(57)【要約】２値のデジタル信号であるデバイス（１）への入力データあるいはデバイス（１）からの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置（４）であって、ログデータの予測値の信号値および予測値の確度を含む予測データと、ログデータの実測値の信号値を記憶するメモリ（４３）と、予測データに基づいてログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域を描画し、実測値の信号値に基づいて実測値の信号値の信号波長を描画した表示画面を生成する制御部（４１）と、表示画面を表示する表示部（４６）と、を備えることでログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる表示装置（４）を提供する。
2019180801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置であって、
前記ログデータの予測値の信号値および前記予測値の確度を含む予測データと、前記ログデータの実測値の信号値を記憶するメモリと、
前記予測データに基づいて前記ログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域を描画し、前記実測値の信号値に基づいて前記実測値の信号値の信号波長を描画した表示画面を生成する制御部と、
前記表示画面を表示する表示部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の信号値および前記予測値の確度に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の形状および大きさを描画した表示画面を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記予測値の信号値および前記予測値の確度が機械学習に基づいて算出され、
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の信号値に基づいて描画された前記予測値の信号値の信号波長に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記予測値の信号値および前記予測値の確度が統計処理に基づいて算出され、
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の確度に基づいて算出された正規分布に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の形状を補正し、前記予測値の確度に基づいて前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御部は前記実測値の信号値が前記予測値領域から逸脱している場合に、前記実測値の信号値が前記予測値領域から逸脱している異常度合い、および逸脱している方向を示す異常アイコンを前記表示画面に重畳した重畳表示画面を生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記異常アイコンは透明な透過部を有することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記請求項１から６のいずれか１項に記載の表示装置と、
複数の出力機器と、
前記出力機器を制御する制御装置と、
を備える表示システム。
【請求項８】
前記予測データを生成する予測値算出装置を備え、
前記表示装置が前記予測値算出装置から前記予測データを取得する請求項７に記載の表示システム。
【請求項９】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置における表示画面を生成する表示画面生成方法において、
前記ログデータの予測値の信号値および予測値の確度を含む予測データに基づいて予測値領域を描画した予測画面を生成する予測画面生成ステップと、
前記予測画面に、前記ログデータの実測値の信号値に基づいて前記ログデータの実測値の信号値の信号波長を描画することで表示画面を生成する表示画面生成ステップと、
を備えた表示画面生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場の加工装置などに組み込まれたアクチュエータなどの駆動機器への入力データ、あるいはセンサなどの出力機器からの出力データからなる２値のデジタル信号であるログデータを表示する表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場における生産現場など、複数の装置が稼働する状況下において、装置の異常を早期に発見する異常検知に対する需要が高まっている。その実現方法として、装置から取得されるログデータを正常な状態と異常な状態に分けて表示することで、装置を利用するユーザが異常を発見することを容易とする表示方法などがある。【０００３】
このような表示方法として、特許文献１では、正常な状態である定常状態のセンサデータと異常な状態である異常状態のセンサデータとを同時に１つの時系列のグラフに描画した表示画面を表示することで、異常状態のセンサデータが定常状態のセンサデータの分布から逸脱していること、異常状態のセンサデータが定常状態のセンサデータからどの程度逸脱しているかを示す逸脱度合い、および定常状態から異常状態へ変化する変化タイミングを示す表示方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２４３１１８号公報（図９、図１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、０と１以外の値も含む多値のアナログ信号であるセンサデータを対象としている。そのため、取得したセンサデータを１つの時系列のグラフに描画することで、センサデータが異常な状態である場合に、センサデータが正常な状態のセンサデータの分布から逸脱していること、その逸脱度合い、および異常な状態へ変化する変化タイミングを示すことができる。【０００６】
しかし、一般的な工場における生産現場などにおいて、表示装置が表示するデータとして、加工装置に組み込まれたアクチュエータへ入力される、あるいはセンサから出力されるＯＮ／ＯＦＦに関する信号など、０と１のみの値からなる２値のデジタル信号がある。これらの２値のデジタル信号であるログデータに対して、特許文献１の表示装置のように取得したログデータを１つの時系列のグラフに描画する表示方法では、正常な状態から異常な状態へ変化する変化タイミングを示すことはできるが、描画される値は０と１のみであるため、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことが困難であるという問題がある。【０００７】
本発明は上述のような問題点を解決するためになされたもので、２値のデジタル信号であるデバイスのログデータを対象とした表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の表示装置は、２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置であって、ログデータの予測値の信号値および予測値の確度を含む予測データと、ログデータの実測値の信号値を記憶するメモリと、予測データに基づいてログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域を描画し、実測値の信号値に基づいて実測値の信号値の信号波長を描画した表示画面を生成する制御部と、表示画面を表示する表示部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる表示装置によれば、上述の構成を備えるため、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における表示システムの一例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における予測値算出装置の一例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における予測値算出装置の制御部の機能構成の一例を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１における正常モデル生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１における正常モデル生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１における予測値算出処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１における予測値算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１における表示装置の一例を示す構成図である。
【図９】本発明の実施の形態１における表示画面生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における予測画面の生成過程を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における予測画面の一例を示す説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における表示画面の一例を示す説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態１における予測値領域を有さない表示画面の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態１における表示画面生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態１における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２における予測画面の生成過程を示す説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態２における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。
【図１９】本発明の実施の形態２における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施の形態３における予測画面の生成過程を示す説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態３における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。
【図２２】本発明の実施の形態３における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態３における予測値領域の補正の過程の一例を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の実施の形態４における表示画面生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。
【図２５】本発明の実施の形態４における異常アイコンの生成過程を示す説明図である。
【図２６】本発明の実施の形態４における異常アイコンの形状を示す説明図である。
【図２７】本発明の実施の形態４における重畳表示画面の一例を示す説明図である。
【図２８】本発明の実施の形態４における表示画面生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２９】本発明の実施の形態４における異常アイコンの一例を示す説明図である。
【図３０】本発明の実施の形態５における異常アイコンの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる表示装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下で参照する図面においては、同一もしくは相当する部分に同一の符号を付している。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における表示システムの一例を示す構成図である。図１に示すように、表示システム１００は、５つのデバイス１、制御装置２、予測値算出装置３、表示装置４、およびネットワーク５を備えている。なお、表示システム１００が５つのデバイス１を備えている場合について説明しているが、５つのデバイス１を備えている場合に限定されず、４つ以下あるいは６つ以上の任意のデバイス１を備えていてもよい。
【００１３】
デバイス１は、２値のデジタル信号を入力データとして駆動する駆動機器、あるいは２値のデジタル信号を出力データとして出力する出力機器であり、例えば、アクチュエータなどの駆動機器、あるいはセンサ、スイッチ、リレー、およびデジタル回路などの出力機器である。デバイス１は、射出成形機、押出成型機、旋盤および研削盤などの加工装置、あるいは磁粉探傷検査装置、放射線検査装置、および浸透探傷検査装置などの検査装置など、任意の装置に組み込まれた機器であり、デバイス１への入力データとデバイス１からの出力データからなるログデータは装置の稼働状況を示している。
【００１４】
制御装置２は、デバイス１と予測値算出装置３に接続され、デバイス１のデータの入力あるいは出力を制御する装置であり、デバイス１への入力データとデバイス１からの出力データをログデータとして管理し、ログデータを予測値算出装置３に出力する。制御装置２は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの工場向けの制御機器であっても、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータであってもよい。なお、デバイス１が複数ある場合は、制御装置２は、予測値算出装置３にデバイス１のログデータだけでなく、デバイス１を区別するデバイス区別データ、例えばデバイス１の名称をログデータと合わせて出力する。また、制御装置２は、デバイス１が組み込まれた装置に組み込まれ、当該装置のデバイス１のログデータを管理する装置であっても、デバイス１が組み込まれた装置とは別体であり、デバイス１が組み込まれた複数の装置のデバイス１のログデータを管理する装置であってもよい。また、制御装置２のログデータがデバイス１への入力データとデバイス１からの出力データの両方を有する場合について説明しているが、制御装置２のログデータはデバイス１への入力データとデバイス１からの出力データの両方を有することに限定されず、制御装置２のログデータはデバイス１への入力データとデバイス１からの出力データのいずれかを有するログデータであればよい。
【００１５】
予測値算出装置３は、制御装置２から２値のデジタル信号であるデバイス１のログデータを取得し、取得したログデータに基づいて制御装置２のログデータの予測値の信号値と、予測値の信号値の正確さを示す予測値の確度を算出する。また、予測値算出装置３は、算出した制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データ、および制御装置２から取得した制御装置２のログデータを表示装置４に出力する。なお、予測値算出装置３における予測値算出方法および表示装置４に出力する予測データの詳細は後述する。
【００１６】
表示装置４は、予測値算出装置３から取得した予測データ、および制御装置２のログデータに基づいて表示画面を生成し、表示する装置である。なお、表示装置４の詳細は後述する。
【００１７】
ネットワーク５は、デバイス１と制御装置２、制御装置２と予測値算出装置３、および予測値算出装置３と表示装置４とを接続するネットワークであり、例えばＣＣ−Ｌｉｎｋ（Control & Communication Link、登録商標）などのフィールドネットワーク、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの一般的なネットワーク、あるいは専用の入出力線である。なお、デバイス１と制御装置２、制御装置２と予測値算出装置３、および予測値算出装置３と表示装置４が全て同じネットワーク５にて接続されている場合について説明しているが、全て同じネットワーク５にて接続されることに限定されず、それぞれが別のネットワークにて接続されてもよい。
【００１８】
次に予測値算出装置３の詳細について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１における予測値算出装置の一例を示す構成図である。図２に示すように予測値算出装置３は、制御部３１、ストレージ３２、メモリ３３、通信部３４、および入力部３５を備えている。なお、予測値算出装置３は、各部の動力源となる図示しない電源も備える。
【００１９】
制御部３１は、予測値算出装置３を制御する装置であり、ストレージ３２、メモリ３３、通信部３４、および入力部３５を制御し、制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の信号値の正確さを示す予測値の確度を算出し、算出した予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データを生成する。制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などプロセッサであっても、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの１つの集積回路であっても、あるいはその組み合わせであってもよい。なお、制御部３１が制御装置２のログデータから制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出する予測値算出方法の詳細は後述する。また、以下の説明において制御部３１は、制御処理をソフトウェアにて実現するＣＰＵであるとする。
【００２０】
ストレージ３２は、制御部３１が実行する各種プログラム、制御部３１が各プログラムを実行する際に参照するデータ、および制御部３１が各プログラムを実行する結果として生成されるデータなどが記憶される記憶装置である。本発明の実施の形態１では、プログラムとして制御部３１が制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出するための正常モデルを生成する正常モデル生成プログラム３２１と、制御部３１が制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出する予測値算出プログラム３２２が記憶されている。ストレージ３２は、例えばフラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク（hard disk drive、HDD）、ソリッドステートドライブ（solid state drive、SSD）あるいはメモリカードリーダライタ（memory card reader/ writer）などの不揮発性メモリである。
【００２１】
メモリ３３は、制御部３１がプログラムの処理を実行する際に直接アクセスする記憶装置であり、ストレージ３２に記憶された各種プログラムとデータがコピーされ一時的に記憶される。メモリ３３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリである。なお、制御部３１は、通常ストレージ３２に記憶された各種プログラムをメモリ３３に一時的に記憶し、順次メモリ３３から読み込むことで、各種プログラムを実行する。
【００２２】
通信部３４は、データを受信する受信機とデータを送信する送信機を備え、外部と通信する装置であり、制御部３１は通信部３４を介して制御装置２からログデータを取得し、表示装置４へ制御装置２のログデータの予測データおよび制御装置２のログデータを出力する。
【００２３】
入力部３５は、ユーザからの入力を受け付ける装置であり、例えばキーボード、マウス、タッチパッド、あるいは表示機能を有しているタッチパネルである。
【００２４】
次に、制御部３１が制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出する予測値算出方法について説明する。ここで、制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出するために、制御部３１は、正常な状態の制御装置２のログデータに基づいて正常モデルを生成する正常モデル生成処理と、生成された正常モデルに基づいて制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度を算出する予測値算出処理の２つの処理を実施する。なお、正常モデル生成処理と予測値算出処理はそれぞれ、ストレージ３２に記録されている正常モデル生成プログラム３２１と予測値算出プログラム３２２を制御部３１が実行することによって実施される。
【００２５】
図３は、本発明の実施の形態１における予測値算出装置の制御部の機能構成の一例を示す構成図である。図３では、制御部３１によって実行される正常モデル生成プログラム３２１と予測値算出プログラム３２２の各機能が機能ブロックで示されている。正常モデル生成プログラム３２１において、制御部３１は、通信制御部３１１およびモデル生成部３１２を有する。また、予測値算出プログラム３２２において、制御部３１は、通信制御部３１３、予測値算出部３１４、および通信制御部３１５を有する。なお、制御部３１の機能ブロックである通信制御部３１１、モデル生成部３１２、通信制御部３１３、予測値算出部３１４、および通信制御部３１５の詳細は後述する。
【００２６】
まず、制御部３１における正常モデル生成処理について説明する。正常モデル生成処理は、表示システム１００の導入時、表示システム１００に新しいデバイス１が追加された時、あるいは既存のデバイス１の制御条件の変更時など、制御装置２のログデータが正常な状態であり、かつ新たに正常モデルの生成が必要となる場合に実行される。
【００２７】
図４は、本発明の実施の形態１における正常モデル生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。図４では、制御部３１によって実行される正常モデル生成プログラム３２１の各機能が機能ブロックで、各機能ブロックの処理の流れが実線矢印で、そしてデータの流れが破線矢印で示されている。
【００２８】
図４に示すように、制御部３１は通信制御部３１１、およびモデル生成部３１２を有している。また、図４には説明のため、ストレージ３２、メモリ３３、および通信部３４を図示している。ここで、ストレージ３２およびメモリ３３は制御部３１が正常モデル生成処理を実行する過程で生成されるデータベースである収集データベース３３１および正常モデルデータベース３３２を有している。
【００２９】
通信制御部３１１は、通信部３４を介して制御装置２から２値のデジタル信号であるログデータを取得し、取得した制御装置２のログデータをメモリ３３に収集データベース３３１として記憶する。ここで、収集データベース３３１において、制御装置２のログデータは時系列の２値のデジタル信号として記憶される。なお、通信制御部３１１における一連の制御装置２のログデータを取得する処理は、１秒ごと、１分ごと、１時間ごと、あるいは１日ごとなどの定周期で実行されても、生産に区切りがつく度あるいは制御装置２の一次記憶領域であるメモリ３３のバッファが一杯になる度などの非周期のイベントが発生したタイミングで実行されてもよい。また、デバイス１が複数ある場合、通信制御部３１１は、通信部３４を介して制御装置２からログデータと合わせて、デバイス１を区別するデバイス区別データを取得し、ログデータとデバイス区別データを関連付けてメモリ３３の収集データベース３３１に記憶する。なお、メモリ３３の収集データベース３３１に記憶された制御装置２のログデータは、定期的にストレージ３２にコピーされ、収集データベース３３１として記憶される。
【００３０】
モデル生成部３１２は、正常な状態のデータとして収集データベース３３１から時系列の２値のデジタル信号である制御装置２のログデータを取得し、取得した制御装置２のログデータに基づいて正常モデルおよび正常モデル関連情報を生成する。ここで、モデル生成部３１２は収集データベース３３１から正常モデルの生成に必要なデータ量、例えば１時間分、１日分、あるいは１週間分などの所定のまとまった量のデータを取得する。なお、正常モデルの生成に必要なデータ量は、対象となるデバイス１の動作の揺らぎ、つまり、想定されない動作が起こる確率の大きさに依存することになる。
【００３１】
モデル生成部３１２の正常モデルの生成方法の具体例としては、例えば、モデル生成部３１２がデバイス１ごとに取得した２値のデジタル信号である制御装置２のログデータをデバイス１の時系列の正常な信号パターンとして機械学習することで、次にデバイス１へ入力あるいはデバイス１から出力される制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である確率を算出する、学習モデルである正常モデルを生成する方法、あるいは、モデル生成部３１２がデバイス１ごとに取得した２値のデジタル信号である制御装置２のログデータを統計処理することにより、制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の信号値が変化する変化タイミングを数値化した正常モデルを生成する方法である。
【００３２】
ここで、モデル生成部３１２における機械学習の手法としては、時系列データを扱うことのできる機械学習手法、例えば、参考特許文献（特開２０１２−４８４０５号公報）に示す隠れマルコフモデル、タイムディレイニューラルネットワーク（Time Delay Neural Network）、あるいはリカレントニューラルネットワーク（Recurrent Neural Network）などを利用すればよい。また、モデル生成部３１２は、正常モデル関連情報、例えばリカレントニューラルネットワークの場合、中間層の数、重み、あるいはバイアス値などを正常モデルと合わせて生成する。そして、モデル生成部３１２は、生成した正常モデルをメモリ３３に正常モデルデータベース３３２として記憶する。なお、メモリ３３内の正常モデルデータベース３３２は、正常モデル生成処理終了後あるいは予測値算出装置３の電源切断時にストレージ３２にコピーされ記憶される。
【００３３】
また、モデル生成部３１２における統計処理の手法としては、取得した制御装置２のログデータに基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値、および予測値の信号値が変化する変化タイミングの平均を算出し、算出したログデータの予測値の信号値、および変化タイミングの平均に基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値および変化タイミングを数値化した、制御装置のログデータの予測値の信号波形を示す正常モデルを生成する。また、モデル生成部３１２は、正常モデル関連情報として制御装置２のログデータの変化タイミングのばらつきを示す標準偏差を、正常モデルと合わせて生成する。そして、モデル生成部３１２は、生成した正常モデルと変化タイミングのばらつきである標準偏差をメモリ３３に正常モデルデータベース３３２として記憶する。なお、メモリ３３内の正常モデルデータベース３３２は、正常モデル生成処理終了後あるいは予測値算出装置３の電源切断時にストレージ３２にコピーされ記憶される。
【００３４】
なお、モデル生成部３１２は、収集データベース３３１に記憶された制御装置２のログデータのうち、デバイス１にエラーが発生していない期間のデータのみを取得するとしても、あるいはエラーが発生している期間が短い場合はエラーが発生している期間も含むデータを取得するとしてもよい。ここで、デバイス１にエラーが発生している場合とは、何らかの異常により制御装置２がデバイス１へ入力データを入力する際に入力データを適切に入力できない、あるいはデバイス１が制御装置２へ出力データを出力する際に出力データを適切に出力できない場合のことを示しており、制御装置２のログデータの信号値が異常である場合は含んでいない。
【００３５】
また、デバイス１が組み込まれた装置が複数の動作モードが有しており、動作モードごとに装置の動作が大きく変化する装置である場合、ストレージ３２に動作モードに関する情報が記憶されており、制御部３１はストレージ３２に記憶された動作モードに関する情報に従って、制御装置２のログデータをデバイス１の組み込まれた装置の動作モードごとに分けて取得し、デバイス１の組み込まれた装置の動作モードごとに正常モデルを生成してもよい。
【００３６】
次に制御部３１の正常モデル生成処理の流れについて説明する。図５は、本発明の実施の形態１における正常モデル生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００３７】
まず、制御部３１はユーザからの正常モデル生成処理開始の要求を受信する、あるいは自動にて正常モデル生成処理を開始する。ユーザが正常モデル生成処理の開始を要求する方法としては、例えば予測値算出装置３が入力部３５として正常モデル生成処理の開始ボタンを備え、ユーザが該当のボタンを押下する方法など任意の方法であってよい。制御部３１が自動にて正常モデル生成処理を開始する方法としては、表示システム１００の導入時、表示システム１００に新しいデバイス１が追加された時、あるいは既存のデバイス１の制御条件の変更時などのイベントの発生を制御部３１が検知し、自動で処理を開始する方法など任意の方法であってよい。
【００３８】
ステップＳ１０１では、通信制御部３１１が通信部３４を介して制御装置２からログデータを取得する。
【００３９】
ステップＳ１０２では、通信制御部３１１がステップＳ１０１にて取得した制御装置２のログデータをメモリ３３の収集データベース３３１に記憶する。ステップＳ１０１とステップＳ１０２により、通信制御部３１１は、制御装置２のログデータを収集データベース３３１にコピーする。
【００４０】
次に、ステップＳ１０３では、モデル生成部３１２が収集データベース３３１に記憶された制御装置２のログデータから正常モデルおよび正常モデル関連データを生成する。
【００４１】
ステップＳ１０４では、モデル生成部３１２がステップＳ１０３にて生成した正常モデルおよび正常モデル関連情報をメモリ３３の正常モデルデータベース３３２に記憶し、その後処理を終了する。なお、メモリ３３内の正常モデルデータベース３３２は、正常モデル生成処理終了後あるいは予測値算出装置３の電源切断時にストレージ３２にコピーされ記憶される。
【００４２】
次に、予測値算出処理について説明する。予測値算出処理は、制御部３１での正常モデル生成後、表示システム１００のデバイス１が追加された時、あるいは既存のデバイス１の制御条件の変更時など新たに正常モデルの生成が必要となる場合を除いて予測値算出装置３が稼働中は常に実行されるとしても、表示システム１００のデバイス１が組み込まれた装置に異常が検知された場合に実行されるとしてもよい。
【００４３】
図６は、本発明の実施の形態１における予測値算出処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。図６では、制御部３１によって実行される予測値算出プログラム３２２の各機能が機能ブロックで、各機能ブロックの処理の流れが実線矢印で、そしてデータの流れが破線矢印で示されている。
【００４４】
図６に示すように、制御部３１は通信制御部３１３、予測値算出部３１４、および通信制御部３１５を有している。また、図６には説明のためストレージ３２、メモリ３３、通信部３４、および表示装置４を図示している。ここで、ストレージ３２およびメモリ３３は制御部３１が予測値算出処理を実行する過程で生成されるデータベースである収集データベース３３１および正常モデル生成処理を実行することで生成されたデータベースである正常モデルデータベース３３２を有している。
【００４５】
通信制御部３１３は、正常モデル生成処理における通信制御部３１１と同様に通信部３４を介して制御装置２から２値のデジタル信号であるログデータを取得し、取得した制御装置２のログデータをメモリ３３に収集データベース３３１として記憶する。なお、通信制御部３１３における一連の制御装置２のログデータを取得する処理は、１秒ごとなどのリアルタイムで実行されても、数分間などの所定の期間データをまとめてから実行されてもよい。また、デバイス１が複数ある場合、通信制御部３１３は、通信部３４を介して制御装置２からログデータと合わせて、デバイス１を区別するデバイス区別データを取得し、ログデータとデバイス区別データを関連付けてメモリ３３の収集データベース３３１に記憶する。なお、メモリ３３の収集データベース３３１に記憶された制御装置２のログデータは、定期的にストレージ３２にコピーされ、取集データベース３３１として記憶される。
【００４６】
予測値算出部３１４は、メモリ３３の収集データベース３３１から、制御装置２のログデータの予測データを、正常モデルを用いて算出するために必要な、現在から数秒あるいは数分間過去の制御装置２のログデータを取得し、正常モデルデータベース３３２から正常モデルを取得し、取得した過去の制御装置２のログデータと正常モデルに基づいて制御装置２のログデータの予測データを算出する。なお、メモリ３３の正常モデルデータベース３３２は制御部３１にて予測値算出処理を開始する時に、ストレージ３２からメモリ３３にコピーされ記憶される。
【００４７】
ここで、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合、予測値算出部３１４は、取得した過去の制御装置２のログデータを正常モデルに入力することで、制御装置２のログデータの次の値である予測値の信号値が１である確率を算出する。なお、予測値算出部３１４が算出した制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である確率が、予測値の正確さを示す予測値の確度となる。ここで、制御装置２のログデータの実測値は２値のデジタル信号であるため、予測値算出部３１４が算出した制御装置２のログデータの予測値の信号値が１となる確率が０．５以上であることは制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である可能性が高いことを示し、算出した制御装置２のログデータの予測値の信号値が１となる確率が０．５未満であることは制御装置２のログデータの予測値の信号値が０である可能性が高いことを示している。したがって、予測値算出部３１４は、算出した予測値の信号値が１である確率が０．５以上である場合に制御装置２のログデータの予測値の信号値を１と、算出した予測値の信号値が１である確率が０．５未満である場合に制御装置２のログデータの予測値の信号値を０と算出する。そして、予測値算出部３１４は、予測値の信号値と予測値の確度である予測値の信号値が１である確率に基づいて予測データを生成する。
【００４８】
また、正常モデルが統計処理により生成された正常モデルである場合、予測値算出部３１４は、取得した過去の制御装置２のログデータを正常モデルと照合し正常モデルの最も一致する箇所を検出することで、制御装置２のログデータの予測値の信号値を算出する。また、予測値算出部３１４は、算出した予測値が信号値の値が変化する変化タイミングである場合、正常モデル関連情報に基づいて変化タイミングのばらつきを示す標準偏差を算出する。なお、予測値算出部３１４が算出した標準偏差が予測値の正確さを示す予測値の確度である。また、予測値算出部３１４は算出した予測値が信号値の値が変化する変化タイミングではない場合、予測値の確度を０とする。そして、予測値算出部３１４は、予測値の信号値と予測値の確度である標準偏差に基づいて予測データを生成する。
【００４９】
通信制御部３１５は、通信部３４を介して、予測値算出部３１４が生成した予測データおよび収集データベース３３１に記憶された現在の制御装置２のログデータの実測値を表示装置４に出力する。ここで、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合、予測データは制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度である予測値の信号値が１である確率を含むデータである。また、正常モデルが統計処理により生成された正常モデルである場合、予測データは予測値の信号値と予測値の確度を含むデータであり、予測値の確度は予測値が変化タイミングである場合は、変化タイミングのばらつきを示す標準偏差であり、予測値が変化タイミングでない場合は、０である。
【００５０】
次に制御部３１の予測値算出処理の流れについて説明する。図７は、本発明の実施の形態１における予測値算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、制御部３１は正常モデル生成処理終了後、自動にて予測値算出処理を開始する。なお、予測値算出処理は、制御部３１での正常モデル生成後、表示システム１００に新しいデバイス１が追加された時、あるいは既存のデバイス１の制御条件の変更時など新たに正常モデルの生成が必要となる場合を除いて予測値算出装置３が稼働中は常に実行される。
【００５２】
ステップＳ２０１では、通信制御部３１３が通信部３４を介して制御装置２からログデータを取得する。ここで、通信制御部３１３が取得する制御装置２のログデータは制御装置２の過去のログデータと現在のログデータの実測値を含む。
【００５３】
ステップＳ２０２では、通信制御部３１３がステップＳ２０１にて取得した制御装置２のログデータをメモリ３３の収集データベース３３１に記憶する。ステップＳ２０１とステップＳ２０２により、通信制御部３１３は、制御装置２のログデータを収集データベース３３１にコピーする。
【００５４】
次に、ステップＳ２０３では、予測値算出部３１４が収集データベース３３１に記憶された過去の制御装置２のログデータと、正常モデルデータベース３３２に記憶された正常モデルに基づいて制御装置２のログデータの予測データを算出する。ここで、制御装置２のログデータの予測データは、制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度を含んでいる。
【００５５】
ステップＳ２０４では、通信制御部３１５が通信部３４を介して、予測値算出部３１４が生成した予測データおよび収集データベース３３１に記憶された現在の制御装置２のログデータの実測値を表示装置４に出力し、処理を終了する。
【００５６】
次に表示装置４の詳細について説明する。
図８は、本発明の実施の形態１における表示装置の一例を示す構成図である。図８に示すように表示装置４は、制御部４１、ストレージ４２、メモリ４３、通信部４４、入力部４５、および表示部４６を備えている。また、表示装置４は、各部の動力源となる図示しない電源を備える。
【００５７】
制御部４１は、表示装置４を制御する制御部であり、ストレージ４２、メモリ４３、通信部４４、入力部４５、および表示部４６を制御し、予測値算出装置３から取得した、制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値に基づいて表示画面を生成し、表示部４６に表示する制御部である。制御部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などプロセッサであっても、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）などの１つの集積回路であっても、あるいはその組み合わせであってもよい。なお、制御部４１が表示画面を生成し、表示部４６に表示する方法の詳細は後述する。また、以下の説明において制御部４１は、制御処理をソフトウェアにて実現するＣＰＵであるとする。
【００５８】
ストレージ４２は、制御部４１が実行する各種プログラム、制御部４１が各プログラムを実行する際に参照するデータ、および制御部４１が各プログラムを実行する結果として生成されるデータなどが記憶される記憶装置である。本発明の実施の形態１では、プログラムとして制御部４１が表示画面を生成し、表示部４６に表示する表示画面生成プログラム４２１が記録されている。ストレージ４２は、例えばフラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク（hard disk drive、HDD）、ソリッドステートドライブ（solid state drive、SSD）あるいはメモリカードリーダライタ（memory card reader/ writer）などの不揮発性メモリである。
【００５９】
メモリ４３は、制御部４１がプログラムの処理を実行する際に直接アクセスする記憶装置であり、ストレージ４２に記憶された各種プログラムとデータがコピーされ一時的に記憶される。メモリ４３は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリである。なお、制御部４１は、通常ストレージ４２に記憶された各種プログラムをメモリ４３に一時的に記憶し、順次メモリ４３から読み込むことで、各種プログラムを実行する。
【００６０】
通信部４４は、データを受信する受信機とデータを送信する送信機を備え、外部と通信する装置であり、制御部４１は通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの実測値と制御装置２のログデータの予測データを取得する。
【００６１】
入力部４５は、ユーザからの入力を受け付ける装置であり、例えばキーボード、マウス、タッチパッドである。
【００６２】
表示部４６は、制御部４１により生成された表示画面を表示する装置である。表示部４６は、例えば液晶ディスプレイ（liquid crystal display）あるいは有機ＥＬディスプレイ（organic electroluminescence display）である。
【００６３】
なお、入力部４５と表示部４６を別体として説明しているが、入力部４５と表示部４６は別体であることに限定されず、入力部４５と表示部４６が一体となった装置、例えばタッチパネルであってもよい。
【００６４】
次に、制御部４１が予測値算出装置３から取得した制御装置２のログデータの予測データおよび制御装置２のログデータの実測値に基づいて表示画面を生成し、表示部４６に表示する方法について説明する。ここで、表示画面を生成し、表示部４６に表示するために、制御部４１は、表示画面を生成し、表示部４６に表示する表示画面生成処理を実施する。なお、表示画面生成処理は、ストレージ４２に記憶されている表示画面生成プログラム４２１を制御部４１が実行することによって実施される。
【００６５】
図９は、本発明の実施の形態１における表示画面生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。図９では、制御部４１によって実行される表示画面生成プログラム４２１の各機能が機能ブロックで、各機能ブロックの処理の流れが実線矢印で、そしてデータの流れが破線矢印で示されている。
【００６６】
図９に示すように、制御部４１は通信制御部４１１、予測画面生成部４１２、表示画面生成部４１３、および表示制御部４１４を有している。また、図９には説明のため、メモリ４３、通信部４４、および表示部４６を図示している。ここで、メモリ４３は制御部４１が表示画面生成処理を実行する過程で生成されるデータベースである収集データベース４３１を有している
【００６７】
通信制御部４１１は、通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの予測データおよび制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得した制御装置２のログデータをメモリ４３に収集データベース４３１として記憶する。なお、通信制御部４１１における一連のデータを取得する処理は、１秒ごとなどのリアルタイムで実行されても、数分間などの所定の期間データをまとめてから実行されてもよい。なお、デバイス１が複数ある場合、通信制御部４１１は、通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータと合わせて、デバイス１を区別するデバイス区別データを取得し、制御装置２のログデータとデバイス区別データを関連付けてメモリ４３の収集データベース４３１に記憶する。
【００６８】
予測画面生成部４１２は、メモリ４３の収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した制御装置２のログデータの予測データに基づいて予測画面を生成する。予測画面生成部４１２における予測画面を生成する処理は、１秒ごとなどのリアルタイムで実行されても、数分間などの所定の期間データをまとめてから実行されてもよい。以下では、説明のため予測画面生成部４１２における予測画面を生成する処理を、予測画面の１画面分のデータをまとめてから実行した場合について説明する。
【００６９】
予測画面生成部４１２は、予測画面の生成を４つの過程に分けて実施する。図１０は、本発明の実施の形態１における予測画面の生成過程を示す説明図である。図１０（ａ）は予測画面の生成の第１の過程、図１０（ｂ）は予測画面の生成の第２の過程、図１０（ｃ）は予測画面の生成の第３の過程、図１０（ｄ）は予測画面の生成の第４の過程を説明した説明図である。
【００７０】
図１０（ａ）に示すように、予測画面の生成の第１の過程では、予測画面生成部４１２は、左側にデバイス１の名称を、右側に取得した制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて、予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。ここで、図１０（ａ）において、予測画面生成部４１２が描画する予測値信号６は矩形波であり、右側の予測値の信号波長を描画した画面において、縦軸は信号値の値を、横軸は時間（ｔ）を示しており、縦軸は信号値の値として０あるいは１を、横軸は右ほど後の時間を示している。また、図１０（ａ）において、左側のデバイス１の名称を描画した画面は、予測画面生成部４１２が収集データベース４３１からデバイス区別データを取得し、取得したデバイス区別データに基づいて描画する。
【００７１】
図１０（ｂ）に示すように、予測画面の生成の第２の過程では、予測画面生成部４１２は第１の過程で描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画する。ここで、予測値領域７は、予測値信号６を中心とした一定幅の領域で、白色にて示される白色領域と、白色の領域を囲むように破線とを有する。また、予測画面生成部４１２は予測値領域７を強調するため、その他の領域を斜線で描画する。なお、図１０（ｂ）において、予測画面生成部４１２が予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画する場合について説明しているが、予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画することに限定されず、予測値領域７を他の色、例えば赤色で、その他の領域を斜線以外、例えば黒色で塗りつぶすように描画してもよく、予測値領域７が他の領域と異なる領域であることを示すことができる描画であればよい。このように描画することで、図１０（ｂ）における予測値領域７は、予測値信号６を強調して示すことができる。なお、図１０（ｂ）において、予測値領域７を形成する破線を直線の破線にて説明しているが、予測値領域７を形成する破線が直線の破線であることに限定されず、予測値領域７を形成する破線が曲線の破線であっても、あるいは予測値領域７を形成する破線が頂点の周辺だけ丸みを帯びた直線である破線であってもよい。
【００７２】
図１０（ｃ）に示すように、予測画面の生成の第３の過程では、予測画面生成部４１２は第２の過程で描画した予測値領域７である白色領域のうち、予測値の信号値が変化する変化タイミングの領域に関して、取得した予測値の信号値と予測値の確度に基づいて領域の形状および大きさを補正する。
【００７３】
図１１は、本発明の実施の形態１における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。図１１に示すように、予測画面の生成の第３の過程において、予測画面生成部４１２により補正された予測画面の予測値領域７は、破線に囲まれた白色の領域にて示されており、幅Ｗおよび角度θを有している。ここで、角度θは直角からの角度を示しており、予測画面生成部４１２は、予測画面の生成の第２の過程にて描画された予測値領域７を、幅Ｗだけ広げ、角度θだけ傾けた領域に補正する。
【００７４】
ここで、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の確度である予測値の信号値の値が１である確率が０．５以上であるか、未満であるかで算出方法が異なる。予測値の確度が０．５以上である場合は、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の信号値の１から予測値の確度を引いた差分値に所定の定数を掛けた値とする。予測値の確度が０．５未満である場合は、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の確度に所定の定数を掛けた値とする。なお、予測値の幅Ｗを算出する際に掛ける所定の定数は、表示部４６の大きさ、あるいは制御部４１の表示画面生成処理によって生成される表示画面の大きさに基づいて決定される任意の値である。これにより、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の確度を反映した値となる。
【００７５】
また、予測値領域７の角度θも、予測値の確度が０．５以上であるか、未満であるかで算出方法が異なる。予測値の確度が０．５以上である場合は、予測値領域７の角度θは、予測値の信号値の１から予測値の確度を引いた差分値に所定の定数を掛けた値とする。予測値の確度が０．５未満である場合は、予測値領域７の角度θは、予測値の確度に所定の定数を掛けた値とする。なお、予測値領域７の角度θを算出する際に掛ける所定の定数は、幅Ｗを算出する際に掛ける所定の定数より大きな定数であることが好ましく、例えば９０である。所定の定数を９０とすると、角度θは０≦θ≦４５となり、ユーザが視覚的に予測値領域７の傾きを容易に認識することができる。
【００７６】
正常モデルが統計処理により生成された正常モデルである場合、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の確度である予測値の信号値が変化する変化タイミングの標準偏差の値とする。これにより、予測値の幅Ｗは、予測値の確度を反映した値となる。
【００７７】
また、予測値領域７の角度θは、予測値の確度である予測値の信号値が変化する変化タイミングの標準偏差に所定の定数を掛けた値とする。なお、予測値領域７の角度θを算出する際に掛ける所定の定数は、表示部４６の大きさ、あるいは制御部４１の表示画面生成処理によって生成される表示画面の大きさに基づいて決定される任意の値である。角度θを予測値の信号値が変化する変化タイミングの標準偏差に所定の定数を掛けた値とすることで、角度θを大きな値とすることができ、ユーザが視覚的に予測値領域７の傾きを容易に認識することができる。
【００７８】
図１０に戻って、図１０（ｄ）に示すように、予測画面の生成の第４の過程では、予測画面生成部４１２は予測画面の生成の第１の過程において描画した予測値信号６を削除する。これにより、予測画面の右側は、予測値領域７のみを示すことになる。ここで、予測値領域７は予測値の確度を反映しているため、予測値領域７は制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を示すことになる。したがって、予測画面生成部４１２が生成した予測値領域７のみを示す予測画面によって、ユーザは制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を視覚的に認識することができる。
【００７９】
また、表示システム１００は５つのデバイス１を備えるため、予測画面生成部４１２は、５つのデバイス１についての予測画面を１つの画面にまとめた予測画面を生成する。図１２は、本発明の実施の形態１における予測画面の一例を示す説明図である。ここで、図１２は、図１０とは異なり、各デバイス１の予測画面において予測値領域７を形成する破線が頂点の周辺だけ丸みを帯びた直線である予測画面である。図１２に示すように、５つのデバイス１についての予測画面を１つの画面にまとめた予測画面は、各デバイス１の予測画面が縦に並んだ画面となる。
【００８０】
なお、予測画面生成部４１２の予測画面の生成において、４つの過程全てにおいて予測画面を生成する例について説明したが、４つの過程全てにおいて予測画面を生成することに限定されず、各過程では計算だけ実施し、第４の過程においてのみ予測画面を生成するとしても、あるいは、予測画面生成部４１２は計算だけ実施し、画面の生成は後述する表示画面生成部４１３がまとめて実施するとしてもよい。
【００８１】
図９に戻って、表示画面生成部４１３は、予測画面生成部４１２から予測画面を、収集データベース４３１から制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得した予測画面と制御装置２のログデータの実測値に基づいて、表示画面を生成する。
【００８２】
図１３は、本発明の実施の形態１における表示画面の一例を示す説明図である。図１３に示すように、表示画面生成部４１３は、予測画面生成部４１２から取得した予測画面に、収集データベース４３１から取得した制御装置２のログデータの実測値に基づいて制御装置２のログデータの実測値の信号波長である実測値信号８を描画して、表示画面を生成する。ここで、表示画面生成部４１３が描画する実測値信号８は矩形波である。このように、表示画面生成部４１３が生成した表示画面は、制御装置２のログデータの実測値が正常な状態の範囲を示す予測値領域７からどれだけ逸脱しているかを示す逸脱度合いが端的に示されており、ユーザは表示画面により制御装置２のログデータが正常な状態から逸脱しているか否か、逸脱している場合はその逸脱度合いを視覚的に認識することができる。
【００８３】
次に、図１４を用いて、表示画面が予測値領域７を有することの効果を説明する。図１４は、本発明の実施の形態１における予測値領域を有さない表示画面の一例を示す説明図である。図１４に示すように、実施の形態１の予測値領域７を有さない表示画面は、制御装置２のログデータの実測値の信号波長である実測値信号１１（実線）、制御装置２のログデータの予測値の信号波長である予測値信号１２（破線）、および実測値信号１１と予測値信号１２のずれが開始した点を示す、ずれ開始点１３を有している。ここで、図１４における各制御装置２のログデータの実測値の信号値および予測値の信号値は、図１３に示す各制御装置２のログデータの実測値の信号値および予測値の信号値と同じである。図１４に示す実施の形態１の予測値領域７を有さない表示画面は、正常な状態の信号を示す予測値信号１２とずれ開始点１３とを有することで、ユーザは実測値信号１１と予測値信号１２にずれがあることを視覚的に認識することができる。しかし、図１４に示す実施の形態１の予測値領域７を有さない表示画面は、予測値領域７を有さないため、表示画面には予測値の確度を反映した正常な範囲が示されておらず、ユーザは実測値信号１１が正常な状態から逸脱しているか否か、およびその逸脱度合いを正確に認識することができない。例えば、図１４に示す領域１４（一点鎖線）において、実測値信号１１が予測値信号１２から逸脱しているが、図１３における同じ領域を参照すると実測値信号１１は正常な範囲に含まれていることが確認できる。
【００８４】
以上のように、図１３に示す表示画面生成部４１３が生成する表示画面に描画された予測値領域７によって、ユーザは表示画面により制御装置２のログデータが正常な状態から逸脱しているか否か、逸脱している場合はその逸脱度合いを視覚的に認識することができる。
【００８５】
図９に戻って、表示制御部４１４は、表示画面生成部４１３から表示画面を取得し、取得した表示画面を表示部４６に表示する。
【００８６】
次に制御部４１の表示画面生成処理の流れについて説明する。図１５は、本発明の実施の形態１における表示画面生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００８７】
まず、制御部４１はユーザからの表示画面生成処理開始の要求を受信する、あるいは自動にて表示画面生成処理を開始する。ユーザが表示画面生成処理の開始を要求する方法としては、例えば表示装置４が入力部４５として表示画面生成処理の開始ボタンを備え、ユーザが該当のボタンを押下する方法など任意の方法であってよい。制御部４１が自動にて表示画面生成処理を開始する方法としては、制御部４１が通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得したデータ量が一定量を超えることを検知し、自動で処理を開始する方法など任意の方法であってよい。
【００８８】
ステップＳ３０１では、通信制御部４１１が通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を取得する。ここで、予測データは、制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度を含むデータである。
【００８９】
次に、ステップＳ３０２では、通信制御部４１１がステップＳ３０１にて取得した制御装置２のログデータの実測値と制御装置２のログデータの予測データをメモリ４３の収集データベース４３１に記憶する。ステップＳ３０１とステップＳ３０２により、通信制御部４１１は、制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を収集データベース４３１にコピーする。
【００９０】
次に、ステップＳ３０３では、予測画面生成部４１２が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに基づいて予測画面を生成する。具体的には、予測画面生成部４１２は、収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度に基づいて４つの過程に分けて予測画面を生成する。
【００９１】
予測画面生成部４１２が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度に基づいて４つの過程に分けて予測画面を生成する処理の流れを、図１６を用いて説明する。図１６は、本発明の実施の形態１における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【００９２】
まず、第１の過程であるステップＳ４１１では、予測画面生成部４１２が取集データベース４３１から取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。
【００９３】
次に、第２の過程であるステップＳ４１２では、予測画面生成部４１２が第１の過程であるステップＳ４１１にて描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画した画面を生成する。ここで、予測画面生成部４１２は、予測値信号６を中心に、一定の幅を白色とした白色領域と白色領域を囲む破線により予測値領域７を描画し、白色領域以外の領域を斜線にて描画する。
【００９４】
次に、第３の過程であるステップＳ４１３では、予測画面生成部４１２が第２の過程であるステップＳ４１２にて描画した予測値領域７のうち、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の形状および大きさを補正する。具体的には、予測画面生成部４１２は、取集データベース４３１から取得した予測データに含まれる予測値の確度に基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の幅Ｗと予測値領域７を形成する破線の角度θを補正する。
【００９５】
最後に、第４の過程であるステップＳ４１４では、予測画面生成部４１２が第３の過程であるステップＳ４１３にて描画した画面から予測値信号６を削除し、予測画面生成の課程を終了する。これらの４つの過程により、予測画面生成部４１２は予測画面を生成する。このように、図１５に示すステップＳ３０３にて予測画面生成部４１２が生成した予測画面は、予測値領域７が強調された画面となる。
【００９６】
図１５に戻って、ステップＳ３０４では、表示画面生成部４１３が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得した制御装置２のログデータの実測値を、予測画面生成部４１２がステップＳ４０３にて生成した予測画面に描画して、表示画面を生成する。
【００９７】
ステップＳ３０５では、表示制御部４１４がステップＳ３０４にて表示画面生成部４１３が生成した表示画面を表示部４６に表示し、その後処理を終了する。
【００９８】
以上のように、実施の形態１の表示装置４によれば、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる。
【００９９】
なお、予測値算出装置３と表示装置４が別体である表示システム１００について説明しているが、予測値算出装置３と表示装置４は別体であることに限定されず、予測値算出装置３と表示装置４が一体として構成された予測値表示装置を備える表示システム１００であってもよい。予測値算出装置３と表示装置４を一体とした予測値表示装置を備える表示システム１００である場合は、予測値算出装置３と表示装置４との間のデータのやり取りが不要となり、表示システム１００全体の処理量を低減することができる。また、予測値算出装置３と表示装置４を一体とした予測値表示装置を備える表示システム１００である場合は、予測値算出装置３の制御部３１と表示装置４の制御部４１の機能を１つの制御部とすることができ、表示システム１００の装置の部品点数を削減することもできる。
【０１００】
なお、予測画面生成部４１２が表示画面の予測値領域７のうち予測値の信号値が変化する変化タイミングの領域の幅Ｗおよび角度θの両方を、予測値の確度に基づいて補正する場合について説明しているが、領域の幅Ｗおよび角度θの両方を補正することに限定されず、領域の幅Ｗあるいは角度θのいずれか一方のみを補正するとしてもよい。表示画面の予測値領域７のうち予測値の信号値が変化する変化タイミングの領域の幅Ｗあるいは角度θのいずれか一方のみを補正する場合は、予測画面生成部４１２における予測画面を生成する処理の処理量を低減することができる。
【０１０１】
なお、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルであり、予測値算出装置３が予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データを表示装置４に出力する場合について説明しているが、予測値算出装置３が予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データを表示装置４に出力する場合に限定されず、予測値算出装置３が予測値の確度のみを含む予測データを出力するとしてもよい。この場合、表示装置４の制御部４１の予測画面生成部４１２が、予測値算出装置３から取得した予測データに含まれる予測値の確度に基づいて予測値の信号値を算出する。
【０１０２】
実施の形態２．
実施の形態１では、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合に、制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である確率が０．５以上である場合に予測値の信号値を１と、制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である確率が０．５未満である場合に予測値の信号値を０とし、制御装置２のログデータの予測値の信号値が必ず０あるいは１の２つの状態のいずれかである実施の形態について説明した。実施の形態２では、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合に、制御装置２のログデータの予測値の信号値が０、１、あるいは無しの３つの状態となる実施の形態について説明する。なお、表示システム１００の構成、予測値算出装置３の構成、表示装置４の構成、予測値算出装置３における正常モデル生成処理、予測値算出装置３における予測値算出処理、および表示装置４における表示画面生成処理は実施の形態１と同様のため説明を省略する。但し、予測値算出装置３の予測値算出部３１４が制御装置２のログデータの予測値の信号値を算出する算出方法と、表示装置４の予測画面生成部４１２が予測画面を生成する生成の過程について、実施の形態１と異なっており、その詳細を後述する。
【０１０３】
図６に示す予測値算出部３１４は、メモリ３３の収集データベース３３１から過去の制御装置２のログデータを取得し、正常モデルデータベース３３２から正常モデルを取得し、取得した過去の制御装置２のログデータと正常モデルに基づいて制御装置２のログデータの予測データを算出する。なお、メモリ３３の正常モデルデータベース３３２は制御部３１にて予測値算出処理を開始する時に、ストレージ３２からメモリ３３にコピーされ記憶される。ここで、正常モデルが機械学習により生成された正常モデルである場合、予測値算出部３１４は、取得した過去の制御装置２のログデータを正常モデルに入力することで、制御装置２のログデータの次の値である予測値の信号値が１である確率を算出する。なお、予測値算出部３１４が算出した制御装置２のログデータの予測値の信号値が１である確率が、予測値の正確さを示す予測値の確度となる。
【０１０４】
予測値算出部３１４は、算出した予測値の信号値が１である確率が０．５より大きな閾値以上である場合に制御装置２のログデータの予測値の信号値を１と、算出した予測値の信号値が１である確率が０．５より小さな閾値以下である場合に制御装置２のログデータの予測値の信号値を０と、算出した予測値の信号値が１である確率が０．５より小さな閾値より大きく、０．５より大きな閾値未満である場合に制御装置２のログデータの予測値の信号値が無いと算出する。ここで、０．５より大きな閾値は例えば０．９であり、０．５より小さな閾値は例えば０．１である。このように０．５より大きな閾値を０．９と、０．５より小さな閾値を０．１とすると、予測値算出部３１４は９０パーセント以上の確率で予測値の信号値が１である場合に予測値の信号値を１と、９０パーセント以上の確率で予測値の信号値が０である場合に予測値の信号値を０と、それ以外の場合を予測値の信号値を無しとすることができ、予測値算出部３１４はより正確な予測値の信号値を算出することができる。
【０１０５】
次に、図１７を用いて表示装置４の予測画面生成部４１２が予測画面を生成する生成の過程を説明する。予測画面生成部４１２は、予測画面の生成を４つの過程に分けて実施する。図１７は、本発明の実施の形態２における予測画面の生成過程を示す説明図である。図１７（ａ）は予測画面の生成の第１の過程、図１７（ｂ）は予測画面の生成の第２の過程、図１７（ｃ）は予測画面の生成の第３の過程、図１７（ｄ）は予測画面の生成の第４の過程を説明した説明図である。
【０１０６】
図１７（ａ）に示すように、予測画面の生成の第１の過程では、予測画面生成部４１２は、左側にデバイス１の名称を、右側に取得した制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて、予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。図１７（ａ）において、右側の予測値の信号波長を描画した画面において、縦軸は信号値の値を、横軸は時間（ｔ）を示しており、縦軸は信号値の値として０あるいは１を、横軸は右ほど後の時間を示している。ここで、実施の形態１と異なり、予測画面生成部４１２は、予測値の信号値（図１７（ａ）に示す黒丸）をプロットし、プロットした予測値の信号値を結ぶことで予測値信号６を描画する。なお、図１７（ａ)に示すように、黒丸で示す点は予測値の信号値が０あるいは１の点であり、左から３番目の空いている点が予測値の信号値が無い点である。また、図１７（ａ）において、左側のデバイス１の名称を描画した画面は、予測画面生成部４１２が収集データベース４３１からデバイス区別データを取得し、取得したデバイス区別データに基づいて描画する。
【０１０７】
図１７（ｂ）に示すように、予測画面の生成の第２の過程では、予測画面生成部４１２は第１の過程で描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画する。ここで、予測値領域７は、予測値信号６を中心とした一定幅の領域で、白色にて示される白色領域と、白色の領域を囲むように破線とを有する。また、予測画面生成部４１２は予測値領域７を強調するため、その他の領域を斜線で描画する。なお、図１７（ｂ）において、予測画面生成部４１２が予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画する場合について説明しているが、予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画することに限定されず、予測値領域７を他の色、例えば赤色で、その他の領域を斜線以外、例えば黒色で塗りつぶすように描画してもよく、予測値領域７が他の領域と異なる領域であることを示すことができる描画であればよい。このように描画することで、図１７（ｂ）における予測値領域７は、予測値信号６を強調して示すことができる。なお、図１７（ｂ）において、予測値領域７を形成する破線を直線の破線にて説明しているが、予測値領域７を形成する破線が直線の破線であることに限定されず、予測値領域７を形成する破線が曲線の破線であっても、あるいは予測値領域７を形成する破線が頂点の周辺だけ丸みを帯びた直線である破線であってもよい。
【０１０８】
図１７（ｃ）に示すように、予測画面の生成の第３の過程では、予測画面生成部４１２は第２の過程で描画した予測値領域７である白色領域のうち、予測値の信号値が変化する変化タイミングの領域、つまり予測値信号６が斜めの線である領域に関して、描画した予測値信号６に基づいて領域の大きさを補正する。
【０１０９】
図１８は、本発明の実施の形態２における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。図１８に示すように、予測画面の生成の第３の過程において、予測画面生成部４１２により補正された予測画面の予測値領域７は、破線に囲まれた白色の領域にて示されており、幅Ｗを有している。ここで、予測値領域７の幅Ｗは、予測値信号６の変化タイミングの幅ｍＷに一定の定数、例えば０．５、３分の１などを掛けた値とする。あるいは、予測値領域７の幅Ｗは、予測値信号６の変化タイミングの幅ｍＷに、予測値信号６の変化タイミングを形成する複数の予測値における予測値の確度に基づいた数、例えば各予測値の予測値の確度を０．５から引いた値の絶対値の平均などを掛けた値とする。つまり、予測値信号６の変化タイミングを形成する予測値が３つあり、それぞれの予測値の確度が０．１、０．４、および０．９である場合、それぞれの予測値の確度を０．５から引いた値の絶対値が、０．４、０．１、０．４となり、その平均が０．３となるため、予測値領域の幅Ｗは予測値信号６の変化タイミングの幅ｍＷに０．３を掛けた値となる。このように、予測値領域７の幅Ｗは、予測値信号６の変化タイミングの幅ｍＷに基づいた値であるため、予測値の信号値の変化にかかった時間を反映した値となる。
【０１１０】
図１７に戻って、図１７（ｄ）に示すように、予測画面の生成の第４の過程では、予測画面生成部４１２は予測画面の生成の第１の過程において描画した予測値信号６を削除する。これにより、予測画面の右側は、予測値領域７のみを示すことになる。ここで、予測値領域７は予測値の信号値の変化にかかった時間を反映しているため、予測値領域７は制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を示すことになる。したがって、予測画面生成部４１２が生成した予測値領域７のみを示す予測画面によって、ユーザは制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を視覚的に認識することができる。
【０１１１】
次に、予測画面生成４１２が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて、４つの過程に分けて予測画面を生成する処理の流れを、図１９を用いて説明する。図１９は、本発明の実施の形態２における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【０１１２】
まず、第１の過程であるステップＳ５１１では、予測画面生成部４１２が取集データベース４３１から取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。ここで、予測画面生成部４１２は、予測値の信号値をプロットし、プロットした予測値の信号値を結ぶことで予測値信号６を描画する。
【０１１３】
次に、第２の過程であるステップＳ５１２では、予測画面生成部４１２が第１の過程であるステップＳ５１１にて描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画した画面を生成する。ここで、予測画面生成部４１２は、予測値信号６を中心に、一定の幅を白色とした白色領域と白色領域を囲む破線により予測値領域７を描画し、白色領域以外の領域を斜線にて描画する。
【０１１４】
次に、第３の過程であるステップＳ５１３では、予測画面生成部４１２が第２の過程であるステップＳ５１２にて描画した予測値領域７のうち、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の大きさを補正する。具体的には、予測画面生成部４１２は、ステップＳ５１１にて描画した予測値信号６に基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の幅Ｗを補正する。
【０１１５】
最後に、第４の過程であるステップＳ５１４では、予測画面生成部４１２が第３の過程であるステップＳ５１３にて描画した画面から予測値信号６を削除し、予測画面生成の課程を終了する。これらの４つの過程により、予測画面生成部４１２は予測画面を生成する。このように、予測画面生成部４１２が生成した予測画面は、予測値領域７が強調された画面となる。
【０１１６】
以上のように、実施の形態２の表示装置４によれば、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる。
【０１１７】
なお、予測値算出装置３が予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データを表示装置４に出力する場合について説明しているが、予測値算出装置３が予測値の信号値と予測値の確度を含む予測データを表示装置４に出力する場合に限定されず、予測値算出装置３が予測値の確度のみを含む予測データを出力するとしてもよい。この場合、表示装置４の制御部４１の予測画面生成部４１２が、予測値算出装置３から取得した予測データに含まれる予測値の確度に基づいて予測値の信号値を算出する。
【０１１８】
実施の形態３．
実施の形態１では、正常モデルが統計処理により生成された正常モデルである場合に、表示装置４の制御部４１の予測画面生成部４１２が予測値領域７の角度θを予測値の確度である標準偏差に基づいて算出する実施の形態について説明した。実施の形態３では、正常モデルが統計処理により生成された正常モデルである場合に、表示装置４の制御部４１の予測画面生成部４１２が予測値領域７の形状および大きさを予測値の確度である標準偏差に基づいて算出した正規分布を用いて補正する実施の形態について説明する。なお、表示システム１００の構成、予測値算出装置３の構成、表示装置４の構成、予測値算出装置３における正常モデル生成処理、予測値算出装置３における予測値算出処理、および表示装置４における表示画面生成処理は実施の形態１と同様のため説明を省略する。但し、表示装置４の予測画面生成部４１２が予測画面を生成する生成の過程について、実施の形態１と異なっており、その詳細を後述する。
【０１１９】
図２０を用いて表示装置４の予測画面生成部４１２が予測画面を生成する生成の過程を説明する。予測画面生成部４１２は、予測画面の生成を４つの過程に分けて実施する。図２０は、本発明の実施の形態３における予測画面の生成過程を示す説明図である。図２０（ａ）は予測画面の生成の第１の過程、図２０（ｂ）は予測画面の生成の第２の過程、図２０（ｃ）は予測画面の生成の第３の過程、図２０（ｄ）は予測画面の生成の第４の過程を説明した説明図である。
【０１２０】
図２０（ａ）に示すように、予測画面の生成の第１の過程では、予測画面生成部４１２は、左側にデバイス１の名称を、右側に取得した制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて、予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。ここで、図２０（ａ）において、予測値画面生成部４１２が描画する予測値信号６は矩形波であり、右側の予測値の信号波長を描画した画面において、縦軸は信号値の値を、横軸は時間（ｔ）を示しており、縦軸は信号値の値として０あるいは１を、横軸は右ほど後の時間を示している。また、図２０（ａ）において、左側のデバイス１の名称を描画した画面は、予測画面生成部４１２が収集データベース４３１からデバイス区別データを取得し、取得したデバイス区別データに基づいて描画する。
【０１２１】
図２０（ｂ）に示すように、予測画面の生成の第２の過程では、予測画面生成部４１２は第１の過程で描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画する。ここで、予測値領域７は、予測値信号６を中心とした一定幅の領域で、白色にて示される白色領域と、白色の領域を囲むように破線とを有する。また、予測画面生成部４１２は予測値領域７を強調するため、その他の領域を斜線で描画する。なお、図２０（ｂ）において、予測画面生成部４１２が予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画する場合について説明しているが、予測値領域７を白色で、その他の領域を斜線にて描画することに限定されず、予測値領域７を他の色、例えば赤色で、その他の領域を斜線以外、例えば黒色で塗りつぶすように描画してもよく、予測値領域７が他の領域と異なる領域であることを示すことができる描画であればよい。このように描画することで、図２０（ｂ）における予測値領域７は、予測値信号６を強調して示すことができる。なお、図２０（ｂ）において、予測値領域７を形成する破線を直線の破線にて説明しているが、予測値領域７を形成する破線が直線の破線であることに限定されず、予測値領域７を形成する破線が曲線の破線であっても、あるいは予測値領域７を形成する破線が頂点の周辺だけ丸みを帯びた直線である破線であってもよい。
【０１２２】
図２０（ｃ）に示すように、予測画面の生成の第３の過程では、予測画面生成部４１２は第２の過程で描画した予測値領域７である白色領域のうち、予測値の信号値が変化する変化タイミングの領域、つまり予測値信号６が斜めの線である領域に関して、予測値の確度である標準偏差に基づいて領域の形状および大きさを補正する。ここで、図２１を用いて予測画面生成部４１２が予測値の確度である標準偏差に基づいて予測値領域７を補正する補正の過程を説明する。予測画面生成部４１２は、予測値領域７の補正を５つの過程に分けて実施する。
【０１２３】
図２１は、本発明の実施の形態３における予測画面の予測値領域の補正方法の一例を示す説明図である。図２１（ａ）は予測値領域７の補正の第１の過程である標準偏差に基づいた正規分布であり、図２１（ｂ）は予測値領域７の補正の第２の過程である補正用信号波長であり、図２１（ｃ）は予測値領域７の補正の第３の過程である補正する予測値信号６の信号波長である補正信号波長であり、図２１（ｄ）は予測値領域７の補正の第４の過程である補正後の予測値信号６の信号波長であり、図２１（ｅ）は予測値領域７の補正の第５の過程である補正後の予測値領域７である。
【０１２４】
図２１（ａ）は予測値の確度である標準偏差の基づいた正規分布であり、縦軸は確率密度を示している。図２１（ａ）に示すように、予測値領域７の補正の第１の過程では、予測画面生成部４１２は予測値の信号値の変化タイミングに対応する正規分布を、予測値の確度である標準偏差に基づいて算出する。
【０１２５】
図２１（ｂ）は予測値信号６の信号波長を補正するための補正用信号波長であり、図２１（ａ）にて示す予測値領域７の補正の第１の過程において算出した正規分布の右半分の形状である。ここで、図２１（ｂ）の黒丸は図面の中心点を示している。図２１（ｂ）に示すように、予測値領域７の補正の第２の過程では、予測画面生成部４１２は予測値領域７の補正の第１の過程において算出した正規分布の半分、ここでは右半分の形状を予測値信号６の信号波長を補正する補正用信号波長として抽出する。なお、図２１（ｂ）において、予測画面生成部４１２は正規分布の右半分の形状を抽出したが、これは、図２１（ｃ）以降において補正する予測値信号６の信号波長が信号値１から０に変化する信号波長であるためであり、補正する予測値信号６の信号波長が信号値０から１に変化する信号波長である場合は、予測画面生成部４１２は正規分布の左半分の形状を抽出する。
【０１２６】
図２１（ｃ）は補正する予測値信号６の信号波長である補正信号波長であり、図２１（ａ）に示す予測画面生成部４１２が描画した予測値信号６の信号波長のうち、予測値信号６の信号値の変化タイミングに対応する信号波長である。ここで、図２１（ｃ）の黒丸は図面の中心点を示している。図２１（ｃ）に示すように、予測値領域７の補正の第３の過程では、予測画面生成部４１２は予測値の信号値の変化タイミングの予測値信号６の信号波長を、補正を実施する補正信号波長として指定する。
【０１２７】
図２１（ｄ）は補正後の予測値信号６の信号波長である。ここで、図２１（ｄ）の黒丸は図面の中心点を示し、破線は図２１（ｃ）に示す補正信号波長である予測値信号６の信号波長を示す。図２１（ｄ）に示すように、予測値領域７の補正の第４の過程では、予測画面生成部４１２は予測値領域７の補正の第３過程にて指定した補正信号波長である予測値信号６を、中心点の黒丸を中心に、予測値領域７の補正の第２過程にて抽出した補正用信号波長である正規分布の右半分の形状に入れ替えて補正する。ここで、予測画面生成部４１２は補正の際に、抽出した補正用信号波長である正規分布の右半分の形状の縦の長さが、補正信号波長である予測値信号６の縦の長さに合うように、補正用信号波長である正規分布の右半分の形状を拡大して入れ替える。このように予測値信号６が補正されたことにより、予測値信号６に基づいて形成される予測値領域７の形状も補正されたことになる。
【０１２８】
図２１（ｅ）は補正後の予測値領域７であり、幅Ｗを有している。図２１（ｅ）に示すように、予測値領域７の補正の第５の過程では、予測画面生成部４１２は予測値領域７を、予測値領域７の補正の第４過程にて補正した予測値信号６において、信号値が０あるいは１から外れる点から幅Ｗだけ広げる補正を実施する。ここで、予測値領域７の幅Ｗは、予測値確度である標準偏差に所定の定数を掛けた値とする。なお、図２１（ｅ）において補正後の予測値領域７を、直線の破線で囲まれた領域にて示しているが、補正後の予測値領域７は直線の破線で囲まれた領域に限定されず、曲線の破線で囲まれた流域であってもよい。補正後の予測値領域７が曲線の破線で囲まれる場合は、曲線の破線は図２１（ｂ）に示す正規分布の右半分の形状を縦、および横に伸長あるいは縮小した形状など、図２１（ｂ）に示す正規分布の右半分の形状に基づいた形状である。また、予測値の幅Ｗを算出する際に掛ける所定の定数は、表示部４６の大きさ、あるいは制御部４１の表示画面生成処理によって生成される表示画面の大きさに基づいて決定される任意の値である。これにより、予測値領域７の幅Ｗは、予測値の確度を反映した値となる。
【０１２９】
図２０に戻って、図２０（ｄ）に示すように、予測画面の生成の第４の過程では、予測画面生成部４１２は予測画面の生成の第１の過程において描画した予測値信号６を削除する。これにより、予測画面の右側は、予測値領域７のみを示すことになる。ここで、予測値領域７は予測値の確度を反映しているため、予測値領域７は制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を示すことになる。したがって、予測画面生成部４１２が生成した予測値領域７のみを示す予測画面によって、ユーザは制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を視覚的に認識することができる。
【０１３０】
次に、予測画面生成４１２が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度である標準偏差に基づいて４つの過程に分けて予測画面を生成する処理の流れを、図２２を用いて説明する。図２２は、本発明の実施の形態３における予測画面生成の過程の一例を示すフローチャートである。
【０１３１】
まず、第１の過程であるステップＳ６１１では、予測画面生成部４１２が取集データベース４３１から取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて予測値の信号波長である予測値信号６を描画した画面を生成する。ここで、予測画面生成部４１２は、予測値の信号値をプロットし、プロットした予測値の信号値を結ぶことで予測値信号６を描画する。
【０１３２】
次に、第２の過程であるステップＳ６１２では、予測画面生成部４１２が第１の過程であるステップＳ６１１にて描画した予測値信号６を中心に、一定の幅を有する予測値領域７を描画した画面を生成する。ここで、予測画面生成部４１２は、予測値信号６を中心に、一定の幅を白色とした白色領域と白色領域を囲む破線により予測値領域７を描画し、白色領域以外の領域を斜線にて描画する。
【０１３３】
次に、第３の過程であるステップＳ６１３では、予測画面生成部４１２が第２の過程であるステップＳ６１２にて描画した予測値領域７のうち、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の形状および大きさを補正する。具体的には、予測画面生成部４１２は、第１の過程であるステップＳ６１１にて制御装置２のログデータの予測値の信号値に基づいて描画した予測値信号６および予測値の確度である標準偏差に基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の幅Ｗを補正する。ここで、予測画面生成４１２が制御装置２のログデータの予測値の信号値および予測値の確度である標準偏差に基づいて５つの過程に分けて予測値領域７を補正する処理の流れを、図２３を用いて説明する。図２３は、本発明の実施の形態３における予測値領域の補正の過程の一例を示すフローチャートである。
【０１３４】
まず、第１の過程であるステップＳ７１１では、予測画面生成部４１２が取集データベース４３１から取得した予測データに含まれる制御装置２のログデータの予測値の確度である標準偏差に基づいて正規分布を算出する。ここで、予測画面生成部４１２は、描画した予測信号６の変化タイミングに対応する正規分布を算出する。
【０１３５】
次に、第２の過程であるステップＳ７１２では、予測画面生成部４１２が第１の過程であるステップＳ７１１にて算出した正規分布の半分の形状を予測値信号６の信号波長を補正する補正用信号波長として抽出する。ここで、補正する予測値信号６の信号波長が信号値１から０に変化する信号波長である場合は、予測画面生成部４１２は算出した正規分布の右半分を、補正する予測値信号６の信号波長が信号値０から１に変化する信号波長である場合は、予測画面生成部４１２は算出した正規分布の左半分を、抽出する。
【０１３６】
次に、第３の過程であるステップＳ７１３では、予測画面生成部４１２が予測値の信号値の変化タイミングの予測値信号６の信号波長を、補正を実施する補正信号波長として指定する。
【０１３７】
次に、第４の過程であるステップＳ７１４では、予測画面生成部４１２が第３の過程であるステップＳ７１３にて指定した補正信号波長である予測値信号６を、第２の過程であるステップＳ７１２にて抽出した補正用信号波長である正規分布の半分の形状に入れ替えて補正する。ここで、予測画面生成部４１２は補正の際に、抽出した補正用信号波長である正規分布の半分の形状の縦の長さが、補正信号波長である予測値信号６の縦の長さに合うように、補正用信号波長である正規分布の半分の形状を拡大し、中心を合わせて入れ替えることで補正する。このように予測値信号６が補正されたことにより、予測値信号６に基づいて形成される予測値領域７の形状も補正されたことになる。
【０１３８】
最後に、第５の過程であるステップＳ７１５では、予測画面生成部４１２が第４の過程であるステップＳ７１４にて補正した予測値信号６および制御装置２のログデータの予測値の確度である標準偏差に基づいて、制御装置２のログデータの予測値の信号値が変化する変化タイミングの予測値領域７の幅Ｗを補正し、予測値領域の補正の過程を終了する。ここで、予測値領域７の幅Ｗは、予測値確度である標準偏差に所定の定数を掛けた値とする。なお、予測値の幅Ｗを算出する際に掛ける所定の定数は、表示部４６の大きさ、あるいは制御部４１の表示画面生成処理によって生成される表示画面の大きさに基づいて決定される任意の値である。また、これらの５つの過程により、予測画面生成部４１２は予測値領域７を補正する。
【０１３９】
図２２に戻って、第４の過程であるステップＳ６１４では、予測画面生成部４１２が第３の過程であるステップＳ６１３にて描画した画面から予測値信号６を削除し、予測画面生成の課程を終了する。これらの４つの過程により、予測画面生成部４１２は予測画面を生成する。このように、予測画面生成部４１２が生成した予測画面は、予測値領域７が強調された画面となる。
【０１４０】
以上のように、実施の形態３の表示装置４によれば、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる。
【０１４１】
実施の形態４．
実施の形態１では、予測値領域７が描画された表示画面によって、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、およびその逸脱度合いを示すことができる実施の形態について説明した。実施の形態４では、表示画面が、さらに制御装置２のログデータの実測値が正常な状態から逸脱している場合の逸脱度合いの大きさ、および逸脱している方向を示す異常アイコンが重畳された重畳表示画面である実施の形態について説明する。なお、表示システム１００の構成、予測値算出装置３の構成、表示装置４の構成、予測値算出装置３における正常モデル生成処理、および予測値算出装置３における予測値算出処理は実施の形態１と同様のため説明を省略する。但し、表示装置４のストレージ４２に記憶された表示画面生成プログラムにより生成される表示画面が重畳表示画面であることが、実施の形態１と異なっている。
【０１４２】
図２４は、本発明の実施の形態４における表示画面生成処理を実行するための機能構成の一例を示す構成図である。図２４では、制御部４１によって実行される表示画面生成プログラム４２１の各機能が機能ブロックで、各機能ブロックの処理の流れが実線矢印で、そしてデータの流れが破線矢印で示されている。
【０１４３】
図２４に示すように、制御部４１は通信制御部４１１、予測画面生成部４１２、表示画面生成部４１３、表示制御部４１４、および重畳表示画面生成部４１５を有している。また、図２４には説明のため、メモリ４３、通信部４４、および表示部４６を図示している。ここで、重畳表示画面生成部４１５が実施の形態１と異なる構成であり、通信制御部４１１、予測画面生成部４１２、および表示画面生成部４１３は、実施の形態１の図９と同様のため、説明を省略する。また、以下において表示画面生成部４１３が図１３に示す表示画面を生成した場合について説明する。
【０１４４】
重畳表示画面生成部４１５は、表示画面生成部４１３から表示画面を取得し、取得した表示画面に基づいて異常アイコンを生成し、生成した異常アイコンを表示画面に重畳し、重畳表示画面を生成する。
【０１４５】
図２５は、本発明の実施の形態４における異常アイコンの生成過程を示す説明図である。図２５（ａ）は制御装置２のログデータの実測値が正常な状態の範囲を示す予測値領域から逸脱している表示画面であり、図２５（ｂ）は制御装置２のログデータの実測値が正常な状態の範囲を示す予測値領域から逸脱している表示画面の拡大図であり、図２５（ｃ）は異常アイコンを重畳した重畳表示画面の説明図である。
【０１４６】
図２５（ａ）は、制御装置２のログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域７および制御装置２のログデータの実測値の信号波長である実測値信号８を有する。図２５（ａ）に示すように、領域２１（一点鎖線）において、実測値信号８が予測値領域７から逸脱している。
【０１４７】
図２５（ｂ）は図２５（ａ）の領域２１を拡大した図面である。図２５（ｂ）に示すように、実測値信号８は予測値領域７から右側、つまり時間が遅れた側に、水平方向に水平方向逸脱量２２（破線）だけ逸脱しており、垂直方向に垂直方向逸脱量２３（破線）だけ逸脱している。
【０１４８】
図２５（ｃ）は、予測値領域７、実測値信号８、および異常アイコン９を有し、予測値領域７および実測値信号８から構成される表示画面に、異常アイコン９が重畳された重畳表示画面である。図２５（ｃ）に示すように、異常アイコン９は幅Ｗと高さＨを有し、内部が不透明な黒色で塗りつぶされた、実測値信号８の逸脱した方向である右側方向を指し示した形状である。なお、異常アイコン９の内部が不透明な黒色で塗りつぶされた場合について説明しているが、異常アイコン９の内部は不透明な黒色で塗りつぶされた場合に限定されず、黒色以外の色であっても、あるいは重畳した実測値信号８が見えるように半透明であってもよい。ここで、異常アイコン９が半透明であることで、ユーザは異常アイコン９が大きく、変化タイミングの実測値信号８の全体を覆い隠すように重畳される場合であっても、ユーザは実測値信号８を視認することができる。
【０１４９】
次に、図２６を用いて異常アイコン９の形状の詳細を説明する。図２６は、本発明の実施の形態４における異常アイコンの形状を示す説明図である。ここで、図２６は、説明のため、異常アイコン９の形状だけを抽出した図面であり、異常アイコン９の内部の直線および斜線は説明のための補助線である。図２６に示すように、異常アイコン９は実測値信号８が予測値領域７から逸脱している逸脱度合いの大きさを示す逸脱度合い領域２４と、実測値信号８が予測値領域７から逸脱している方向を示す逸脱方向領域２５（斜線領域）とを有する。
【０１５０】
逸脱度合い領域２４は、幅Ｗと高さＨを有した矩形であり、幅Ｗと高さＨにより構成される面積により実測値信号８が予測値領域７から逸脱している逸脱度合いの大きさを示す領域である。ここで幅Ｗは水平方向逸脱量２２に一定の定数を掛けた値とし、高さＨは垂直方向逸脱量２３に一定の定数を掛けた値とする。なお、幅Ｗは水平方向逸脱量２２の２乗に一定の定数を掛けた値、あるいは高さＨと同じ値としてもよい。
【０１５１】
ここで、幅Ｗのみ水平方向逸脱量２２の２乗に一定の定数を掛けた値とするのは、垂直方向逸脱量２３には信号値の値という最大値があるため、最大値と比較することで大きさの比較が容易であるが、水平方向逸脱量２２には最大値がないため、大きさを比較する基準が無く、大きさの比較が難しいためである。つまり、値が一定に大きくなる、水平方向逸脱量２２に基づいた幅Ｗよりも、値が指数関数的に大きくなる、水平方向逸脱量２２の２乗に基づいた幅Ｗの方が大きさを比較しやすくなり、ユーザが視覚的に大きさの違いを認識することができる。
【０１５２】
また、幅Ｗを高さＨと同じ大きさとするのは、制御装置２のログデータの予測値の確度が高く予測値領域７の角度θが小さい場合のように、高さＨに比べて幅Ｗが小さくなりやすい場合であっても、異常アイコン９の逸脱度合い領域２４の面積を大きくすることができ、ユーザが視覚的に異常アイコン９の存在を認識しやすくなるという効果を得ることができる。
【０１５３】
図２６に戻って、逸脱方向領域２５は、右側方向を向いた頂点を有する三角形の形状である。ここで、右側方向を向いた頂点は実測値信号８が予測値領域７から逸脱した方向を示しており、実測値信号８が予測値領域７から時間が遅れている方向に逸脱している場合は右側方向に、実測値信号８が予測値領域７から時間が早い方向に逸脱している場合は左側方向に向くことになる。なお、逸脱方向領域２５が三角形の形状である場合について説明しているが、三角形の形状には限定されず、三角形以外の多角形など方向を示すことのできる部分を有する形状であればよい。
【０１５４】
次に、図２７を用いて重畳表示画面生成部４１５が生成する重畳表示画面を説明する。図２７は、本発明の実施の形態４における重畳表示画面の一例を示す説明図である。ここで、表示システム１００は５つのデバイス１を備えるため、図２７に示す重畳表示画面は、５つのデバイス１についての重畳表示画面を１つの画面にまとめた重畳表示画面である。また、図２７に示す重畳表示画面は、図１３に示す表示画面に異常アイコン９を重畳した重畳表示画面である。
【０１５５】
図２７に示すように、重畳表示画面は予測値領域７、実測値信号８、および異常アイコン９を有しており、異常アイコン９は、実測値信号８が予測値領域７から逸脱している箇所にのみ重畳されている。ここで、異常アイコン９は実測値信号８が予測値領域７から逸脱している逸脱度合い、および逸脱した方向を示しているため、異常アイコン９により、ユーザは視覚的に実測値信号８が予測値領域７から逸脱している逸脱度合い、および逸脱した方向を認識することができる。
【０１５６】
以上のように、図２７に示す重畳表示画面生成部４１５が生成する重畳表示画面によって、ユーザは表示画面により制御装置２のログデータが正常な状態から逸脱しているか否か、逸脱している場合はその逸脱度合いを視覚的に認識することができる。
【０１５７】
図２４に戻って、表示制御部４１４は、重畳表示画面生成部４１５から重畳表示画面を取得し、取得した重畳表示画面を表示部４６に表示する。
【０１５８】
次に制御部４１の表示画面生成処理の流れについて説明する。図２８は、本発明の実施の形態４における表示画面生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１５９】
まず、制御部４１はユーザからの表示画面生成処理開始の要求を受信する、あるいは自動にて表示画面生成処理を開始する。ユーザが表示画面生成処理の開始を要求する方法としては、例えば表示装置４が入力部４５として表示画面生成処理の開始ボタンを備え、ユーザが該当のボタンを押下する方法など任意の方法であってよい。制御部４１が自動にて表示画面生成処理を開始する方法としては、制御部４１が通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得したデータ量が一定量を超えることを検知し、自動で処理を開始する方法など任意の方法であってよい。
【０１６０】
ステップＳ８０１では、通信制御部４１１が通信部４４を介して予測値算出装置３から制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を取得する。ここで、予測データは、制御装置２のログデータの予測値の信号値と予測値の確度を含むデータである。
【０１６１】
次に、ステップＳ８０２では、通信制御部４１１がステップＳ８０１にて取得した制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値をメモリ４３の収集データベース４３１に記憶する。ステップＳ８０１とステップＳ８０２により、通信制御部４１１は、制御装置２のログデータの予測データと制御装置２のログデータの実測値を収集データベース４３１にコピーする。
【０１６２】
次に、ステップＳ８０３では、予測画面生成部４１２が取集データベース４３１から制御装置２のログデータの予測データを取得し、取得した予測データに基づいて予測画面を生成する。この処理は図１５のステップＳ３０３に相当する処理のため詳細な説明は省略する。
【０１６３】
ステップＳ８０４では、表示画面生成部４１３が収集データベース４３１から制御装置２のログデータの実測値を取得し、取得した制御装置２のログデータの実測値を、予測画面生成部４１２がステップＳ８０３にて生成した予測画面に描画して、表示画面を生成する。
【０１６４】
ステップＳ８０５では、重畳表示画面生成部４１５がステップＳ８０４にて表示画面生成部４１３が生成した表示画面の基づいて異常アイコン９を生成し、表示画面に異常アイコン９を重畳して重畳表示画面を生成する。
【０１６５】
ステップＳ８０６では、表示制御部４１４がステップＳ８０５にて重畳表示画面生成部４１５が生成した重畳表示画面を表示部４６に表示し、その後処理を終了する。
【０１６６】
以上のように、実施の形態４の表示装置４によれば、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした重畳表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、その逸脱度合いの大きさ、およびログデータが正常な状態から逸脱している方向を示すことができる。
【０１６７】
なお、重畳表示画面生成部４１５が生成する異常アイコン９が矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状である場合について説明したが、矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状に限定されず、実測値信号８が予測値領域７から逸脱している逸脱度合いの大きさと、その逸脱している方向を示すことができる形状であれば、矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状以外の形状であってもよい。
【０１６８】
図２９は、本発明の実施の形態４における異常アイコンの一例を示す説明図である。図２９（ａ）、図２９（ｂ）、および図２９（ｃ）は逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５が一体化した異常アイコンであり、図２９（ｄ）、図２９（ｅ）、および図２９（ｆ）は逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５が別体である異常アイコンである。ここで、図２９は、説明のために異常アイコン９の形状だけを抽出した図面であり、異常アイコン９の内部は不透明あるいは半透明な黒色などで塗りつぶされていてもよい。また、異常アイコン９の内部の破線は説明のための補助線である。
【０１６９】
図２９（ａ）に示すように、異常アイコン９の逸脱度合い領域２４にも実測値信号８が予測値領域７から逸脱している方向を示す部分を有していてもよい。このような異常アイコン９によって、ユーザはさらに実測値信号８が予測値領域７から逸脱している方向を容易に認識することができる。
【０１７０】
図２９（ｂ）に示すように、異常アイコン９の逸脱度合い領域２４の水平方向の大きさが水平方向逸脱量２２を、異常アイコン９の逸脱方向領域２５の垂直方向の大きさが垂直方向逸脱量２３を示す、矢印型の形状であってもよい。このような異常アイコン９において、ユーザは、矢印の大きさによって逸脱度合いを、矢印の方向によって逸脱している方向を認識することができる。
【０１７１】
図２９（ｃ）に示すように、異常アイコン９が逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５の両方の機能を有する三角形の異常領域２６から構成されてもよい。ここで、異常領域２６の水平方向の大きさが水平方向逸脱量２２を、垂直方向の大きさが垂直方向逸脱量２３を示し、異常領域２６の三角形の頂点の方向により逸脱している方向を示している。このような異常アイコン９において、ユーザは、異常アイコン９の全体を視認することによって逸脱度合いと逸脱している方向を一度に認識することができる。
【０１７２】
図２９（ｄ）に示すように、異常アイコン９が矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を有し、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５が別体として構成されてもよい。このような異常アイコン９によって、ユーザは逸脱度合いおよび逸脱している方向を認識することができる。
【０１７３】
図２９（ｅ）に示すように、異常アイコン９が矩形の逸脱度合い領域２４と矢印の傘部の形状の逸脱方向領域２５を有し、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５が別体として構成されてもよい。このような異常アイコン９によって、ユーザは逸脱度合いおよび逸脱している方向を認識することができる。なお、異常アイコン９が矢印の傘の形状の逸脱方向領域２５を複数有し、矢印の傘部の形状の逸脱方向領域２５の数により水平方向逸脱量２２を示すとしてもよい。
【０１７４】
図２９（ｆ）に示すように、異常アイコン９が矢印の支持部と傘部が分離して別体とした矢印型の形状であってもよい。ここで、異常アイコン９の逸脱度合い領域２４の水平方向の大きさが水平方向逸脱量２２を、異常アイコン９の逸脱方向領域２５の垂直方向の大きさが垂直方向逸脱量２３を示している。このような異常アイコン９において、ユーザは、矢印の大きさによって逸脱度合いを、矢印の方向によって逸脱している方向を認識することができる。なお、異常アイコン９が矢印の傘の形状の逸脱方向領域２５を複数有し、矢印の傘部の形状の逸脱方向領域２５の数により水平方向逸脱量２２を示すとしてもよい。
【０１７５】
実施の形態５．
実施の形態４では、表示画面に重畳された異常アイコン９が重畳された実測値信号８を覆い隠す異常アイコン９である実施の形態について説明した。実施の形態５では、表示画面に重畳された異常アイコン９が透過部を有することで、重畳された実測値信号８を覆い隠さない異常アイコン９である実施の形態について説明する。なお、表示システム１００の構成、予測値算出装置３の構成、表示装置４の構成、予測値算出装置３における正常モデル生成処理、予測値算出装置３における予測値算出処理、および表示装置４における表示画面生成処理は実施の形態１と同様のため説明を省略する。
【０１７６】
また、図３０を用いて、異常アイコン９の例を説明する。図３０は、本発明の実施の形態５における異常アイコンの一例を示す説明図である。図３０（ａ）および図３０（ｂ）が、外形が逸脱度合いおよび逸脱方向を示す例であり、図３０（ｃ）および図３０（ｄ）が、内部の透過部が逸脱度合いおよび逸脱方向を示す例である。ここで、図３０は、説明のために異常アイコン９の形状だけを抽出した図面であり、異常アイコン９の内部の破線は説明のための補助線である。
【０１７７】
図３０（ａ）に示すように、異常アイコン９は矩形の逸脱度合い領域２４、三角形の逸脱方向領域２５、および矩形の透過部２７を有している。ここで、透過部２７は透明であり、重畳した場合も下の図面が視認することができる。このような異常アイコン９において、ユーザは、透過部２７により異常アイコン９を重畳した重畳表示画面においても異常アイコン９が重畳した実測値信号８を視認することができ、制御装置２のログデータの実測値の信号値の変化のタイミングを認識することができる。なお、異常アイコン９が矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状である場合について説明したが、矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状に限定されず、図２９にて示す異常アイコン９と同様の逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５であってもよい。また、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５は、異常アイコン９を強調するため、黒色などで塗りつぶされていてもよい。
【０１７８】
図３０（ｂ）に示すように、異常アイコン９は矩形の逸脱度合い領域２４、三角形の逸脱方向領域２５、および逸脱方向領域２５が示す方向と同じ方向を示す矢印型の透過部２７を有している。ここで、透過部２７は透明であり、重畳した場合も下の図面が視認することができる。このような異常アイコン９において、ユーザは、透過部２７により異常アイコン９を重畳した重畳表示画面においても異常アイコン９が重畳した実測値信号８を視認することができ、制御装置２のログデータの実測値の信号値の変化のタイミングを認識することができる。また、ユーザは逸脱方向領域２５と透過部２７の２つにより逸脱方向を視認することができ、逸脱している方向をより確実に認識することができる。なお、異常アイコン９が矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状である場合について説明したが、矩形の逸脱度合い領域２４と三角形の逸脱方向領域２５を一体化した形状に限定されず、図２９にて示す異常アイコン９と同様の逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５であってもよい。また、透過部２７が矢印型である場合について説明しているが、矢印型には限定されず、三角形など、方向を示す形状であればよい。また、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５は、異常アイコン９を強調するため、黒色などで塗りつぶされていてもよい。
【０１７９】
図３０（ｃ）に示すように、異常アイコン９は逸脱度合い領域２４、逸脱方向領域２５、および矩形の周辺部２８を有している。ここで、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７を形成している。また、透過部２７は透明であり、重畳した場合も下の図面が視認することができる。このような異常アイコン９において、ユーザは、透過部２７により異常アイコン９を重畳した重畳表示画面においても異常アイコン９が重畳した実測値信号８を視認することができ、制御装置２のログデータの実測値の信号値の変化のタイミングを認識することができる。また、このような異常アイコン９において、ユーザは、矢印の大きさによって逸脱度合いを、矢印の方向によって逸脱している方向を認識することができる。なお、異常アイコン９が逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７について説明したが、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７に限定されず、透過部２７は図２９にて示す異常アイコン９と同様の逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により形成されていてもよい。また、周辺部２８は、異常アイコン９を強調するため、黒色などで塗りつぶされていてもよい。
【０１８０】
図３０（ｄ）に示すように、異常アイコン９は逸脱度合い領域２４、逸脱方向領域２５、および円形の周辺部２８を有している。ここで、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７を形成している。また、透過部２７は透明であり、重畳した場合も下の図面が視認することができる。このような異常アイコン９において、ユーザは、透過部２７により異常アイコン９を重畳した重畳表示画面においても異常アイコン９が重畳した実測値信号８を視認することができ、制御装置２のログデータの実測値の信号値の変化のタイミングを認識することができる。また、このような異常アイコン９において、ユーザは、矢印の大きさによって逸脱度合いを、矢印の方向によって逸脱している方向を認識することができる。また、このような異常アイコン９において、ユーザは、周辺部２８が円形であることにより、直線形状となりやすい予測値領域７と実測値信号８との形状の差が強調され、異常アイコン９の存在をより確実に認識することができる。なお、異常アイコン９が逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７について説明したが、逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により矢印型の透過部２７に限定されず、透過部２７は図２１にて示す異常アイコン９と同様の逸脱度合い領域２４と逸脱方向領域２５により形成されていてもよい。また、周辺部２８は、異常アイコン９を強調するため、黒色などで塗りつぶされていてもよい。
【０１８１】
以上のように、実施の形態５の表示装置４によれば、２値のデジタル信号であるログデータを対象とした重畳表示画面を表示する表示装置において、ログデータが異常な状態である場合に、ログデータが正常な状態から逸脱していること、その逸脱度合いの大きさ、ログデータが正常な状態から逸脱している方向、およびログデータの実測値の変化のタイミングを示すことができる。
【符号の説明】
【０１８２】
１  デバイス、２  制御装置、３  予測値算出装置、４  表示装置、５  ネットワーク、３１，４１  制御部、３２，４２  ストレージ、３３，４３  メモリ、３４，４４  通信部、３５，４５  入力部、４６  表示部、１００  表示システム。
【図１】
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【図２】
2019180801.tif 000004
【図３】
2019180801.tif 000005
【図４】
2019180801.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019180801.tif 000009
【図８】
2019180801.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019180801.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月2日(2019.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置であって、
機械学習に基づいて算出された前記ログデータの予測値の信号値および前記予測値の確度を含む予測データと、前記ログデータの実測値の信号値を記憶するメモリと、
前記予測データに基づいて前記ログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域を描画し、前記実測値の信号値に基づいて前記実測値の信号値の信号波長を描画した表示画面を生成する制御部と、
前記表示画面を表示する表示部と、
を備え、
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の信号値に基づいて描画された前記予測値の信号値の信号波長に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面を生成する表示装置。
【請求項２】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置であって、
統計処理に基づいて算出された前記ログデータの予測値の信号値および前記予測値の確度を含む予測データと、前記ログデータの実測値の信号値を記憶するメモリと、
前記予測データに基づいて前記ログデータの正常な状態の範囲を示す予測値領域を描画し、前記実測値の信号値に基づいて前記実測値の信号値の信号波長を描画した表示画面を生成する制御部と、
前記表示画面を表示する表示部と、
を備え、
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の確度に基づいて算出された正規分布に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の形状を補正し、前記予測値の確度に基づいて前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面を生成する表示装置。
【請求項３】
前記制御部は前記予測データに含まれる前記予測値の信号値および前記予測値の確度に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の形状および大きさを描画した表示画面を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記制御部は前記実測値の信号値が前記予測値領域から逸脱している場合に、前記実測値の信号値が前記予測値領域から逸脱している異常度合い、および逸脱している方向を示す異常アイコンを前記表示画面に重畳した重畳表示画面を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記異常アイコンは透明な透過部を有することを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置と、
複数の出力機器と、
前記出力機器を制御する制御装置と、
を備える表示システム。
【請求項７】
前記予測データを生成する予測値算出装置を備え、
前記表示装置が前記予測値算出装置から前記予測データを取得する請求項６に記載の表示システム。
【請求項８】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置における表示画面を生成する表示画面生成方法において、
機械学習に基づいて算出された前記ログデータの予測値の信号値および予測値の確度を含む予測データに基づいて予測値領域を描画した予測画面を生成する予測画面生成ステップと、
前記予測画面に、前記ログデータの実測値の信号値に基づいて前記ログデータの実測値の信号値の信号波長を描画することで表示画面を生成する表示画面生成ステップと、を備え、
前記表示画面生成ステップでは、
前記予測データに含まれる前記予測値の信号値に基づいて描画された前記予測値の信号値の信号波長に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面が生成される表示画面生成方法。
【請求項９】
２値のデジタル信号であるデバイスへの入力データあるいはデバイスからの出力データの少なくとも１つを有するログデータを表示する表示装置における表示画面を生成する表示画面生成方法において、
統計処理に基づいて算出された前記ログデータの予測値の信号値および予測値の確度を含む予測データに基づいて予測値領域を描画した予測画面を生成する予測画面生成ステップと、
前記予測画面に、前記ログデータの実測値の信号値に基づいて前記ログデータの実測値の信号値の信号波長を描画することで表示画面を生成する表示画面生成ステップと、を備え、
前記表示画面生成ステップでは、
前記予測データに含まれる前記予測値の確度に基づいて算出された正規分布に基づいて、前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の形状を補正し、前記予測値の確度に基づいて前記予測値の信号値が変化する変化タイミングに対応する前記予測値領域の大きさを補正した表示画面が生成される表示画面生成方法。
【国際調査報告】
2019180801.tif 000033
2019180801.tif 000034
2019180801.tif 000035
2019180801.tif 000036