JP6857087B2 - モデル情報表示方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ソフトセンサのモデリングを行う際のモデル情報表示方法および装置に関する。

従来より、ソフトセンサのモデリングでは、プラント制御装置などの入出力信号（図１０参照）に基づいて回帰式モデル（以下、単にモデルと呼ぶ。）が作成される（例えば、特許文献１参照）。

この場合、同じ入出力信号でも設定によって結果が異なるので、一般的には複数（多数）のモデルを作成しておいて、各モデルの中でベストのものをユーザが選択するという手順が採用されている。この場合、ユーザは、試行錯誤によって作成した複数のモデルの候補の中から、最良と思われるものをベストモデルとして選択する。

図１１に、ユーザが作成した複数のモデルの候補の一覧（モデル候補一覧）ＬＳを例示する。このモデル候補一覧ＬＳは画面Ｇに表示される。ユーザは、この画面Ｇに表示されたモデル候補一覧ＬＳの中から所望のモデルの候補を指定し、指定したモデルの候補の詳細情報を画面Ｇに表示させ、他のモデルの候補の詳細情報と比較することによって、ベストと思われるモデル（ベストモデル）を決定する。

例えば、図１２に示すように、モデル候補一覧ＬＳの中から「候補１」のモデルを選択すると、「候補１」のモデルに関連する詳細情報＃１が画面Ｇに表示される。この例において、「候補１」のモデルの詳細情報＃１は入出力情報＃１１とモデリング情報＃１２とで構成され、「候補１」のモデルの入出力信号の波形が入出力情報＃１１として表示され、「候補１」のモデルの数式、元データとモデルデータのフィット率、ソフトセンサモデリングの方法（評価方法、分散正規化の利用の有無、ＰＣＡ（主成分分析）適用の有無）などがモデリング情報＃１２として表示される。

また、図１３に示すように、モデル候補一覧ＬＳの中から「候補５」のモデルを選択すると、「候補５」のモデルに関連する詳細情報＃５が画面Ｇに表示される。この例において、「候補５」のモデルの詳細情報＃５は入出力情報＃５１とモデリング情報＃５２とで構成され、「候補５」のモデルの入出力信号の波形が入出力情報＃５１として表示され、「候補５」のモデルの数式、元データとモデルデータのフィット率、ソフトセンサモデリングの方法などがモデリング情報＃５２として表示される。

特開２０１２−７４００７号公報

しかしながら、従来のモデル情報の表示方法では、例えば、モデル候補一覧ＬＳの中から「候補１」のモデルを選択し、「候補１」のモデルの詳細情報＃１を表示させている状態から、「候補５」のモデルを選択し、「候補５」のモデルの詳細情報＃５を表示させようとすると、「候補１」のモデルの詳細情報＃１が画面Ｇから消えてしまう（図１４参照）。

この場合、記憶を頼りに、「候補１」のモデルの詳細情報＃１と「候補５」のモデルの詳細情報＃５とを比較しなければならない。また、両者を比較するために、モデル候補一覧ＬＳにおいて「候補１」と「候補５」のモデルの選択を繰り返すことになり、操作が煩雑となる。

この例では、「候補１」のモデルと「候補５」のモデルとを比較する場合について説明したが、比較するモデルの候補が多くなると、さらにその比較作業は繁雑となる。このため、改善が求められている。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、複数のモデルを比較する場合の作業効率を改善することができるモデル情報表示方法および装置を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、入出力信号に基づいて作成されたソフトセンサのモデルの候補の一覧（ＬＳ）を表示するモデル候補一覧表示ステップ（Ｓ１０１）と、モデルの候補の一覧（ＬＳ）の中から複数のモデルの候補が選択された場合、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報（＃１’、＃３’）として表示する抑制情報表示ステップ（Ｓ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０７）とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、モデルの候補の一覧の中から複数のモデルの候補が選択されると、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量が抑制され、この情報量が抑制された情報が各モデルの候補の抑制情報として表示される。これにより、選択された各モデルの候補の抑制情報を同じ画面に表示するようにして、選択した複数のモデルの候補に関連する情報を情報量が抑制された情報同士で比較することが可能となる。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。

以上説明したことにより、本発明によれば、モデルの候補の一覧の中から複数のモデルの候補が選択された場合、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示するようにしたので、選択された各モデルの候補の抑制情報を同じ画面に表示するようにして、選択した複数のモデルの候補に関連する情報を情報量が抑制された情報同士で比較するすることが可能となり、複数のモデルを比較する場合の作業効率を改善することができるようになる。

図１は、本発明の実施の形態に係るモデル情報表示装置のハードウェア構成の概略を示す図である。 図２は、このモデル情報表示装置におけるＣＰＵのモデル情報表示プログラムに従う処理動作を示すフローチャートである。 図３は、このモデル情報表示装置の画面に表示されるモデル候補一覧を例示する図である。 図４は、選択されたモデルの候補が１つであった場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図５は、選択されたモデルの候補が２つであった場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図６は、選択されたモデルの候補が６つであった場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図７は、ベストモデルが確定された場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図８は、ベストモデルが確定された場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図９は、このモデル情報表示装置の要部の機能ブロック図である。 図１０は、プラント制御装置などの入出力信号を例示する図である。 図１１は、ユーザの試行錯誤によって作成された全てのモデルの候補の一覧（モデル候補一覧）を例示する図である。 図１２は、モデル候補一覧の中から「候補１」のモデルが選択された場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図１３は、モデル候補一覧の中から「候補５」のモデルが選択された場合の関連する情報の表示例を示す図である。 図１４は、従来のモデル情報の表示方法で生じていた問題を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〔発明の原理〕
先ず、実施の形態の説明に入る前に、本発明の原理（重要な着眼点）について説明する。本願の発明者は、膨大なモデルの候補の中から、ベストと思われるものを効率よく抽出したい一方で、抽出された少数のモデルの候補をじっくり比較したいという二面性をもつことに着眼した。

例えば、モデルの候補の量を増やさないことで煩雑にはならないが、精度が落ちるという面がある一方で、全てのモデルの候補をじっくり比較することで精度は保てるが、時間がかかるという面がある。

そこで、一覧の選択（例えば、選択した数）に応じて表示される情報の情報量（情報の粒度）を自動的に調整するようにすればよいことに想到した。その結果、モデルを選別するユーザにとって重要ではない情報を非表示にすることができ、ベストモデルの選別作業を効率的に行うことができるようになる。

〔実施の形態〕
図１に本発明の実施の形態に係るモデル情報表示装置１００のハードウェア構成の概略を示す。

このモデル情報表示装置１００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０１と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０２と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１０３と、ハードディスクなどの記憶装置１０４と、インタフェース１０５，１０６とを備えたコンピュータからなり、周辺機器として、ディスプレイ１０７やキーボード１０８、マウス１０９などを備えている。

なお、本実施の形態において、コンピュータとは、デスクトップ型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、タブレット端末、スマートフォンなどの様々なコンピュータを意味する。また、ディスプレイ１０７としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、あるいは、その他の表示装置が用いられていてもよい。また、マウス１０９の代わりに、タッチパネル、タッチパッド、トラックボール、ペンタブレット、あるいは、その他のポインティングデバイスが用いられていてもよい。

このモデル情報表示装置１００には、本実施の形態特有のプログラムとして、モデル情報表示プログラムＰＧ１がインストールされている。このモデル情報表示プログラムＰＧ１は、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録された状態で提供され、この記録媒体から読み出されて記憶装置１０４に記録され、使用可能な状態としてモデル情報表示装置１００にインストールされている。

このモデル情報表示装置１００において、ＣＰＵ１０１は、インタフェース１０５，１０６を介して与えられる各種入力情報を処理することで、ＲＡＭ１０２やＲＯＭ１０３、記憶装置１０４にアクセスしながら、モデル情報表示装置１００にインストールされているモデル情報表示プログラムＰＧ１に従って動作する。

図２に、モデル情報表示プログラムＰＧ１に従うＣＰＵ１０１の処理動作のフローチャートを示す。ＣＰＵ１０１は、ユーザからの指示に応じて、図３に示すように、モデル候補一覧ＬＳをディスプレイ１０７の画面１０７Ｇに表示する（ステップＳ１０１）。

〔モデル候補一覧からのモデルの候補の選択〕
ここで、モデル候補一覧ＬＳの中からモデルの候補が選択されると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、その選択されたモデルの候補が複数であるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。選択されたモデルの候補が１つであった場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４の処理へ進む。選択されたモデルの候補が複数であった場合（ステップＳ１０３のＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０５の処理へ進む。

図４に、選択されたモデルの候補が１つであった場合の関連する情報の表示例を示す。例えば、モデル候補一覧ＬＳの中からモデルの候補として「候補１」のモデルが選択されたとする（ステップＳ１０３のＮＯ）。この場合、ＣＰＵ１０１は、「候補１」のモデルに関連する詳細情報＃１を画面１０７Ｇに表示する（ステップＳ１０４）。

この例において、「候補１」の詳細情報＃１は入出力情報＃１１とモデリング情報＃１２とで構成され、「候補１」のモデルの入出力信号の波形が入出力情報＃１１として表示され、「候補１」のモデルの数式、元データとモデルデータのフィット率、ソフトセンサモデリングの方法などがモデリング情報＃１２として表示される。これは、図１２に示した従来と同じ表示パターンである。

図５に、選択されたモデルの候補が２つであった場合の関連する情報の表示例を示す。例えば、モデル候補一覧ＬＳの中からモデルの候補として「候補１」と「候補３」のモデルが選択されたとする（ステップＳ１０３のＹＥＳ）。

この場合、ＣＰＵ１０１は、選択されたモデルの候補の数Ｎが閾値Ｎｔｈ（例えば、Ｎｔｈ＝３）以下であることを確認して（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、抑制パターン１として、「候補１」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃１’と「候補３」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃３’とを、画面１０７Ｇに並べて表示する（ステップＳ１０６）。

この例において、「候補１」のモデルの抑制情報＃１’は出力情報＃１１’と概要情報＃１２’とで構成され、「候補１」のモデルの出力信号の波形が出力情報＃１１’として表示され、「候補１」のモデルの数式、元データとモデルデータのフィット率が概要情報＃１２’として表示される。また、「候補３」のモデルの抑制情報＃３’は出力情報＃３１’と概要情報＃３２’とで構成され、「候補３」のモデルの出力信号の波形が出力情報＃３１’として表示され、「候補３」のモデルの数式、元データとモデルデータのフィット率が概要情報＃３２’として表示される。

図６に、選択されたモデルの候補が６つであった場合の関連する情報の表示例を示す。例えば、モデル候補一覧ＬＳの中からモデルの候補として「候補１」と「候補３」と「候補５」と「候補６」と「候補９」と「候補１０」のモデルが選択されたとする（ステップＳ１０３のＹＥＳ）。

この場合、ＣＰＵ１０１は、選択されたモデルの候補の数Ｎが閾値Ｎｔｈ（例えば、Ｎｔｈ＝３）を超えていることを確認して（ステップＳ１０５のＮＯ）、抑制パターン２として、「候補１」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃１”と、「候補３」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃３”と、「候補５」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃５”と、「候補６」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃６”と、「候補９」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃９”と、「候補１０」のモデルに関連する情報の情報量を抑制した抑制情報＃１０”とを、画面１０７Ｇに並べて表示する（ステップＳ１０７）。

この例では、「候補１」のモデルのモデルの出力信号の波形が抑制情報＃１”として表示され、「候補３」のモデルの出力信号の波形が抑制情報＃３”として表示され、「候補５」のモデルの出力信号の波形が抑制情報＃５”として表示され、「候補６」のモデルの出力信号の波形が抑制情報＃６”として表示され、「候補９」のモデルの出力信号の波形が抑制情報＃９”として表示され、「候補１０」のモデルの出力信号の波形が抑制情報＃１０”として表示される。なお、この抑制パターン２において、出力信号の波形と合わせて、ＩＤや回帰式のようなさらに限られた情報を合わせて表示するようにしてもよい。この抑制パターン２では、各モデルをじっくり検討することができない代わりに、ある程度良いモデルを効率良く抽出することができる。

このようにして、本実施の形態によれば、モデル候補一覧ＬＳの中から複数のモデルの候補を選択すると、選択されたモデルの候補の数ＮがＮ≦Ｎｔｈである場合には抑制パターン１で、選択されたモデルの候補の数ＮがＮ＞Ｎｔｈである場合にはさらに情報量を抑制した抑制パターン２でというように、選択された各モデルの候補の抑制情報が同じ画面１０７Ｇに並べて表示されるものとなる。これにより、選択した複数のモデルの候補に関連する情報を情報量が抑制された情報同士で比較することが可能となり、複数のモデルを比較する場合の作業効率を改善することができるようになる。

なお、この例では、ステップＳ１０５における閾値Ｎｔｈを１つとしたが、閾値Ｎｔｈを段階的に定めるようにしてもよい。すなわち、選択されたモデルの候補の数Ｎが段階的に定められた閾値Ｎｔｈを超える毎に、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を段階的に抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示させるようにしてもよい。

〔ベストモデルの確定〕
ユーザは、選択したモデルの候補を比較した結果、良いと思われるモデルが決まった場合は、そのモデルをベストモデルとして確定する。ＣＰＵ１０１は、ベストモデルが確定されると（ステップＳ１０８のＹＥＳ）、その確定されたベストモデルの抑制情報と他の選択されているモデルの候補の抑制情報とを２つの領域に分けて表示する（ステップＳ１０９）。

例えば、図７に示すように、「候補１」と「候補３」のモデルが選択され、この選択されたモデルの候補の中から「候補３」のモデルがベストモデルとして確定された場合、ＣＰＵ１０１は、ベストモデルとして確定された「候補３」のモデルに対して表示されている抑制情報＃３’をベストモデル表示領域Ｓ１に固定表示し、他の選択されている「候補１」のモデルに対して表示されている抑制情報＃１’を選択モデル表示領域Ｓ２に変動的に表示する。

また、図８に示すように、「候補１」と「候補３」と「候補５」と「候補６」と「候補９」と「候補１０」のモデルが選択され、この選択されたモデルの候補の中から「候補３」のモデルがベストモデルとして確定された場合、ＣＰＵ１０１は、ベストモデルとして確定された「候補３」に対して表示されているモデルの抑制情報＃３”をベストモデル表示領域Ｓ１に固定表示し、他の選択されている「候補１」，「候補５」，「候補６」，「候補９」，「候補１０」のモデルに対して表示されている抑制情報＃１”，＃５”，＃６”，＃９”，＃１０”を選択モデル表示領域Ｓ２に変動的に表示する。

なお、選択モデル表示領域Ｓ２における「変動的」な表示とは、モデル候補一覧ＬＳにおいて、例えば、新たに他のモデルの候補が選択された場合、その選択されたモデルの候補の抑制情報が選択モデル表示領域Ｓ２に追加して表示されたりすることを意味する。これにより、さらに良いモデルを発見する際の手助けとなったり、指定したモデルがベストであることの確認が容易となる。

図９に、このモデル情報表示装置１００の要部の機能ブロック図を示す。このモデル情報表示装置１００は、ＣＰＵ１０１の処理機能として、モデル候補一覧表示部１と、情報量抑制表示部２と、表示領域切分部３とを備えている。

このモデル情報表示装置１００において、モデル候補一覧表示部１は、モデル候補一覧ＬＳを画面１０７Ｇに表示する。情報量抑制表示部２は、例えば、モデル候補一覧ＬＳの中から「候補１」，「候補３」のモデルが選択された場合、その選択された「候補１」，「候補３」のモデルに関連する情報の情報量を抑制し、この情報量が抑制された情報を「候補１」，「候補３」のモデルの抑制情報＃１’，＃３’として画面１０７Ｇに並べて表示する。表示領域切分部３は、例えば、選択された「候補１」，「候補３」のモデルの中から「候補３」のモデルがベストモデルとして確定された場合、その確定されたベストモデル（「候補３」のモデル）に対して表示されている抑制情報＃３’をベストモデル表示領域Ｓ１に固定表示し、他の選択されているモデル（「候補１」のモデル）に対して表示されている抑制情報＃１’を選択モデル表示領域Ｓ２に変動的に表示する。

〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１…モデル候補一覧表示部、２…情報量抑制表示部、３…表示領域切分部、１００…モデル情報表示装置、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…記憶装置、１０５，１０６…インターフェイス、１０７…ディスプレイ、１０７Ｇ…画面、１０８…キーボード、１０９…マウス、ＬＳ…モデル候補一覧、Ｓ１…ベストモデル表示領域、Ｓ２…選択モデル表示領域。

Claims (5)

1. 入出力信号に基づいて作成されたソフトセンサのモデルの候補の一覧を表示するモデル候補一覧表示ステップと、
   前記モデルの候補の一覧の中から複数のモデルの候補が選択された場合、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示する抑制情報表示ステップと
   を備えることを特徴とするモデル情報表示方法。
2. 請求項１に記載されたモデル情報表示方法において、
   前記抑制情報表示ステップは、
   前記選択されたモデルの候補の数が所定値を超えた場合、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量をさらに抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示する
   ことを特徴とするモデル情報表示方法。
3. 請求項１に記載されたモデル情報表示方法において、
   前記抑制情報表示ステップは、
   前記選択されたモデルの候補の数が段階的に定められた閾値を超える毎に、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を段階的に抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示する
   ことを特徴とするモデル情報表示方法。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載されたモデル情報表示方法において、
   前記選択されたモデルの候補の中からベストモデルが確定された場合、その確定されたベストモデルに対して表示されている前記抑制情報と、他の選択されているモデルの候補に対して表示されている前記抑制情報とを、その表示領域を切り分けて表示する表示領域切分ステップ
   を備えることを特徴とするモデル情報表示方法。
5. 入出力信号に基づいて作成されたソフトセンサのモデルの候補の一覧を表示するように構成されたモデル候補一覧表示部と、
   前記モデルの候補の一覧の中から複数のモデルの候補が選択された場合、その選択された各モデルの候補に関連する情報の情報量を抑制し、この情報量が抑制された情報を各モデルの候補の抑制情報として表示するするように構成された情報量抑制表示部と
   を備えることを特徴とするモデル情報表示装置。

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