be determined the number of days similarity with, it is possible to evaluate the variations of the predicted value y 0 in this respect, Then, the predicted time of the case, the prediction target data X 0 by referring to the predicted time reliability index R T with past actual data (X, y) of the predicted time reliability index R T are presented To judge similar similarity Can, variations of the predicted value y 0 can be evaluated from this viewpoint. In this way the user, prediction and whether or not the point whether the target data X 0 is a well there was the case in the past (cases), recently also frequently asked whether or not the point is the case (previously recently were often is It is possible to interpret separately (separately) whether there are few cases or not, and whether or not the case is a common predicted time. For this reason, the determination of the future action based on the predicted value y 0 is rationally performed from the viewpoint of the condition according to the plurality of reliability indexes R presented to the presentation unit 3, the viewpoint of days, and the viewpoint of the predicted time. It becomes possible to judge. The determination can be made in consideration of, for example, a risk due to a change in conditions, a risk due to changes over time such as days, and a risk due to changes in the elapsed time of the process.

特に、プロセスの経過時間や操作入力量の積算値の大きさに応じて出力が時々刻々と変化するもの、例えば、トピードカー内の溶銑温度や、取鍋内の溶鋼温度や、転炉吹錬における溶鋼中炭素濃度、転炉吹錬における溶鋼温度や、溶銑の燐濃度や、溶鋼の燐濃度等では、過去にあまりないような搬送時間や、処理時間や操作入力量の積算値に対する値を予測する場合と、過去によくあった搬送時間や、処理時間や操作入力量の積算値に対する値を予測する場合とでは、予測値が持つ信頼性の程度が異なり、リスクを考慮したユーザ(オペレータ)の操作も通常異なる。このため、予測時刻的な類似性の観点から見た、予測時刻的信頼性指標Rの提示は、有効である。 In particular, the output changes from moment to moment according to the elapsed time of the process and the integrated value of the operation input, for example, hot metal temperature in the topped car, molten steel temperature in the ladle, Predicts the value for the accumulated value of transport time, processing time and operation input, which is not so much in the past, such as carbon concentration in molten steel, molten steel temperature in converter blowing, phosphorus concentration in molten iron, and phosphorus concentration in molten steel The user's (operator) who considers the risk depends on the degree of reliability that the predicted value has in the case of predicting the value for the accumulated value of the transfer time, processing time, and operation input amount that was often in the past. The operation is usually different. For this reason, it is effective to present the predicted time reliability index RT from the viewpoint of similarity in predicted time.

ここで、本実施形態では、条件的信頼性指標Rとしては、上述の式11または式12の条件的信頼性指標R、上述の式15等の条件的日数的信頼性指標RCD、上述の式18または式19の閾値以上信頼性指標R、上述の式28等の条件的予測時刻的信頼性指標RCT、および、上述の式29等の条件的日数的予測時刻的信頼性指標RCDTが挙げられる。また、日数的信頼性指標Rとしては、上述の式13または式14の日数的信頼性指標R、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1、および、上述の式17等の上位日数条件的信頼性指標RC1が挙げられる。特に、前記条件的信頼性指標Rおよび条件的日数的信頼性指標RCDを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と日数的な観点とから合理的に判断することができる。あるいは、前記閾値以上信頼性指標Rおよび条件的日数的信頼性指標RCDを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と日数的な観点とから合理的に判断することができる。これは、前記条件的信頼性指標Rや前記閾値以上信頼性指標Rの値が大きい場合に、条件的日数的信頼性指標RCDが小さい場合には、予測対象データXと日数的に類似した条件が最近は少ないことを意味するからである。また、予測時刻的信頼性指標Rとしては、上述の式26または式27の予測時刻的信頼性指標R、上述の式30等の上位条件予測時刻的信頼性指標RT1および上述の式31等の上位予測時刻条件的信頼性指標RC2が挙げられる。特に、前記条件的信頼性指標Rおよび条件的予測時刻的信頼性指標RCTを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と予測時刻的な観点とから合理的に判断することができる。あるいは、前記閾値以上信頼性指標Rおよび条件的予測時刻的信頼性指標RCTを提示部3に提示するだけで、予測値yに基づく今後の行動の決定を条件的な観点と予測時刻的な観点とから合理的に判断することができる。これは、前記条件的信頼性指標Rや前記閾値以上信頼性指標Rの値が大きい場合に、条件的予測時刻的信頼性指標RCTが小さい場合には、予測対象データXと予測時刻的に類似した条件が最近は少ないことを意味するからである。 In the present embodiment, the conditionally reliability index R C, conditionally reliability index R C of formula 11 or formula 12 described above, such as formula 15 above conditional days reliability index R CD, The above-mentioned threshold value reliability index R N of the above-described equation 18 or 19, the conditional prediction time-of-day reliability index R CT such as the above-described equation 28, and the conditional number-of-days prediction-time reliability such as the above-described equation 29 An index R CDT is mentioned. As the number of days reliability index R D, days reliability index R D of formula 13 or formula 14 described above, the upper conditions such as Equation 16 described above days reliability index R D1, and the above equation 17 The upper days conditional reliability index RC1 . In particular, the only presents the conditional reliability index R C and conditionally days reliability index R CD to the presentation unit 3, conditional standpoint and number of days specifically the determination of future actions based on the predicted value y 0 It can be reasonably judged from the viewpoint. Alternatively, the only higher than the threshold confidence index R N and conditionally days reliability index R CD presents the presentation unit 3, conditional standpoint and number of days specifically the determination of future actions based on the predicted value y 0 It can be reasonably judged from the viewpoint. This is because when the value of the conditional confidence index R C and the threshold value or higher confidence index R N is large, if the conditional days reliability index R CD is small, the number of days specifically the prediction target data X 0 This means that there are few conditions similar to As the predicted time reliability index R T, predicted time reliability index R T of Formula 26 or Formula 27 described above, the upper condition predicted time reliability index R T1 and above of formula 30 such as described above An upper predicted time conditional reliability index RC2 such as 31 is cited. In particular, the only presents the conditional reliability index R C and conditionally predicted time reliability index R CT to the presentation unit 3, conditional aspects and estimated time to determine the future actions based on the predicted value y 0 Can be reasonably judged from a general viewpoint. Alternatively, the only higher than the threshold confidence index R N and conditionally predicted time reliability index R CT are presented to the presentation unit 3, conditional aspects and estimated time to determine the future actions based on the predicted value y 0 Can be reasonably judged from a general viewpoint. This is because when the value of the conditional confidence index R C and the threshold value or higher confidence index R N is large, if the condition prediction time reliability index R CT is small, the prediction target data X 0 prediction This is because there are few conditions that are similar in time.

また、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、図10から分かるように、互いに異なる複数の時刻tにおける予測値y(t)を求めることができ、予測値y(t)のばらつきも求めることが可能である。したがって、各時刻tにおける予測値y(t)のばらつきを比較することによって、最もリスクの少ない処理終了タイミングを決定することが可能となる。例えば、鉄鋼製品の製造プロセスの加熱炉において、鋼材が単に目標通りに加熱されたか否かだけではなく、温度外れの確率も考慮した上で、リスクの小さいタイミングで加熱処理を終了させることが可能となる。また例えば、転炉吹錬では、溶鋼温度や溶鋼中成分が目標から外れる確率を考慮した上で、リスクの少ないタイミングで吹錬を終了させることが可能となる。この転炉吹錬の場合では、図14の横軸が吹錬吹込酸素量の積算値とされる。 Further, as can be seen from FIG. 10, the output value prediction apparatus Sa of the second embodiment can obtain the predicted values y 0 (t) at a plurality of different times t, and the variation in the predicted values y 0 (t). Can also be sought. Therefore, it is possible to determine the processing end timing with the least risk by comparing the variation of the predicted value y 0 (t) at each time t. For example, in a heating furnace of a steel product manufacturing process, it is possible to terminate the heat treatment at a low risk timing, considering not only whether the steel was heated as intended but also considering the probability of temperature deviation. It becomes. Further, for example, in converter blowing, it is possible to terminate the blowing at a timing with less risk in consideration of the molten steel temperature and the probability that the components in the molten steel deviate from the target. In the case of this converter blowing, the horizontal axis of FIG. 14 is the integrated value of the blown blowing oxygen amount.

また、高精度に求めるためには比較的演算処理量が通常多くなるが、第2実施形態の出力値予測装置Saでは、出力(予測値y(t))に関わる数値化可能な要因Zが、出力(予測値y(t))へ与える影響の仕方が主観的に分かっている第1要因zと残余の第2要因zとに分離されているので、基準とされる第1要因zにかかる出力のみより高精度に演算すればよく、またこの結果を保存することによって、第1要因zにかかる前記演算を以後実行する必要がない。このため、予測値y(t)のばらつきは、比較的少ない演算処理量で求めることが可能であり、より簡易な計算機によって演算可能となる。さらに、基準線からの誤差パラメータα(t)を所定の時間間隔で予め演算して保存しておくことによって、より少ない演算処理量で、またさらにより簡易な計算機によって、予測値y(t)のばらつきを求めることが可能となる。 Further, in order to obtain with high accuracy, the amount of calculation processing is usually relatively large. However, in the output value prediction device Sa of the second embodiment, a quantifiable factor Z related to the output (predicted value y (t 0 )). Are separated into a first factor z and a residual second factor z that subjectively know how to affect the output (predicted value y (t 0 )), so that the first factor used as a reference It is only necessary to perform calculation with higher accuracy than only the output related to z, and by storing this result, it is not necessary to execute the calculation related to the first factor z thereafter. Therefore, the variation of the predicted value y (t 0 ) can be obtained with a relatively small amount of calculation processing, and can be calculated by a simpler computer. Furthermore, by calculating and storing the error parameter α j (t) from the reference line in advance at predetermined time intervals, the predicted value y (t) can be obtained with a smaller amount of calculation processing and by a simpler computer. 0 ) can be obtained.

次に、別の実施形態について説明する。   Next, another embodiment will be described.

(第3実施形態)
鉄鋼製品の製造プロセスにおける、転炉吹錬終了後、転炉から取鍋に溶鋼が移され、溶鋼処理を経て、連鋳設備まで溶鋼が搬送されるプロセスでは、連鋳設備でスムーズに鋳造するために、取鍋が連鋳設備に到着した際に溶鋼温度が凝固温度より若干高めであることが好ましい。溶鋼温度が下がり過ぎると溶鋼が凝固してしまい好ましくなく、溶鋼温度が高いままだと鋳造速度を減速せざるを得ず好ましくない。各チャージによって、溶鋼成分、溶鋼量、取鍋の種類、取鍋の初期状態(耐火物の溶損状況、取鍋内部の温度分布(冷え具合))、転炉から受鋼する際に取鍋内にあらかじめ入れて置く合金量・合金種類などによって、温度降下量がばらつく。そのため、時々刻々と変化する溶鋼温度を確定的に一点で予測することは、困難である。したがって、当該チャージの取鍋内溶鋼温度のばらつきを精度よく推定することは、重要である。
(Third embodiment)
In the steel product manufacturing process, after the converter is blown, the molten steel is transferred from the converter to the ladle, and after the molten steel is processed, the molten steel is transported to the continuous casting equipment. Therefore, it is preferable that the molten steel temperature is slightly higher than the solidification temperature when the ladle arrives at the continuous casting facility. If the molten steel temperature is too low, the molten steel solidifies, which is not preferable. If the molten steel temperature remains high, the casting speed must be reduced. Depending on the charge, the molten steel composition, the amount of molten steel, the type of ladle, the initial state of the ladle (the refractory melting condition, the temperature distribution inside the ladle (cooling condition)), and the ladle when receiving steel from the converter The amount of temperature drop varies depending on the amount of alloy and type of alloy placed in advance. For this reason, it is difficult to predict the molten steel temperature that changes from moment to moment at a single point. Therefore, it is important to accurately estimate the variation in molten steel temperature in the ladle for the charge.

第3実施形態は、所定の出力が転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける取鍋内の溶鋼温度とされ、第2実施形態の出力値予測装置Saを適用したものであり、第3実施形態における出力値予測装置Sbは、転炉から取鍋に移された溶鋼が溶鋼処理設備に搬送されるまでにおいて、溶鋼の温度降下量について、確率密度分布を推定するものである。したがって、第3実施形態における出力値予測装置Sbは、第2実施形態の出力値予測装置Saにおいて、距離を算出する距離算出処理(S11)、パラメータを算出するパラメータ算出処理(S13)および予測値を算出する予測値算出処理(S14)が以下のように処理を実行する点を除き、第2実施形態における出力値予測装置Sと同様であるので、同様の点の説明を省略する。   In the third embodiment, the predetermined output is the molten steel temperature in the ladle in the process from the converter steelmaking process through the molten steel treatment process to the continuous casting process, and the output value prediction device Sa of the second embodiment is applied. The output value prediction device Sb in the third embodiment estimates the probability density distribution for the temperature drop of the molten steel until the molten steel transferred from the converter to the ladle is transported to the molten steel processing facility. Is. Therefore, the output value prediction device Sb in the third embodiment is the same as the output value prediction device Sa in the second embodiment, in the distance calculation process (S11) for calculating the distance, the parameter calculation process (S13) for calculating the parameter, and the predicted value. The predicted value calculation process (S14) for calculating is the same as the output value prediction apparatus S in the second embodiment except that the process is executed as follows, and the description of the same points is omitted.

図14は、第3実施形態の出力値予測装置における予測値記憶部に記憶されるデータを示す図である。図15は、第3実施形態の出力値予測装置における各予測値の確率密度分布を示す図である。図15の横軸は、分(min)単位で表す経過時間tであり、それらの縦軸は、度(℃)単位で表す温度降下量y(t)である。   FIG. 14 is a diagram illustrating data stored in a predicted value storage unit in the output value predicting apparatus according to the third embodiment. FIG. 15 is a diagram illustrating a probability density distribution of each predicted value in the output value predicting apparatus according to the third embodiment. The horizontal axis in FIG. 15 is the elapsed time t expressed in units of minutes (min), and the vertical axis thereof is the temperature drop amount y (t) expressed in degrees (° C.).

第3実施形態の出力値予測装置Sbでは、記憶部4の実測データ記憶部41には、第1実施形態と同様に、表形式(テーブル形式)で過去実績データ((X、t)、y)および予測対象データ(X、y)が予め記憶されている。そして、第3実施形態では、過去実績データ((X、t)、y)および予測対象データ(X、y)は、温度降下量y、当該温度降下量yを測定した実測時刻t、および、温度降下量yに関与する要因データxを備えて構成される。温度降下量yは、前記所定の出力yに対応し、実測時刻tは、前記所定の出力yに関与する要因Xにおける要素(要因要素)xの1つと見ることができる。実測時刻tの原点は、温度降下量y=0の時刻、すなわち、物体の初期温度の時刻(物体の温度の測定を開始した時刻)である。温度降下量yに関与する要因Xのうちの類似度を求めるために用いられる要因における各要素(データ項目)xjiは、取鍋の受鋼回数、脱酸剤の種類、溶鋼炭素濃度、取鍋の空鍋状態、出鋼温度、凝固温度および操業班等の各項目である。ここで、本実施形態では、取鍋の受鋼回数は、例えば受鋼回数の平方根とされるように、非線形関数で変換される。脱酸剤の種類は、脱酸の強さに応じて数値化される。取鍋の空鍋状態(溶鋼が入っていない状態)は、放置時間、保温時間および保温後の放置時間等が非線形関数で数値化される。操業班は、班ごとに識別子が与えられる。 In the output value prediction device Sb of the third embodiment, the actual data storage unit 41 of the storage unit 4 stores the past performance data ((X, t), y in a table format (table format) as in the first embodiment. ) And prediction target data (X 0 , y 0 ) are stored in advance. In the third embodiment, the past performance data ((X, t), y) and the prediction target data (X 0 , y 0 ) are the temperature drop amount y, the actual measurement time t when the temperature drop amount y is measured, And the factor data x related to the temperature drop amount y is provided. The temperature drop amount y corresponds to the predetermined output y, and the actual measurement time t can be regarded as one of the elements (factor elements) x in the factor X related to the predetermined output y. The origin of the actual measurement time t is the time when the temperature drop amount y = 0, that is, the time of the initial temperature of the object (the time when the measurement of the temperature of the object is started). Each element (data item) x ji in the factor used to obtain the similarity among the factors X related to the temperature drop y is the number of times the ladle is received, the type of deoxidizer, the molten carbon concentration, These are items such as the state of the pan in the pan, the output temperature, the solidification temperature, and the operation team. Here, in the present embodiment, the number of times the steel is received by the ladle is converted by a non-linear function so as to be the square root of the number of times the steel is received, for example. The type of deoxidizer is quantified according to the strength of deoxidation. When the ladle is in an empty pan state (the state in which no molten steel is contained), the standing time, the heat retaining time, the standing time after the heat retaining, and the like are quantified by a nonlinear function. The operation group is given an identifier for each group.

そして、過去実績データ((X、t)、y)に基づいて予測対象データ(X、t)から出力値(予測値)yの予測が開始されると、処理S11では、式32で定義される距離dを用い、他は、第2実施形態と同様に処理することによって、距離算出部11は、本実施形態では、第1ないし第Nデータ項目空間において、過去実績データ(X、t)と予測対象データ(X、t)との間の距離dを算出し、この算出した距離dを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 When the prediction of the output value (predicted value) y 0 is started from the prediction target data (X 0 , t 0 ) based on the past performance data ((X, t), y), in the process S11, Expression 32 The distance calculation unit 11 uses the distance d j defined in the above to perform the same processing as in the second embodiment, so that the distance calculation unit 11 in the present embodiment, in the first to Nth data item spaces, X, t) and the distance d j between the prediction target data (X 0 , t 0 ) are calculated, and the calculated distance d j is stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

Figure 0005816148
ここで、f(xji,x0i)は、xjiとx0iとが同じ場合に0をとり、xjiとx0iとが異なる場合に1をとる関数である。そして、本実施形態では、a(i=1〜N)=1とされる。Nは、データ項目数である。また、k<Nである。
Figure 0005816148
Here, f d (x ji , x 0i ) is a function that takes 0 when x ji and x 0i are the same, and takes 1 when x ji and x 0i are different. In this embodiment, a i (i = 1 to N) = 1. N is the number of data items. Further, k <N.

当該チャージの操業条件と各過去チャージの操業条件とを比較する場合、例えば操業班や設備の番号(複数ある設備のうちで処理に供した設備の番号)等のように、引き算をすることができないデータ項目、あるいは、引き算自体に意味をもたないデータ項目もあり、式32で定義される距離dは、このようなデータ項目が同じか否かに意味があるデータ項目の場合に有効である。 When comparing the operating conditions of the relevant charge with the operating conditions of each past charge, it may be subtracted, such as the operating team or equipment number (number of equipment used for processing among multiple equipment). can not data items or, some data items insignificant to the subtraction itself, a distance d j defined by equation 32, valid for data items such data item is significant whether the same It is.

また、類似度wを計算する際のデータ項目として、日時や年月日を加えても良い。プロセスによっては、経年変化や季節変動要因など、月日が経過するに従って特性が変わるものがある。このような場合、操業条件が同一でも月日が離れていると結果が異なる虞がある。月日をデータ項目として加えることによって、古いデータの類似度wを小さくし、経年変化を考慮した予測をすることができる。なお、年月日は、基準日(例えば1900年1月1日)からの経過日数で表現すればよい。 Further, date and time or date may be added as a data item when calculating the similarity w j . Some processes have characteristics that change over time, such as aging and seasonal variation. In such a case, even if the operating conditions are the same, the result may be different if the date is different. By adding the month and day as a data item, it is possible to reduce the similarity w j of the old data and make a prediction considering the secular change. Note that the date may be expressed as the number of days elapsed from a reference date (for example, January 1, 1900).

次に、処理S12では、第2実施形態と同様に、類似度算出部12は、予測対象データ(X、t)と過去実績データ(X、t)との間における類似度wを、第1ないし第M過去実績データ((X、t)、y)のそれぞれについて算出し、この算出した各類似度wを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。 Next, in the process S12, as in the second embodiment, the similarity calculation unit 12 calculates the similarity w j between the prediction target data (X 0 , t 0 ) and the past performance data (X, t). The first through M-th past performance data ((X, t), y) are calculated, and the calculated similarities w j are stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4.

ここで、類似度wとして、式2−1〜式2−3の代わりに、ここでは、式33で定義される類似度が用いられる。 Here, the similarity defined by Expression 33 is used instead of Expressions 2-1 to 2-3 as the similarity w j .

Figure 0005816148
ここで、μは、距離d(j=1〜M)の平均値であり、σは、距離d(j=1〜M)の標準偏差である。また、本実施形態では、g=1とされる。そして、本実施形態では、予め設定された所定の閾値よりも小さい類似度wは、0とされる。類似度wの低い過去実績データ((X、t)、y)を予め除去することによって、例えば重み付き度数Fを算出するための演算処理量等の以下の演算処理量の軽減(演算処理時間の短縮)が可能となる。
Figure 0005816148
Here, μ is an average value of the distance d j (j = 1 to M), and σ is a standard deviation of the distance d j (j = 1 to M). In the present embodiment, g = 1 is set. In the present embodiment, the similarity w j smaller than a predetermined threshold value set in advance is set to zero. By removing the past performance data ((X, t), y) having a low similarity w j in advance, for example, the following calculation processing amount such as the calculation processing amount for calculating the weighted frequency F w is reduced (calculation Processing time).

次に、処理S13では、前記基本態様の式3に代えて、式22−1を用いることによって、パラメータ算出部13は、基準からの誤差を表す誤差パラメータαを、第1ないし第M過去実績データ((X、t)、y)のそれぞれについて、算出し、この算出した各誤差パラメータαを記憶部4の中間データ記憶部42に記憶する。式22−1における基準線;f(Z、Θ、t)は、例えば、特開2007−167858号公報に開示の手法や、特開2007−186762号公報に開示の手法を用いることができる。なお、式22−1に代え、式22−2が用いられてもよい。 Next, in the process S13, by using the formula 22-1 instead of the formula 3 of the basic mode, the parameter calculation unit 13 sets the error parameter α j representing the error from the reference to the first to M-th past. Each result data ((X, t), y) is calculated, and each calculated error parameter α j is stored in the intermediate data storage unit 42 of the storage unit 4. For the reference line in Formula 22-1; f (Z j , Θ, t j ), for example, the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-167858 or the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-186762 can be used. it can. Note that Formula 22-2 may be used instead of Formula 22-1.

次に、処理S14では、予測時刻tを用い、予測値算出部14は、前記処理S13で求めた予測モデルを用いて、予測対象データ(X、t)における予測時刻tおよび第1ないし第Lデータ項目の各データ値z01〜z0Lに基づいて予測値y(t)を、前記処理S13で求めた各誤差パラメータα(t)のそれぞれについて算出し、この算出した各予測値y01(t)〜y0M(t)をその類似度w〜wと対応付けて記憶部4の予測値記憶部43に記憶する。 Next, the process S14, using the prediction time t 0, the predicted value calculation unit 14 uses the prediction model which has been determined by the processing S13, the prediction time t 0 and the in the prediction target data (X 0, t 0) A predicted value y 0 (t 0 ) is calculated for each error parameter α j (t) obtained in step S13 based on the data values z 01 to z 0L of the first to Lth data items, and this calculation is performed. stored in the prediction value y 01 (t 0) ~y 0M (t 0) the predictive value storage unit 43 of the similarity w 1 to w M and association with the storage unit 4 described.

ここで、本実施形態では、実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)に基づく予測時刻tにおける誤差パラメータα(t)の演算は、次のように行われる。 Here, in the present embodiment, the calculation of the error parameter α j (t 0 ) at the predicted time t 0 based on the error parameter α j (t j ) at the actual measurement time t j is performed as follows.

第1演算態様では、基準値(基準線)が上限値(上限線)とされ、この基準値からのばらつきが取鍋耐火物の初期温度のばらつきに依存(起因)すると見なさせる場合には、誤差パラメータα(t)は、式34によって予測時刻tに写像される。 In the first calculation mode, when the reference value (reference line) is the upper limit value (upper limit line) and the variation from the reference value is considered to be dependent (caused) by the variation in the initial temperature of the ladle refractory, , The error parameter α j (t j ) is mapped to the predicted time t 0 by Equation 34.

Figure 0005816148
ここで、Tmj(t)は、式22における基準;Tmj(t)=f(Z、Θ、t)であり、第j番目の過去実績データの時刻tにおける溶鋼温度の基準値(上限値)であり、Trj(0)は、第j番目の過去実績データにおける取鍋耐火物の初期温度(時刻t=0における温度)である。
Figure 0005816148
Here, T mj (t) is the reference in Equation 22; T mj (t) = f (Z j , Θ, t), and the reference value of the molten steel temperature at time t of the j-th past performance data ( T rj (0) is the initial temperature (temperature at time t = 0) of the ladle refractory in the j-th past performance data.

第2演算態様では、基準値(基準線)が上限値(上限線)とされ、この基準値からのばらつきが溶鋼初期温度のばらつきに依存(起因)すると見なさせる場合には、誤差パラメータα(t)は、式35によって予測時刻tに写像される。 In the second calculation mode, the reference value (reference line) is set to the upper limit value (upper limit line), and the error parameter α is used when it is assumed that the variation from the reference value depends on (because) the variation in the molten steel initial temperature. j (t j ) is mapped to the predicted time t 0 by Equation 35.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

第3演算態様では、基準値(基準線)が上限値(上限線)とされ、この基準値からのばらつきが熱伝達率のばらつきに依存(起因)すると見なさせる場合には、誤差パラメータα(t)は、式36によって予測時刻tに写像される。 In the third calculation mode, the reference value (reference line) is set to the upper limit value (upper limit line), and when it is assumed that the variation from the reference value depends on (because) the variation in the heat transfer coefficient, the error parameter α j (t j ) is mapped to the predicted time t 0 by Equation 36.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

第4演算態様では、基準値(基準線)が上限値(上限線)とされ、この基準値からのばらつきが複数の事象に依存(起因)すると見なさせる場合には、誤差パラメータα(t)は、各事象における前記ばらつきに与える影響の度合いを重みνとして、式37−1または式37−2によって予測時刻tに写像される。なお、各重みνの和は、所定の一定値を満たし、例えば、式38で表すように1となる。 In the fourth calculation mode, when the reference value (reference line) is set to the upper limit value (upper limit line) and the variation from the reference value is considered to be dependent (caused) by a plurality of events, the error parameter α j ( t j ) is mapped to the predicted time t 0 according to Equation 37-1 or Equation 37-2 with the degree of influence on the variation in each event as the weight ν k . Note that the sum of the weights ν k satisfies a predetermined constant value, and is, for example, 1 as represented by Expression 38.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

Figure 0005816148
Figure 0005816148

ここで、式37−1は、例えば、第1ないし第3演算態様の各態様で求められた予測時刻tにおける各誤差パラメータα(t)をαjk(t)として、これら各誤差パラメータα(t)の加重平均である。 Here, for example, the equation 37-1 can be expressed by using each error parameter α j (t 0 ) at the prediction time t 0 obtained in each of the first to third calculation modes as α jk (t 0 ). It is a weighted average of error parameters α j (t 0 ).

式37−2は、例えば、予測時刻tへ写像する前の誤差パラメータα(t)に重みνで先に重み付けを行ったものを、第1ないし第3演算態様の各態様で予測時刻tへ写像し、これら写像されたαjk(t)の和である。 For example, Expression 37-2 is obtained by weighting the error parameter α j (t j ) before mapping to the predicted time t 0 with a weight ν k in each of the first to third calculation modes. This is the sum of α jk (t 0 ) mapped to the predicted time t 0 and mapped.

すなわち、前記所定の変換関係は、複数の関係であり、誤差パラメータα(t)は、前記複数の関係からそれぞれ得られた各変換結果を加重平均することによって算出される。あるいは、前記所定の変換関係は、複数の変換要因に基づいて過去実績データを取得した時刻tでの誤差パラメータα(t)を予測対象データ(x、y)を予測したい予測時刻tの値に変換する関係であり、誤差パラメータα(t)は、複数の変換要因のそれぞれについて得られた各変換結果を加重平均することによって算出される。 That is, the predetermined conversion relation is a plurality of relations, and the error parameter α j (t 0 ) is calculated by weighted averaging the conversion results respectively obtained from the plurality of relations. Alternatively, the predetermined conversion relationship is the prediction that the error parameter α j (t j ) at the time t j when the past performance data is acquired based on a plurality of conversion factors is to be predicted for the prediction target data (x 0 , y 0 ). a relationship that converts the value of the time t 0, the error parameters α j (t 0) is calculated by performing weighted averaging of the respective conversion results obtained for each of the plurality of conversion factors.

このような重みνは、例えば、ばらつきに与える影響の度合いに応じて予め設定される。例えば、ばらつきに与える影響の度合いが大きくなるに従って(支配的なばらつき要因に相当するものほど)、その誤差パラメータ要素αjkに対応する重みνも大きくされ、誤差パラメータαjkのうち、ばらつきに最も影響を与えるパラメータ要素αjkに対応する重みνが最も大きくされる。また例えば、この重みνは、均等であって、各誤差パラメータαjkに対応する各重みνが互いに同一であってもよい。すなわち、単純平均されることになる。前記加重平均には、各重みが等しい場合として、単純平均も含まれる。 Such a weight ν k is set in advance in accordance with, for example, the degree of influence on the variation. For example, (as equivalent to dominant variation factors) the degree of influence on the variation according to increases, the greater the weight [nu k corresponding to the error parameter elements alpha jk, among error parameters alpha jk, the variation The weight ν k corresponding to the most influential parameter element α jk is maximized . For example, the weights ν k may be equal, and the weights ν k corresponding to the error parameters α jk may be the same. That is, it is simply averaged. The weighted average includes a simple average when each weight is equal.

このような処理S14によって算出された各予測値y01(t)〜y0M(t)は、例えば、図14に示すように表形式(テーブル形式)によって予測値記憶部43に記憶される。この図14に示す予測値データテーブル53Bは、第2実施形態における図12に示す予測値データテーブル53Aに相当し、この図6に示す予測値データテーブル53と同様に、予測値フィールド531、出力予測用データフィールド532、誤差パラメータフィールド533および類似度フィールド534の各フィールドを備えて構成され、誤差パラメータαごとにレコードを備えている。さらに、図14に示す予想値データテーブル53Bは、予測時刻tを登録する予測時刻フィールド535を備えている。また、誤差パラメータフィールド533は、実測時刻tにおける誤差パラメータα(t)を登録するサブフィールド5331と各事象ごとに設けられ、各事象における誤差パラメータαjk(t)を登録するサブフィールド5332(53321〜5332k)と分かれている。 Such step S14 the predicted value y 01 calculated by (t 0) ~y 0M (t 0) , for example, stored in the prediction value storing unit 43 by the table format table format as shown in FIG. 14 The The predicted value data table 53B shown in FIG. 14 corresponds to the predicted value data table 53A shown in FIG. 12 in the second embodiment, and similarly to the predicted value data table 53 shown in FIG. Each field includes a prediction data field 532, an error parameter field 533, and a similarity field 534, and a record is provided for each error parameter α j . Furthermore, the expected value data table 53B shown in FIG. 14, a prediction time field 535 for registering the predicted time t 0. The error parameter field 533 is provided for each event and a subfield 5331 for registering the error parameter α jk (t) for each event. The subfield 5331 is for each event and registers the error parameter α (t j ) at the actual measurement time t j . (53321 to 5332k).

次に、処理S15では、基本態様と同様に、ばらつき算出部15は、前記処理S14で求めた各予測値y01(t)〜y0M(t)を用いて、予測値y(t)のばらつき(例えばヒストグラムや確率密度分布等)を算出し、この算出した予測値y(t)のばらつきを記憶部4のばらつき記憶部44に記憶する。 Next, the process S15, similarly to the basic embodiment, the variation calculation unit 15 uses the respective predicted value y 01 obtained by the processing S14 (t 0) ~y 0M ( t 0), the predicted value y 0 ( t 0 ) variation (for example, histogram, probability density distribution, etc.) is calculated, and the calculated predicted value y 0 (t 0 ) variation is stored in the variation storage unit 44 of the storage unit 4.

図15には、10分ごとに温度降下量の予測値y(t)の確率密度分布が示されている。すなわち、予測時点が10分ごととされている。そして、図15には、基準線(上限線)f(Z、Θ、t)も示されている。また、図15では、確率密度分布の横軸(図7(C)の横軸に対応する)は、見易くするために、スケールが拡大されている。 FIG. 15 shows the probability density distribution of the predicted value y 0 (t 0 ) of the temperature drop amount every 10 minutes. In other words, the predicted time point is every 10 minutes. FIG. 15 also shows a reference line (upper limit line) f (Z 0 , Θ, t 0 ). In FIG. 15, the scale of the horizontal axis of the probability density distribution (corresponding to the horizontal axis of FIG. 7C) is enlarged for easy viewing.

そして、次に、処理S16では、第1実施形態や第2実施形態と同様に、信頼性指標算出部16は、予測値yに対する信頼性指標Rを複数の観点から複数算出し、この算出した信頼性指標Rを記憶部4に記憶する。 Then, then the processing S16, similarly to the first embodiment and the second embodiment, the reliability index calculating section 16 calculates a plurality of reliability index R for the predicted value y 0 from a plurality of viewpoints, the calculated The reliability index R is stored in the storage unit 4.

次に、処理S17では、出力値予測装置Sbは、演算制御部1によって、処理S15でばらつき算出部15によって算出された予測値yのばらつき、および、処理S16で信頼性指標算出部16によって算出された複数の信頼性指標Rを提示部3に提示し、処理が終了される。 Then, the processing S17, the output value prediction unit Sb, the operation controlling unit 1, the variation of the predicted value y 0 calculated by the variation calculation unit 15 in the processing S15, and by reliability index calculating unit 16 in the processing S16 The plurality of calculated reliability indices R are presented to the presentation unit 3, and the process is terminated.

このように動作することによって、第3実施形態の出力値予測装置Sbでは、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおいて、チャージの取鍋内溶鋼温度を予測し、この予測した取鍋内溶鋼温度のばらつきをより高精度に求めることが可能となる。   By operating in this way, the output value prediction device Sb of the third embodiment predicts the molten steel temperature in the ladle of the charge in the process from the converter steelmaking process to the continuous casting process through the molten steel treatment process, It is possible to obtain the predicted dispersion of the molten steel temperature in the ladle with higher accuracy.

そして、本実施形態の出力値予測装置Sbは、第1実施形態や第2実施形態と同様に、予測値yに対し、複数の観点から複数の信頼性指標Rを求め、この求めた複数の信頼性指標Rを提示することができる。このため、ユーザは、これら提示された複数の信頼性指標Rを参照することによって、この求められた予測値yのばらつきに対し、複数の観点から評価することができ、予測値yに基づく今後の行動の決定をこれら複数の観点から合理的に判断することが可能となる。 More The output value prediction apparatus Sb of this embodiment, like in the first embodiment and the second embodiment, with respect to the predicted value y 0, obtains a plurality of reliability index R from a plurality of viewpoints, which this calculated Reliability index R can be presented. For this reason, the user can evaluate the obtained variation of the predicted value y 0 from a plurality of viewpoints by referring to the plurality of reliability indexes R presented, and the predicted value y 0 It is possible to reasonably judge the determination of future actions based on these multiple viewpoints.

なお、上述の第3実施形態では、所定の出力は、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、取鍋内の溶鋼温度とされたが、所定の出力は、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、タンディッシュ内の溶鋼温度とされてもよい。このように構成されることによって、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、タンディッシュ内の溶鋼温度を予測し、この予測した予測値のばらつきを求めることが可能となる。   In the third embodiment described above, the predetermined output is the molten steel temperature in the ladle in the process from the converter steelmaking process through the molten steel treatment process to the continuous casting process, but the predetermined output is It may be the molten steel temperature in the tundish in the process from the converter steelmaking process through the molten steel treatment process to the continuous casting process. By configuring in this way, it is possible to predict the molten steel temperature in the tundish in the process from the converter steelmaking process to the continuous casting process through the molten steel treatment process, and obtain the variation of this predicted value It becomes.

また、上述の第3実施形態において、所定の出力は、転炉工程における、吹錬吹込み酸素の積算量に応じた溶鋼成分または溶鋼温度とされてもよい。このように構成されることによって、転炉工程における、吹錬吹込み酸素の積算量に応じた溶鋼成分または溶鋼温度を予測し、この予測した予測値のばらつきを求めることが可能となる。   In the third embodiment described above, the predetermined output may be a molten steel component or a molten steel temperature corresponding to the integrated amount of blown blown oxygen in the converter process. By comprising in this way, it becomes possible to predict the molten steel component or molten steel temperature according to the integration amount of blown blowing oxygen in a converter process, and to obtain | require the dispersion | variation in this estimated predicted value.

また、上述の第3実施形態において、所定の出力は、鋼材の加熱炉工程における、加熱時間または加熱熱量の積算量に応じた鋼材の鋼材温度とされてもよい。このように構成されることによって、鋼材の加熱炉工程における、加熱時間または加熱熱量の積算量に応じた鋼材の鋼材温度を予測し、この予測した予測値のばらつきを求めることが可能となる。   In the third embodiment described above, the predetermined output may be the steel material temperature of the steel material in accordance with the heating time or the integrated amount of heat in the steel material heating furnace step. By comprising in this way, it becomes possible to estimate the steel material temperature of the steel material according to the heating time or the integrated amount of the heating heat amount in the heating furnace process of the steel material, and to obtain the variation of the predicted value.

また、上述の第1ないし第3実施形態において、過去実績データXは、所定の一定期間内に生じた全ての実測データであってもよいし、この実測データを、層別に、すなわち、例えば製品の成分組成等のような所定の観点から分類しておき、予測対象データと同じ分類に属する過去実績データであってもよい。   In the first to third embodiments described above, the past performance data X may be all the actual measurement data generated within a predetermined period, or the actual measurement data may be classified by layer, that is, for example, a product. It may be classified from a predetermined viewpoint such as the component composition of the past, and may be past performance data belonging to the same classification as the prediction target data.

また、上述の第1ないし第3実施形態において、前記距離算出部11は、機能的に、重み算出部を備え、前記重み算出部で算出された第A重みを用いて予測対象データと過去実績データとの所定の距離を、予測対象データの要因および過去実績データの要因に基づいて、複数の過去実績データのそれぞれについて算出するように構成されてもよい。   In the first to third embodiments described above, the distance calculation unit 11 functionally includes a weight calculation unit, and uses the A weight calculated by the weight calculation unit to predict data and past results. The predetermined distance from the data may be calculated for each of the plurality of past performance data based on the factors of the prediction target data and the past performance data.

この重み算出部は、前記要因が前記所定の出力におけるばらつきの大きさに寄与する程度を第A重みとして前記要因について算出するものである。より具体的には、この重み算出部は、前記所定の出力におけるばらつきの大きさを第A出力変数とすると共に前記要因に関する変数を第A入力変数とした際に、複数の過去実績データに基づいて第A入力変数と第A出力変数との関係を表す第Aモデルを生成し、この第Aモデルに基づいて第A重みを算出するものである。この第Aモデルは、例えば、2個の変量や3個以上の変量を持つ関数式(単回帰式や重回帰式等の回帰式)によって表され、第A入力変数および第A出力変数から回帰計算によって求められる。この回帰計算としては、例えば、最小二乗法や部分最小二乗法(PLS, Partial Least Square)等が挙げられる。   The weight calculation unit is configured to calculate the factor as the Ath weight to which the factor contributes to the magnitude of variation in the predetermined output. More specifically, this weight calculation unit is based on a plurality of past performance data when the magnitude of variation in the predetermined output is an A output variable and the variable related to the factor is an A input variable. An A model representing the relationship between the A input variable and the A output variable is generated, and the A weight is calculated based on the A model. The A-th model is represented by, for example, a function equation having two variables or three or more variables (a regression equation such as a single regression equation or a multiple regression equation), and is regressed from the A input variable and the A output variable. Calculated by calculation. Examples of the regression calculation include a least square method and a partial least square method (PLS, Partial Least Square).

ここで、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさに寄与する程度は、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさに大きく寄与する場合では、大きな値となり、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさにあまり寄与しない場合では、小さな値となる。すなわち、所定の出力のばらつきの範囲(範囲の広狭)が要因の値に比較的依存する場合は、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさに大きく寄与する場合であって、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさに与える影響の大きさは、大きな値となり、所定の出力のばらつきの範囲(範囲の広狭)が要因の値に比較的依存しない場合は、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさにあまり寄与しない場合であって、要因が所定の出力におけるばらつきの大きさに与える影響の大きさは、小さな値となる。言い換えれば、要因によって所定の出力のばらつきに与えられる影響の大きさに従って、第A重みの大きさが決定される。   Here, the degree to which the factor contributes to the magnitude of the variation in the predetermined output is large when the factor greatly contributes to the magnitude of the variation in the predetermined output, and the factor is the magnitude of the variation in the predetermined output. If it does not contribute much to, it will be a small value. That is, when the range of variation in the predetermined output (range of the range) is relatively dependent on the value of the factor, the factor greatly contributes to the magnitude of variation in the predetermined output, and the factor is the predetermined output. The magnitude of the influence on the magnitude of variation in the output is large, and if the range of variation in the predetermined output (range) is relatively independent of the factor value, the factor is the magnitude of variation in the predetermined output. In this case, the influence of the factor on the magnitude of the variation in the predetermined output is a small value. In other words, the magnitude of the A-th weight is determined according to the magnitude of the influence exerted on the predetermined output variation by the factor.

また、前記重み算出部は、複数の過去実績データの個数に応じた第B重みを算出し、この第B重みを用いて前記第Aモデルを生成するものであってもよい。このように構成することによって、前記要因に含まれる誤差が前記第A重みへ与える影響を低減することができ、より精度よく第Aモデルを生成することができ、ひいては、より精度よく第A重みを算出することが可能となる。   Further, the weight calculation unit may calculate a B-th weight according to the number of past past record data, and generate the A-th model using the B-th weight. With this configuration, it is possible to reduce the influence of the error included in the factor on the Ath weight, and to generate the Ath model with higher accuracy. As a result, the Ath weight with higher accuracy. Can be calculated.

また、前記重み算出部は、前記要因が前記所定の出力におけるばらつきの大きさに寄与する程度および前記要因が前記所定の出力における絶対値の大きさに寄与する程度を第A重みとして前記要因について算出するものであってもよい。このように構成することによって、前記要因による前記所定の出力のばらつきへ与える影響と、前記要因による前記所定の出力の絶対値へ与える影響とを考慮して第A重みaを求めることができ、予測値のばらつきの精度が向上する。 In addition, the weight calculation unit uses the degree to which the factor contributes to the magnitude of variation in the predetermined output and the degree to which the factor contributes to the magnitude of the absolute value in the predetermined output as the A weight. It may be calculated. With this configuration, the Ath weight a i can be obtained in consideration of the influence of the factor on the variation in the predetermined output and the influence of the factor on the absolute value of the predetermined output. , The accuracy of the variation of the predicted value is improved.

また、第1ないし第3実施形態では、誤差パラメータαは、複数の関係からそれぞれ得られた各変換結果を加重平均することによって、または、複数の変換要因のそれぞれについて得られた各変換結果を加重平均することによって算出されたが、誤差パラメータαは、前記求めた差が複数に分割されて写像され、その後、それらの合計を求めることによって算出されてもよい。このような構成によっても、所定の変換関係が複数の事象に起因している場合でも、より適切に誤差パラメータを求めることが可能となる。   In the first to third embodiments, the error parameter α is obtained by weighted averaging the respective conversion results obtained from the plurality of relationships, or the respective conversion results obtained for each of the plurality of conversion factors. The error parameter α may be calculated by dividing the obtained difference into a plurality of parts and then mapping them, and then obtaining the sum thereof. Even with such a configuration, even when the predetermined conversion relationship is caused by a plurality of events, the error parameter can be obtained more appropriately.

すなわち、第1ないし第3ばらつき要因(誤差パラメータαの要因)における誤差パラメータαへの影響度合いを示す第1ないし第3重みをν(t)、ν(t)およびν(t)とし、これら第1ないし第3重みν(t)、ν(t)、ν(t)は、任意の時刻tについて、式39を満たすものとする。 That is, the first to third weights indicating the degree of influence of the first to third variation factors (factors of the error parameter α) on the error parameter α are represented by ν 1 (t), ν 2 (t), and ν 3 (t). These first to third weights ν 1 (t), ν 2 (t), and ν 3 (t) satisfy Expression 39 for an arbitrary time t.

Figure 0005816148
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ここで、時刻tにおけるばらつきα(t)が、各ばらつき要因ν(t)、ν(t)、ν(t)によるばらつきに分離された場合、それぞれ、ν(t)×α(t)、ν(t)×α(t)、ν(t)×α(t)となる。言い換えれば、時刻tにおいて、ν(t):ν(t):ν(t)の割合でばらつき、それらの合計が、時刻tにおけるばらつきα(t)になったと考える。これは、式40によって表される。 Here, when the variation α j (t j ) at time t j is separated into variations due to the variation factors ν 1 (t), ν 2 (t), and ν 3 (t), respectively, ν 1 (t j ) × α j (t j ), ν 2 (t j ) × α j (t j ), and ν 3 (t j ) × α j (t j ). In other words, at time t j , variation occurs at a ratio of ν 1 (t j ): ν 2 (t j ): ν 3 (t j ), and the sum of these results in variation α j (t j ) at time t j . I think. This is represented by Equation 40.

Figure 0005816148
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ここで、第3実施形態のように、鉄鋼製品の製造プロセスにおける、転炉吹錬終了後、転炉から取鍋に溶鋼が移され、溶鋼処理を経て、連鋳設備まで溶鋼が搬送されるプロセスの場合では、第1に、取鍋耐火物の初期温度のばらつきは、時刻tにおいて、ν(t)×α(t)であるから、誤差パラメータαj1(t)は、式41によって予測時刻tに写像される。 Here, as in the third embodiment, the molten steel is transferred from the converter to the ladle after the converter blowing in the steel product manufacturing process, and the molten steel is transported to the continuous casting equipment through the molten steel treatment. In the case of the process, first, since the variation in initial temperature of the ladle refractory is ν 1 (t j ) × α j (t j ) at time t j , the error parameter α j1 (t 0 ) Is mapped to the predicted time t 0 by Equation 41.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

第2に、溶鋼初期温度のばらつき(溶鋼温度の測定誤差)は、時刻tにおいて、ν(t)×α(t)であるから、誤差パラメータαj2(t)は、式42によって予測時刻tに写像される。 Second, since the variation in molten steel initial temperature (measurement error of molten steel temperature) is ν 2 (t j ) × α j (t j ) at time t j , the error parameter α j2 (t 0 ) is This is mapped to the predicted time t 0 by Equation 42.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

第3に、熱伝達率のばらつき(溶鋼と取鍋耐火物の熱伝達率)のばらつきは、時刻tにおいて、ν(t)×α(t)であるから、誤差パラメータαj3(t)は、式43によって予測時刻tに写像される。 Third, since the variation in the heat transfer coefficient (the heat transfer coefficient between the molten steel and the ladle refractory) is ν 3 (t j ) × α j (t j ) at time t j , the error parameter α j3 (t 0 ) is mapped to the predicted time t 0 by Equation 43.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

ここで、上記式43は、写像したい時刻tを(/t)(は式43ではがtの上である)倍した時刻における基準線(上限線)の値と、写像したい時刻tにおける基準線(上限線)の値の差が誤差パラメータαj3(t)であることを示している。 Here, the equation 43, the time t 0 to be mapped (~ t y / t j) (~ t y is on ~ in Formula 43 is t y) multiplied by the reference line at the time of the (upper line) It shows that the difference between the value and the value of the reference line (upper limit line) at the time t 0 to be mapped is the error parameter α j3 (t 0 ).

そして、式44に示すように、これら式41ないし式43を合計することによって、時刻tのばらつきα(t)を時刻tに写像した値α(t)が求められる。 Then, as shown in Equation 44, by summing these equations 41 to Formula 43, the values alpha j (t 0) which is mapped to the time t j variation alpha j (t j) the time t 0 is obtained.

Figure 0005816148
Figure 0005816148

なお、上述でも例示したが、上述の実施形態において、x、XおよびZについて、さらに、具体的な一例を挙げると、次の通りである。なお、この例では、Xは、xとZとを合わせたものである。   In addition, although illustrated also above, in the above-described embodiment, specific examples of x, X, and Z are as follows. In this example, X is a combination of x and Z.

所定の容器に収容された所定の物体における温度の場合では、xは、物体(例えば液体の状態)の体積、容器の使用回数、前記物体の凝固温度、測温時間等を挙げることができ、Zは、例えば、前記物体の初期温度、容器の初期温度、物体の比熱・密度・体積、容器の比熱・密度・体積、前記物体と容器との接触面積、熱伝達率計算値(例えば物性値等から求められる)等を挙げることができる。   In the case of the temperature of a predetermined object accommodated in a predetermined container, x can include the volume of the object (for example, a liquid state), the number of times the container is used, the solidification temperature of the object, the temperature measurement time, and the like. Z is, for example, the initial temperature of the object, the initial temperature of the container, the specific heat / density / volume of the object, the specific heat / density / volume of the container, the contact area between the object and the container, and a heat transfer coefficient calculation value (for example, physical property value). For example).

取鍋内の溶鋼温度の場合では、xは、例えば、取鍋の受鋼回数、脱酸剤の種類、溶鋼炭素濃度、取鍋の空鍋状態、取鍋搬送時間、出鋼温度、凝固温度、各種合金量、鋼種、操業班、処理日(例えば基準日1900年1月1日からの経過日数)等を挙げることができ、Zは、例えば、取鍋の種類、溶鋼炭素濃度、脱酸剤の種類、空鍋時間、保熱時間、出鋼温度、取鍋の受鋼回数、各種合金量、溶鋼量、溶鋼比熱、溶鋼密度、溶鋼熱伝導率、取鍋耐火物温度、取鍋耐火物比熱、取鍋耐火物密度、取鍋耐火物熱伝導率、取鍋形状等を挙げることができる。   In the case of the temperature of the molten steel in the ladle, x is, for example, the number of times the ladle is received, the type of deoxidizer, the concentration of molten steel, the state of the ladle in the empty ladle, the ladle transport time, the outgoing steel temperature, the solidification temperature , Various alloy amounts, steel types, operation groups, treatment days (for example, the number of days elapsed since January 1, 1900), and Z is, for example, ladle type, molten steel carbon concentration, deoxidation Type of agent, ladle time, heat retention time, temperature of outgoing steel, number of received steel in ladle, amount of various alloys, amount of molten steel, molten steel specific heat, molten steel density, molten steel thermal conductivity, ladle refractory temperature, ladle fire resistance Specific heat, ladle refractory density, ladle refractory thermal conductivity, ladle shape and the like can be mentioned.

また、タンディッシュ内の溶鋼温度の場合では、xは、例えば、取鍋の受鋼回数、脱酸剤の種類、溶鋼炭素濃度、取鍋の空鍋状態、タンディッシュ使用回数、取鍋搬送時間、出鋼温度、凝固温度、各種合金量、鋼種、操業班、溶鋼処理種類、処理日(例えば基準日1900年1月1日からの経過日数)、溶鋼処理時間、溶鋼処理における昇温量、鋳造時間等を挙げることができ、Zは、例えば、取鍋の種類、溶鋼炭素濃度、脱酸剤の種類、空鍋時間、保熱時間、出鋼温度、取鍋の受鋼回数、各種合金量、溶鋼処理後溶鋼温度、溶鋼処理における各種操作量、溶鋼量、溶鋼比熱、溶鋼密度、溶鋼熱伝導率、取鍋耐火物温度、取鍋耐火物比熱、取鍋耐火物密度、取鍋耐火物熱伝導率、取鍋形状、タンディッシュ耐火物温度、タンディッシュ耐火物比熱、タンディッシュ耐火物密度、タンディッシュ耐火物熱伝導率、タンディッシュ形状、取鍋搬送時間、鋳造時間等を挙げることができる。   In the case of the molten steel temperature in the tundish, x is, for example, the number of times the ladle is received, the type of deoxidizer, the molten steel carbon concentration, the state of the ladle empty, the number of times the tundish is used, and the ladle transport time Steel temperature, solidification temperature, various alloy amounts, steel type, operation team, molten steel treatment type, treatment date (e.g., number of days since January 1, 1900), molten steel treatment time, temperature rise in molten steel treatment, Casting time etc. can be mentioned. Z is, for example, ladle type, molten steel carbon concentration, deoxidizer type, empty ladle time, heat retention time, steel output temperature, number of times the ladle is received, various alloys Amount, molten steel temperature after molten steel treatment, various manipulated variables in molten steel treatment, molten steel amount, molten steel specific heat, molten steel density, molten steel thermal conductivity, ladle refractory temperature, ladle refractory specific heat, ladle refractory density, ladle refractory Material thermal conductivity, ladle shape, tundish refractory temperature, tundish refractory Heat, tundish refractories density, tundish refractory Mononetsu conductivity, tundish shape, ladle transfer time, can be mentioned casting time, and the like.

また、転炉吹錬における溶鋼温度および溶鋼成分の場合では、xは、例えば、出鋼量、溶銑温度、溶銑成分(C、Si、Mn、P、S等)、吹止目標温度、吹止目標成分(目標溶鋼成分、C、Mn、P、S等)、溶銑配合率、各種副原料投入量、合金投入量、スラグ塩基度、スラグ量、送酸速度、炉回数、ランス回数、ランス高さ、休炉時間、サブランス測定温度、サブランス測定成分、処理日(例えば基準日1900年1月1日からの経過日数)、転炉号数、操業班、前チャージ情報、送酸量積算値等を挙げることができ、Zは、例えば、主原料(溶銑、冷銑、スクラップ)投入量、溶銑温度、溶銑成分、各種副原料投入量、各種副原料組成、合金投入量、送酸量、吹止目標成分、サブランス測定温度、サブランス測定成分、前チャージ情報、送酸量積算値等である。   Moreover, in the case of the molten steel temperature and molten steel component in converter blowing, x is, for example, the amount of steel output, molten iron temperature, molten iron component (C, Si, Mn, P, S, etc.), blowing target temperature, blowing Target components (target molten steel components, C, Mn, P, S, etc.), hot metal compounding ratio, various auxiliary raw material inputs, alloy inputs, slag basicity, slag amount, acid feed rate, number of furnaces, number of lances, lance height In addition, furnace shutdown time, sublance measurement temperature, sublance measurement component, treatment date (for example, the number of days elapsed since January 1, 1900), number of converters, operation group, pre-charge information, oxygenated amount integrated value, etc. Z is, for example, main raw material (hot metal, cold metal, scrap) input amount, hot metal temperature, hot metal component, various auxiliary material input amounts, various auxiliary material compositions, alloy input amount, acid feed amount, blowing rate Stop target component, sublance measurement temperature, sublance measurement component, pre-charge information A oxygen-flow amount integrated values or the like.

第1ないし第3実施形態で説明したように、出力値予測装置S、Sa、Sbは、操業プロセスや製造プロセスの各プロセスにおける出力値や製品に直結する最終プロセスの出力値をばらつきと併せて予測することが可能であり、ここで、操業プロセスや製造プロセスに出力値予測装置S、Sa、Sbを適用した出力値予測システムの一構成例について、説明する。   As described in the first to third embodiments, the output value prediction devices S, Sa, and Sb combine the output value in each process of the operation process and the manufacturing process and the output value of the final process directly connected to the product together with variations. Here, a configuration example of an output value prediction system in which the output value prediction devices S, Sa, and Sb are applied to an operation process and a manufacturing process will be described.

図16は、出力値予測システムの構成を示すブロック図である。図16において、出力値予測システムは、操業プロセス・製造プロセス201から実績データを収集する実績データ収集装置101と、実績データ収集装置101で収集した実績データを過去実績データとして記憶する過去操業データ記憶装置105と、実績データ収集装置101で収集した過去実績データに基づいて誤差パラメータαを算出するパラメータフィッティング演算装置102と、パラメータフィッティング演算装置102で算出した誤差パラメータαを記憶するパラメータ推定値記憶装置106と、操業プロセス・製造プロセス201から予測対象データを収集する予測対象データ操業条件収集装置104と、予測対象データと各過去実績データとの類似度を算出する類似度演算装置108と、予測対象データ操業条件収集装置104で収集した予測対象データから前記算出した誤差パラメータαに基づいて予測対象データの出力値(予測値)を予測する予測対象データ出力予測演算装置103と、予測対象データ出力予測演算装置103で予測した予測対象データの出力値(予測値)と類似度演算装置108で算出した類似度に基づいて予測対象データの予測値の確率密度分布を算出する出力予測値確率密度分布推定装置107と、予測対象データの予測値に対する複数の信頼性指標を算出する信頼性指標演算装置109と、出力予測値確率密度分布推定装置107で算出した予測対象データの予測値の確率密度分布および信頼性指標演算装置109で算出された複数の信頼性指標を表示する確率密度分布表示装置110とを備えて構成される。   FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the output value prediction system. In FIG. 16, the output value prediction system includes a performance data collection device 101 that collects performance data from the operation process / manufacturing process 201, and past operation data storage that stores performance data collected by the performance data collection device 101 as past performance data. Device 105, parameter fitting arithmetic device 102 for calculating error parameter α based on past actual data collected by actual data collecting device 101, and parameter estimated value storage device for storing error parameter α calculated by parameter fitting arithmetic device 102 106, a prediction target data operation condition collection device 104 that collects prediction target data from the operation process / manufacturing process 201, a similarity calculation device 108 that calculates a similarity between the prediction target data and each past performance data, and a prediction target Data operating condition collection device The prediction target data output prediction calculation device 103 that predicts the output value (prediction value) of the prediction target data from the prediction target data collected in 104 based on the calculated error parameter α, and the prediction target data output prediction calculation device 103 performs prediction. An output predicted value probability density distribution estimating device 107 that calculates a probability density distribution of the predicted value of the prediction target data based on the output value (predicted value) of the predicted target data and the similarity calculated by the similarity calculating device 108; A reliability index calculation device 109 that calculates a plurality of reliability indexes for the predicted value of the target data, and a probability density distribution and reliability index calculation device of the predicted value of the prediction target data calculated by the output predicted value probability density distribution estimation device 107 And a probability density distribution display device 110 that displays a plurality of reliability indexes calculated in 109.

図16に示す出力値予測システムと図1に示す出力値予測装置Sとを対比すると、類似度演算装置108は、距離算出部11、類似度算出部12および中間データ記憶部42と略同様の機能を有し、パラメータフィッティング演算装置102は、パラメータ算出部13と略同様の機能を有し、予測対象データ出力予測演算装置103は、予測値算出部14および予測値記憶部43と略同様の機能を有し、出力予測値確率密度分布推定装置107は、ばらつき算出部15およびばらつき記憶部44と略同様の機能を有し、信頼性指標演算装置109は、信頼性指標算出部16と同様の略機能を有し、過去操業データ記憶装置105は、実績データ記憶部41と略同様の機能を有し、そして、パラメータ推定値記憶装置106は、中間データ記憶部42と略同様の機能を有している。   When the output value prediction system shown in FIG. 16 is compared with the output value prediction device S shown in FIG. 1, the similarity calculation device 108 is substantially the same as the distance calculation unit 11, the similarity calculation unit 12, and the intermediate data storage unit 42. The parameter fitting calculation device 102 has substantially the same function as the parameter calculation unit 13, and the prediction target data output prediction calculation device 103 is substantially the same as the prediction value calculation unit 14 and the prediction value storage unit 43. The output predicted value probability density distribution estimation device 107 has substantially the same functions as the variation calculation unit 15 and the variation storage unit 44, and the reliability index calculation device 109 is the same as the reliability index calculation unit 16. The past operation data storage device 105 has substantially the same function as the actual data storage unit 41, and the parameter estimated value storage device 106 is an intermediate data storage device. Substantially have the same function as 42.

このような構成の出力値予測システムは、プロセスの実施中において、予測対象データを収集すると、この予測対象データにおける予測値およびその確率密度分布を求めることができ、そして、これらを表示することができる。このため、オペレータ等のユーザは、この予測対象データにおける予測値およびその確率密度分布に基づいて適切にプロセスを調整し、その実施を行うことが可能となる。   When the prediction target data is collected during the execution of the process, the output value prediction system having such a configuration can obtain a prediction value and its probability density distribution in the prediction target data, and can display them. it can. For this reason, a user such as an operator can appropriately adjust the process based on the predicted value in the prediction target data and its probability density distribution, and perform the execution.

なお、上述の第1ないし第3実施形態では、の例で各種の信頼性指標が算出されたが、予測モデルは、任意のモデルでよい。例えば、予測モデルは、特開平9−256021号公報に開示されたモデルや、特開2003−231908号公報に開示されたモデルや、特開平2007−167858号公報に開示されたモデルや、特開2009−241139号公報に開示されたモデル等のモデルであってもよい。   In the first to third embodiments described above, various reliability indexes are calculated in the example, but the prediction model may be any model. For example, the prediction model is a model disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-256021, a model disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-231908, a model disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-167858, It may be a model such as a model disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2009-241139.

図17は、スケーリングを行った信頼性指標の一具体例を示す図である。図18は、スケーリングを行った信頼性指標の他の一具体例を示す図である。図17および図18の横軸は、いわゆるチャージに付された識別子としてのチャージ番号であり、これらの縦軸は、信頼性指標Rである。図17に示す(A)の折れ線は、式11による条件的信頼性指標Rであり、図17に示す(B)の折れ線は、上述の式13による日数的信頼性指標Rであり、図17に示す(C)の折れ線は、上述の式26による予測時刻的信頼性指標Rである。図18に示す(A)の折れ線は、式11による条件的信頼性指標Rであり、図18に示す(B)の折れ線は、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1であり、図18に示す(C)の折れ線は、上述の式30等の上位条件予測時刻的信頼性指標RT1である。なお、上位一定量は、上位10パーセントの割合である。 FIG. 17 is a diagram illustrating a specific example of the reliability index that has been scaled. FIG. 18 is a diagram illustrating another specific example of the scaled reliability index. The horizontal axis in FIGS. 17 and 18 is a charge number as an identifier assigned to a so-called charge, and the vertical axis is a reliability index R. The broken line in (A) shown in FIG. 17 is the conditional reliability index RC according to Equation 11, the broken line in (B) shown in FIG. 17 is the daily reliability index RD according to Equation 13 above, The broken line in (C) shown in FIG. 17 is the predicted temporal reliability index RT according to the above-described equation 26. The broken line in (A) shown in FIG. 18 is the conditional reliability index RC according to the equation 11, and the broken line in (B) shown in FIG. 18 is the upper conditional daytime reliability index R D1 in the above-described equation 16 and the like. The broken line in (C) shown in FIG. 18 is the upper condition predicted temporal reliability index R T1 such as Equation 30 described above. The upper fixed amount is a ratio of the upper 10%.

また、上述の第1ないし第3実施形態において、演算制御部1は、機能的に、複数の予測値yに対する各信頼性指標Rを相対的に相互に比較するために、複数の信頼性指標Rのそれぞれを所定の基準でスケーリング(標準化)する図略のスケーリング部(標準化部)をさらに備え、提示部3は、予測値y(上記例では予測値yのばらつき)と前記スケーリング部でスケーリングされた複数の信頼性指標Rとを提示するように構成されてもよい。このような構成することによって、複数の信頼性指標Rのそれぞれを所定の基準でスケーリング(標準化)するので、複数の信頼性指標Rを相互に比較することが可能となる。また、スケーリングによってスケーリング後の信頼性指標Rを所定の範囲内に納めることも可能となる。 In the first to third embodiments described above, the arithmetic control unit 1 functionally compares a plurality of reliability indices R with respect to the plurality of predicted values y 0 in order to relatively compare each other. An unillustrated scaling unit (standardization unit) that scales (standardizes) each of the indices R with a predetermined reference is provided, and the presentation unit 3 includes the predicted value y 0 (the variation in the predicted value y 0 in the above example) and the scaling And a plurality of reliability indexes R scaled by the unit may be presented. With such a configuration, each of the plurality of reliability indexes R is scaled (standardized) based on a predetermined reference, so that the plurality of reliability indexes R can be compared with each other. In addition, the scaled reliability index R can be kept within a predetermined range by scaling.

例えば、図17や図18に示すように、前記所定の基準として、各チャージに対する予測値yの信頼性指標Rの平均値が0であってその標準偏差が1となるように、各信頼性指標Rは、スケーリング(標準化)される。この図17および図18に示す例では、12個のチャージのそれぞれに対する信頼性指標Rの平均値が0であって、その標準偏差が1となるように、各信頼性指標Rがスケーリングされる。すなわち、12個のチャージのそれぞれについて、その信頼性指標Rから平均値を減算し、その結果を標準偏差で除算することによって、スケーリングが実行される(スケーリング後の信頼性指標R=(スケーリング前の信頼性指標R−平均値)/標準偏差)。なお、前記所定の基準は、これに限定されるものではなく、最小値からの差を最大値と最小値との差で規格化するように、各信頼性指標Rは、スケーリングされてもよい(スケーリング後の信頼性指標R=(スケーリング前の信頼性指標R−最小値)/(最大値−最小値)。このようにスケーリングすることによってスケーリング後の信頼性指標Rを0から1までの範囲内に収めることもできる。 For example, as shown in FIG. 17 and FIG. 18, as the predetermined reference, each reliability is set such that the average value of the reliability index R of the predicted value y 0 for each charge is 0 and its standard deviation is 1. The sex index R is scaled (standardized). In the example shown in FIGS. 17 and 18, each reliability index R is scaled so that the average value of the reliability index R for each of the 12 charges is 0 and the standard deviation is 1. . That is, for each of the twelve charges, scaling is performed by subtracting the average value from the reliability index R and dividing the result by the standard deviation (scaled reliability index R = (before scaling) Reliability index R-average value) / standard deviation). The predetermined criterion is not limited to this, and each reliability index R may be scaled so that the difference from the minimum value is normalized by the difference between the maximum value and the minimum value. (Reliability index R after scaling = (Reliability index R before scaling−Minimum value) / (Maximum value−Minimum value). By scaling in this way, the reliability index R after scaling is changed from 0 to 1. It can also be within the range.

そして、スケーリング後の信頼性指標Rの数値を提示部3に提示してもよいが、図17や図18のようなグラフを提示部3に提示することによって、過去の予測値yに対して今回の予測値yの信頼性が相対的に一目で把握することも可能となる。例えば、前回の予測値yに対する実績結果が外れたとし、その場合における信頼性指標Rも低かったとする。この場合において、今回の予測値yに対しても全信頼性指標Rが低くなれば、ユーザは、今回の予測値yも外れる可能性が高いと判断することができる。逆に例えば、前記場合において、今回の予測値yに対して全信頼性指標Rが高くなれば、ユーザは、今回の予測値yは信頼できると判断することができる。 Then, the numerical value of the reliability index R after scaling may be presented to the presentation unit 3, but by presenting the presentation unit 3 such a graph as in FIG. 17 and FIG. 18, with respect to past predicted value y 0 this reliability of the predicted value y 0 Te becomes possible to grasp at a relatively glance. For example, the off track record results for the predicted value y 0 of the previous, the reliability index R was also low in this case. In this case, if even lower total reliability index R against current predicted value y 0, a user can determine that there is a high possibility that deviates even predicted value y 0 of the time. Conversely, by applying for example, in the case, the higher the total reliability index R against current predicted value y 0, the user, the predicted value y 0 of the current can be determined as reliable.

あるいは、スケーリングの信頼性指標Rの数値のみを提示部3に提示してもよい。これによって例えば信頼性指標Rの数値が0である場合には、上記所定の基準によるスケーリングでは、ユーザは、過去有限個の過去実績データの中で平均的な信頼度であると判断することができ、また例えば信頼性指標Rの数値が正の大きい値であれば、過去有限個の過去実績データの中で比較的高い信頼度であると判断することができ、また例えば信頼性指標Rの数値が大きな負の値であれば、過去有限個の過去実績データの中で比較的低い信頼度であると判断することができる。   Alternatively, only the numerical value of the reliability index R of scaling may be presented to the presentation unit 3. Thus, for example, when the numerical value of the reliability index R is 0, the user may determine that the reliability is average among the past limited number of past performance data in the scaling based on the predetermined standard. For example, if the numerical value of the reliability index R is a positive large value, it can be determined that the reliability is relatively high among the past limited number of past performance data. If the numerical value is a large negative value, it can be determined that the reliability is relatively low among the past limited number of past performance data.

例えば、図17では、チャージ番号3における各信頼性指標Rにおいて、式11による条件的信頼性指標R(折れ線(A))は、比較的大きく、上述の式13による日数的信頼性指標R(折れ線(B))および上述の式26による予測時刻的信頼性指標R(折れ線(C))は、比較的小さい。すなわち、これによって、ユーザは、予測対象データXに条件的に類似する過去実績データ(X、y)は、比較的多いが、最近では少なく、そして、予測時刻も特異であることが見て取れ、総合的な信頼性は、低いと判断することができる。 For example, in FIG. 17, in each reliability index R in charge number 3, the conditional reliability index R C (line (A)) according to Expression 11 is relatively large, and the daily reliability index R according to Expression 13 above. D (broken line (B)) and the predicted temporal reliability index R T (broken line (C)) according to the above-described equation 26 are relatively small. In other words, this allows the user to historical performance data condition similar to the predicted target data X 0 (X, y) is relatively large, but less recently and can see that the predicted time is also specific, It can be determined that the overall reliability is low.

また例えば、図17では、チャージ番号12における各信頼性指標Rにおいて、式11による条件的信頼性指標R(折れ線(A))、上述の式13による日数的信頼性指標R(折れ線(B))および上述の式26による予測時刻的信頼性指標R(折れ線(C))は、それぞれ、比較的大きい。すなわち、これによって、ユーザは、総合的な信頼性は、高いと判断することができる。 Further, for example, in FIG. 17, in each reliability index R at the charge number 12, the conditional reliability index R C (line (A)) according to Equation 11 and the daytime reliability index R D (line ( B)) and the predicted temporal reliability index R T (polygonal line (C)) according to the above-described equation 26 are relatively large. In other words, this allows the user to determine that the overall reliability is high.

また例えば、図18では、チャージ番号3における各信頼性指標Rにおいて、式11による条件的信頼性指標R(折れ線(A))は、比較的大きく、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1(折れ線(B))および上述の式30等の上位条件予測時刻的信頼性指標RT1(折れ線(C))は、比較的小さい。すなわち、これによって、ユーザは、予測対象データXに条件的に類似する過去実績データ(X、y)は、比較的多いが、上位10パーセントの過去実績データ(X、y)は、最近のデータではなく、そして、予測時刻も今回と異なるものであることが見て取れ、総合的な信頼性は、低いと判断することができる。ユーザが仮に「最近1ヶ月は、それ以前と同じ製造条件であっても出力(例えば温度)が下側にずれる傾向にある」という知見を持っているとした場合に、式11による条件的信頼性指標R(折れ線(A))が比較的大きくても、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1が比較的小さければ、予測値yに対し実際の出力値が下側にずれるリスクがあり、このリスクを大きめに考えて、製造条件を修正判断することができる。 Further, for example, in FIG. 18, in each reliability index R at charge number 3, the conditional reliability index R C (line (A)) according to Expression 11 is relatively large, and the upper condition condition days such as Expression 16 described above are obtained. The reliability index R D1 (broken line (B)) and the upper condition predicted temporal reliability index R T1 (broken line (C)) such as Equation 30 described above are relatively small. In other words, the user has a relatively large amount of past performance data (X, y) that is conditionally similar to the prediction target data X 0 , but the top 10 percent of past performance data (X, y) It can be seen that the estimated time is different from this time, not the data, and the overall reliability can be judged to be low. If the user has the knowledge that “the output (for example, temperature) tends to shift downward in the last month, even under the same manufacturing conditions as before”, the conditional confidence according to Equation 11 even sex index R C (broken line (a)) is relatively large, if a relatively small upper condition days reliability index R D1 such expression 16 described above, the actual output value with respect to the predicted value y 0 is lower There is a risk of shifting to the side, and considering this risk larger, it is possible to make correction judgments on manufacturing conditions.

また例えば、図18では、チャージ番号12における各信頼性指標Rにおいて、式11による条件的信頼性指標R(折れ線(A))、上述の式16等の上位条件日数的信頼性指標RD1(折れ線(B))および上述の式30等の上位条件予測時刻的信頼性指標RT1(折れ線(C))は、比較的大きい。すなわち、これによって、ユーザは、総合的な信頼性は、高いと判断することができる。 Further, for example, in FIG. 18, in each reliability index R at the charge number 12, the conditional reliability index R C (line (A)) according to Equation 11 and the upper condition days reliability index R D1 such as Equation 16 described above. The upper condition predicted time reliability index R T1 (the broken line (C)) such as (the broken line (B)) and Equation 30 described above is relatively large. In other words, this allows the user to determine that the overall reliability is high.

なお、上述の実施形態において、図7(B)に示すヒストグラムから図8に示す上述した手法によって確率密度分布曲線が求められたが、次の手法によって、図7(B)に示すヒストグラムから確率密度分布曲線が求められてもよい。   In the above-described embodiment, the probability density distribution curve is obtained from the histogram shown in FIG. 7B by the above-described method shown in FIG. 8, but the probability is calculated from the histogram shown in FIG. 7B by the following method. A density distribution curve may be determined.

図19は、図7(B)に示すヒストグラムから確率密度分布曲線を求める他の手法を説明するための図である。   FIG. 19 is a diagram for explaining another method for obtaining a probability density distribution curve from the histogram shown in FIG.

この手法では、図7(B)に示すヒストグラム、すなわち、図19(A)に示すヒストグラムにおいて、まず、図19(B)ないし図19(D)に示すように、各区間の確率密度FwN(k)に対し、確率密度の総和が当該区間の確率密度FwN(k)であって当該区間Y〜Yk+1の確率密度をピークとする正規分布が作成される。 In this method, in the histogram shown in FIG. 7B, that is, in the histogram shown in FIG. 19A, first, as shown in FIGS. 19B to 19D, the probability density F wN of each section is set. For (k), a normal distribution is created in which the sum of the probability densities is the probability density F wN (k) of the section and the probability density of the section Y k to Y k + 1 is the peak.

より具体的には、図19(B)にハッチングを施して示す当該区間の確率密度FwN(k)が、図19(C)に示すように当該区間の前後における同数の区間(図19(C)に示す例では前後2個ずつの区間)に拡がっているとみなす。そして、平滑化後の当該区間の確率密度〜FwN(k)およびこの前後に拡がった各区間の確率密度〜FwN(k−2)、〜FwN(k−1)、〜FwN(k+1)、〜FwN(k+2)は、図19(D)に示すように、当該区間の確率密度FwN(k)に、平滑化するための所定の係数λを乗算することによってそれぞれ求められる。なお、上記〜FwNは、図19中の上に〜を付したFwNと同一である(以下同じ)。また、この図19(D)における〜付きFwN(k+i、k+j)は、当該区間k+jに対し、k+i番目の区間における平滑化後の確率密度を表す。 More specifically, the probability density F wN (k) of the section shown by hatching in FIG. 19B is the same number of sections before and after the section (FIG. 19 (C)). In the example shown in C), it is assumed that the area has been expanded into two sections. Then, the probability density ~ F wN (k) of the section after smoothing and the probability density ~ F wN (k-2), ~ F wN (k-1), ~ F wN ( As shown in FIG. 19D , k + 1) and ˜F wN (k + 2) are respectively obtained by multiplying the probability density F wN (k) of the section by a predetermined coefficient λ for smoothing. . In addition, said -FwN is the same as FwN which attached | subjected-in FIG. Also, in FIG. 19D, “ F wN (k + i, k + j)” indicates the probability density after smoothing in the k + i-th section with respect to the section k + j.

前記所定の係数λは、その総和が1であれば、任意に決定されてよい。ここでは、前記所定の係数λは、正規分布となるとともに、その総和が1となるように設定されている。なお、ここでは、正規分布を用いたが二項分布等の他の分布であってよい。係数λの総和を1とすることによって、平滑化後の確率密度の総和が当該区間の確率密度FwN(k)と等しくなる。例えば、平滑化後(ここでは正規分布化後)の確率密度〜FwN(k−2)を求めるために、当該区間の確率密度FwN(k)に乗算する係数λ−2は、0.02とされ(λ−2=0.02、正規分布化後の確率密度〜FwN(k−2)=λ−2×FwN(k))、正規分布化後の確率密度〜FwN(k−1)を求めるために、当該区間の確率密度FwN(k)に乗算する係数λ−1は、0.22とされ(λ−1=0.22、正規分布化後の確率密度〜FwN(k−1)=λ−1×FwN(k))、正規分布化後の確率密度〜FwN(k)を求めるために、当該区間の確率密度FwN(k)に乗算する係数λは、0.52とされ(λ=0.52、正規分布化後の確率密度〜FwN(k)=λ×FwN(k))、正規分布化後の確率密度〜FwN(k+1)を求めるために、当該区間の確率密度FwN(k)に乗算する係数λ+1は、0.22とされ(λ+1=0.22、正規分布化後の確率密度〜FwN(k+1)=λ+1×FwN(k))、そして、正規分布化後の確率密度〜FwN(k+2)を求めるために、当該区間の確率密度FwN(k)に乗算する係数λ+2は、0.02とされる(λ+2=0.02、正規分布化後の確率密度〜FwN(k+2)=λ+2×FwN(k))。このように決定することによって係数λの総和は、λ−2+λ−1+λ+λ+1+λ+2=1となる。このように当該区間の確率密度FwN(k)が正規分布状に拡げられる。 The predetermined coefficient λ may be arbitrarily determined as long as the sum is 1. Here, the predetermined coefficient λ is set to be a normal distribution and the sum thereof is 1. Here, the normal distribution is used, but another distribution such as a binomial distribution may be used. By setting the sum of the coefficients λ to 1, the sum of the probability density after smoothing becomes equal to the probability density F wN (k) of the section. For example, in order to obtain the probability density to F wN (k−2) after smoothing (after normal distribution in this case), the coefficient λ −2 to be multiplied by the probability density F wN (k) in the section is 0. 02 (λ −2 = 0.02, probability density after normal distribution to F wN (k−2) = λ −2 × F wN (k)), and probability density after normal distribution to F wN ( In order to obtain k−1), the coefficient λ −1 multiplied by the probability density F wN (k) of the section is set to 0.22 (λ −1 = 0.22, the probability density after normal distribution) F wN (k-1) = λ -1 × F wN (k)), in order to obtain the probability density to F wN after normal distribution of (k), multiplying the probability density F wN (k) of the section coefficient lambda 0 is 0.52 and is (lambda 0 = 0.52, the probability density after the normal distribution of ~F wN (k) = λ 0 × F wN (k)), normal To determine the probability density ~F wN (k + 1) after Nunoka, coefficients lambda +1 to be multiplied by the probability density F wN (k) of the section is a 0.22 (λ +1 = 0.22, normal distribution Probability density FwN (k + 1) = λ + 1 × FwN (k)) and normal distribution probability density FwN (k + 2) are obtained to obtain the probability density F wN ( The coefficient λ +2 to be multiplied by k) is 0.02 (λ +2 = 0.02, probability density after normal distribution to F wN (k + 2) = λ +2 × F wN (k)). By determining in this way, the sum of the coefficients λ becomes λ −2 + λ −1 + λ 0 + λ +1 + λ +2 = 1. In this way, the probability density F wN (k) of the section is expanded in a normal distribution form.

各区間の確率密度FwN(k)が正規分布状に拡げられると、次に、区間ごとに、正規分布化後の各確率密度が足し合わされ(式45)、図19(E)に示す平滑化された確率密度分布が得られる。そして、各区間の中心位置を曲線で結ぶことによって、平滑化された確率密度分布曲線が得られる。なお、本例では、平滑化後の確率密度が前後の区間に2つずつ拡がるので、分布全体としても両端が2区間ずつ拡がる。このため、各両端において、端部から区間の幅hの半分(h/2)だけ離れた点も0として前記曲線で結ばれる。 When the probability density F wN (k) of each section is expanded to a normal distribution, each probability density after normal distribution is added for each section (Equation 45), and the smoothing shown in FIG. A probability density distribution is obtained. A smoothed probability density distribution curve is obtained by connecting the center positions of the respective sections with a curve. In this example, since the probability density after smoothing is expanded by two in the preceding and following sections, both ends of the entire distribution are expanded by two sections. For this reason, at each both ends, a point separated from the end by a half (h / 2) of the width h of the section is also connected to the curve as 0.

Figure 0005816148
ここで、式45の右辺の〜FwN(k+i、k+j)において、定義されていない値〜FwN(k+i、k+j)は、0とする。
Figure 0005816148
Here, in ~ F wN (k + i, k + j) on the right side of Expression 45, an undefined value ~ F wN (k + i, k + j) is 0.

このような手法によって、図7(B)に示すヒストグラムからから確率密度分布曲線が求められてもよい。   With such a technique, a probability density distribution curve may be obtained from the histogram shown in FIG.

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。   In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.

S、Sa 出力値予測装置
1 演算制御部
4 記憶部
11 距離算出部
12 類似度算出部
13 パラメータ算出部
14 予測値算出部
15 ばらつき算出部
16 信頼性指標算出部
41 実測データ記憶部
42 中間データ記憶部
43 予測値記憶部
44 ばらつき記憶部
102 パラメータフィッティング演算装置
103 予測対象データ出力予測演算装置
105 過去操業データ記憶装置
107 出力予測値確率密度分布推定装置
108 類似度演算装置
161 条件的信頼性指標算出部
162 日数的信頼性指標算出部
163 予測時刻的信頼性指標算出部
S, Sa Output value prediction device 1 Calculation control unit 4 Storage unit 11 Distance calculation unit 12 Similarity calculation unit 13 Parameter calculation unit 14 Predicted value calculation unit 15 Variation calculation unit 16 Reliability index calculation unit 41 Actual measurement data storage unit 42 Intermediate data Storage unit 43 Predicted value storage unit 44 Variation storage unit 102 Parameter fitting calculation unit 103 Prediction target data output prediction calculation unit 105 Past operation data storage unit 107 Output predicted value probability density distribution estimation unit 108 Similarity calculation unit 161 Conditional reliability index Calculation unit 162 Daily reliability index calculation unit 163 Predictive time reliability index calculation unit

Claims (11)

所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測装置において、
前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出部と、
前記予測値と前記信頼性指標算出部で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示部とを備え、
前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、
前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めること
を特徴とする出力値予測装置。
In an output value predicting device that predicts an output value from the given data by using the given data for a given prediction model and obtains a predicted value,
A reliability index calculation unit for obtaining a plurality of reliability indices from a plurality of viewpoints, which is an index representing the degree of confidence in the predicted value;
A presentation unit that presents the predicted value and a plurality of reliability indexes obtained by the reliability index calculation unit;
The given prediction model is a model obtained based on past performance data,
The reliability index calculation unit, as one of the plurality of reliability indexes, includes conditional data that is data of a predetermined data item that affects the output value among data items in the past performance data, and the predetermined data item. An output value prediction apparatus characterized in that it obtains at least a conditional reliability index obtained based on a conditional similarity that is a similarity to given data.
前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、さらに、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータにおける予測日との類似度である日数的類似度に基づいて求められた日数的信頼性指標を求めること
を特徴とする請求項1に記載の出力値予測装置。
The reliability index calculation unit further includes, as one of the plurality of reliability indices, an acquisition date when acquiring past performance data used when obtaining the given prediction model, and a prediction in the given data The output value prediction apparatus according to claim 1, wherein a day reliability index obtained based on a day degree similarity that is a degree of similarity with a day is obtained.
前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められ、所定の基準時点からの経過時間を入力変数に含むモデルであり、
前記信頼性指標算出部は、前記複数の信頼性指標の一つとして、さらに、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得日と前記所与のデータにおける予測日との類似度である日数的類似度に基づいて求められた日数的信頼性指標、および、前記所与の予測モデルを求める場合に用いられた過去実績データを取得した取得時刻と前記所与のデータにおける予測時刻との類似度である予測時刻的類似度に基づいて求められた予測時刻的信頼性指標のうちの少なくとも1つを求めること
を特徴とする請求項1に記載の出力値予測装置。
The given prediction model is a model that is obtained based on past performance data and includes an elapsed time from a predetermined reference time as an input variable;
The reliability index calculation unit further includes, as one of the plurality of reliability indices, an acquisition date when acquiring past performance data used when obtaining the given prediction model, and a prediction in the given data The daily reliability index obtained based on the daily similarity that is the degree of similarity to the day, the acquisition time when the past performance data used when obtaining the given prediction model, and the given 2. The output value prediction according to claim 1, wherein at least one of the predicted temporal reliability indexes obtained based on the predicted temporal similarity that is the similarity to the predicted time in the data of apparatus.
前記条件的信頼性指標は、前記条件的類似度の平均値、前記条件的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度が所定の閾値以上となる過去実績データの個数、前記条件的類似度が所定の閾値以上となる過去実績データの個数の関数、前記条件的類似度と前記日数的類似度との積の平均値、前記条件的類似度と前記日数的類似度との積の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の出力値予測装置。
The conditional reliability index includes an average value of the conditional similarity, a function of the average value of the conditional similarity, the number of past performance data in which the conditional similarity is a predetermined threshold or more, and the conditional similarity A function of the number of past performance data whose degree is equal to or greater than a predetermined threshold, an average value of a product of the conditional similarity and the daily similarity, and an average of a product of the conditional similarity and the daily similarity The output value prediction apparatus according to claim 2 , wherein the output value prediction apparatus is any one or a plurality of value functions.
前記複数の信頼性指標の一つとして前記日数的信頼性指標を含む場合において、前記日数的信頼性指標は、前記日数的類似度の平均値、前記日数的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する日数的類似度の平均値、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する日数的類似度の平均値の関数、前記日数的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値、前記日数的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であること
を特徴とする請求項2または請求項3に記載の出力値予測装置。
In the case where the daily reliability index is included as one of the plurality of reliability indices, the daily reliability index includes an average value of the daily similarity, a function of the average value of the daily similarity, The average value of the day-to-day similarity with respect to the past performance data whose conditional similarity is within the upper fixed amount, the function of the average value of the day-to-day similarity with respect to the past performance data whose conditional similarity is within the upper certain amount, An average value of conditional similarity for past performance data whose daily similarity is within the upper certain amount, a function of an average value of conditional similarity for past performance data whose daily similarity is within the upper certain amount, The output value prediction apparatus according to claim 2, wherein the output value prediction apparatus is any one or more of them.
前記複数の信頼性指標の一つとして前記予測時刻的信頼性指標を含む場合において、前記予測時刻的信頼性指標は、前記予測時刻的類似度の平均値、前記予測時刻的類似度の平均値の関数、前記条件的類似度と前記予測時刻的類似度との積、前記条件的類似度と前記予測時刻的類似度との積の関数、前記条件的類似度と前記日数的類似度と前記予測時刻的類似度との積、前記条件的類似度と前記日数的類似度と前記予測時刻的類似度との積の関数、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する予測時刻的類似度の平均値、前記条件的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する予測時刻的類似度の平均値の関数、前記予測時刻的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値、前記予測時刻的類似度が上位一定量以内となる過去実績データに対する条件的類似度の平均値の関数、のうちのいずれか1つまたは複数であること
を特徴とする請求項3に記載の出力値予測装置。
In the case where the predicted temporal reliability index is included as one of the plurality of reliability indices, the predicted temporal reliability index includes an average value of the predicted temporal similarity and an average value of the predicted temporal similarity A function of the conditional similarity and the predicted temporal similarity, a function of a product of the conditional similarity and the predicted temporal similarity, the conditional similarity and the daily similarity and the Prediction with respect to past performance data in which the conditional similarity is a product of the conditional similarity, a function of the product of the conditional similarity, the daily similarity, and the predicted temporal similarity, and the conditional similarity is within the upper fixed amount Average value of temporal similarity, function of average value of predicted temporal similarity with respect to past performance data in which the conditional similarity is within the upper certain amount, past performance in which the predicted temporal similarity is within the upper certain amount The average conditional similarity to the data, The output according to claim 3, wherein the output is a function of an average value of conditional similarity with respect to past performance data whose predicted temporal similarity is within the upper fixed amount. Value prediction device.
前記信頼性指標算出部で求められた複数の信頼性指標のそれぞれを所定の基準でスケーリングするスケーリング部をさらに備え、
前記提示部は、前記予測値と前記スケーリング部でスケーリングされた複数の信頼性指標とを提示すること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の出力値予測装置。
A scaling unit that scales each of the plurality of reliability indexes obtained by the reliability index calculation unit according to a predetermined reference;
The output value prediction apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the presenting unit presents the predicted value and a plurality of reliability indexes scaled by the scaling unit.
前記所与の予測モデルは、転炉出鋼工程から溶鋼処理工程を経て連鋳工程に至るプロセスにおける、取鍋内またはタンディッシュ内の溶鋼温度をモデル化したモデルであること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の出力値予測装置。
The given prediction model is a model in which a molten steel temperature in a ladle or a tundish is modeled in a process from a converter steelmaking process to a continuous casting process through a molten steel treatment process. The output value prediction apparatus according to any one of claims 1 to 7.
前記所与の予測モデルは、転炉工程における、吹錬吹込み酸素の積算量に応じた溶鋼成分または溶鋼温度をモデル化したモデルであること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の出力値予測装置。
The given prediction model is a model in which a molten steel component or a molten steel temperature is modeled according to an integrated amount of blown blown oxygen in a converter process. The output value prediction apparatus according to claim 1.
所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測工程と、
前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出工程と、
前記予測値と前記信頼性指標算出工程で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示工程とを備え、
前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、
前記信頼性指標算出工程は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めること
を特徴とする出力値予測方法。
An output value prediction step of predicting an output value from the given data by using the given data for a given prediction model, and obtaining a predicted value;
A reliability index calculation step for obtaining a plurality of reliability indices from a plurality of viewpoints, which is an index representing a degree of confidence in the predicted value;
A presentation step of presenting the predicted value and a plurality of reliability indexes obtained in the reliability index calculation step,
The given prediction model is a model obtained based on past performance data,
The reliability index calculating step includes conditional data that is data of a predetermined data item that affects the output value of data items in the past performance data as one of the plurality of reliability indexes, and the predetermined data item. An output value prediction method characterized in that at least a conditional reliability index obtained based on a conditional similarity that is a similarity with given data is obtained.
コンピュータに実行させるための出力値予測プログラムであって、
所与の予測モデルに所与のデータを用いることによって前記所与のデータから出力値を予測して予測値を求める出力値予測工程と、
前記予測値に対する信頼の度合いを表す指標である信頼性指標を複数の観点から複数求める信頼性指標算出工程と、
前記予測値と前記信頼性指標算出工程で求められた複数の信頼性指標とを提示する提示工程とを備え、
前記所与の予測モデルは、過去実績データに基づいて求められたモデルであり、
前記信頼性指標算出工程は、前記複数の信頼性指標の一つとして、前記過去実績データにおけるデータ項目のうちの前記出力値に影響を与える所定のデータ項目のデータである条件的データと前記所与のデータとの類似度である条件的類似度に基づいて求められた条件的信頼性指標を少なくとも求めること
を特徴とする出力値予測プログラム。
An output value prediction program for causing a computer to execute,
An output value prediction step of predicting an output value from the given data by using the given data for a given prediction model, and obtaining a predicted value;
A reliability index calculation step for obtaining a plurality of reliability indices from a plurality of viewpoints, which is an index representing a degree of confidence in the predicted value;
A presentation step of presenting the predicted value and a plurality of reliability indexes obtained in the reliability index calculation step,
The given prediction model is a model obtained based on past performance data,
The reliability index calculating step includes conditional data that is data of a predetermined data item that affects the output value of data items in the past performance data as one of the plurality of reliability indexes, and the predetermined data item. An output value prediction program characterized by at least obtaining a conditional reliability index obtained based on a conditional similarity that is a similarity to given data.
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