JP7253913B2 - Data processing device and data processing method - Google Patents
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Description
本開示は、データ処理装置に関する。 The present disclosure relates to a data processing device.
特許文献1には、電力等のエネルギー需要の予測に利用されるデータ予測システムが開示されている。このデータ予測システムは、予測対象の過去の計測データと、過去の計測データを説明する説明因子データとを記憶し、その過去の計測データと説明因子データとの相関に基づいて、予測対象の将来の値を予測する。また、データ予測システムは、その予測値の将来の誤差を予測し、その誤差に基づいて、予測対象の予測値を補正する。
特許文献1に開示されたデータ予測システムでは、エネルギー需要等の比較的変動の少ない予測対象の予測値の誤差であれば、精度の良い予測が可能である。しかしながら、一般的な小売り商品のような需要の変動が大きい予測対象に対しては、誤差を精度良く予測することは難しい。
In the data prediction system disclosed in
本開示の目的は、需要予測の誤差を精度良く予測することが可能なデータ処理装置及びデータ処理方法を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a data processing device and a data processing method capable of accurately predicting an error in demand prediction.
本発明の一つの実施態様に従うデータ処理装置は、対象品目の需要を予測する需要予測モデルを用いて、前記需要を予測した需要予測値を算出する需要予測部と、前記需要予測値の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、前記誤差を評価する誤差予測部と、を有し、前記需要予測モデルは、前記対象品目の需要に関する実績データから当該実績データの特徴量を抽出し、前記特徴量に基づいて前記需要を予測し、前記誤差予測モデルは、前記実績データ、前記需要予測値及び前記特徴量に基づいて、前記誤差を予測する。 A data processing apparatus according to one embodiment of the present invention includes a demand forecasting unit that calculates a demand forecast value that forecasts the demand using a demand forecast model that forecasts demand for a target item; an error prediction unit that evaluates the error using an error prediction model that predicts the error, wherein the demand prediction model extracts the feature amount of the actual data from the actual data related to the demand for the target item; The demand is predicted based on the feature amount, and the error prediction model predicts the error based on the performance data, the demand forecast value, and the feature amount.
また、本発明の一つの実施態様に従うデータ処理方法は、対象品目の需要の実績データから当該実績データの特徴量を抽出し、前記特徴量に基づいて前記需要の予測する需要予測モデルを用いて、前記需要を予測した需要予測値を算出し、前記実績データ、前記需要予測値及び前記特徴量に基づいて、前記需要予測値の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、前記誤差を評価する。 Further, the data processing method according to one embodiment of the present invention extracts a characteristic amount of the actual demand data from the actual demand data of the target item, and uses a demand forecast model for predicting the demand based on the characteristic amount. , calculating a demand forecast value that forecasts the demand, and using an error forecast model for predicting future errors in the demand forecast value based on the actual data, the demand forecast value, and the feature amount, and correcting the error evaluate.
本発明によれば、需要予測の誤差を精度良く予測することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to estimate the error of a demand forecast with sufficient accuracy.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略することがある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Elements having the same function in each drawing are denoted by the same reference numerals, and description thereof may be omitted.
図1は、本発明の一実施形態の発注量提案支援システムの構成例を示すブロック図である。図1に示す発注量提案支援システム1は、データ処理装置の一例であり、データベース10と、予測モデル部11と、モデル学習部12と、需要予測部13と、予測データ保存部14と、誤差予測部15と、誤差データ保存部16と、発注量提案部17と、定義保存部18とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an order quantity proposal support system according to one embodiment of the present invention. The order quantity
データベース10は、予測モデル部11に入力され得る様々な情報を保持する。データベース10に保持される情報は、例えば、需要を予測する予測対象である対象品目となり得る商品の受注履歴を示す受注実績情報、商品の発注履歴を示す発注履歴情報、商品に関する商品情報、商品を販売する店舗に関する店舗情報、天候情報及び地域情報等である。受注実績情報は、商品の過去の受注量(つまり実績受注量)を含む。発注履歴情報は、商品の過去の発注量(つまり実績発注量)を含む。商品情報は、商品の品名、ジャンル及び価格等を含む。店舗情報は、店舗の売上高等を含む。天候情報は、過去の日々の天気に関する情報(例えば、晴、曇、雨の情報)を含む。地域情報は、商品が販売されている地域に関する情報を含む。
The
図2は、データベース10に保持される情報の一例を示す図である。図2に示す情報120は、商品Aの受注実績情報である実績受注量と、商品Aに関する商品情報である商品のメーカ、カテゴリ及び商品名と、天候情報とを示す。
FIG. 2 is a diagram showing an example of information held in the
予測モデル部11は、需要予測モデルにて実現され、入力された情報から、対象品目の需要(例えば、受注)を予測し、需要に関する将来の情報である予測受注情報を生成して出力する。このとき、予測モデル部11は、入力された情報の特徴量を算出し、その特徴量に基づいて需要を予測する。予測モデル部11の予測精度は、予測モデル部11が使用する需要予測モデルと、その需要予測モデルの多量のパラメータに応じて変化する。
The
モデル学習部12は、データベース10に格納されている情報や予測モデル部11から出力された予測受注情報等に基づいて、予測モデル部11の需要予測モデルのパラメータを調整(最適化)する。また、モデル学習部12は、予測モデル部11が使用する需要予測モデルを変更(設定)してもよい。
The
需要予測部13は、予測モデル部11を用いて、所望の予測期間における需要予測値である予測受注量を算出する。例えば、需要予測部13は、データベース10から、所望の予測期間に対応する情報を読み出して予測モデル部11へ入力する。そして、需要予測部13は、予測モデル部11から出力された予測受注情報に基づいて、当該予測期間における商品等の予測受注量を算出し、その予測受注量を予測データ保存部14に格納する。このとき、需要予測部13は、算出した予測受注量を、予測期間に応じて、短期の予測受注量と、長期の予測受注量とに分けて、予測データ保存部14に格納してもよい。例えば、需要予測部13は、予測期間が数日の予測受注量を、短期の予測受注量として、予測期間が数週間から数か月の予測受注量を、長期の予測受注量として格納してよい。
The
誤差予測部15は、予測モデル部11に入力される情報、予測モデル部11が算出する特徴量、及び予測データ保存部14に格納される予測受注量に基づいて、予測受注量の将来の誤差を予測し、その誤差予測結果を誤差データ保存部16に格納する。
The
発注量提案部17は、予測データ保存部14に格納された予測受注量に基づいて、商品の将来の発注量である提案発注量を出力することで、発注量提案支援システム1のユーザであるオペレータに商品の発注量を提案する。また、発注量提案部17は、誤差データ保存部16に格納された誤差予測結果に基づいて、アラートを出力する。提案発注量やアラートは、表示装置に表示され得る画面の形式で出力されてもよい。なお、オペレータは、通知された提案発注量及びアラートに基づいて発注量を決定し、発注を行うことができる。
The order
定義保存部18は、オペレータのサービス要件を示すサービス要件定義を保存する。サービス要件定義は、発注量提案部17がアラートを出力するアラート発生条件、及び、需要予測モデル又は誤差予測モデルの更新(再学習又は切替等)を行うモデル変更条件などを含んでもよい。
The
図3は、予測モデル部11及び誤差予測部15の構成例を示すブロック図である。図3に示すように予測モデル部11は、特徴量生成部130と、特徴量合成部131と、受注量予測部132とを有する。誤差予測部15は、誤差予測器140を有する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the
特徴量生成部130には、需要予測部13によってデータベース10から抽出された、様々な種別の時系列情報が種別を示す種別情報と共に入力される。特徴量生成部130は、入力された時系列情報及び種別情報から、時系列情報の特徴量を種別毎に抽出する。時系列情報は、対象品目の需要に関する実績データの一例であり、時間経過に伴って値(又は状態)が変化し得る情報である。時系列情報は、例えば、店舗の売上高、商品の売上数、売上額、又は受注量等の実績情報(履歴情報)である。また、時系列情報は、天候情報等でもよい。ここで、商品の売上数等の実績情報と、天候情報とは、種別の異なる時系列情報である。また、店舗の売上高と商品の売上数とを種別の異なる時系列情報としてもよい。また、例えば、店舗の売上高であれば、その時系列情報に対応する種別情報には店舗名等の店舗を識別する情報が含まれる。
Various types of time-series information extracted from the
特徴量生成部130は、時系列情報の種別に応じた特徴量生成用のニューラルネットワーク130Aを有し、その種別毎のニューラルネットワーク130Aを用いて、当該種別の時系列情報における特徴量を抽出してもよい。種別毎に固有のニューラルネットワーク130Aを用いることにより、種別毎に顕著な特徴量を抽出することができる。
The feature
特徴量合成部131は、特徴量生成部130によって抽出された各種別の特徴量を、需要の予測に利用できる形式の特徴量である合成特徴量に合成する。特徴量合成部132は、入力された各種別の特徴量に重み付けを行って合成特徴量を出力するニューラルネットワーク131Aを用いて、各種別の特徴量を合成してもよい。また、ニューラルネットワーク131Aの代わりに、入力された各種別の特徴量を単純加算又は単純平均した結果を合成特徴量として出力するモジュール等が使用されてもよい。
The feature
予測部132は、ニューラルネットワーク132Aを用いて予測受注量を算出して出力する。ここで、予測部132は、特徴量合成部131によって出力された合成特徴量を用いて、ニューラルネットワーク132Aの初期パラメータを決定する。そして、予測部132は、そのニューラルネットワーク132Aを用いて、期間Tにおける予測受注量を算出する。期間Tは、予測対象に関する情報、例えば、商品情報等を入力することにより定められてもよい。商品情報には、或る商品の受注実績(受注履歴)及び商品名等が含まれてよい。
The
なお、ニューラルネットワーク130A、131A及び132Aが需要予測モデルを構成する。需要予測モデルの複数のパラメータは、モデル学習部12によって調整(最適化)されてよい。例えば、モデル学習部12は、或る時点から期間Tにおける、予測受注量と実績受注量とに基づき、予測受注量の実際に生じた誤差を算出する。そして、モデル学習部12は、その実際の誤差を、特徴量生成部110、特徴量合成部111、及び予測部112へフィードバック情報133としてフィードバックする。これにより、ニューラルネットワーク130A、131A及び132Aの学習が進み、予測受注量の精度が向上する。
The
誤差予測器140は、予測受注量の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、予測受注量の将来の誤差を評価し、その評価結果を誤差予測結果として出力する。誤差予測モデルは、データベース10から抽出された様々な種別の時系列情報と、予測部132から出力された予測受注量と、特徴量生成部130にて生成された特徴量とに基づいて、予測受注量の将来の誤差を評価してもよい。誤差予測モデルによる誤差の予測値である誤差予測値は、平均二乗誤差などでもよいし、MAPE(Mean Absolute Percentage Error:平均絶対誤差率)等のような誤差率でもよい。誤差予測結果は、アラートの通知、誤差予測モデルの更新(再学習)、予測モデル部11が使用する需要予測モデルの変更などに用いられてもよい。
The
図4は、発注量提案部17によるアラートを通知するか否かを判定するアラート判定処理の一例を示すフローチャートである。なお、以下の例では、予測対象となる商品には予め番号が付与されており、誤差予測結果は商品毎、つまり商品の番号毎に生成されている。発注量提案部17は、商品の番号をカウントするカウンタを備えている。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of alert determination processing for determining whether or not to issue an alert by the order
ステップS101において、発注量提案部17は、現在のカウント値であるi番目の商品の誤差予測結果を誤差データ保存部16から読み込む。そして、フローは、ステップS102へ進む。
In step S<b>101 , the order
ステップS102において、発注量提案部17は、読み込んだ誤差予測結果がアラート発生条件を満たすか否かを判定する。誤差予測結果が数値で表される場合、発注量提案部17は、誤差予測結果が規定値以下か否かを判定してもよい。また、誤差予測結果が状態で表される場合、発注量提案部17は、誤差予測結果が特定の状態か否かを判定してもよい。状態としては、例えば、将来の誤差監視時点における誤差予測値が基準誤差以上となる確率が高い「高誤差」、及び、将来の誤差監視時点における誤差予測値が基準誤差以上となる確率が低い「低誤差」などである。特定の状態は「高誤差」であってもよい。
In step S102, the order
発注量提案部17は、誤差予測結果が規定値を超えている場合(S102:NO)、ステップS103へ進む。ステップS103では、発注量提案部17は、i番目の商品に対してアラートフラグを付与する。
If the error prediction result exceeds the prescribed value (S102: NO), the order
発注量提案部17は、誤差予測結果が規定値以下の場合(S102:YES)、及び、ステップS103が終了した場合、ステップS104へ進む。ステップS104では、発注量提案部17は、カウント値であるiが予測対象の商品の数である全対象商品数未満か否かを判定する。
If the error prediction result is equal to or less than the specified value (S102: YES), and if step S103 is completed, the order
発注量提案部17は、カウント値であるiが全対象商品数未満の場合(S104:YES)、ステップS105へ進む。ステップS105では、発注量提案部17は、カウント値であるiをインクリメントし、ステップS101に戻る。
If i, which is the count value, is less than the total number of target products (S104: YES), the order
一方、発注量提案部17は、カウント値であるiが全対象商品数以上の場合(S104:NO)、ステップS106へ進む。ステップS106では、発注量提案部17は、商品に付与したアラートフラグの全てを保存して、処理を終了する。
On the other hand, when the count value i is greater than or equal to the total number of target products (S104: NO), the order
その後、発注量提案部17は、アラートフラグが付与された商品に対するアラートを出力する。アラートは、商品の予測受注量の予測精度が低い恐れがあること等を示す情報でもよい。また、モデル学習部12は、アラートフラグが付与された場合、予測モデル部11の需要予測モデルを別のモデルに切り替えてもよい。このとき、発注量提案部17は、別のモデルにて算出された予測受注量に基づいて、提案発注量を再算出して出力してもよい。また、発注量提案部17は、別のモデルから算出された誤差予測結果が規定値より大きい場合に、アラートを出力し、別のモデルから算出された誤差予測結果が規定値以下となった場合、アラートの出力を取り止めてもよい。別のモデルは、特徴量を算出しないモデルでもよい。
After that, the order
図5は、発注量提案部17による誤差予測モデルを更新するか否かを判定する誤差予測モデル更新判定処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of error prediction model update determination processing for determining whether or not to update the error prediction model by the order
ステップS201において、発注量提案部17は、図4のステップS106で保存したアラートフラグを読み込む。そして、フローは、ステップS202へ進む。
In step S201, the order
ステップS202において、発注量提案部17は、アラートフラグの総数が商品確認数未満か否かを判定する。商品確認数は、定義保存部18に保存されたサービス要件定義に含まれる。
In step S202, the order
発注量提案部17は、アラートフラグの総数が商品確認数未満の場合(S202:YES)、ステップS203へ進む。ステップS203では、発注量提案部17は、現在の日時から誤差予測モデルを最後に更新した最終更新日時を差し引いた値、つまり最終更新日時から現在の日時までの間隔が学習間隔を超えているか否かを判定する。学習間隔は、定義保存部18に保存されたサービス要件定義に含まれる。
If the total number of alert flags is less than the confirmed number of products (S202: YES), the order
発注量提案部17は、アラートフラグの総数が商品確認数以上の場合(S202:NO)、及び、最終更新日時から現在の日時までの間隔が学習間隔を超えている場合(S203:Yes)の場合、ステップS204へ進む。ステップS204では、発注量提案部17は、誤差予測モデルを更新する更新フラグを保存し、処理を終了する。
If the total number of alert flags is greater than or equal to the number of confirmed products (S202: NO), and if the interval from the last update date to the current date exceeds the learning interval (S203: Yes), the order
また、発注量提案部17は、最終更新日時から現在の日時までの間隔が学習間隔以下の場合(S203:No)の場合、更新フラグを保存せずに処理を終了する。
If the interval from the last update date and time to the current date and time is equal to or less than the learning interval (S203: No), the order
なお、本フローにおいて、学習間隔を無限大にしたり、最終更新日を未来の日時に設定したりするなどして、最終更新日時から現在の日時までの間隔が常に学習間隔以下となるようにしてもよい。 In addition, in this flow, set the learning interval to infinity, set the last update date to a future date, etc., so that the interval from the last update date to the current date is always less than the learning interval. good too.
図6は、モデル学習部12による需要予測モデルの学習処理である予測モデル学習処理の一例を示すフローチャートである。図6の例では、予測モデル学習処理は、誤差予測部15にて予測受注量の誤差予測値を予測するために用いる誤差予測特徴データを取得するためにも使用される。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a prediction model learning process, which is the demand prediction model learning process by the
ステップS301において、モデル学習部12は、データベース10から、学習用データベース11A(図7参照)を作成する。例えば、モデル学習部12は、データベース10から、或る時点よりも過去の期間Pにおける第1情報と、当該或る時点よりも将来の期間Tにおける第2情報とを抽出し、学習用レコードとして学習用データベース11Aに格納する。期間Pにおける第1情報は、例えば、或る時点よりも過去の90日分の売上実績情報である。期間Tにおける第2情報は、例えば、或る時点よりも将来の期間T分の受注実績情報である。すなわち、モデル学習部12は、データベース10から或る商品に関する期間Tにおける第1情報と期間Pにおける第2情報とを抽出し、学習用データベース11Aに登録する。そして、フローは、ステップS302へ進む。
In step S301, the
ステップS302において、モデル学習部12は、学習用データベース11Aから予測対象とする商品の商品情報(第1情報)を抽出し、予測モデル部11の需要予測モデルへ入力する。このとき、複数の商品を一度に予測対象としてもよい。そして、フローは、ステップS303へ進む。
In step S<b>302 , the
ステップS303において、モデル学習部12は、需要予測部13と同様の処理(図8参照)により、期間Tにおける商品の予測受注量を算出する。そして、フローは、ステップS304へ進む。
In step S303, the
ステップS304において、モデル学習部12は、ステップS303にて算出した期間Tにおける予測受注量と、同じ期間Tにおける実績受注量との実際の誤差を算出する。そして、フローは、ステップS305へ進む。モデル学習部12は、例えば、平均二乗誤差によって当該誤差を算出してよい。或いは、モデル学習部12は、式(1)によって当該誤差を算出してよい。
式(1)において、Dは、予測受注量の算出に用いた商品iの総数を示し、Tは、単位あたりの期間(以下「単位期間」という)tの総数(全期間)を示す。単位期間tは、例えば、1時間、1日又は1週間等であってよい。xi,tは、商品iの単位期間tにおける実績受注量を示し、x’i,tは、商品iの単位期間tにおける予測受注量を示す。式(1)では、各商品の実績受注量xi,tと予測受注量x’i,tとの差をwiで除算している。これにより、受注量の大小による誤差の大小を正規化(平準化)している。 In Equation (1), D indicates the total number of products i used in calculating the predicted order quantity, and T indicates the total number of periods per unit (hereinafter referred to as "unit period") t (entire period). The unit period t may be, for example, one hour, one day, or one week. x i,t indicates the actual order quantity for the product i in the unit period t, and x′ i,t indicates the predicted order quantity for the product i in the unit period t. In equation (1), the difference between the actual order quantity x i,t and the predicted order quantity x′ i,t for each product is divided by w i . This normalizes (levels) the size of the error due to the size of the order quantity.
ステップS305において、モデル学習部12は、S304で算出した誤差を、特徴量生成部130、特徴量合成部131、及び予測部132へフィードバックする。そして、フローは、ステップS306へ進む。
In step S<b>305 , the
ステップS306において、モデル学習部12は、ステップS301で作成した学習用データベースと、ステップS303で算出した予測受注量と、ステップS303で予測受注量を算出するために使用した特徴量とを、誤差予測特徴データとして保存する。そして、フローは、ステップS307へ進む。
In step S306, the
ステップS307において、モデル学習部12は、誤差の変動が収束した場合、或いは、予め規定した繰り返し処理数に到達した場合(S307:YES)、ステップS308へ進む。一方、モデル学習部12は、誤差の変動が未収束であり、かつ、予め規定した繰り返し処理数に未到達である場合(S307:NO)、ステップS302に戻る。
In step S307, the
ステップS308において、モデル学習部12は、上述の処理によって学習した、予測モデル部11のパラメータを保存し、処理を終了する。
In step S308, the
図7は、モデル学習部12で用いられる学習用データベース11Aの一例を示す図である。学習用データベース11Aは、図7に示すような複数の学習用レコード101Aと、複数の誤差算出用レコード102Aとを有する。誤差算出用レコードはテストレコードと呼んでもよい。
FIG. 7 is a diagram showing an example of the learning database 11A used by the
学習用レコード101Aは、或る基準時刻から過去の期間Pにおける第1情報をデータベース10から抽出し、結合したものである。学習用レコード101Aは、例えば、予測に用いる時系列情報及び種別情報を含む。種別情報は、カテゴリカル情報と呼んでもよい。種別情報は、例えば、商品カテゴリ名、商品名、又は天気等、数値の大きさで表現できない、及び/又は、順序関係を定義できない情報である。
The
また、誤差算出用レコード102Aは、或る基準時刻から将来の期間Tにおける第2情報をデータベースから抽出し、結合したものである。図7に示す誤差用レコード102Aは、商品Aの受注実績情報の例である。
Also, the
図8は、需要予測部13による需要を予測する需要予測処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flow chart showing an example of demand prediction processing for predicting demand by the
ステップS401において、需要予測部13は、データベース10から予測受注量の算出に用いる情報を読み出す。そして、フローは、ステップS402へ進む。
In step S<b>401 , the
ステップS402において、需要予測部13は、ステップS401で読み出した情報を、予測モデル部11へ入力する。当該予測モデル部11は、この入力された情報に基づいて、単位期間tの予測受注量を出力する。需要予測部13は、この出力された単位期間tの予測受注量を取得する。そして、フローは、ステップS403へ進む。
In step S<b>402 , the
ステップS403において、需要予測部13は、単位期間tに1単位を加算する。つまり、需要予測部13は、単位期間tを1単位分進める。そして、フローは、ステップS404へ進む。
In step S403, the
ステップS404において、需要予測部13は、単位期間tが最大予測期間Tを超えている(t>T)か否かを判定する。単位期間t≦最大予測期間Tの場合(S504:NO)、フローは、ステップS405へ進む。単位期間t>最大予測期間Tの場合(S504:YES)、フローは、ステップS407へ進む。
In step S404, the
ステップS405において、需要予測部13は、ステップS402にて算出した予測受注量を、メモリに格納する。そして、フローは、ステップS406へ進む。
In step S405, the
ステップS406において、需要予測部13は、メモリに格納された予測受注量を、新たな入力情報に追加する。そして、フローは、ステップS402へ戻る。このように、予測受注量を再度入力情報に追加することにより、任意の将来までの期間について予測を行うことができる。
In step S406, the
ステップS407において、需要予測部13は、最大予測期間Tについて算出した予測受注量を、ファイルに保存する。
In step S407, the
図9は、モデル学習部12による誤差予測モデルの学習処理である誤差予測モデル学習処理の一例を示すフローチャートである。誤差予測モデル学習処理は、図5のステップS204でモデル更新フラグが保存された場合に実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of error prediction model learning processing, which is error prediction model learning processing by the
ステップS501において、モデル学習部12は、図6のステップS306で保存した誤差予測特徴データから、誤差予測学習データを作成する(図10参照)。そして、フローは、ステップS502へ進む。
In step S501, the
ステップS502において、モデル学習部12は、誤差予測学習用データベースから予測対象とする商品の商品情報を抽出し、誤差予測部15の誤差予測モデルへ入力する。このとき、複数の商品を一度に予測対象としてもよい。そして、フローは、ステップS503へ進む。
In step S<b>502 , the
ステップS503において、モデル学習部12は、誤差予測部15と同様の処理(図11参照)により、期間Tにおける商品の予測受注量の誤差予測値を予測する。そして、フローは、ステップS504へ進む。
In step S<b>503 , the
ステップS504において、モデル学習部12は、ステップS503にて算出した期間Tにおける誤差予測値と、ステップS501で作成した誤差予測学習データの高誤差フラグ(図10参照)が付与された値との差異を算出する。そして、フローは、ステップS505へ進む。
In step S504, the
ステップS505において、モデル学習部12は、S504で算出した差異を、誤差予測部15にフィードバックする。そして、フローは、ステップS506へ進む。
In step S<b>505 , the
ステップS506において、モデル学習部12は、誤差の変動が収束した場合、或いは、予め規定した繰り返し処理数に到達した場合(S506:YES)、ステップS507へ進む。一方、モデル学習部12は、誤差の変動が未収束であり、かつ、予め規定した繰り返し処理数に未到達である場合(S506:NO)、ステップS502に戻る。
In step S506, the
ステップS507において、モデル学習部12は、上述の処理によって学習した、誤差予測部15のパラメータを保存し、処理を終了する。
In step S507, the
図10は、図9のステップS501の処理、つまり誤差予測学習データを作成する誤差予測学習データ作成処理の一例を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing an example of the process of step S501 in FIG. 9, that is, the error prediction learning data creation process for creating error prediction learning data.
ステップS601において、モデル学習部12は、図6のステップS306で保存した誤差予測特徴データを読み込む。そして、フローは、ステップS602へ進む。
In step S601, the
ステップS602において、モデル学習部12は、誤差予測特徴データからi番目の商品の将来の誤差監視時点における予測受注量の誤差予測値を取得する。そして、フローは、ステップS603へ進む。誤差監視時点は、定義保存部18に保存されたサービス要件定義に含まれる。
In step S602, the
ステップS603において、モデル学習部12は、ステップS602で取得した誤差予測値が基準誤差未満か否かを判定する。基準誤差は、定義保存部18に保存されたサービス要件定義に含まれる。
In step S603, the
モデル学習部12は、誤差予測値が基準誤差未満の場合(S603:YES)、ステップS604へ進む。ステップS604では、モデル学習部12は、i番目の商品に対して低誤差フラグを付与する。そして、フローは、ステップS606へ進む。
If the error prediction value is less than the reference error (S603: YES), the
一方、モデル学習部12は、誤差予測値が基準誤差以上の場合(S603:NO)、ステップS605へ進む。ステップS605では、モデル学習部12は、i番目の商品に対して高誤差フラグを付与する。そして、フローは、ステップS606へ進む。
On the other hand, if the error prediction value is greater than or equal to the reference error (S603: NO), the
ステップS606において、モデル学習部12は、カウント値であるiが全対象商品数未満か否かを判定する。
In step S606, the
モデル学習部12は、カウント値であるiが全対象商品数未満の場合(S606:YES)、ステップS607へ進む。ステップS607では、モデル学習部12は、カウント値であるiをインクリメントし、ステップS602に戻る。
When the count value i is less than the total number of target products (S606: YES), the
モデル学習部12は、カウント値であるiが全対象商品数以上の場合(S606:NO)、ステップS608へ進む。ステップS608では、モデル学習部12は、誤差予測特徴データの各商品にその商品の低誤差フラグ又は高誤差フラグを加えて誤差予測学習データとして保存する。
If i, which is the count value, is greater than or equal to the total number of target products (S606: NO), the
図11は、誤差予測部15による誤差予測処理の一例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of error prediction processing by the
ステップS701において、誤差予測部15は、予測受注量の誤差予測値の算出に利用する誤差予測学習データを誤差予測モデルに入力する。そして、フローは、ステップS702へ進む。
In step S701, the
ステップS702において、誤差予測部15は、誤差予測モデルを用いて、現在のカウント値であるi番目の商品の将来の誤差監視時点における誤差予測値が高誤差となる確率である高誤差確率を算出する。そして、フローは、ステップS702へ進む。誤差予測値が高誤差であるとは、誤差予測値が基準誤差以上であることを示す。
In step S702, the
ステップS703において、誤差予測部15は、高誤差確率がしきい値より大きいか否かを判定する。
In step S703, the
誤差予測部15は、高誤差確率がしきい値より大きい場合(S703:YES)、ステップS704に進む。ステップS704では、誤差予測部15は、i番目の商品に対する誤差予測結果として、誤差が高い「高誤差」を示す情報をメモリに保存する。そして、フローは、ステップS706へ進む。
If the high error probability is greater than the threshold (S703: YES), the
一方、誤差予測部15は、高誤差確率がしきい値以下の場合(S703:NO)、ステップS705に進む。ステップS705では、誤差予測部15は、i番目の商品に対する誤差予測結果として、誤差が低い「低誤差」を示す情報をメモリに保存する。そして、フローは、ステップS706へ進む。
On the other hand, when the high error probability is equal to or less than the threshold (S703: NO), the
ステップS706において、誤差予測部15は、カウント値であるiが全対象商品数未満か否かを判定する。
In step S706, the
誤差予測部15は、カウント値であるiが全対象商品数未満の場合(S706:YES)、ステップS707へ進む。ステップS707では、モデル学習部12は、カウント値であるiをインクリメントし、ステップS702に戻る。
If i, which is the count value, is less than the total number of target products (S706: YES), the
モデル学習部12は、カウント値であるiが全対象商品数以上の場合(S606:NO)、ステップS708へ進む。ステップS708では、誤差予測部15は、全ての商品に対する誤差予測結果データを誤差データ保存部16に保存して、処理を終了する。
If i, which is the count value, is greater than or equal to the total number of target products (S606: NO), the
図12は、単位期間tを1日とした場合における予測受注量の一例を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing an example of predicted order volume when the unit period t is one day.
図12に示すように、各商品について、予測開始日から予測期間Tまでの1日単位の予測受注量が算出される。予測受注量は、商品の売上数又は売上額等であってよい。なお、予測受注量には、当該予測受注量の信頼度c等、当該予測受注量に対する付加情報が対応付けられてもよい。 As shown in FIG. 12, for each product, the predicted order volume for each day from the prediction start date to the prediction period T is calculated. The predicted order quantity may be the number of sales or sales amount of the product. The predicted order quantity may be associated with additional information for the predicted order quantity, such as the reliability c of the predicted order quantity.
図13は、単位期間tを1日とした場合における提案発注量の一例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the proposed order quantity when the unit period t is one day.
図13に示すように、各商品について、予測開始日から予測期間Tまでの1日単位の提案発注量が算出される。提案発注量は、商品の発注数又は発注額等であってよい。 As shown in FIG. 13, for each product, the suggested order quantity for each day from the prediction start date to the prediction period T is calculated. The suggested order quantity may be the number of products ordered, the order amount, or the like.
図14は、サービス要件定義画面の一例を示す図である。サービス要件定義画面は、発注量提案部17で生成される。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a service requirement definition screen. The service requirement definition screen is generated by the order
図14に示すように、サービス要件定義画面160には、サービス要件定義、予測モデル部11が予測受注量の予測に用いたニューラルネットワークの構造、及び、算出された予測受注量が含まれる。図14の例では、サービス要件定義として、予測受注量の誤差の定義、基準誤差、商品確認数、誤差監視時点及び学習間隔が示されている。
As shown in FIG. 14, the service
また、サービス要件定義画面には、実績受注量と予測受注量とがまとめて表示されてよい。図14のサービス要件定義画面160では、点線のグラフで実績受注量が示され、実線のグラフで予測受注量が示されている。
Further, the actual order quantity and the predicted order quantity may be collectively displayed on the service requirement definition screen. In the service
図15は、受注量予測画面の一例を示す図である。受注量予測画面は、発注量提案部17で生成される。
FIG. 15 is a diagram showing an example of an order quantity prediction screen. The order quantity prediction screen is generated by the order
図15に示すように、受注量予測画面161には、予測に用いられた情報、予測モデル部11が当該予測に用いたニューラルネットワークの構造、及び、算出された予測受注量が含まれる。
As shown in FIG. 15, the order
受注量予測画面には、サービス要件定義画面と同様に、実績受注量と予測受注量とがまとめて表示されてよい。図15の受注量予測画面161では、点線のグラフで実績受注量が示され、実線のグラフで予測受注量が示されている。
The actual order quantity and the predicted order quantity may be collectively displayed on the order quantity prediction screen, similar to the service requirement definition screen. On the order
図16は、アラート画面の一例を示す図である。アラート画面は、発注量提案部17で生成される。
FIG. 16 is a diagram showing an example of an alert screen. The alert screen is generated by the order
図16に示すように、アラート画面162は、他の画面にアラートが重畳された画面でもよい。他の画面は、受注量予測画面、サービス要件定義画面、又は、後述する発注量提案画面でもよい。アラートは、例えば、予測精度が低い恐れのある商品、つまり、誤差予測結果が規定値以下の商品を通知する。
As shown in FIG. 16, the
図17は、発注量提案画面の一例を示す図である。発注量提案画面は、発注量提案部17で生成される。
FIG. 17 is a diagram showing an example of an order quantity proposal screen. The order quantity proposal screen is generated by the order
図17に示すように、発注量提案画面163には、発注の提案に関する提案情報、及び、算出された予測受注量が含まれる。提案情報は、発注する商品の商品名と、発注する商品の次回の発注タイミングと、提案発注量とを含んでもよい。
As shown in FIG. 17, the order
発注量提案画面には、サービス要件定義画面と同様に、実績受注量と予測受注量とがまとめて表示されてよい。図17の発注量提案画面163では、点線のグラフで実績受注量が示され、実線のグラフで予測受注量が示されている。
As with the service requirement definition screen, the order quantity proposal screen may collectively display the actual order quantity and the predicted order quantity. In the order
図18は、予測システム状態確認画面の一例を示す図である。予測システム状態確認画面は、発注量提案部17で生成される。
FIG. 18 is a diagram showing an example of a predicted system state confirmation screen. The predicted system state confirmation screen is generated by the order
図18に示すように、予測システム状態確認画面164には、サービス要件定義、予測モデル部11が予測受注量の予測に用いたニューラルネットワークの構造、及び、発注量提案支援システムの状態を示す予測ステータスが含まれる。予測ステータスは、各商品の予測受注量の将来の誤差の平均値である平均誤差、アラートを出力した総数、及び、次の誤差予測モデルの更新タイミング等を含んでもよい。
As shown in FIG. 18, the forecast system
以上説明したように、本開示は以下の事項を含む。
本開示の一態様に係る発注量提案支援システム1は、データ処理装置の一例である。データ処理装置は、対象品目(商品)の需要(受注)を予測する需要予測モデルを用いて、需要を予測した需要予測値(予測受注量)を算出する需要予測部(需要予測部13)と、需要予測値の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、誤差を評価する誤差予測部(誤差予測部15)とを有する。需要予測モデルは、対象品目の需要に関する実績データ(時系列情報)から当該実績データの特徴量を抽出し、特徴量に基づいて、需要を予測する。誤差予測モデルは、実績データ、需要予測値及び特徴量に基づいて、誤差を予測する。
As described above, the present disclosure includes the following matters.
The order quantity
このように、需要予測モデルの内部で生成される特徴量を用いて需要予測値の将来の誤差が予測されるので、需要予測値の誤差を精度良く予測することが可能になる。 In this way, the future error of the demand forecast value is predicted using the feature quantity generated inside the demand forecast model, so it is possible to predict the error of the demand forecast value with high accuracy.
また、実績データは、複数種別ある。需要予測モデルは、複数種別の実績データのそれぞれの特徴量を算出する第1のニューラルネットワーク(ニューラルネットワーク130A)と、各特徴量を合成した合成特徴量を算出する第2のニューラルネットワーク(ニューラルネットワーク131A)と、合成特徴量から需要予測値を算出する第3のニューラルネットワーク(ニューラルネットワーク132A)と、を含む。
Also, there are multiple types of performance data. The demand forecast model includes a first neural network (
このように、複数種別の実績データのそれぞれの特徴量を合成した合成特徴量に基づいて需要予測値が算出される。このため、複数の需要データの特徴を良好に捉えることが可能になるため、需要を良好に予測し、さらには誤差を良好に評価することが可能になる。 In this way, the demand forecast value is calculated based on the synthesized feature amount obtained by synthesizing the respective feature amounts of the actual data of multiple types. Therefore, since it is possible to grasp the features of a plurality of demand data, it is possible to predict the demand well and evaluate the error well.
また、誤差予測部は、将来の所定の時点における誤差の予測値が基準誤差以上となる確率を求める。 Also, the error prediction unit obtains the probability that the predicted value of the error at a predetermined point in the future will be greater than or equal to the reference error.
このように、誤差の予測値が基準誤差以上となる確率が求められるため、将来、誤差が大きくなる恐れがあることを事前に評価することが可能になる。 In this way, since the probability that the predicted error value is greater than or equal to the reference error is obtained, it is possible to evaluate in advance that there is a possibility that the error will increase in the future.
また、データ処理装置は、誤差予測部による誤差の評価結果がアラート発生条件を満たす場合、アラートを通知する提案部(発注量提案部17)をさらに有する。 The data processing apparatus further includes a proposing unit (order quantity proposing unit 17) that notifies an alert when the error evaluation result by the error predicting unit satisfies alert generation conditions.
このように、評価結果がアラート発生条件を満たす場合にアラートが通知されるため、ユーザのニーズに適合したアラームの通知が可能となる。 In this way, since an alert is notified when the evaluation result satisfies the alert generation condition, it is possible to notify an alarm that meets the user's needs.
また、対象品目は、複数ある。データ処理装置は、評価結果がアラート発生条件を満たす対象品目の数が予め定められた確認数(商品確認数)を超えた場合、誤差予測モデルの再学習を行う。 In addition, there are multiple target items. The data processing device re-learns the error prediction model when the number of target items whose evaluation result satisfies the alert generation condition exceeds a predetermined confirmation number (product confirmation number).
このように、評価結果がアラート発生条件を満たす対象品目の数が確認数を超えた場合、誤差予測モデルの再学習が行われる。このため、誤差予測モデルの予測精度を確保することが可能になる。 In this way, when the number of target items whose evaluation results satisfy the alert generation condition exceeds the confirmed number, the error prediction model is re-learned. Therefore, it is possible to ensure the prediction accuracy of the error prediction model.
また、データ処理装置は、評価結果がアラート発生条件を満たす場合、需要予測モデルを別のモデルに切り替えるモデル学習部(モデル学習部12)をさらに有する。 The data processing device further has a model learning unit (model learning unit 12) that switches the demand prediction model to another model when the evaluation result satisfies the alert generation condition.
このように、評価結果がアラート発生条件を満たす場合、需要予測モデルが別のモデルに切り替えられる。このため、より適切な需要予測が可能となる。 Thus, when the evaluation result satisfies the alert generation condition, the demand forecast model is switched to another model. Therefore, more appropriate demand forecasting becomes possible.
また、提案部は、別のモデルを用いて算出された需要予測値に対する評価結果がアラート発生条件を満たさない場合、アラートの通知を取り止める。 Also, if the evaluation result of the demand forecast value calculated using another model does not satisfy the alert generation condition, the proposal unit cancels the notification of the alert.
このように、別のモデルにおける評価結果がアラート発生条件を満たさない場合、アラートの通知が取り止められる。このため、アラートをより適切に通知することが可能になる。 In this way, if the evaluation result in another model does not satisfy the alert generation condition, the alert notification is cancelled. Therefore, it becomes possible to notify the alert more appropriately.
本発明は、以下の実施例のような形態に適用されてもよい。 The present invention may be applied to forms such as the following examples.
図19は、実施例に係る発注量提案支援システムの構成を示すブロック図である。図19に示す発注量提案支援システム1は、図1に示した構成に加えて、定義入力部19をさらに有する。
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the order quantity proposal support system according to the embodiment. The order quantity
定義入力部19は、発注量提案支援システム1によるオペレータへのサービスの提供を始める前に、オペレータからサービス要件定義であるアラート発生条件(しきい値など)及びモデル変更条件(商品確認数など)を受け付けるインタフェースである。発注量提案部17は、定義入力部19が受け付けたアラート発生条件及びモデル変更条件を定義保存部18に設定する。
Before the order quantity
オペレータは、例えば、オペレータの負荷やコストを抑える低コスト重視の場合、しきい値を大きくし、アラートを出力する回数を減らし、オペレータによる商品の発注量を見直す回数を少なくする。また、発注量の精度を重視する場合、しきい値を小さくする。また、誤差予測モデルの構築コストを抑えることを重視する場合、商品確認数を上げる。このように、サービス要件定義を適宜調整することで、オペレータに最適な品質のサービスを提供することができる。 For example, the operator increases the threshold value, reduces the number of times an alert is output, and reduces the number of times the operator reviews the order quantity of the product, when the operator's load and cost are to be reduced, for example, when low cost is emphasized. Also, when placing importance on the accuracy of the order quantity, the threshold value is decreased. In addition, when emphasizing suppressing the construction cost of the error prediction model, the number of product confirmations is increased. By appropriately adjusting the service requirement definition in this manner, it is possible to provide the operator with service of optimum quality.
上述した本発明の実施形態及び実施例は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments and examples of the present invention are illustrative examples of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the invention in various other forms without departing from the scope of the invention.
1…発注量提案支援システム 10…データベース 11…予測モデル部 12…モデル学習部 13…需要予測部 14…予測データ保存部 15…誤差予測部 16…誤差データ保存部 18…発注量提案部 110…特徴量生成部 111…特徴量合成部 112…予測部
1 order quantity
Claims (7)
前記需要予測値の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、前記誤差を評価する誤差予測部と、を有し、
前記需要予測モデルは、前記対象品目の需要に関する実績データから当該実績データの特徴量を抽出し、前記特徴量に基づいて前記需要を予測し、
前記誤差予測モデルは、前記実績データ、前記需要予測値及び前記特徴量に基づいて、前記誤差を予測し、
前記誤差予測部は、将来の所定の時点における前記誤差の予測値が基準誤差以上となる確率を求める、データ処理装置。 a demand forecasting unit that calculates a demand forecast value that forecasts the demand using a demand forecasting model that forecasts the demand for the target item;
an error prediction unit that evaluates the error using an error prediction model that predicts future errors in the demand forecast value;
The demand forecast model extracts a feature amount of the actual data from the actual data related to the demand of the target item, predicts the demand based on the feature amount,
The error prediction model predicts the error based on the performance data, the demand forecast value and the feature quantity,
The data processing device, wherein the error prediction unit obtains a probability that the predicted value of the error at a predetermined time in the future is equal to or greater than a reference error.
前記需要予測モデルは、
前記複数種別の実績データのそれぞれの前記特徴量を算出する第1のニューラルネットワークと、
各特徴量を合成した合成特徴量を算出する第2のニューラルネットワークと、
前記合成特徴量から前記需要予測値を算出する第3のニューラルネットワークと、を含む、請求項1に記載のデータ処理装置。 There are multiple types of the performance data,
The demand forecast model is
a first neural network that calculates the feature amount of each of the plurality of types of performance data;
A second neural network that calculates a synthesized feature amount by synthesizing each feature amount;
2. The data processing apparatus according to claim 1, further comprising a third neural network that calculates said demand forecast value from said combined feature amount .
前記評価結果が前記アラート発生条件を満たす前記対象品目の数が予め定められた確認数を超えた場合、前記誤差予測モデルの再学習を行うモデル学習部をさらに有する、請求項3に記載のデータ処理装置。 There are a plurality of target items,
4. The data according to claim 3, further comprising a model learning unit that re-learns the error prediction model when the number of target items satisfying the alert generation condition in the evaluation result exceeds a predetermined number of confirmations. processing equipment.
前記データ処理装置が、対象品目の需要の実績データから当該実績データの特徴量を抽出し、前記特徴量に基づいて前記需要の予測する需要予測モデルを用いて、前記需要を予測した需要予測値を算出し、
前記データ処理装置が、前記実績データ、前記需要予測値及び前記特徴量に基づいて、前記需要予測値の将来の誤差を予測する誤差予測モデルを用いて、前記誤差を評価し、
前記データ処理装置が、前記誤差の評価では、将来の所定の時点における前記誤差の予測値が基準誤差以上となる確率を求める、データ処理方法。 A data processing method performed by a data processing device,
The data processing device extracts a characteristic amount of the actual demand data from the actual demand data of the target item, and uses a demand forecast model for predicting the demand based on the characteristic amount to predict the demand. to calculate
The data processing device evaluates the error using an error prediction model that predicts future errors in the demand forecast value based on the performance data, the demand forecast value, and the feature amount,
The data processing method , wherein in the error evaluation, the data processing device obtains a probability that the predicted value of the error at a predetermined time in the future is equal to or greater than a reference error.
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