JP7296905B2 - Explanatory variable estimation method, program and device using model addition part - Google Patents

Explanatory variable estimation method, program and device using model addition part Download PDF

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JP7296905B2 JP2020038798A JP2020038798A JP7296905B2 JP 7296905 B2 JP7296905 B2 JP 7296905B2 JP 2020038798 A JP2020038798 A JP 2020038798A JP 2020038798 A JP2020038798 A JP 2020038798A JP 7296905 B2 JP7296905 B2 JP 7296905B2
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Description

本発明は、目的変数の状況から説明変数を推定する技術に関する。 The present invention relates to technology for estimating explanatory variables from the status of objective variables.

様々な事象又は事物について、その原因又は要因を解析し、当該解析結果に基づいて所望の若しくは制御された事象又は事物を実現しようとする試みは、様々な分野で実施されている。 Attempts have been made in various fields to analyze the causes or factors of various events or things and realize desired or controlled events or things based on the analysis results.

例えば、特許文献1は、従業員の勤務データと、実際の休職の有無を示すデータとの関係を解析して、従業員が所定の時期に休職するか否かを予測し、当該予測結果を業務管理や勤怠管理に活用しようとするシステムが開示されている。ここでこのシステムでは、従業員の休職に係る予測に際し、勤務データのどの部分が休職リスクの算出に寄与したか、すなわち如何なる要素が休職の原因として作用したのかを導出することができるとしている。 For example, Patent Literature 1 analyzes the relationship between employee work data and data indicating the actual absence of work, predicts whether or not the employee will take a leave of absence at a predetermined time, and calculates the prediction result. A system intended to be utilized for business management and attendance management is disclosed. In this system, when predicting employees' absence from work, it is possible to derive which part of the work data contributed to the calculation of the risk of absence from work, that is, what factors acted as the cause of the absence from work.

またこのように、勤務データといったような説明変数が、休職の有無といったような目的変数に対して如何に影響しているかを解析する手法として、非特許文献1は、昨今、各分野で盛んに利用されている深層学習(ディープラーニング)において、出力(すなわち目的変数)を最小化又は最大化させる入力(すなわち説明変数)を算出する手法であるActivation Maximizationを紹介し、解説している。 In addition, Non-Patent Document 1 has recently been actively used in various fields as a method of analyzing how explanatory variables such as work data affect objective variables such as the presence or absence of leave of absence. It introduces and explains Activation Maximization, which is a method of calculating inputs (that is, explanatory variables) that minimizes or maximizes outputs (that is, objective variables) in deep learning, which is used.

特開2019-135662号公報JP 2019-135662 A

Qiita,「ディープラーニングの判断根拠を理解する手法」,[令和2年2月25日検索],インターネット<URL: https://qiita.com/icoxfog417/items/>Qiita, "Method for understanding the grounds for deep learning decisions", [searched on February 25, 2020], Internet <URL: https://qiita.com/icoxfog417/items/>

ここで引用文献1に記載されたシステムは、休職の有無に係る目的変数を予測する予測モデルとして、線形識別器を利用している。この線形識別器は、休職の要因となり得る各要素(説明変数)における係数の正負によって、当該要素(説明変数)が休職する方向に作用するか又はその逆かを判断可能な単調な関数をもって表現されるものである。 Here, the system described in Cited Document 1 uses a linear discriminator as a predictive model for predicting the objective variable related to absence from work. This linear discriminator is represented by a monotonic function that can determine whether the factor (explanatory variable) acts in the direction of leave or vice versa, depending on the positive or negative coefficient of each factor (explanatory variable) that can be a factor of leave of absence. It is what is done.

1つの単純な例として、線形識別器の判別式をy=a_1*x_1+a_2*x_2とする。ここで、x_1及びx_2は説明変数(勤務データ)であってyは目的変数(休職リスク)であり、a_1及びa_2はそれぞれx_1及びx_2の係数である。この場合、算出される休職リスクを低減させるような勤務データ(説明変数)の値を具体的に示すことが可能となる。 As a simple example, let the discriminant of the linear classifier be y=a_1*x_1+a_2*x_2. Here, x_1 and x_2 are explanatory variables (work data), y is an objective variable (risk of absence from work), and a_1 and a_2 are coefficients of x_1 and x_2, respectively. In this case, it is possible to specifically indicate values of work data (explanatory variables) that reduce the calculated risk of absence from work.

例えば、yの値が大きいほど休職リスクが高いと定義すると、a_1>0であれば、勤務データ(説明変数)x_1をできるだけ小さくすることによって休職リスクを低減させることができると判断される。すなわち、線形識別器であれば、休職要因となる勤務データ(説明変数)における休職抑制への最適値の算出が容易に可能となるのである。 For example, if it is defined that the higher the value of y, the higher the risk of absence from work, if a_1>0, it is judged that the risk of absence from work can be reduced by minimizing the work data (explanatory variable) x_1. In other words, with a linear discriminator, it is possible to easily calculate the optimum value for suppressing absence from work in the work data (explanatory variable) that is the cause of absence from work.

しかしながら、例えばより複雑若しくはより曖昧な事象又は事物に対してのより高精度な予測が期待される深層学習モデルを利用する場合、その要因抽出は自明ではなく、通常相当に困難なものとなる。 However, when using, for example, a deep learning model that is expected to make more accurate predictions for more complex or ambiguous events or things, the factor extraction is not self-evident and usually becomes quite difficult.

一般に、深層学習モデルは、多数のパラメータを含み、多層の写像関数で表現されるものとなっており、その表現は線形識別器のように単調ではなく、さらに多数のパラメータ間の関係も予測に使用されることから、例えば休職リスク(目的変数)を最小化する勤務データ(説明変数)の最適値の算出は、全く容易ではない。 In general, a deep learning model contains a large number of parameters and is represented by a multi-layered mapping function. Therefore, it is not easy at all to calculate the optimum value of the work data (explanatory variable) that minimizes the risk of absence from work (objective variable), for example.

これに対し、非特許文献1に紹介されているActivation Maximizationはたしかに、深層学習において、出力(目的変数)を最小化又は最大化する入力(説明変数)値を算出する手法となっている。 On the other hand, Activation Maximization introduced in Non-Patent Document 1 is indeed a method of calculating input (explanatory variable) values that minimize or maximize output (objective variable) in deep learning.

しかしながら、Activation Maximizationによって算出される入力(説明変数)値は、あくまで学習済みニューラルネットワークにおける最適な値であって、現実世界に即した値、すなわち実際に適用可能な値となっている保障はないという問題を抱えている。例えば、算出された値が「(休職リスクを最小化するため)四半期で20日分の有給休暇(を取得すること)」といったような結果が出力されることもあり得るのであり、現実に適用可能である有用な結果を得られないケースも少なからず生じてしまうのである。 However, the input (explanatory variable) values calculated by Activation Maximization are the optimal values in the trained neural network, and there is no guarantee that they are values that match the real world, that is, values that are actually applicable. I have a problem. For example, the calculated value may output a result such as "(acquire) 20 days of paid leave in a quarter (to minimize the risk of absence from work)". There are quite a few cases where possible and useful results cannot be obtained.

そこで、本発明は、予め設定された変数値範囲内の値をとる説明変数であって、所定条件を満たす目的変数値を出力させる説明変数を推定可能な説明変数推定方法、プログラム及び装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an explanatory variable estimation method, a program, and an apparatus capable of estimating an explanatory variable that takes a value within a preset variable value range and outputs an objective variable value that satisfies a predetermined condition. intended to

本発明によれば、説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することにより生成された説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定する説明変数決定手段
としてコンピュータを機能させる説明変数推定プログラムが提供される。
According to the present invention , for a built model that estimates the objective variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
In the model for estimating explanatory variables generated by adding Explanatory variable determination means for determining an explanatory variable value that is estimated to output an objective variable value that satisfies a predetermined condition
An explanatory variable estimation program is provided that causes a computer to function as

ここで、当該所定条件は、当該目的変数値が最大となる、最小となる、極大若しくは所定範囲で最大となる、又は、極小若しくは所定範囲で最小となるとの条件に設定されることも好ましい。 Here, it is also preferable that the predetermined condition is set such that the objective variable value is maximized, minimized, maximized or maximized within a predetermined range, or minimized or minimized within a predetermined range.

また、この本発明による説明変数推定プログラムにおいて、モデル付加部分は、当該変数値範囲内となる当該説明変数の値については、この値と同じ値を出力するものであることも好ましい。 Further, in the predictor variable estimation program according to the present invention, it is also preferable that the model addition part outputs the same value as the value of the predictor variable within the variable value range.

さらに、本発明による説明変数推定プログラムにおいて、モデル付加部分は、構築済みのモデルの前段に付加されることも好ましい。 Furthermore, in the explanatory variable estimation program according to the present invention, it is also preferable that the model addition part is added before the constructed model.

また、本発明に係る説明変数についての一実施形態として、当該説明変数は複数存在しており、そのうちの少なくとも1つの説明変数についての当該変数値範囲は、他の説明変数のとる値によってその範囲が決定される、又はその有無が決定されることも好ましい。 Further, as an embodiment of the explanatory variables according to the present invention, there are a plurality of explanatory variables, and the variable value range for at least one of them is determined by the values taken by the other explanatory variables. is determined, or the presence or absence thereof is also preferably determined.

さらに、本発明による説明変数推定プログラムにおいて、上記の関数は、
(a)当該変数値範囲が第1の値からそれよりも大きい第2の値までの範囲である場合、当該変数値範囲内では当該説明変数による偏微分値が1となって、当該変数値範囲外では当該説明変数による偏微分値がゼロとなる関数に設定され、また、
(b)当該変数値範囲が1つの値のみの範囲である場合、当該変数値範囲内外において当該説明変数による偏微分値がゼロとなる関数に設定され、さらに、
(c)予め変数値範囲の設定されていない当該説明変数については、当該説明変数による偏微分値が1となる関数に設定される
ことも好ましい。
Furthermore, in the explanatory variable estimation program according to the present invention, the above function is
(a) When the variable value range is from the first value to the larger second value, the partial differential value of the explanatory variable is 1 within the variable value range, and the variable value Outside the range, the function is set so that the partial differential value by the explanatory variable is zero, and
(b) when the variable value range is a range of only one value, the function is set such that the partial differential value of the explanatory variable is zero inside and outside the variable value range;
(c) For the explanatory variables for which the variable value range is not set in advance, it is also preferable to set a function in which the partial differential value of the explanatory variables is 1.

また、本発明に係る説明変数推定用モデルにおいては、当該目的変数についての勾配を用いる勾配法によって、当該推定される説明変数値を決定することも好ましい。 Further, in the explanatory variable estimation model according to the present invention, it is also preferable to determine the estimated explanatory variable value by a gradient method using the gradient of the objective variable.

さらに、本発明による説明変数推定プログラムにおいては具体的に、
当該目的変数は、所定の事象若しくは事物に係る確率、スコア又は度合いであって、当該説明変数は、当該所定の事象若しくは事物に関係し得る事象若しくは事物に係る量であり、
説明変数推定用モデルにおいて、当該確率、スコア若しくは度合いにおける所定条件を満たす値を出力させると推定される、当該事象若しくは事物に係る量の値を決定する
ことも好ましい。
Furthermore, in the explanatory variable estimation program according to the present invention, specifically,
The objective variable is the probability, score or degree related to a predetermined event or thing, and the explanatory variable is the quantity related to the event or thing that can be related to the predetermined event or thing,
In the explanatory variable estimation model, it is also preferable to determine the value of the quantity related to the event or matter that is estimated to output a value that satisfies a predetermined condition in the probability, score or degree.

本発明によれば、また、
説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することにより生成された説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定する説明変数決定手段
を有する説明変数推定装置が提供される。
According to the present invention, also
For a pre-built model that estimates the target variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
In the model for estimating explanatory variables generated by adding Explanatory variable determination means for determining an explanatory variable value that is estimated to output an objective variable value that satisfies a predetermined condition
is provided .

本発明によれば、さらに、コンピュータによって実施される説明変数推定方法であって、
説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することによって説明変数推定用モデルを生成するステップと、
前記説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定するステップと
を有する説明変数推定方法が提供される。
According to the present invention, there is further provided a computer-implemented explanatory variable estimation method comprising:
For a pre-built model that estimates the target variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
generating a model for predictor variable estimation by adding
In the explanatory variable estimation model , it is estimated that an objective variable value that satisfies a predetermined condition is to be output based on a change in the value of the output objective variable that occurs when the value of the explanatory variable that is the input is varied. determining the explanatory variable values to be evaluated ; and
A method for predictor estimation is provided.

本発明の説明変数推定方法、プログラム及び装置によれば、予め設定された変数値範囲内の値をとる説明変数であって、所定条件を満たす目的変数値を出力させる説明変数を推定することができる。 According to the predictor variable estimation method, program, and apparatus of the present invention, it is possible to estimate the predictor variable that takes a value within a preset variable value range and outputs the predictor variable value that satisfies a predetermined condition. can.

本発明に係る説明変数推定用モデルを用いて説明変数推定処理を実施する説明変数推定装置の一実施形態を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an explanatory variable estimation device that performs explanatory variable estimation processing using an explanatory variable estimation model according to the present invention; 本発明に係るモデル付加部分を表現する制約条件関数が取り得る態様を説明するためのグラフである。FIG. 10 is a graph for explaining possible aspects of a constraint function expressing model additions according to the present invention; FIG. 本発明に係るモデル付加部分を表現する制約条件関数が取り得る他の態様を説明するためのグラフである。FIG. 10 is a graph for explaining another aspect that the constraint function representing the model addition part according to the present invention can take; FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[説明変数推定方法,装置]
図1は、本発明に係る説明変数推定用モデルを用いて説明変数推定処理を実施する説明変数推定装置の一実施形態を示す模式図である。
[Explanatory variable estimation method and device]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an explanatory variable estimation device that performs explanatory variable estimation processing using an explanatory variable estimation model according to the present invention.

図1に示した本実施形態の説明変数推定装置2は、
(a)説明変数推定用モデル1を備えており、
(b)この説明変数推定用モデル1において、入力となる「説明変数」の値を変動させた際に生じる、出力される「目的変数」の値における変動に基づいて、所定条件を満たす「目的変数」値を出力させると推定される「説明変数」値を決定する
ことの可能な装置となっている。
The explanatory variable estimation device 2 of this embodiment shown in FIG.
(a) has an explanatory variable estimation model 1,
(b) In this explanatory variable estimation model 1, based on the variation in the value of the output "objective variable" that occurs when the value of the input "explanatory variable" is varied, the "objective" that satisfies a predetermined condition is determined. It is a device capable of determining the estimated "explanatory variable" value that causes the output of the "variable" value.

またここで、上記(b)において、所定条件を満たす「目的変数」をもたらすと推定される「説明変数」が、予め設定された「変数値範囲」内の値をとるように規定された説明変数を含む場合、決定される当該説明変数の値は、当該「変数値範囲」を逸脱しないようになっているのである。 Also, in (b) above, the explanation is defined so that the "explanatory variable" that is estimated to bring about the "objective variable" that satisfies the predetermined condition takes a value within the preset "variable value range". When a variable is included, the determined value of the explanatory variable does not deviate from the "variable value range".

例えば1つのケースとして、説明変数推定装置2は、推定対象である1人の従業員について、「目的変数」としての休職リスクを最小化するような、「説明変数」としての勤怠パターン(勤怠データ群)を出力することができる。すなわちこのケースでは、予測される休職リスクを最小化するような、最適な若しくは理想的な勤怠パターンを提案することが可能となるのである。 For example, as one case, the explanatory variable estimation device 2 uses an attendance pattern (attendance data group) can be output. That is, in this case, it becomes possible to propose an optimal or ideal attendance pattern that minimizes the predicted risk of absence from work.

また説明変数推定装置2は、このケースにおいて、出力・提案する勤怠パターンに、例えば四半期において取得すべき有給休暇の日数が含まれている場合、実際上取得可能な、予め設定された日数範囲(例えばゼロから5日までの範囲)内の有給休暇日数を、休職リスクを最小化する上で最適な若しくは理想的な日数として、出力することが可能となる。 Also, in this case, when the attendance pattern to be output/proposed includes, for example, the number of days of paid leave to be taken in a quarter, the explanatory variable estimation device 2 determines a preset range of days that can actually be taken ( For example, it is possible to output the number of paid vacation days within the range of zero to five days as the optimum or ideal number of days for minimizing the risk of absence from work.

すなわち、例えば「(休職リスクを最小化するため)四半期で20日分の有給休暇(を取得すること)」といったような現実では実施不可能な出力・提案を行ってしまう事態を回避し、実際に有用となるような説明変数に係る出力・提案を行うことが可能となるのである。 In other words, avoid outputting or making proposals that are not realistically feasible, such as “(acquire) 20 days of paid leave in a quarter (to minimize the risk of leave of absence),” It is possible to output and propose explanatory variables that are useful for

ここで、以上に述べたような出力・提案を可能にするべく、説明変数推定装置2においては、
(A)「説明変数」から「目的変数」を推定する構築済みの目的変数推定モデル10に対し、
予め設定された「変数値範囲」から外れている「説明変数」の値における変動によって生じる、構築済みの目的変数推定モデル10の出力である「目的変数」の値における変動を、所定以下に抑える(例えば所定微小閾値以下に抑える,すなわち概ねゼロに抑える)ことになるモデル付加部分であって、「説明変数」の関数で表現されるモデル付加部分である制約条件層11を
付加することによって説明変数推定用モデル1を生成するステップと、
(B)生成した説明変数推定用モデル1において、入力となる「説明変数」の値を変動させた際に生じる、出力される「目的変数」の値における変動に基づいて、「所定条件」を満たす「目的変数」値を出力させると推定される「説明変数」値を決定するステップと
を有することを特徴とする説明変数推定方法が実施されるのである。
Here, in order to enable output and proposal as described above, the explanatory variable estimation device 2:
(A) For the constructed objective variable estimation model 10 that estimates the "objective variable" from the "explanatory variables",
The variation in the value of the "objective variable", which is the output of the constructed objective variable estimation model 10, caused by the fluctuation in the value of the "explanatory variable" outside the preset "variable value range" is suppressed to a predetermined value or less. (For example, it is suppressed below a predetermined minute threshold value, that is, suppressed to approximately zero). generating a variable estimation model 1;
(B) In the generated explanatory variable estimation model 1, the "predetermined condition" is set based on the variation in the value of the output "objective variable" that occurs when the value of the input "explanatory variable" is varied. Determining an "explanatory variable" value that is estimated to cause an output of an "objective variable" value that satisfies the explanatory variable estimation method.

このうち、上記(A)において目的変数推定モデル10に付加されるモデル付加部分である制約条件層11は、上述したように「変数値範囲」から外れている「説明変数」の変動の「目的変数」への影響を抑制しているので、上記(B)の処理によって結局、
(a)予め設定された「変数値範囲」内の値をとり、且つ
(b)「所定条件」を満たす「目的変数」値を出力させる
ような「説明変数」を推定することが可能となるのである。
Of these, the constraint condition layer 11, which is the model addition part added to the objective variable estimation model 10 in the above (A), is the "objective Since the influence on "variable" is suppressed, the above processing (B) eventually results in
It is possible to estimate an "explanatory variable" that (a) takes a value within a preset "variable value range" and (b) outputs an "objective variable" value that satisfies a "predetermined condition". of.

ここで、上記(b)の「所定条件」は、目的変数値が最大となる、最小となる、極大若しくは所定範囲で最大となる、又は、極小若しくは所定範囲で最小となるとの条件に設定することができる。例えば、「所定条件」が「休職リスクを最小化する」であって、「変数値」範囲が「(取得有給休暇について)ゼロから5日までの範囲」である場合、休職リスク(目的変数)を最小化するような取得有給休暇日数(説明変数)を、例えば「4日」とした推定結果を出力することができる。 Here, the "predetermined condition" in (b) above is set to a condition that the value of the objective variable is maximized, minimized, maximized or maximized within a predetermined range, or minimized or minimized within a predetermined range. be able to. For example, if the 'predetermined condition' is 'minimize risk of absence from work' and the range of 'variable value' is 'range from 0 to 5 days (for paid leave taken)', risk of absence from work (objective variable) It is possible to output the estimation result by setting the number of days of paid leave taken (explanatory variable) that minimizes to, for example, "4 days".

ちなみに本実施形態では、上記(B)の説明変数推定用モデル1において、「目的変数」についての勾配を用いる勾配法によって、推定される「説明変数」値を決定している。 Incidentally, in the present embodiment, the estimated "explanatory variable" value is determined by the gradient method using the gradient of the "objective variable" in the explanatory variable estimation model 1 of (B) above.

さらに変更態様として、上記(A)の説明変数推定用モデル1を生成するステップは、説明変数推定装置2の外部で実施されてもよい。すなわち、説明変数推定装置2は、外部で生成された説明変数推定用モデル1を取り込み、上記(B)のステップを実施してもよいのである。 Further, as a modification, the step (A) of generating the predictor variable estimation model 1 may be performed outside the predictor variable estimation device 2 . That is, the predictor variable estimation device 2 may take in the predictor variable estimation model 1 generated externally and perform step (B) above.

また、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)の適用ケースとして、「説明変数」を従業員の勤怠パターン(勤怠データ群)とし、「目的変数」を休職リスクとしたケースをすでに説明したが、この場合上述したように、勤怠における様々な「制約条件」を加味した上で、休職リスクをできるだけ抑えることの可能な勤怠パターンを求めることができるのである。ここで、「制約条件」としては、例えば取得可能な有給休暇日数に上限があることや、性別や年齢は決まっていること(入力される説明変数としての性別値や年齢値は変更不可であること)等が設定され得る。 In addition, as an application case of (the explanatory variable estimation method in) the explanatory variable estimation device 2, the case where the "explanatory variable" is the employee's attendance pattern (attendance data group) and the "objective variable" is the risk of absence from work has already been explained. However, in this case, as described above, it is possible to obtain an attendance pattern that can minimize the risk of absence from work, taking into account various "constraints" in attendance. Here, the "constraints" are, for example, that there is an upper limit on the number of days of paid leave that can be taken, that gender and age are fixed (the gender value and age value as explanatory variables to be input cannot be changed). ) etc. can be set.

さらに、このように求められた勤怠パターンを利用することによって、例えば社内カウンセラが、従業員との面談において、従来属人的なアドバイスとならざるを得なかった「働き方(勤怠パターン)」の提案を、定量的なエビデンスをもって提示することも可能となるのである。さらに言えば、カウンセラとの面談という形をとることもなく、好適な「働き方(勤怠パターン)」を自動的に提示することも可能となる。 Furthermore, by using the attendance patterns obtained in this way, for example, an in-house counselor, in interviews with employees, will be able to provide advice on how to work (attendance patterns), which was conventionally unavoidable to be individualized advice. It is also possible to present proposals with quantitative evidence. Furthermore, it is also possible to automatically present a suitable "working style (attendance pattern)" without taking the form of an interview with a counselor.

なお当然に、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)の適用ケースは上記のものに限定されるものではない。例えば、他の適用ケースとして以下の(ア)~(オ)を挙げることができる。 Of course, the application cases of (the explanatory variable estimation method in) the explanatory variable estimation device 2 are not limited to those described above. For example, the following (a) to (e) can be cited as other application cases.

(ア)「説明変数」としてのライフログ(睡眠時間や、歩行量、食事内容及び食事量や、運動内容及び運動量等)から、「目的変数」としての死亡リスクや依存症リスクを推定して保険料の算定に利用する保険事業のケース。この場合、「制約条件(説明変数値範囲)」として例えば、説明変数推定対象となる個人の生活リズムから決定される条件(起床時刻の取り得る時間範囲、1週間にうち運動可能な日数範囲や、取り得る食物の範囲(食事の好み)等)を採用することができる。 (a) Estimate mortality risk and addiction risk as "objective variables" from lifelogs (sleep time, amount of walking, meal content and amount, exercise content and amount, etc.) as "explanatory variables" A case of an insurance business used to calculate insurance premiums. In this case, as a "constraint (explanatory variable value range)", for example, a condition determined from the life rhythm of the individual subject to explanatory variable estimation (range of possible wake-up times, range of days during a week when exercise is possible, , possible food ranges (dietary preferences), etc.) can be employed.

ここで、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)をこのようなケースに適用することによって、例えば、説明変数推定対象となる各個人に対し、当該個人の生活リズムにおいて無理のない範囲で、死亡リスクや依存症リスクを下げるライフスタイル、例えば「起床時間を1時間早めて午前6時半にすること」を提案することも可能となる。 Here, by applying the explanatory variable estimation device 2 (the explanatory variable estimation method in) to such a case, for example, for each individual who is the target of explanatory variable estimation, within a reasonable range for the individual's life rhythm , it is also possible to suggest a lifestyle that reduces the risk of death and addiction, for example, ``waking up one hour earlier to 6:30 am''.

なお、後に詳細に説明を行う関数g(x)についてではあるが、このケースにおける(個人毎に設定される)制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)として、例えば「起床時刻を表す説明変数xiにおける∂g(xi)/∂xi=1となる範囲が、6<xi<8(午前6時~午前8時)である関数」を採用することもできる。 As for the function g(x), which will be explained in detail later, the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 (set for each individual) in this case may be, for example, "wake-up time A function in which the range of ∂g(x i )/∂x i =1 in the explanatory variable x i represented is 6<x i <8 (from 6:00 a.m. to 8:00 a.m.) can also be adopted.

(イ)「説明変数」としての音声データから、「目的変数」としての発音評価スコアを算出して利用する英会話教育のケース。この場合、「制約条件(説明変数値範囲)」として例えば、説明変数推定対象となる生徒における単語毎の音声データについてのある特徴量の値が、理想的な(例えばネイティブの)当該特徴量の値を中心とした所定範囲内にあるとの条件を採用することができる。 (b) A case of English conversation education in which a pronunciation evaluation score is calculated and used as an "objective variable" from speech data as an "explanatory variable." In this case, as a “constraint (explanatory variable value range)”, for example, the value of a certain feature value of the speech data for each word of the student whose explanatory variable is to be estimated is the ideal (for example, native) feature value A condition that the value is within a predetermined range around the value can be adopted.

ここで、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)をこのようなケースに適用することによって、例えば、説明変数推定対象となる各生徒に対し、理想的な(例えばネイティブの)発音を具体的に提示することも可能となる。 Here, by applying (the explanatory variable estimation method in) the explanatory variable estimation device 2 to such a case, for example, for each student to be the explanatory variable estimation target, an ideal (for example, native) pronunciation can be concretely It is also possible to present

なお、後に詳細に説明を行う関数g(x)についてではあるが、このケースにおける(全ての生徒に共通して設定される)制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)として、例えば「当該特徴量を表す説明変数xiにおける∂g(xi)/∂xi=1となる範囲が、理想的な(例えばネイティブの)当該特徴量の値をμとし所定の(例えば不可避の)誤差をεとして、μ-ε<xi<μ+εである関数」を採用することもできる。 Regarding the function g(x), which will be explained in detail later, as a constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 (set in common for all students) in this case, for example "The range of ∂g(x i )/∂x i = 1 in the explanatory variable x i representing the feature is a predetermined (for example, unavoidable ) where ε is the error, a function that satisfies μ−ε<x i <μ+ε can also be adopted.

(ウ)「説明変数」としての選手のバイタルデータ及びセンシングデータから、「目的変数」としての所定競技におけるパフォーマンスを算出して利用するスポーツ業界のケース。この場合、「制約条件(説明変数値範囲)」として例えば、所定の体力値や瞬発力値が上限(最大値)を有することや、睡眠時間が上限(最大値)及び下限(最小値)を有すること、さらには、随意に変化させることのできない心拍数等のバイタルデータが所定値(を中心とした誤差範囲)をとること等の条件を採用することができる。 (c) A case in the sports industry that calculates and uses performance in a predetermined competition as an "objective variable" from player's vital data and sensing data as an "explanatory variable." In this case, as a "constraint (explanatory variable value range)", for example, a predetermined physical strength value or instantaneous power value has an upper limit (maximum value), or sleep time has an upper limit (maximum value) and a lower limit (minimum value). Furthermore, conditions such as that vital data such as heart rate that cannot be changed at will take a predetermined value (error range around) can be adopted.

ここで、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)をこのようなケースに適用することによって、例えば、説明変数推定対象となる各選手に対し、当該選手の現状の条件・環境の下、実施可能な範囲で、パフォーマンスを最大化するトレーニングスタイルを提案することも可能になる。 Here, by applying the explanatory variable estimation device 2 (the explanatory variable estimation method in) to such a case, for example, for each player to be the explanatory variable estimation target, under the player's current conditions and environment, It will also be possible to propose a training style that maximizes performance within the feasible range.

なお、後に詳細に説明を行う関数g(x)についてではあるが、このケースにおける(選手毎に設定される)制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)として、例えば「睡眠時間を表す説明変数xiにおける∂g(xi)/∂xi=1となる範囲が、5<xi<9(5時間~9時間)である関数」を採用することもできる。 Regarding the function g(x), which will be explained in detail later, the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 (set for each player) in this case may be, for example, "sleep time It is also possible to adopt a function in which the range of ∂g(x i )/∂x i =1 in the explanatory variable x i represented is 5<x i <9 (5 hours to 9 hours).

(エ)「説明変数」としての住宅物件の立地条件や間取りに係る各項目から、「目的変数」としての当該物件の価格や、事業における粗利を算出して利用する不動産業界のケース。この場合、「制約条件(説明変数値範囲)」として例えば、事業上変更できない立地条件の所定項目や間取りの所定項目については所定値に固定すること等の条件を採用することができる。 (d) A case in the real estate industry that calculates and uses the price of the property and the gross profit in the business as the "objective variable" from each item related to the location conditions and floor plan of the residential property as the "explanatory variable". In this case, as the "constraint (explanatory variable value range)", for example, a condition such as fixing a predetermined item of the location condition and the predetermined item of the floor plan, which cannot be changed in business, to a predetermined value can be adopted.

ここで、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)をこのようなケースに適用することによって、例えば、説明変数推定対象となる各住宅物件に対し、事業上変更できない制約条件を満たしつつ事業利益を最大化するような間取り等の変更案を提示することも可能になる。 Here, by applying (the explanatory variable estimation method in) the explanatory variable estimation device 2 to such a case, for example, for each residential property to be the explanatory variable estimation target, while satisfying the constraint conditions that cannot be changed in business, It is also possible to present proposals for changes such as floor plans that maximize profits.

なお、後に詳細に説明を行う関数g(x)についてではあるが、このケースにおける(住宅物件毎に設定される)制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)として、例えば「立地条件として角地であるか否かを表す説明変数xiの値が予め設定された値cである場合にc値をとり、且つ説明変数xiの値がc以外の範囲では∂g(xi)/∂xi=0となる関数」を採用することもできる。 As for the function g(x), which will be explained in detail later, the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 (set for each residential property) in this case is, for example, "location conditions When the value of the explanatory variable x i representing whether it is a corner lot is a preset value c, the c value is taken, and when the value of the explanatory variable x i is in a range other than c, ∂g(x i ) /∂x i =0” can also be adopted.

(オ)「説明変数」としての、掲載商品についての説明文章や写真(の特徴量)や、サイトの主要提示先であるユーザの購買履歴情報及び属性情報等から、「目的変数」としてのクリックやコンバージョン(例えば購買)の有無を推定してサイト運営に利用するEC(Electronic Commerce)業界のケース。この場合、「制約条件(説明変数値範囲)」として例えば、ユーザの購買履歴や属性情報の値は(システムからは当然に制御できないので)所定値に固定すること等の条件を採用することができる。 (e) Clicks as an "objective variable" from explanatory texts and photos (features of) of posted products as "explanatory variables" and purchase history information and attribute information of users who are the main destinations of the site This is a case in the EC (Electronic Commerce) industry that estimates the presence or absence of conversions (for example, purchases) and uses them for site management. In this case, as the "constraint (explanatory variable value range)", for example, the user's purchase history and attribute information values can be fixed to predetermined values (because the system cannot control them, of course). can.

ここで、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)をこのようなケースに適用することによって、説明変数推定対象となる各掲載商品に対し、前提となる制約条件の下、購買可能性の最も高まる掲載文章や写真の態様等を決定することも可能になる。 Here, by applying (the explanatory variable estimation method in) the explanatory variable estimation device 2 to such a case, for each listed product subject to the explanatory variable estimation, under the premise constraint conditions, the purchase possibility It is also possible to determine the mode of the posted sentences and photographs that are the most popular.

なお、後に詳細に説明を行う関数g(x)についてではあるが、このケースにおける(掲載商品毎に設定される)制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)として、例えば「ユーザの購買履歴を表す説明変数xiの値が予め設定された値cである場合にc値をとり、且つ説明変数xiの値がc以外の範囲では∂g(xi)/∂xi=0となる関数」を採用することもできる。 Regarding the function g(x), which will be explained in detail later, as the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 (set for each posted product) in this case, for example, "user's When the value of the explanatory variable x i representing the purchase history is a preset value c, the c value is taken, and the value of the explanatory variable x i is in a range other than c, ∂g(x i )/∂x i = A function that becomes 0 can also be adopted.

いずれにしても、説明変数推定装置2(における説明変数推定方法)は、
(a)「目的変数」を、所定の事象若しくは事物に係る「確率、スコア又は度合い」とし、
(b)「説明変数」は、上記の所定の事象若しくは事物に関係し得る「事象若しくは事物に係る量」とした上で、
(c)説明変数推定用モデル1において、当該「確率、スコア若しくは度合い」における所定条件を満たす値を出力させると推定される、当該「事象若しくは事物に係る量」の値を決定する
ことができるのであり、種々様々な分野・事業・現場に対し適用可能となっているのである。
In any case, the explanatory variable estimation device 2 (the explanatory variable estimation method in)
(a) Let the "objective variable" be the "probability, score or degree" of a given event or thing,
(b) "Explanatory variables" are "quantities related to events or things" that can be related to the above-mentioned predetermined events or things,
(c) In the explanatory variable estimation model 1, it is possible to determine the value of the "quantity related to the event or thing" that is estimated to output a value that satisfies a predetermined condition in the "probability, score or degree". Therefore, it can be applied to various fields, businesses, and sites.

[モデル構成,装置構成.説明変数推定プログラム]
同じく図1によれば、説明変数推定用モデル1は、
(a)入力層と、
(b)モデル付加部分である制約条件層11と、
(c)目的変数推定モデル10と
を有している。ここで、目的変数推定モデル10、制約条件層11(モデル付加部分)、及びこれらから生成される説明変数推定用モデル1は、機械学習アルゴリズムによって具現されるモデル(部分)とすることができる。なお本実施形態では、深層ニューラルネットワーク(DNN,Deep Neural Networks)アルゴリズムによるモデル(部分)となっている。
[Model configuration, device configuration. Explanatory variable estimation program]
Similarly, according to FIG. 1, the explanatory variable estimation model 1 is
(a) an input layer;
(b) a constraint layer 11 that is a model addition part;
(c) an objective variable estimation model 10; Here, the objective variable estimation model 10, the constraint layer 11 (model addition part), and the explanatory variable estimation model 1 generated from these can be models (parts) embodied by a machine learning algorithm. In this embodiment, the model (part) is based on a deep neural network (DNN, Deep Neural Networks) algorithm.

同じく図1において、説明変数推定装置2は、入力部21と、モデル構築部22と、説明変数決定部23と、出力部24とを備えており、このうちモデル構築部22は、
・(上記(A)で示したように)目的変数推定モデル10に対し、モデル付加部分である制約条件層11を付加することによって説明変数推定用モデル1を生成するステップ
を実施する機能構成部であり、一方、説明変数決定部23は、
・(上記(B)で示したように)「所定条件」を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定するステップ
を実施する機能構成部となっている。
Also in FIG. 1, the explanatory variable estimation device 2 includes an input unit 21, a model construction unit 22, an explanatory variable determination unit 23, and an output unit 24. Of these, the model construction unit 22
(as shown in (A) above) a functional configuration unit that performs a step of generating the explanatory variable estimation model 1 by adding the constraint layer 11, which is the model addition part, to the objective variable estimation model 10; On the other hand, the explanatory variable determination unit 23 is
(As shown in (B) above) is a functional configuration unit that performs a step of determining an explanatory variable value that is estimated to output an objective variable value that satisfies the "predetermined condition".

すなわち、モデル構築部22及び説明変数決定部23は、本発明による説明変数推定方法の一実施形態を実施する主要部であり、また、本発明による説明変数推定プログラムの一実施形態を保存したプロセッサ・メモリの機能と捉えることもできる。またこのことから、説明変数推定装置2は、説明変数推定の専用装置であってもよいが、本発明による説明変数推定プログラムを搭載した、例えばクラウドサーバ、非クラウドのサーバ装置、パーソナル・コンピュータ(PC)、ノート型若しくはタブレット型コンピュータ、又はスマートフォン等とすることも可能である。 That is, the model construction unit 22 and the explanatory variable determination unit 23 are main units for implementing an embodiment of the explanatory variable estimation method according to the present invention, and a processor storing an embodiment of the explanatory variable estimation program according to the present invention.・It can be regarded as a memory function. For this reason, the predictor variable estimation device 2 may be a dedicated device for predictor variable estimation, but it may be a cloud server, a non-cloud server device, a personal computer ( PC), a notebook or tablet computer, or a smart phone.

<目的変数推定モデル>
以下、上述した各構成要素について説明を行う。最初に、目的変数推定モデル10は、入力としてのm(mは正の整数)個の説明変数の組x(=(x1,x2,・・・,xm))から、出力としての目的変数yを推定する構築済みのモデルである。なお勿論、yも目的変数の組、すなわちy=(y1,y2,・・・,yl)(lは正の整数)であってもよい。
<Objective variable estimation model>
Each component described above will be described below. First, the objective variable estimation model 10 converts a set of m (m is a positive integer) explanatory variables x (=(x 1 , x 2 , . . . , x m )) as an input into It is a pre-built model that estimates the target variable y. Of course, y may also be a set of objective variables, that is, y=(y 1 , y 2 , . . . , y l ) (l is a positive integer).

具体的に、目的変数推定モデル10において、当該モデルを構成する層k(=1,2,・・・,N)の写像関数をf_k(・)とする。ここで添字kは層のインデックスであり、Nはモデル10を構成する層の数である。この場合、モデル出力である目的変数yは、次式
(1) y=F(x)
=(f_1*f_2*・・・*f_N)(x)
をもって表現される。ここで、f_p*f_qは、f_pとf_qとの合成関数である。
Specifically, in the objective variable estimation model 10, the mapping function of the layer k (=1, 2, . where the subscript k is the layer index and N is the number of layers that make up the model 10 . In this case, the objective variable y, which is the model output, is given by the following equation (1) y=F(x)
=(f_1*f_2*・・・*f_N)(x)
is expressed as where f_p*f_q is a composite function of f_p and f_q.

ちなみに、DNNによるモデルは、上式(1)以外にも様々な層構成に対応した関数形をとり得るが、いずれにしても、目的変数推定モデル10は、y=F(x)として記述可能なモデルとなる。 By the way, the DNN model can take a functional form corresponding to various layer configurations other than the above formula (1), but in any case, the objective variable estimation model 10 can be described as y = F (x) become a model.

目的変数推定モデル10は、上式(1)で表現されるモデルに対し、先頭に付与した入力層から学習データを入力し、誤差逆伝播等を用いて、当該モデル内の各層の内部パラメータを学習させて構築したものである(ちなみに「目的変数推定モデル10」は、先頭に付与した入力層以外のモデル本体を指すものとする)。したがって以後、目的変数推定モデル10を表現する関数を、学習済みを表す「*」を用いてF*(・)とする。この場合、目的変数推定モデル10による出力、すなわち目的変数yは、次式
(2) y=F*(x)
をもって算出されるのである。
The objective variable estimation model 10 inputs learning data from the input layer given to the top of the model expressed by the above equation (1), and uses error backpropagation or the like to calculate the internal parameters of each layer in the model. It is constructed by learning (by the way, the “objective variable estimation model 10” refers to the main body of the model other than the input layer given at the top). Therefore, hereinafter, the function expressing the objective variable estimation model 10 is assumed to be F * (.) using " * " indicating that learning has been completed. In this case, the output from the objective variable estimation model 10, that is, the objective variable y is given by the following equation (2) y=F * (x)
It is calculated with

ここで上式(2)を用いて逆に、目的変数yを最小化する又は最大化するような説明変数x*を導出することを考える。これは上述したように、説明変数xが「勤怠パターン(勤怠データ群)」であって目的変数yが「休職リスク」であるケースでは、例えば「休職リスクを最小化する(極力低減させる)勤怠パターン」であるx*を導出する問題となる。いずれにしてもこの場合、求めるべきx*は、次式
(3) x*=argmin_{x} F*(x),or x*=argmax_{x} F*(x)
をもって表すことができる。
Now, consider deriving the explanatory variable x * that minimizes or maximizes the objective variable y using the above equation (2). As described above, in the case where the explanatory variable x is "attendance pattern (attendance data group)" and the objective variable y is "risk of absence from work", for example, "attendance It becomes a problem of deriving x * , which is a "pattern". In any case, in this case, x * to be obtained is expressed by the following equation (3) x * =argmin_{x}F * (x), or x * =argmax_{x}F * (x)
can be expressed as

一般にDNNモデルにおいてこのような最適入力であるx*を求める際には、最急降下法や確率的勾配法(SGD)に代表される勾配法を使用することができ、本実施形態においても、この勾配法に基づきx*を算出する。ここで、勾配法は、上式(2)で表されるyに対しxについての偏微分を行い、∂y/∂x、すなわち∂F*(x)/∂xを計算して、このyの勾配を表す偏微分値を極力ゼロに収束させるようなxを、x*に決定する方法となっている。 Gradient methods such as the steepest descent method and the stochastic gradient method (SGD) can generally be used to obtain such an optimal input x * in a DNN model. Calculate x * based on the gradient method. Here, the gradient method performs partial differentiation with respect to x on y represented by the above equation (2), calculates ∂y/∂x, that is, ∂F * (x)/∂x, and calculates this y This is a method of determining x * such that the partial differential value representing the gradient of converges to zero as much as possible.

しかしながら、このようにして導出されたx*、例えば「(休職リスクを最小化する)理想的な勤怠パターン」はあくまで、学習済みニューラルネットワークでの最適結果、すなわちコンピュータ上のシミュレーションによる最適結果である。したがって従来、導出されたx*値そのものが、現実に即しておらず実際に実現・適用できない、すなわち有用とは全く言えない場合が少なからず生じていた。 However, the x * derived in this way, for example, the “ideal attendance pattern (that minimizes the risk of absence from work)” is only the optimal result of a trained neural network, that is, the optimal result of computer simulation. . Therefore, conventionally, there have been many cases where the derived x * value itself is not realistic and cannot be actually realized or applied, that is, it cannot be said to be useful at all.

例えば、算出されたx*値が「(休職リスクを最小化するため)四半期で20日分の有給休暇(を取得すること)」となることもあり得るのであり、現実に適用可能である有用な結果を得られない事態も相当に生じていたのである。 For example, it is possible that the calculated x * value is "(to take) 20 days of paid leave in a quarter (to minimize the risk of absence from work)", which is actually applicable and useful There were quite a few situations in which we could not obtain good results.

なお、このような導出されるx*値の問題は、勾配∂y/∂xを極力ゼロに収束させることを基本とし、xの定義域については基本的に考慮しない又は保証し難い(最急降下法やSGDを含む)勾配法ならではの問題となっている。 In addition, the problem of such derived x * value is based on converging the gradient ∂y/∂x to zero as much as possible, and the domain of x is basically not considered or is difficult to guarantee (steepest descent This is a problem unique to the gradient method (including the method and SGD).

また、このような問題の生じ得る説明変数xも、様々なケースにおいて種々存在し得るのであり、一般に、説明変数となり得る事象や事物に係る量は多くの場合、原理上の若しくは実際上の上限及び/又は下限等の制約を有しているのである。 In addition, there are various explanatory variables x that can cause such problems in various cases. and/or have constraints such as lower bounds.

例えば、上述した目的変数yが「休職リスク」であるケースでは、説明変数xとして(a)リスク推定対象の属性情報である「性別」や「通勤時間」等、さらには(b)「月間の残業時間」や「四半期での有給休暇取得日数」等を採用することもできる。この場合、
(a’)上記(a)の説明変数(モデルへの入力)は、変更できない固定値、すなわちこの固定値のみを含む「変数値範囲」内の値をとり、導出されるx*値も、当該固定値となるべきであり、
(b’)上記(b)の説明変数(モデルへの入力)は、所定の上限及び/又は下限で規定される実際上の定義域、すなわち予め設定された「変数値範囲」を有しており、導出されるx*値も、当該「変数値範囲」内の値となるべきである。
For example, in the case where the above-mentioned objective variable y is "risk of absence from work", the explanatory variable x is (a) "sex" and "commuting time", which are the attribute information for risk estimation, and (b) "monthly It is also possible to adopt "overtime hours" and "number of paid holidays taken in a quarter". in this case,
(a') The explanatory variable (input to the model) in (a) above takes a fixed value that cannot be changed, i.e., a value within a "variable value range" that includes only this fixed value, and the derived x * value is also should be the fixed value,
(b′) The explanatory variables (inputs to the model) in (b) above have a practical domain defined by predetermined upper and/or lower limits, i.e., a preset “variable value range” , and the derived x * value should also be a value within the "variable value range".

ここで、以上に説明したようなx*値の問題をまさに解決すべく、次のモデル付加部分である制約条件層11が機能するのである。 Here, the constraint layer 11, which is the next part of the model addition, functions to exactly solve the problem of x * values as explained above.

<モデル付加部分、説明変数推定用モデル>
同じく図1において、制約条件層11は、入力層から、m個の説明変数(の組)x(=(x1,x2,・・・,xm))における各説明変数xiの値を、各ニューロンに取り込む。ここで、制約条件層11は取り込んだ説明変数xiについて、「変数値範囲」外のxi値であるxi_exにおける偏微分値∂g(x)/∂xi|xi=x_exが、ゼロとなるような制約条件関数g(x)によって表現される層となっている。
<Model addition part, explanatory variable estimation model>
Similarly in FIG. 1, the constraint layer 11 receives from the input layer the value of each explanatory variable x i in m explanatory variables (set) x (=(x 1 , x 2 , ..., x m )) is loaded into each neuron. Here, the constraint layer 11 has the partial differential value ∂g(x)/∂x i |x i =x_ex at x i _ex, which is the x i value outside the “variable value range”, for the captured explanatory variable x i . , is a layer represented by a constraint function g(x) that is zero.

この制約条件関数g(x)は、要するに、予め設定された「変数値範囲」から外れている説明変数xiの値における変動によって生じる、目的変数推定モデル10の出力である目的変数yの値における変動∂y/∂xiを、所定以下に抑える(例えば所定微小閾値以下に抑える、すなわち概ねゼロに抑える)関数となっているのである。 This constraint function g(x) is, in short, the value of the objective variable y, which is the output of the objective variable estimation model 10, caused by fluctuations in the value of the explanatory variable x i outside the preset "variable value range". It is a function that suppresses the variation ∂y/∂x i in ∂y/∂xi to a predetermined value or less (for example, to a predetermined minute threshold or less, that is, to approximately zero).

本実施形態では、このような制約条件層11を、上述したx*値の問題を抱えた目的変数推定モデル10の前段であって入力層の直後に配置し、当該x*値の問題を解決するのである。 In the present embodiment, such a constraint layer 11 is arranged in the preceding stage of the objective variable estimation model 10 having the problem of the x * value and immediately after the input layer to solve the problem of the x * value. I do.

具体的に、この制約条件層11を目的変数推定モデル10の前段に配置して生成された説明変数推定用モデル1は、次式
(4) y=(g*F*)(x)=F*(g(x))
をもって表現される。また、説明変数xiによるyの偏微分、すなわち勾配法で重要となるxiについてのyの勾配は、合成関数の微分公式に従い、次式
(5) ∂y/∂xi=∂F*(g(x))/∂g(x)・∂g(x)/∂xi
のように表される。
Specifically, the explanatory variable estimation model 1 generated by arranging this constraint condition layer 11 in front of the objective variable estimation model 10 is expressed by the following equation (4) y=(g*F * )(x)=F * (g(x))
is expressed as In addition, the partial differential of y with respect to the explanatory variable xi , that is, the gradient of y with respect to xi , which is important in the gradient method, follows the differential formula of the composite function, and is given by the following formula (5) ∂y/∂x i =∂F * (g(x))/∂g(x)・∂g(x)/∂x i
is represented as

ここで、説明変数xiが「変数値範囲」の設定された変数である場合を考える。上式(5)の右辺後半部分である∂g(x)/∂xiは、この説明変数xiが「変数値範囲」外の値をとる際、上述した関数g(x)の定義からゼロとなる。したがってこの場合、勾配∂y/∂xiも必ずゼロとなる。その結果、勾配法において、x*値を求めてxi値を「変数値範囲」外において変位させる際の、その(勾配に比例した)変位量がゼロとなるので、実質的に、xi値を「変数値範囲」外の値に仮設定してyの最小化/最大化へのトライを行うステップが作動しないのである。 Here, consider the case where the explanatory variable xi is a variable for which a "variable value range" is set. ∂g(x)/∂x i , which is the latter half of the right side of the above equation (5 ) , is defined as becomes zero. Therefore, in this case, the gradient ∂y/∂x i is also necessarily zero. As a result, in the gradient method, the amount of displacement (proportional to the gradient) when the x * value is obtained and the x i value is displaced outside the "variable value range" is zero, so in effect, x i The step of tentatively setting the value to a value outside the "variable value range" and trying to minimize/maximize y does not work.

このように、制約条件層11(を表現する制約条件関数g(x))は、入力である各説明変数xi(例えば各勤怠データ)について、y(例えば休職リスク)を最小化又は最大化するようなxi *値を、当該説明変数に設定された「変数値範囲」(実際上の定義域)内に収めるように、yの勾配に適切な制限をかける重要なモデル部分である。言い換えると、勾配法の弱点を補って、実際に取り得る有用な説明変数を推定可能とするモデル部分となっている。 In this way, the constraint layer 11 (the constraint function g(x) representing) minimizes or maximizes y (for example, the risk of absence from work) for each explanatory variable x i (for example, each attendance data) that is an input. It is an important part of the model that applies appropriate limits to the gradient of y so that the x i * value such that In other words, it is a model part that compensates for the weaknesses of the gradient method and makes it possible to estimate useful explanatory variables that can actually be taken.

また、これにより最終的に、「変数値範囲」の設定された説明変数xiについても、xi *値は、当該「変数値範囲」内の値として導出されるのである。その結果例えば、「(休職リスクを最小化するため)四半期で3.5日分の有給休暇(を取得すること)」といった実際に採用可能なxi *値を導出することも可能となるのである。 Further, as a result, finally, for explanatory variables x i for which a “variable value range” is set, the x i * value is derived as a value within the “variable value range”. As a result, for example, it is possible to derive an actually adoptable x i * value such as "(taking) 3.5 days of paid leave in a quarter (to minimize the risk of absence from work)."

以上まとめると、制約条件層11の付加された説明変数推定用モデル1においては、「変数値範囲」の設定された説明変数xiを変動させた際に生じる、出力される目的変数yにおける変動、すなわち勾配∂y/∂xiに基づき、「所定条件」を満たすy値を出力させると推定される、「変数値範囲」内のxi *値を決定することができるのである。 In summary, in the explanatory variable estimation model 1 to which the constraint layer 11 is added, the variation in the output objective variable y that occurs when the explanatory variable x i for which the “variable value range” is set is changed That is, based on the slope ∂y/ ∂xi , it is possible to determine the x i * values within the "variable value range" that are presumed to cause the output of the y value that satisfies the "predetermined condition".

ここで、上記の「所定条件」は、本実施形態で採用する勾配法の条件であって、目的変数yが(a)最大となること、(b)最小となること、(c)極大若しくは所定範囲で最大となること、又は、(d)極小若しくは所定範囲で最小となること、との条件に設定される。このうち、(c)及び(d)は、勾配法のもつ限界から、又は実際のケースへの適用上問題がない若しくは十分であるとの判断の下、設定されるものとなる。 Here, the above-mentioned "predetermined condition" is a condition of the gradient method adopted in this embodiment, and the objective variable y is (a) maximum, (b) minimum, (c) maximum or The condition is set to be the maximum within a predetermined range, or (d) be the minimum or the minimum within a predetermined range. Of these, (c) and (d) are set based on the limitations of the gradient method or based on the judgment that there is no problem or sufficient in application to actual cases.

なお、説明変数xの「変数値範囲」は、具体的な適用ケースに合わせ、グループ(例えば会社)全体で共通のものとして設定されることもあり、または、サブグループ(例えば社内の部)毎に、若しくはグループ要素(例えば個々の従業員)毎に設定され得る。したがってこれに応じ、制約条件層11、すなわち制約条件関数g(x)も、グループ全体で共通のものを準備してもよく、または、サブグループ毎に若しくはグループ要素毎に用意することも好ましい。 In addition, the "variable value range" of the explanatory variable x may be set as a common value for the entire group (e.g. company) according to specific application cases, or may be set for each subgroup (e.g. internal department) or per group element (eg, individual employee). Accordingly, the constraint layer 11, that is, the constraint function g(x) may be prepared in common for the entire group, or preferably prepared for each subgroup or each group element.

さらにこの場合、汎用の(例えば国内複数社のデータを含む学習データで構築された)目的変数推定モデル10を利用し、制約条件層11を、説明変数推定対象(例えば独自の理想的な勤怠パターンを模索する1つの会社)に合わせて設定・準備するだけで、当該説明変数推定対象専用の説明変数推定用モデル1を生成することも可能となるのである。またこれにより、個々のケースに合致した説明変数推定用モデル1を、比較的少ない処理負担で取得することもできる。 Furthermore, in this case, a general-purpose objective variable estimation model 10 (for example, built with learning data including data from multiple domestic companies) is used, and the constraint layer 11 is used as an explanatory variable estimation target (for example, an original ideal attendance pattern It is also possible to generate the predictor variable estimation model 1 dedicated to the predictor variable estimation target only by setting and preparing according to the one company searching for the predictor variable. In addition, this makes it possible to obtain explanatory variable estimation models 1 that match individual cases with a relatively small processing load.

またさらに、制約条件層11を目的変数推定モデル10の前段に配置する以上の実施形態とは別の実施形態とはなるが、目的変数推定モデル10を構成するある中間層において生成される特徴量がその制約条件を含め明確に捉えられる場合には、当該特徴量の制約条件を表現する制約条件層11を当該中間層の直後に付加することも好ましい。これにより、勾配法における逆伝播の作用を、当該中間層の直前において好適且つ確実に調整することも可能となるのである。 Furthermore, although this is an embodiment different from the above embodiment in which the constraint condition layer 11 is arranged in the preceding stage of the objective variable estimation model 10, the feature value generated in a certain intermediate layer constituting the objective variable estimation model 10 is clearly grasped including the constraint conditions, it is also preferable to add the constraint condition layer 11 expressing the constraint conditions of the feature quantity immediately after the intermediate layer. This also makes it possible to adjust the effect of backpropagation in the gradient method appropriately and reliably just before the intermediate layer.

以下、図2及び3を用いて、制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)が取り得る種々の態様を説明する。 Various modes that the constraint function g(x) representing the constraint layer 11 can take will be described below with reference to FIGS.

図2は、制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)が取り得る態様を説明するためのグラフである。 FIG. 2 is a graph for explaining possible aspects of the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11. In FIG.

最初に、図2(A)は、説明変数xiが固定値cをとる、すなわち1つの固定値cのみを含む変数値範囲(実際上の定義域)内の値をとる場合における、g(xi)、及び∂g(xi)/∂xiの関数形の一態様をグラフで示したものである。ここで、g(xi)は、制約条件関数g(x)で表現される制約条件層11における各ニューロンi(i=1,2,・・・,m)に対応する関数となっている。 First, FIG. 2( A ) shows g( x i ) and ∂g(x i )/∂x i . Here, g(x i ) is a function corresponding to each neuron i (i=1, 2, . . . , m) in the constraint layer 11 represented by the constraint function g(x). .

また、固定値cをとる説明変数xiの例として、上記の目的変数yを「休職リスク」としたケースにおいては、「性別」、「年齢」、「居住地」、「勤続年数」、「職階・職級」、「通勤時間」や、「アンケートの回答(選択した回答記号列)」等の静的な属性情報が、このような説明変数xiに該当する。 In addition, as an example of the explanatory variable x i that takes a fixed value c, in the case where the above objective variable y is "risk of absence from work", "gender", "age", "place of residence", "years of service", " Static attribute information such as "job rank/class", "commuting time", and "questionnaire response (selected response symbol string)" corresponds to such explanatory variables x i .

図2(A)に示したように、この場合、g(xi)は、xi=cのみを受け取って値c(=g(c))をとる。一方、勾配法のアルゴリズムの中では、∂g(xi)/∂xiは、(値cを含め)取り得るxiの値の全てに対しゼロをとるように設定される。これにより上式(5)から、勾配∂y/∂xiは常にゼロとなるので、x*値を求めてxi値を変位させる際の、その(勾配に比例した)変位量がゼロとなり、結局、xi値を値cからずらしてyの最小化/最大化へのトライを行うステップが作動しない。その結果、値cをとるxi *値を決定することが可能となるのである。 As shown in FIG. 2A, in this case, g(x i ) receives only x i =c and takes the value c (=g(c)). On the other hand, in the gradient method algorithm, ∂g(x i )/∂x i is set to zero for all possible values of x i (including the value c). As a result, from the above equation (5), the gradient ∂y/∂x i is always zero, so when the x * value is obtained and the x i value is displaced, the displacement (proportional to the gradient) is zero. , after all, the step of trying to minimize/maximize y by shifting the x i value from the value c does not work. As a result, it is possible to determine the x i * value that takes the value c.

次に、図2(B)は、説明変数xiが所定の(第1の値である)下限値a及び(第2の値である)上限値bで規定される実際上の定義域、すなわち予め設定された変数値範囲(a≦xi≦b)を有している場合における、g(xi)、及び∂g(xi)/∂xiの関数形の一態様をグラフで示したものである。ここで、例えば目的変数yを「休職リスク」とした上記のケースにおいては、「月間の勤務時間」、「月間の残業時間」や、「四半期での有給休暇取得日数」等が、このような説明変数xiに該当する。 Next, FIG. 2B shows the actual domain defined by the explanatory variable x i with a predetermined lower limit value a (first value) and upper limit value b (second value), That is, in the case of having a preset variable value range (a ≤ x i ≤ b), one aspect of the function form of g(x i ) and ∂g(x i )/∂x i is graphed is shown. Here, for example, in the above case where the objective variable y is "risk of absence from work", "monthly working hours", "monthly overtime hours", "number of paid holidays taken in a quarter", etc. It corresponds to the explanatory variable x i .

図2(B)に示したように、この場合、g(xi)は、xiが変数値範囲(a≦xi≦b)内の値x_abをとるときには値x_ab(=g(x_ab))をとる。また、xiがa未満の値であるときには値aをとり、xiがbを超える値であるときには値bをとる。一方、∂g(xi)/∂xiは、xiがa<xi<bであるときには1であり、xiがxi≦a又はb≦xiであるときにはゼロとなるように設定される。 As shown in FIG. 2(B), in this case, g(x i ) is the value x_ab (=g(x_ab) ). Also, it takes the value a when xi is less than a, and takes the value b when xi is greater than b. On the other hand, ∂g(x i )/∂x i is 1 when xi is a<x i <b and is zero when xi is xi ≤ a or b ≤ xi set.

これにより、説明変数xiが変数値範囲(a≦xi≦b)から外れた値をとる場合、上式(5)から∂g(x)/∂xiは常にゼロとなるので、x*値を求めてxi値を変数値範囲(a≦xi≦b)の外において変位させる際の、その(勾配に比例した)変位量がゼロとなり、結局、xi値を「変数値範囲」外の値に仮設定してyの最小化/最大化へのトライを行うステップが作動しない。その結果、変数値範囲(a≦xi≦b)内の値をとるxi *値を決定することが可能となるのである。 As a result, when the explanatory variable x i takes a value outside the variable value range (a ≤ x i ≤ b), ∂g(x)/∂x i is always zero from the above equation (5), so x * When finding a value and displacing the x i value outside the variable value range (a ≤ x i ≤ b), the displacement (proportional to the slope) becomes zero, and after all, the x i value becomes the “variable value Trying to minimize/maximize y by tentatively setting it to a value out of range doesn't work. As a result, it is possible to determine x i * values that take values within the variable value range (a≦x i ≦b).

ちなみに、設定される変数値範囲が下限値aのみで規定される範囲(a≦xi)である場合や、上限値bのみで規定される範囲(xi≦b)である場合も、g(xi)は、当該変数値範囲内において説明変数xiと同じ値をとり、一方、当該変数値範囲外では下限値a/上限値bと同じ値をとり、さらに、∂g(xi)/∂xiは、当該変数値範囲から端点を除いた範囲内では1となり、一方、当該変数値範囲外及び当該端点ではゼロとなるように設定することができる。 Incidentally, even if the set variable value range is defined only by the lower limit value a (a ≤ x i ) or is defined only by the upper limit value b (x i ≤ b), g (x i ) takes the same value as the explanatory variable x i within the variable value range, while taking the same value as the lower limit value a/upper limit value b outside the variable value range, and ∂g(x i )/∂x i can be set to be 1 within the variable value range excluding the endpoints, while being zero outside the variable value range and at the endpoints.

最後に、図2(C)は、説明変数xiにおいて変数値範囲が設定されていない場合における、g(xi)、及び∂g(xi)/∂xiの関数形の一態様をグラフで示したものである。この場合、この説明変数xiについては上述したようなx*値の問題は発生しないので、g(・)を恒等写像の表現とし、g(xi)は常に説明変数xiの値に等しくなるように設定し、また、∂g(xi)/∂xiも常に1となるように設定することができる。 Finally, FIG. 2(C) shows one aspect of the functional form of g(x i ) and ∂g(x i )/∂x i when the variable value range is not set for the explanatory variable x i . This is shown graphically. In this case, the x * value problem described above does not occur for this explanatory variable x i , so g(・) is the expression of the identity map, and g(x i ) is always the value of the explanatory variable x i . can be set to be equal, and ∂g(x i )/∂x i can also be set to always equal one.

すなわちこの場合、制約条件層11を、入力値と同等の値を出力するモデル部分に設定するのである。これにより、制約条件層11を付加しても、勾配法における説明変数推定のダイナミズムを変更することなく、好適に推定処理を実施することが可能となる。 That is, in this case, the constraint layer 11 is set to the model portion that outputs the same value as the input value. As a result, even if the constraint layer 11 is added, the estimation process can be preferably performed without changing the dynamism of predictor variable estimation in the gradient method.

なお通常、g(・)は、複数の説明変数の組x(=(x1,x2,・・・,xm))の関数g(x)となっている。したがってこの場合、例えばg(x3),g(x5),・・・は、図2(A)のような態様の関数であって、g(x1),g(x2),・・・は、図2(B)のような態様の関数であり、さらにg(x4)は、図2(C)のような態様の関数であるといった具合に、関数g(x)において、説明変数xi毎に、当該説明変数の変数値範囲に応じた特定の態様が具現しているのである。 Note that g(·) is usually a function g(x) of a set of multiple explanatory variables x (=(x 1 , x 2 , . . . , x m )). Therefore, in this case , for example, g(x 3 ) , g(x 5 ), . is a function of the form shown in FIG. 2(B), and g(x 4 ) is a function of the form shown in FIG. 2(C). For each explanatory variable xi , a specific mode is embodied according to the variable value range of the explanatory variable.

<モデル付加部分の他の実施形態>
図3は、制約条件層11を表現する制約条件関数g(x)が取り得る他の態様を説明するためのグラフである。
<Other embodiments of model addition part>
FIG. 3 is a graph for explaining another aspect that the constraint function g(x) expressing the constraint layer 11 can take.

図3に示した制約条件関数g(x)は、説明変数xi及び説明変数xjを含む複数の説明変数の関数となっており、そのうちの少なくとも1つの説明変数(図3では説明変数xi)についての変数値範囲は、他の説明変数(図3では説明変数xj)のとる値によってその範囲が決定される、又はその有無が決定されるものとなっている。 The constraint function g(x) shown in FIG. 3 is a function of multiple explanatory variables including the explanatory variable x i and the explanatory variable x j , and at least one explanatory variable (in FIG. 3, the explanatory variable x The variable value range for i ) is determined by the values of other explanatory variables (explanatory variables x j in FIG. 3), or the presence or absence thereof.

ちなみにこのような説明変数の例として、例えば、説明変数xjが勤続年数を示す変数であって、説明変数xiが取得有給休暇日数を示す変数である場合に、勤続年数に応じた取得可能な有給休暇日数が取り決められているケースでは、説明変数xjの値によって、説明変数xiの変数値範囲が変化することになるのである。 By the way, as an example of such an explanatory variable, for example, if the explanatory variable x j is a variable that indicates the length of service and the explanatory variable x i is a variable that indicates the number of days of paid leave taken, it is possible to take In the case where the number of days of paid leave is decided, the variable value range of the explanatory variable x i will change depending on the value of the explanatory variable x j .

具体的に図3によれば、説明変数xiの変数値範囲(実際上の定義域)は、
(a)説明変数xjが、xj値設定範囲1内の値をとる場合(図3では値cである場合)、xi値設定範囲1(p≦xi≦q)となり、
(b)説明変数xjが、xj値設定範囲2内の値をとる場合(図3では値bである場合)、xi値設定範囲2(r≦xi≦s)となり、
(c)説明変数xjが値aをとる場合(値aのみを含む設定範囲内の値をとる場合)は、規定されない
設定となっている。
Specifically, according to FIG. 3, the variable value range (actual domain) of the explanatory variable x i is
(a) When the explanatory variable x j takes a value within the x j value setting range 1 (the value is c in FIG. 3), the x i value setting range is 1 (p≦x i ≦q),
(b) When explanatory variable x j takes a value within x j value setting range 2 (value b in FIG. 3), x i value setting range 2 (r≦x i ≦ s),
(c) If the explanatory variable x j takes the value a (takes a value within the setting range including only the value a), the setting is unspecified.

またこれに伴い、制約条件関数g(x)について、上記(a)の場合、g(xi)は、xi値設定範囲1(p≦xi≦q)内では値xiをとり、一方、xi値設定範囲1(p≦xi≦q)の外ではxi<pのときに値pをとり、q<xiのときに値qをとるように設定される。また、g(xi)/∂xiは、xiがp<xi<qであるときは1となり、一方、xiがxi≦p又はq≦xiであるときはゼロとなるように設定されるのである。 Along with this, regarding the constraint condition function g(x), in the case of (a) above, g(x i ) takes the value x i within the x i value setting range 1 (p ≤ x i ≤ q), On the other hand, outside the x i value setting range 1 (p≤x i ≤q), the value p is set when x i <p, and the value q is set when q < x i . Also, g(x i )/∂x i is 1 when xi is p<x i <q, while xi is 0 when xi ≤ p or q ≤ xi It is set as follows.

さらに、制約条件関数g(x)について、上記(b)の場合、g(xi)は、xi値設定範囲2(r≦xi≦s)内では値xiをとり、一方、xi値設定範囲2(r≦xi≦s)の外ではxi<rのときに値rをとり、s<xiのときに値sをとるように設定される。また、g(xi)/∂xiは、xiがr<xi<sであるときは1となり、一方、xiがxi≦r又はs≦xiであるときはゼロとなるように設定されるのである。 Furthermore, regarding the constraint function g(x), in the case of (b) above, g(x i ) takes the value x i within the x i value setting range 2 (r≦x i ≦ s), while x Outside the i value setting range 2 (r≤x i ≤s), it is set to take the value r when x i <r and the value s when s < x i . Also, g(x i )/∂x i is 1 when xi is r<x i <s, while xi is zero when xi ≤ r or s ≤ xi It is set as follows.

またさらに、制約条件関数g(x)について、上記(c)の場合、g(xi)は常に説明変数xiの値に等しくなるように設定され、また、∂g(xi)/∂xiも常に1となるように設定されるのである。 Furthermore, regarding the constraint function g(x), in case (c) above, g(x i ) is always set equal to the value of the explanatory variable x i , and ∂g(x i )/∂ x i is also set to always be 1.

以上に述べたような制約条件関数g(x)の設定によって、その変数値範囲が他の説明変数の値の影響を受けるような説明変数についても、規定された変数値範囲内に収まっているx*値を決定することが可能となるのである。 By setting the constraint function g(x) as described above, even for explanatory variables whose variable value range is affected by the values of other explanatory variables, it is within the specified variable value range. It becomes possible to determine the x * value.

なお勿論、他の説明変数の値の影響を受ける説明変数の関数である制約条件関数g(x)は、図3に示した上記の態様に限定されるものではない。例えば、図3において説明変数xjの値によっては、説明変数xiが固定値cをとり、図2(A)に示したような態様の制約条件関数g(x)が設定されることもあり得るのである。また更なる変更態様として、1つの説明変数における変数値範囲又はその有無が、他の複数の説明変数の値によって決定されるような場合もあり得るのである。 Needless to say, the constraint function g(x), which is a function of explanatory variables affected by the values of other explanatory variables, is not limited to the above embodiment shown in FIG. For example, depending on the value of the explanatory variable x j in FIG. 3, the explanatory variable x i may take a fixed value c, and the constraint function g(x) as shown in FIG. 2(A) may be set. It is possible. As a further modification, the variable value range or the presence/absence of one explanatory variable may be determined by the values of a plurality of other explanatory variables.

<説明変数推定装置,説明変数推定プログラム>
以下、図1に戻って、以上に説明したような説明変数推定用モデル1を搭載しており、目的変数(例えば休職リスク)を最小化(又は最大化)するような説明変数(例えば勤怠パターン)を推定可能とする説明変数推定装置2について説明する。
<Explanatory variable estimation device, explanatory variable estimation program>
Hereinafter, returning to FIG. 1, the model 1 for estimating explanatory variables as described above is installed, and an explanatory variable (for example, attendance pattern ) will be described.

図1において、説明変数推定装置2の入力部21は、通信機能を備えていて、例えば外部に設置されたサーバ(例えば社内の勤怠管理サーバ)のデータベースから、目的変数(例えば休職リスク)情報に係る正解ラベル(例えば休職の有無)の付された説明変数(例えば勤怠パターン)情報を受信し、所定のデータ形式に変換した上で、モデル構築部22に保存させる。 In FIG. 1, the input unit 21 of the explanatory variable estimation device 2 is equipped with a communication function. The explanatory variable (for example, attendance pattern) information to which the correct label (for example, presence or absence of leave of absence) is attached is received, converted into a predetermined data format, and stored in the model construction unit 22 .

また、入力部21は、例えばオペレータによって入力された、制約条件層11(制約条件関数g(x))を生成するための制約条件(各説明変数における変数値範囲に係る条件)情報を受け取り、モデル構築部22へ出力する。さらに、例えばオペレータによって入力された、説明変数推定の際の所定条件(例えば休職リスクの最小化)情報を受け取り、説明変数決定部23へ出力する。 In addition, the input unit 21 receives constraint conditions (conditions related to the variable value range of each explanatory variable) information for generating the constraint condition layer 11 (constraint condition function g(x)) input by the operator, for example, Output to the model construction unit 22 . Further, it receives information on a predetermined condition (for example, minimization of the risk of absence from work) for predicting explanatory variables input by an operator, and outputs the information to the explanatory variable determination unit 23 .

モデル構築部22は、
(a)自ら保存している正解ラベルの付された説明変数(例えば勤怠パターン)情報を用いて、目的変数推定モデル10を構築し、
(b)受け取った制約条件情報を用いて、推定対象(例えばα事業部の従業員)に合わせた制約条件層11を生成し、
(c)上記(b)の制約条件層11を上記(a)の目的変数推定モデル10に付加して、説明変数推定用モデル1を生成し、説明変数決定部23へ出力する。
The model construction unit 22
(a) Construct an objective variable estimation model 10 using explanatory variables (for example, attendance pattern) information with a correct label that is stored by itself,
(b) using the received constraint information, generate a constraint layer 11 that matches the estimation target (e.g., an employee of the α division);
(c) Add the constraint layer 11 of (b) above to the objective variable estimation model 10 of (a) above to generate the explanatory variable estimation model 1 and output it to the explanatory variable determination unit 23 .

説明変数決定部23は、受け取った説明変数推定用モデル1を用いて、入力部21より受け取った、説明変数推定の際の所定条件(例えば休職リスクの最小化)を満たす説明変数(例えば理想的な勤怠パターン)情報を決定し、出力部94へ出力する。 The explanatory variable determination unit 23 uses the received explanatory variable estimation model 1 to use the explanatory variable (for example, ideal attendance pattern) information is determined and output to the output unit 94 .

出力部94は、受け取った所定条件を満たす説明変数(例えば理想的な勤怠パターン)情報を例えば、ディスプレイに表示させたり、(通信機能を備えている場合に)外部の情報処理装置に送信したりする。ここで、表示・送信される説明変数情報は、例えば「α事業部の従業員に関し、(休職リスクを最小化するため)四半期において有給休暇を4日(以上)取得することが好ましい」といったような情報となる。 The output unit 94 displays the received explanatory variable (for example, ideal attendance pattern) information that satisfies the predetermined condition, for example, on a display, or transmits it to an external information processing device (if it has a communication function). do. Here, the explanatory variable information to be displayed/sent is, for example, ``For employees of the α division, it is preferable to take four days (or more) of paid leave in a quarter (to minimize the risk of absence from work)''. information.

以上詳細に説明したように、本発明によれば、説明変数から目的変数を推定するモデルに対し「モデル付加部分」を付加して生成された「説明変数推定用モデル」を利用することによって、予め設定された変数値範囲内の値をとる説明変数であって、所定条件を満たす目的変数値を出力させる説明変数を推定することが可能となる。 As described in detail above, according to the present invention, by using the "explanatory variable estimation model" generated by adding the "model addition part" to the model for estimating the objective variable from the explanatory variables, It is possible to estimate an explanatory variable that takes a value within a preset variable value range and outputs an objective variable value that satisfies a predetermined condition.

また、このような本発明による説明変数推定処理は、例えばある事象又は事物を所望の形に制御するべく、当該事象又は事物の原因・要因を如何に制御するかに係る情報を、提供可能となっている。したがって、本発明は、種々様々な分野・事業・現場、例えば働き方改革を進めている会社や、メンタルヘルスを含む次世代ヘルスケアを推進する病院や介護施設等、における課題を解決し得る高い汎用性を有しているのである。 In addition, such explanatory variable estimation processing according to the present invention can provide information related to how to control the causes and factors of a certain event or matter, for example, in order to control the event or matter in a desired form. It's becoming Therefore, the present invention is highly capable of solving problems in various fields, businesses, and sites, such as companies promoting work style reform, hospitals and nursing facilities promoting next-generation healthcare including mental health. It has versatility.

前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 For the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications and omissions within the spirit and scope of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The foregoing description is exemplary only and is not intended to be limiting. The invention is to be limited only as limited by the claims and the equivalents thereof.

1 説明変数推定用モデル
10 目的変数推定モデル
11 制約条件層(モデル付加部分)
2 説明変数推定装置
21 入力部
22 モデル構築部
23 説明変数決定部
24 出力部
1 Explanatory variable estimation model 10 Objective variable estimation model 11 Constraint condition layer (model addition part)
2 explanatory variable estimation device 21 input unit 22 model construction unit 23 explanatory variable determination unit 24 output unit

Claims (10)

説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することにより生成された説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定する説明変数決定手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とする説明変数推定プログラム
For a pre-built model that estimates the target variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
In the model for estimating explanatory variables generated by adding Explanatory variable determination means for determining an explanatory variable value that is estimated to output an objective variable value that satisfies a predetermined condition
An explanatory variable estimation program characterized by causing a computer to function as
当該所定条件は、当該目的変数値が最大となる、最小となる、極大若しくは所定範囲で最大となる、又は、極小若しくは所定範囲で最小となるとの条件に設定されることを特徴とする請求項1に記載の説明変数推定プログラムThe predetermined condition is set such that the target variable value is maximized, minimized, maximized or maximized within a predetermined range, or minimized or minimized within a predetermined range. 1. The explanatory variable estimation program according to 1. 前記モデル付加部分は、当該変数値範囲内となる当該説明変数の値については、該値と同じ値を出力するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の説明変数推定プログラム3. The predictor variable estimation program according to claim 1, wherein the model addition part outputs the same value as the value of the predictor variable within the variable value range. 前記モデル付加部分は、前記構築済みのモデルの前段に付加されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の説明変数推定プログラム4. The predictor variable estimation program according to any one of claims 1 to 3, wherein the model addition part is added before the constructed model. 当該説明変数は複数存在しており、そのうちの少なくとも1つの説明変数についての当該変数値範囲は、他の説明変数のとる値によってその範囲が決定される、又はその有無が決定されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の説明変数推定プログラムThere are a plurality of explanatory variables, and the variable value range of at least one of the explanatory variables is determined by the values of the other explanatory variables, or the presence or absence thereof is determined. The explanatory variable estimation program according to any one of claims 1 to 4. 前記関数は、当該変数値範囲が第1の値からそれよりも大きい第2の値までの範囲である場合、当該変数値範囲内では当該説明変数による偏微分値が1となって、当該変数値範囲外では当該説明変数による偏微分値がゼロとなる関数に設定され、また、当該変数値範囲が1つの値のみの範囲である場合、当該変数値範囲内外において当該説明変数による偏微分値がゼロとなる関数に設定され、さらに、予め変数値範囲の設定されていない当該説明変数については、当該説明変数による偏微分値が1となる関数に設定されることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の説明変数推定プログラムIn the function, when the variable value range is from a first value to a larger second value, the partial differential value of the explanatory variable is 1 within the variable value range, and the variable Outside the value range, the partial differential value of the explanatory variable is set to zero, and if the variable value range is a range of only one value, the partial differential value of the explanatory variable is set inside and outside the variable value range. is set to a function in which is zero, and further, for the explanatory variable for which the variable value range is not set in advance, the function is set to a function in which the partial differential value by the explanatory variable is 1. 6. The explanatory variable estimation program according to any one of 5 from to 5. 前記説明変数推定用モデルにおいて、当該目的変数についての勾配を用いる勾配法によって、当該推定される説明変数値を決定することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の説明変数推定プログラム7. The explanatory variable according to any one of claims 1 to 6, wherein the estimated explanatory variable value is determined by a gradient method using a gradient for the objective variable in the explanatory variable estimation model. estimation program . 当該目的変数は、所定の事象若しくは事物に係る確率、スコア又は度合いであって、当該説明変数は、当該所定の事象若しくは事物に関係し得る事象若しくは事物に係る量であり、
前記説明変数推定用モデルにおいて、当該確率、スコア若しくは度合いにおける所定条件を満たす値を出力させると推定される、当該事象若しくは事物に係る量の値を決定することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の説明変数推定プログラム
The objective variable is the probability, score or degree related to a predetermined event or thing, and the explanatory variable is the quantity related to the event or thing that can be related to the predetermined event or thing,
8. In the predictor variable estimation model, a value of quantity related to the event or thing that is estimated to output a value that satisfies a predetermined condition in the probability, score or degree is determined. The explanatory variable estimation program according to any one of the above.
説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することにより生成された説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定する説明変数決定手段
を有することを特徴とする説明変数推定装置
For a pre-built model that estimates the target variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
In the model for estimating explanatory variables generated by adding Explanatory variable determination means for determining an explanatory variable value that is estimated to output an objective variable value that satisfies a predetermined condition
An explanatory variable estimation device characterized by having
説明変数から目的変数を推定する構築済みのモデルに対し、
予め設定された変数値範囲から外れている当該説明変数の値における変動によって生じる、前記構築済みのモデルの出力である当該目的変数の値における変動を、所定微小閾値以下としての概ねゼロ若しくはゼロに抑えることになるモデル付加部分であって、当該説明変数の関数で表現されるモデル付加部
付加することによって説明変数推定用モデルを生成するステップと、
前記説明変数推定用モデルにおいて、入力となる当該説明変数の値を変動させた際に生じる、出力される当該目的変数の値における変動に基づいて、所定条件を満たす目的変数値を出力させると推定される説明変数値を決定するステップと
を有することを特徴とする、コンピュータによって実施される説明変数推定方法
For a pre-built model that estimates the target variable from the explanatory variables,
The variation in the value of the objective variable, which is the output of the constructed model, caused by the variation in the value of the explanatory variable outside the preset variable value range is reduced to approximately zero or zero below a predetermined minute threshold. The model addition part to be suppressed, which is expressed as a function of the explanatory variable
generating a model for predictor variable estimation by adding
In the explanatory variable estimation model , it is estimated that an objective variable value that satisfies a predetermined condition is to be output based on a change in the value of the output objective variable that occurs when the value of the explanatory variable that is the input is changed. determining the explanatory variable values to be evaluated ; and
A computer-implemented explanatory variable estimation method , comprising:
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