JPH0736849A - 情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 サンプルデータから予測モデルを同定する手
段（１）、座標軸とする説明変数の選択と、選択しない
説明変数の固定値の入力を行う手段（２）、予測モデル
を用いて補正サンプルデータを作成する手段（３）、予
測モデルのサンプルデータとの予測誤差を計算する手段
（４）、予測誤差を用いて補正サンプルデータを作成す
る手段（５）、ユーザによって表示データが指定される
表示データを切り替える手段（６）、表示データが３次
元表示される手段（７）から構成される。 【効果】 サンプルデータから予測モデルを同定し、画
面上に表示された補正されたサンプルデータと予測デー
タを見ながら、サンプルデータと同定された予測モデル
との関係を視覚的に判断できる情報処理システムを提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のサンプルデータ
からその中に含まれるデータ間の関係の予測モデルを作
成し、任意の入力に対する出力を予測する情報処理シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係る従来技術として、「スプレ
ッドシートによる３次元グラフ作成」（Ｗｉｎｇｚ）に
ついて以下に記載する。株式会社アスキーＷｉｎｇｚリ
ファレンスマニュアルにおいて、記載されているよう
に、３次元グラフを作成する場合には、スプレッドシー
トの項目の中から任意の３つの座標軸として設定し、ワ
イヤーフレームなどの方法で３次元表示できる。

【０００３】本発明に係る他の従来技術として、「ビジ
ュアルデータ統計解析」（ＳＡＳ）について以下に記載
する。株式会社ＳＡＳインスティチュートジャパンＳＡ
ＳシステムパンフレットＭＪＵＸ６Ｐ１ ９２ ＮＯＶ
において、記載されているように、多次元データをグラ
フ表示する場合には、複数の２次元あるいは３次元グラ
フに任意の座標軸を設定することにより実現できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、多次元データを２次元あるいは３次元表示する場合
には、座標軸として設定されなかった項目のデータは考
慮されない。多次元にわたるデータの特性を２次元ある
いは３次元表示に反映させるためには、ユーザが事前に
多次元データを２次元あるいは３次元データに変換して
おかなければならないという問題があった。

【０００５】また、上記の他の従来技術において、多次
元データを２次元あるいは３次元表示する場合には、複
数の２次元あるいは３次元グラフを同時に表示すること
となり、ユーザによるデータの分析が困難になるという
問題があった。

【０００６】本発明の目的は、ユーザが複数のサンプル
データから予測モデルを同定し、任意の入力に対する出
力を予測する作業を支援するための情報処理システムを
提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、補正した入力データ
と１つ又は複数の予測モデルとを同時に表示する機能を
持つ情報処理システムを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、予測モデルと補正し
ない入力データとを同時に表示する機能を持つ情報処理
システムを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、複数のサンプルデータからその中に含まれるデータ
間の関係の予測モデルを作成し、任意の入力に対する出
力を予測する情報処理システムにおいて、予測モデルの
検証のための表示機能として、任意の部分データ空間上
でサンプルデータと予測モデルを表示する機能を持ち、
さらに予測モデル自身を用いたサンプルデータの非表示
データ空間に関する予測誤差を補正し、表示する手段を
持つ情報処理システムを提供することにある。

【００１０】すなわち、上記目的は、次のような構成に
よって達成される。本発明の望ましい実施形態において
は、情報処理システムは、（１）予測モデル同定手段
と、（２）説明変数選択手段と、（３）予測データ作成
手段と、（４）予測誤差計算手段と、（５）補正サンプ
ルデータ作成手段と、（６）表示データ切り替え手段
と、（７）データ表示手段から構成される。この構成の
情報処理システムを便宜上第１の情報処理システムと称
する。

【００１１】本発明の望ましい他の実施形態において
は、情報処理システムは、第１の情報処理システムに加
えて、 （ａ）補正予測モデル指定手段 から構成される。この構成の情報処理システムを便宜上
第２の情報処理システムと称する。

【００１２】

【作用】本発明の第１の情報処理システムでは、予測モ
デル同定手段によって予測モデルが同定できる。する
と、説明変数（対象システムの入力データを表す変数）
選択手段によってユーザ入力により表示するための部分
データ空間の座標軸となる説明変数が選択され、予測デ
ータ作成手段によって選択された説明変数以外の説明変
数を任意の値に固定して予測モデルによる目的変数（対
象システムの出力データを表す変数）の予測データが作
成でき、予測誤差計算手段によって予測モデルによる前
記サンプルデータの目的変数の予測誤差を計算でき、補
正サンプルデータ作成手段によって前記サンプルデータ
の目的変数の値を前記予測誤差の度合を表す値に補正し
て補正サンプルデータを作成できる。

【００１３】一方、事実上我々が認識できる空間の次元
数は２あるいは３であり、選択される説明変数の数は１
または２とする。すると、表示データ切り替え手段によ
って、ユーザによって表示データが指定され、データ表
示手段によって予測データと補正サンプルデータの中か
ら指定されたデータが前記選択された説明変数と目的変
数からなる部分データ空間上に表示できる。

【００１４】従って、本発明の目的の一つである、ユー
ザが複数のサンプルデータから予測モデルを同定し、任
意の入力に対する出力を予測する作業を支援するため
に、複数のサンプルデータからその中に含まれるデータ
間の関係の予測モデルを作成し、任意の入力に対する出
力を予測する情報処理システムにおいて、予測モデルの
検証のための表示機能として、任意の部分データ空間上
でサンプルデータと予測モデルを表示する機能を持ち、
さらに予測モデル自身を用いたサンプルデータの非表示
データ空間に関する予測誤差を補正し、表示する手段を
持つ情報処理システムを提供することができる。

【００１５】さらに、上記作用に加えて、表示データ切
り替え手段によって予測データと補正サンプルデータが
同時に指定され、前記選択された説明変数と目的変数か
らなる部分データ空間上に表示できる。従って、本発明
の他の目的の一つである、本発明の情報処理システムに
おいて、補正した入力データと予測モデルとを同時に表
示する機能を持つ情報処理システムを提供することがで
きる。

【００１６】第２の情報処理システムでは、第１の情報
処理システムの作用に加えて、予測モデル同定手段によ
って、複数のモデルが同定され、予測データ作成手段に
よって、複数のモデルごとの予測データが作成され、補
正予測モデル指定手段によって、補正に用いる予測モデ
ルがユーザによって指定され、補正サンプルデータ作成
手段によって、指定された予測モデルによる補正サンプ
ルデータが作成され、表示データ切り替え手段によって
複数の予測データと補正サンプルデータが同時に指定さ
れ、前記選択された説明変数と目的変数からなる部分デ
ータ空間上に表示できる。従って、本発明の他の目的の
一つである、本発明の情報処理システムにおいて、補正
した入力データと複数の予測モデルとを同時に表示する
機能を持つ情報処理システムを提供することができる。

【００１７】さらに上記作用に変えて、補正サンプルデ
ータ作成手段において、補正サンプルデータを作成せ
ず、サンプルデータがそのままにされ、表示データ切り
替え手段によって予測データと補正しないサンプルデー
タが同時に指定され、前記選択された説明変数と目的変
数からなる部分データ空間上に表示できる。従って、本
発明の他の目的の一つである、本発明の情報処理システ
ムにおいて、予測モデルと補正しない入力データとを同
時に表示する機能を持つ情報処理システムを提供するこ
とができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図１は、本発明の第１の実施例を示す情報処
理システムの概念図であり、予測モデル同定処理１、説
明変数選択処理２、予測データ作成処理３、予測誤差計
算処理４、補正サンプルデータ作成処理５、表示データ
切り替え処理６、データ表示処理７からなる。

【００１９】予測モデル同定処理１において、サンプル
データ１１の説明変数と目的変数の関係を示す予測モデ
ル１２が同定される。説明変数選択処理２において、ユ
ーザによって３次元表示の座標軸とする２つの説明変数
の選択と、選択しない説明変数の固定値の入力が行われ
る。予測データ作成処理３において、選択された説明変
数を任意、選択されなかった説明変数を固定した場合の
予測モデル１２による目的変数の予測データ１３が作成
される。予測誤差計算処理４において、サンプルデータ
１１から予測モデル１２を用いて、サンプルデータ１１
の目的変数の予測誤差１４が計算され、補正サンプルデ
ータ作成処理５によってサンプルデータ１１の目的変数
の値を予測誤差１４の度合を表す値に補正して補正サン
プルデータ１５が作成される。表示データ切り替え処理
６において、ユーザによって表示データが指定され、デ
ータ表示処理７において、指定されたデータが選択され
た２つの説明変数と目的変数からなる画面上の３次元空
間内に表示される。

【００２０】図２は、図１の情報処理システムのハード
ウェア構成図で、入力装置２１、中央処理装置２２、表
示装置２３、外部記憶装置２４からなる。図２におい
て、外部記憶装置２４からサンプルデータ１１が中央処
理装置２２に読み込まれ、中央処理装置２２では、上述
した予測モデル同定処理１、説明変数選択処理２、予測
データ作成処理３、予測誤差計算処理４、補正サンプル
データ作成処理５、表示データ切り替え処理６、データ
表示処理７が行われ、入力装置２１からユーザによって
説明変数の選択や選択しない説明変数の固定値の入力、
表示データの指定が行われ、データ表示処理７によって
表示装置２３に予測データ１３は予測モデル１２を表す
面として、補正サンプルデータ１５はサンプルデータ１
１を表す点として表示される。

【００２１】図３は、サンプルデータ１１の例である。
説明変数が規模、重量、効率目標、・・・、不具合案件
からなり、目的変数は、納期である。下波線部３１は、
製品番号１の製品の規模が１２３、重量が５６．３、効
率目標が０．６６、・・・、不具合案件が２６、納期が
２０１であることを示している。ここでは、目的変数を
納期としたが、これを説明変数とし、他の変数（例えば
効率目標）を目的変数として、予測モデル１２を同定し
てもよい。また、納期以外の全ての変数を説明変数とす
る必要はなく、任意の数の説明変数を扱う。

【００２２】図４は、図１に示す情報処理システムの動
作フローチャートである。まず、サンプルデータ１１を
外部記憶装置２４から中央処理装置２２に読み込み（ス
テップ１０１）、サンプルデータ１１の説明変数と目的
変数の関係を示す予測モデル１２を同定する（ステップ
１０２）。同定方法は、重回帰分析による回帰モデル、
バックプロパゲーションアルゴリズムによる階層型ニュ
ーラルネットワークモデルなど、３つ以上の説明変数と
１つの目的変数の関係を示す予測モデルであればよい。

【００２３】さらに、３次元表示の３つの座標軸を目的
変数と任意の２つの説明変数とするために、ユーザに２
つの説明変数の選択と、選択しない説明変数の固定値の
入力をさせる（ステップ１０３）。その後、選択された
説明変数を定義域内の一定の割合（例えば、定義域を１
０等分する）で変動させ、選択されなかった説明変数を
上記入力値に固定した場合の、予測モデル１２による目
的変数の予測データ１３を作成する（ステップ１０
４）。

【００２４】さらに、予測モデル１２によるサンプルデ
ータ１１の目的変数の予測誤差１４が計算され（ステッ
プ１０５）、この予測誤差１４の度合に基づき、サンプ
ルデータ１１の目的変数の値を補正して補正サンプルデ
ータ１５が作成される（ステップ１０６）。

【００２５】以下、補正サンプルデータ作成方法を説明
する。サンプルデータ１１から同定された予測モデル１
２を式１で表す。 y = ｆ(x₁,x₂,・・・,x_s1,・・・,x_s2,・・・,x_n) ・・・ （１） 但し、x₁,x₂,・・・,x_s1,・・・,x_s2,・・・,x_nは説明変数、
x_s1、x_s2は選択された２つの説明変数、ｙは目的変数、
ｎは説明変数の数である。

【００２６】ここで、サンプルデータ１１の任意のデー
タをＰ(p₁,p₂,・・・,p_i,・・・,p_n,y_p)とし、p₁,p₂,・・・,p_i,・
・・,p_nをＰの説明変数、y_pをＰの目的変数、p_s1、p_s2を
Ｐの選択された説明変数とする。このとき予測モデル１
２による目的変数の予測誤差d_pを式２で表す。 d_p = y_p - ｆ(p₁,・・・,p_i,・・・,p_n) ・・・ （２） ここで、データＰの選択された説明変数の値をp_s1、
p_s2、選択されなかった説明変数の固定値を C₁,C₂,・・・,
C_s1-1,C_s1+1,・・・,C_s2-1,C_s2+1,・・・,C_n、このときのＰの
補正後のデータＰ'(p₁,p₂,・・・,p_s1,・・・,p_s2,・・・,p_n,
y_p')の目的変数y_p'を式３で表す。 y_p' = d_p + ｆ(C₁,C₂,・・・,C_s1-1,p_s1,C_s1+1,・・・,C_s2-1,p_s2,C_s2+1,・・・,C_n) ・・・ （３） さらに、ユーザに表示データとして、予測データ１３と
補正サンプルデータ１５の両方を指定させ（ステップ１
０７）、指定されたデータを、３つの座標軸を、目的変
数と選択された２つの説明変数とし、選択されなかった
説明変数をユーザの入力した固定値として、表示装置２
３の画面上の３次元空間内に表示する（ステップ１０
８）。さらに、３次元表示の座標軸を変更する場合には
ステップ１０３に戻り、変更しない場合には終了する
（ステップ１０９）。

【００２７】式１〜式３による補正サンプルデータ作成
方法を用いると、同定された予測モデル１２がサンプル
データ１１に完全にフィットしている場合、予測モデル
１２による目的変数の予測データ１３をワイヤーフレー
ムで、補正サンプルデータ１５を点として画面上に３次
元表示すると、補正サンプルデータ１５を表す点が目的
変数の予測データ１３を表すワイヤーフレームの面上に
表示される。

【００２８】図５は、予測モデル１２がサンプルデータ
１１にフィットしている場合の表示例である。サンプル
データ１１は４つの説明変数と１つの目的変数からな
り、予測モデル１２として重回帰分析による線形１次式
を用い、Ｘ軸とＹ軸を説明変数、Ｚ軸を目的変数とし、
モデルによる目的変数の予測データ１３をワイヤーフレ
ームで、補正サンプルデータ１５を点としてディスプレ
イに表示している。データが予測モデル１２とよくフィ
ットしていることがわかる。

【００２９】また、サンプルデータ１１を補正せずにそ
のまま表示した例を図６に示す。これをユーザが見て、
サンプルデータ１１と予測モデル１２がフィットしてい
るかを判断することはできない。第１の実施例により、
ユーザは、サンプルデータ１１と同定された予測モデル
１２との関係を視覚的に判断することができ、予測モデ
ル１２の評価ができる。また、ノイズデータの検出も視
覚的に行える。

【００３０】以下、第１の実施例の変形例である第２の
実施例について説明する。補正サンプルデータ１５と複
数のモデルによる目的変数の予測データ１３を同時に３
次元表示するのである。図７は、本発明の第２の実施例
を示す情報処理システムの概念図であり、予測モデル同
定処理１、説明変数選択処理２、予測データ作成処理
３、補正予測モデル指定処理８、予測誤差計算処理４、
補正サンプルデータ作成処理５、表示データ切り替え処
理６、データ表示処理７からなる。

【００３１】予測モデル同定処理１において、サンプル
データ１１の説明変数と目的変数の関係を示す予測モデ
ル１２が同定される。説明変数選択処理２において、ユ
ーザによって３次元表示の座標軸とする２つの説明変数
の選択と、選択しない説明変数の固定値の入力が行われ
る。予測データ作成処理３において、選択された説明変
数を任意、選択されなかった説明変数を固定した場合の
予測モデル１２による目的変数の予測データ１３が作成
される。補正予測モデル指定処理８において、ユーザに
よって、予測誤差計算に用いる予測モデル１２が指定さ
れ、予測誤差計算処理４において、サンプルデータ１１
から指定された予測モデル１２を用いて、サンプルデー
タ１１の目的変数の予測誤差１４が計算され、補正サン
プルデータ作成処理５によってサンプルデータ１１の目
的変数の値を予測誤差１４の度合を表す値に補正して補
正サンプルデータ１５が作成される。表示データ切り替
え処理６において、ユーザによって補正サンプルデータ
１５と複数の予測データ１３が表示データとして指定さ
れ、データ表示処理７において、指定されたデータが選
択された２つの説明変数と目的変数からなる画面上の３
次元空間内に表示される。

【００３２】図８は、図７に示す情報処理システムの動
作フローチャートである。まず、サンプルデータ１１を
外部記憶装置２４から中央処理装置２２に読み込み（ス
テップ２０１）、サンプルデータ１１の説明変数と目的
変数の関係を示す予測モデル１２を複数の種類の手法
（重回帰分析による回帰モデル、バックプロパゲーショ
ンアルゴリズムによる階層型ニューラルネットワークモ
デルなど）で同定する（ステップ２０２）。

【００３３】さらに、３次元表示の３つの座標軸を目的
変数と任意の２つの説明変数とするために、ユーザに２
つの説明変数の選択と、選択しない説明変数の固定値の
入力をさせる（ステップ２０３）。その後、選択された
説明変数を定義域内の一定の割合（例えば、定義域を１
０等分する）で変動させ、選択されなかった説明変数を
上記入力値に固定した場合の、予測モデル１２による目
的変数の予測データ１３を予測モデル１２ごとに作成す
る（ステップ２０４）。

【００３４】さらに、サンプルデータ１１の補正に用い
る予測モデル１２をユーザが指定し（ステップ２０
５）、指定された予測モデル１２によるサンプルデータ
１１の目的変数の予測誤差１４が計算され（ステップ２
０６）、この予測誤差１４の度合に基づき、サンプルデ
ータ１１の目的変数の値を補正して補正サンプルデータ
１５が作成される（ステップ２０７）。

【００３５】さらに、ユーザに表示データとして、補正
サンプルデータ１５と複数の予測データ１３を指定させ
（ステップ２０８）、指定されたデータを、３つの座標
軸を、目的変数と選択された２つの説明変数とし、選択
されなかった説明変数をユーザの入力した固定値とし
て、表示装置２３の画面上の３次元空間内に表示する
（ステップ２０９）。その後、３次元表示の座標軸を変
更する場合にはステップ２０３に戻り、変更しない場合
には終了する（ステップ２１０）。

【００３６】第２の実施例により、ユーザは、サンプル
データ１１と同定された複数の予測モデル１２との関係
を視覚的に判断することができ、複数の予測モデル１２
の中から良好な予測モデル１２を選択することができ
る。また、複数の予測モデル１２は、１つの手法（例え
ば、バックプロパゲ−ションアルゴリズムによる階層型
ニューラルネットワーク）におけるパラメータの違いに
よるものでもよい。これにより、１つの手法による予測
モデル同定のパラメータの最適化を図ることができる。
また、第１、第２の実施例において、データ表示は３次
元表示としたが、選択する説明変数の数を１つとし、２
次元表示としても同様の効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、（１）予測モデル同定
手段と、（２）説明変数選択手段と、（３）予測データ
作成手段と、（４）予測誤差計算手段と、（５）補正サ
ンプルデータ作成手段と、（６）表示データ切り替え手
段と、（７）データ表示手段と、を有するので、複数の
サンプルデータからその中に含まれるデータ間の関係の
予測モデルを同定し、画面上に表示された補正されたサ
ンプルデータと予測データを見ながら、サンプルデータ
と同定された予測モデルとの関係を視覚的に判断し、予
測モデルの検証ができる情報処理システムを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す情報処理システム
の概念図である。

【図２】図１の情報処理システムのハードウェア構成図
である。

【図３】サンプルデータの例である。

【図４】図１に示す情報処理システムの動作フローチャ
ートである。

【図５】予測モデルがサンプルデータにフィットしてい
る場合の表示例である。

【図６】サンプルデータを補正せずにそのまま表示した
例である。

【図７】本発明の第２の実施例を示す情報処理システム
の概念図である。

【図８】図７に示す情報処理システムの動作フローチャ
ートである。

【符号の説明】

２１：入力装置、２２：中央処理装置、２３：表示装
置、２４：外部記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 紀久雄 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のサンプルデータからその中に含まれ
   るデータ間の関係の予測モデルを作成し、任意の入力に
   対する出力を予測する情報処理システムにおいて、 予測モデルの検証のための表示機能として、任意の部分
   データ空間上でサンプルデータと予測モデルを表示する
   機能を持ち、さらに予測モデル自身を用いたサンプルデ
   ータの非表示データ空間に関する予測誤差を補正し、表
   示する機能を持つことを特徴とする情報処理システム。
2. 【請求項２】請求項１の情報処理システムにおいて、補
   正した入力データと予測モデルとを同時に表示する機能
   を持つことを特徴とする情報処理システム。
3. 【請求項３】請求項１の情報処理システムにおいて、補
   正した入力データと複数の予測モデルとを同時に表示す
   る機能を持つことを特徴とする情報処理システム。
4. 【請求項４】請求項１の情報処理システムにおいて、予
   測モデルと補正しない入力データとを同時に表示する機
   能を持つことを特徴とする情報処理システム。