(57)【要約】  システムの状態変化に強い相関を持つ外的要因が存在する場合でも、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定する。分析システム１は、外的要因特定部３１０、差分時系列生成部３４０、及び、影響度算出部４２０を含む。外的要因特定部３１０は、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定する。差分時系列生成部３４０は、目的時系列の値と、第１の説明時系列の値に基づき算出された目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する。影響度算出部４２０は、複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、差分時系列と、に基づき、差分時系列の値の変化に対する、１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する。
2019142346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定する特定手段と、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する、差分時系列生成手段と、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、影響度算出手段と、
を備える分析システム。
【請求項２】
さらに、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記１以上の第２の説明時系列から、前記目的時系列の値の変化に影響する説明時系列の候補を抽出し、出力する、出力手段を備える、
請求項１に記載の分析システム。
【請求項３】
前記特定手段は、前記複数の説明時系列の内、前記目的時系列の値の変化に影響し、かつ、前記目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列を、前記第１の説明時系列として特定する、
請求項１または２に記載の分析システム。
【請求項４】
前記特定手段は、前記目的時系列の値の変化に対する前記複数の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記複数の説明時系列から、前記第１の説明時系列の候補を１以上抽出し、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補の各々の値の変化の前記目的時系列の値の変化による説明可能度合いに基づき、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補から、前記第１の説明時系列を特定する、
請求項３に記載の分析システム。
【請求項５】
さらに、前記第１の説明時系列の値から前記目的時系列の値を予測する予測式を生成する、予測式生成手段を備え、
前記差分時系列生成手段は、前記目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値を前記予測式に代入することにより算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する、
請求項１乃至４のいずれかに記載の分析システム。
【請求項６】
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、
分析方法。
【請求項７】
さらに、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記１以上の第２の説明時系列から、前記目的時系列の値の変化に影響する説明時系列の候補を抽出し、出力する、
請求項６に記載の分析方法。
【請求項８】
前記第１の説明時系列を特定する場合、前記複数の説明時系列の内、前記目的時系列の値の変化に影響し、かつ、前記目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列を、前記第１の説明時系列として特定する、
請求項６または７に記載の分析方法。
【請求項９】
前記第１の説明時系列を特定する場合、前記目的時系列の値の変化に対する前記複数の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記複数の説明時系列から、前記第１の説明時系列の候補を１以上抽出し、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補の各々の値の変化の前記目的時系列の値の変化による説明可能度合いに基づき、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補から、前記第１の説明時系列を特定する、
請求項８に記載の分析方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、
処理を実行させるプログラムを記憶する記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析システム、分析方法、及び、記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
システムの状態を分析する手法として、回帰分析などの統計的手法が、広く利用されている。このような統計的手法では、システムの状態に関する変数の内、システムの指標に関する目的変数とそれ以外の説明変数との関係を明らかにし、目的変数の値の変化に強い影響を持つ説明変数が特定される。【０００３】
例えば、分析対象のシステムが、物の製造プロセスを含むシステムの場合、センサにより取得された、システムの様々な項目の観測値に対して統計的手法を適用することにより、製造品の品質に影響を与える影響要因が特定される。この場合、品質を表す項目を目的変数とし、その他の複数の項目を説明変数とした、多変量解析が行われる。ユーザは、多変量解析によって算出された、各説明変数の寄与率や関連の度合い等に基づき、各説明変数の、目的変数の値の変化に与える影響の程度（すなわち、各説明変数の影響度）を知ることができる。【０００４】
このような多変量解析を用いた技術として、特許文献１には、説明変数に含まれる名義尺度データに基づいてデータをセグメント化し、各セグメントに対する多変量解析により、影響要因を特定する方法が記載されている。【０００５】
また、特許文献２には、分析対象の説明時系列に対して行うべき適切な前処理を明らかにするために、説明時系列から得られる特徴時系列を用いて要因分析を行う技術が記載されている。特許文献２の技術では、目的時系列の値の変化に対する特徴時系列の影響度を算出し、特徴時系列の影響度に基づいて、目的時系列の値の変化に対する説明時系列の影響度を算出する。【０００６】
また、関連技術として、特許文献３には、気温とタンクの水位の近似式を生成し、近似式から予測した水位と実測した水位との差分を用いて漏洩を検出する技術が記載されている。非特許文献１には、目的変数が離散値のときに、Ｌ１正則化ロジスティック回帰と呼ばれる方法により、説明変数の影響度を高い精度で推定できることが記載されている。非特許文献２には、決定木を複数用いることで分類器を構成する、ランダム森分類器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２５８８９０号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１３６５８６号
【特許文献３】特開２０１６−１０２７４４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ISBN: 1-58113-838-5, Andrew Y. Ng 著「Feature selection, L1 vs. L2 regularization, and rotational invariance」in Proceedings of the 21st International Conference of Machine Learning, pp. 78-85, 2004
【非特許文献２】ISSN: 0885-6125, Breiman. L 著「Random Forests」, Machine Learning, Vol.45, No.1, pp. 5-32, 2001
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の統計的手法を用いたシステム分析において、例えば、気温や天候、気候等、システムの状態変化に著しく強い相関を持つ外的要因が存在する場合が考えられる。この場合、目的変数に対する影響要因として、外的要因、あるいはそれに関連する要因が特定されてしまい、本来検出されるべき、外的要因以外の説明変数が、影響要因として特定されないことがある。このため、特定した要因に基づいてシステムの調整や制御を行うといった、適切なアクションをとることができない。【００１０】
上述の特許文献１や特許文献２には、このような外的要因を考慮して、影響要因を特定することは開示されていない。【００１１】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、システムの状態変化に強い相関を持つ外的要因が存在する場合でも、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できる、分析システム、分析方法、及び、記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様における分析システムは、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定する特定手段と、目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する、差分時系列生成手段と、前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、影響度算出手段と、を備える。【００１３】
本発明の一態様における分析方法は、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する。【００１４】
本発明の一態様における記録媒体は、コンピュータに、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、処理を実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の効果は、システムの状態変化に強い相関を持つ外的要因が存在する場合でも、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施形態における、分析システム１の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における、説明時系列の例を示す図である。
【図３】第１の実施形態における、目的時系列の例を示す図である。
【図４】第１の実施形態における、コンピュータに実装された外的要因軽減装置３００の構成を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態における、コンピュータに実装された要因分析装置４００の構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における、外的要因軽減処理を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における、外的要因特定処理（ステップＳ１０２）の詳細を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態における、差分時系列の例を示す図である。
【図９】第１の実施形態における、時系列のグラフを示す図である。
【図１０】第１の実施形態における、要因抽出処理を示すフローチャートである。
【図１１】第１の実施形態における、影響度の算出例を示す図である。
【図１２】第１の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の例を示す図である。
【図１３】第１の実施形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施形態における、分析システム１の構成を示すブロック図である。
【図１５】第２の実施形態における、要因抽出処理を示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施形態における、特徴時系列の例を示す図である。
【図１７】第２の実施形態における、特徴時系列の影響度の算出例を示す図である。
【図１８】第２の実施形態における、説明時系列の影響度の算出例を示す図である。
【図１９】第２の実施形態における、説明時系列の影響度の統合例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の例を示す図である。
【図２１】第２の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の他の例を示す図である。
【図２２】第２の実施形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
なお、各図面、及び、明細書記載の各実施形態において、同様の構成要素には同一の符号を付与し、説明を適宜省略する。
【００１８】
以下、分析対象のシステムが、製造システムである場合を例に、各実施形態を説明する。
【００１９】
＜＜第１の実施形態＞＞
はじめに、第１の実施の形態の構成について説明する。
【００２０】
図１は、第１の実施形態における、分析システム１の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、第１の実施形態の分析システム１は、被分析装置９００と、ネットワーク等により接続される。
【００２１】
被分析装置９００は、製造システムの製造工程で使用される装置である。被分析装置９００は、製造工程における様々な項目の値を、例えば、センサにより取得し、分析システム１に送信する。また、被分析装置９００は、製造工程における項目の値として、保守員等により設定された値を取得してもよい。
【００２２】
被分析装置９００が値を取得する対象の項目は、製造品の品質指標、及び、製造条件に分類される。
【００２３】
品質指標とは、製品の品質、または、製品に対する評価を示す項目であり、例えば、製品の導電性や、耐水性、耐熱性、正常に動作するか否かを示す製品状態等である。品質指標の各項目の値は、整数や小数等の量的な値でもよいし、「正常／異常」等の定性的な（質的な）値でもよい。
【００２４】
製造条件とは、製品の品質指標の値に影響する可能性がある項目である。製造条件は、さらに、被分析装置９００において、その値の変化を直接または間接的に制御できる項目と、被分析装置９００の環境等に依存する項目等、その値の変化を制御できない項目と、に分類される。値の変化を制御できる項目は、例えば、温度や圧力、ガス流量、電圧、材料の性質、材料の量や割合、特定の操作を行っているか否かを示す操作状況等である。また、値の変化を制御できない項目は、例えば、気温や気圧、天候等である。以下、このような、値の変化を制御できない項目を外的要因とも記載する。なお、製造条件の各項目の値も、整数や小数等の量的な値でもよいし、「正常／異常」、「晴／雨」等の定性的な（質的な）値でもよい。
【００２５】
以下、被分析装置９００によって取得された値を観測値と記載し、観測値を時刻順に並べたデータを「時系列」と記載する。また、品質指標の項目の時系列を「目的時系列」、製造条件の項目の時系列を「説明時系列」と記載する。
【００２６】
さらに、説明時系列の内、外的要因の項目の説明時系列を「外的要因時系列」、または、「第１の説明時系列」とも記載し、外的要因時系列以外の説明時系列を「第２の説明時系列」とも記載する。
【００２７】
図２は、第１の実施形態における、説明時系列の例を示す図である。図３は、第１の実施形態における、目的時系列の例を示す図である。図２の例では、説明時系列（ＩＤ（Identifier）「１」、…、「Ｎ」）の各々について、時刻毎に観測値が関連づけられ、さらに、当該時系列が外的要因時系列かどうかを示す外的要因情報が関連づけられている。ここで、外的要因情報が「ｙ」の場合は外的要因時系列を、「ｎ」の場合は外的要因時系列以外の説明時系列を示す。図３の例でも、目的時系列（ＩＤ「０」）について、時刻毎に観測値が関連づけられている。
【００２８】
分析システム１は、観測データ収集装置１００、時系列記憶装置２００、外的要因軽減装置３００、要因分析装置４００、表示装置６００、及び、制御装置７００を含む。
【００２９】
観測データ収集装置１００は、被分析装置９００から観測値を収集する。観測データ収集装置１００は、収集した観測値の時系列を、時系列記憶装置２００に保存する。ここで、品質指標の項目（目的時系列の項目）は、予め、ユーザ等により設定されており、観測データ収集装置１００は、説明時系列と目的時系列とを、時系列記憶装置２００の説明時系列記憶部２１０と目的時系列記憶部２２０とにそれぞれ保存する。
【００３０】
時系列記憶装置２００は、観測データ収集装置１００が取得した観測値の時系列を記憶する。時系列記憶装置２００は、説明時系列記憶部２１０と目的時系列記憶部２２０とを含む。説明時系列記憶部２１０は、説明時系列を記憶する。目的時系列記憶部２２０は、目的時系列を記憶する。
【００３１】
外的要因軽減装置３００は、説明時系列の内の外的要因時系列を特定する。そして、外的要因軽減装置３００は、目的時系列から外的要因の影響を軽減した時系列として、外的要因時系列に基づいて算出される目的時系列の予測値と目的時系列の観測値との差分時系列を生成する。外的要因軽減装置３００は、外的要因特定部３１０（以下、単に特定部とも記載）、予測式生成部３２０、予測式記憶部３３０、差分時系列生成部３４０、及び、差分時系列記憶部３５０を含む。
【００３２】
外的要因特定部３１０は、説明時系列の内の外的要因時系列を特定する。
【００３３】
予測式生成部３２０は、外的要因時系列と目的時系列とに基づいて、外的要因時系列の値から目的時系列の値を予測するための予測式を生成する。
【００３４】
予測式記憶部３３０は、予測式生成部３２０が生成した予測式を記憶する。
【００３５】
差分時系列生成部３４０は、外的要因時系列と予測式とに基づいて、目的時系列の予測値を算出する。そして、差分時系列生成部３４０は、目的時系列の予測値と時系列記憶装置２００に記憶されている目的時系列の観測値との差分時系列を生成する。
【００３６】
差分時系列記憶部３５０は、差分時系列生成部３４０により生成された差分時系列を記憶する。
【００３７】
要因分析装置４００（以下、単に分析装置とも記載）は、外的要因時系列以外の説明時系列の内、目的時系列の値の変化に影響を与える説明時系列の候補（以下、要因候補とも記載）を抽出する。要因分析装置４００は、時系列取得部４１０、影響度算出部４２０、影響度記憶部４３０、及び、要因候補出力部４４０を含む。
【００３８】
時系列取得部４１０は、時系列記憶装置２００から外的要因時系列以外の説明時系列を、また、外的要因軽減装置３００の差分時系列記憶部３５０から差分時系列を取得する。
【００３９】
影響度算出部４２０は、時系列取得部４１０により取得した、外的要因時系列以外の説明時系列と差分時系列とに基づき、差分時系列の値の変化に対する説明時系列の影響度を算出する。
【００４０】
影響度記憶部４３０は、影響度算出部４２０によって算出された影響度を記憶する。
【００４１】
要因候補出力部４４０（以下、単に出力部とも記載）は、影響度に基づき、要因候補の説明時系列を抽出し、表示装置６００や制御装置７００へ出力する。
【００４２】
表示装置６００は、要因分析装置４００から出力された要因候補を、ユーザ等に出力する。
【００４３】
制御装置７００は、要因分析装置４００から出力された要因候補に基づき、被分析装置９００を制御する。
【００４４】
なお、分析システム１に含まれる各装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とプログラムを格納した記録媒体とを含み、プログラムに基づく制御によって動作するコンピュータであってもよい。
【００４５】
以下、例として、コンピュータに実装された外的要因軽減装置３００、及び、要因分析装置４００の構成を説明する。
【００４６】
図４は、第１の実施形態における、コンピュータに実装された外的要因軽減装置３００の構成を示すブロック図である。
【００４７】
図４を参照すると、外的要因軽減装置３００は、ＣＰＵ３０１、記憶デバイス３０２（記録媒体）、入出力デバイス３０３、及び、通信デバイス３０４を含む。ＣＰＵ３０１は、外的要因特定部３１０、予測式生成部３２０、及び、差分時系列生成部３４０を実装するためのプログラムの命令（Instruction）を実行する。記憶デバイス３０２は、例えば、ハードディスクやメモリ等であり、予測式記憶部３３０、及び、差分時系列記憶部３５０のデータを記憶する。入出力デバイス３０３は、例えば、キーボード、ディスプレイ等であり、ユーザ等から、外的要因軽減処理の実行指示の入力を受け付ける。通信デバイス３０４は、時系列記憶装置２００から外的要因時系列や目的時系列を受信する。また、通信デバイス３０４は、要因分析装置４００へ、差分時系列を送信する。
【００４８】
図５は、第１の実施形態における、コンピュータに実装された要因分析装置４００の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図５を参照すると、要因分析装置４００は、ＣＰＵ４０１、記憶デバイス４０２（記録媒体）、入出力デバイス４０３、及び、通信デバイス４０４を含む。ＣＰＵ４０１は、時系列取得部４１０、影響度算出部４２０、及び、要因候補出力部４４０を実装するためのプログラムの命令を実行する。記憶デバイス４０２は、影響度記憶部４３０のデータを記憶する。入出力デバイス４０３は、ユーザ等から、要因抽出処理の実行指示の入力を受け付ける。通信デバイス４０４は、時系列記憶装置２００から説明時系列を、外的要因軽減装置３００から差分時系列を受信する。また、通信デバイス４０４は、表示装置６００や制御装置７００へ、要因候補を送信する。
【００５０】
なお、分析システム１に含まれる各装置において、各構成要素の一部、または、全部は、汎用または専用の回路（circuitry）やプロセッサ、これらの組み合わせで実装されてもよい。これらの回路やプロセッサは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また、各構成要素の一部、または、全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせで実装されてもよい。また、各構成要素の一部、または、全部が、複数の情報処理装置や回路等で実装される場合、複数の情報処理装置や回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、情報処理装置や回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態で実装されてもよい。
【００５１】
また、分析システム１に含まれる複数の装置の構成要素が、一つの物理的な装置に実装されてもよい。例えば、観測データ収集装置１００、時系列記憶装置２００、外的要因軽減装置３００、及び、要因分析装置４００の構成要素が、一つのコンピュータに実装されてもよい。
【００５２】
次に、第１の実施形態における分析システム１の動作を説明する。
【００５３】
ここでは、観測データ収集装置１００により収集された、図２、図３のような、分析対象期間の説明時系列、目的時系列が、時系列記憶装置２００に保存されていると仮定する。なお、初期状態では、図２における全ての説明時系列について、外的要因情報に「ｎ」が設定されていると仮定する。
【００５４】
はじめに、第１の実施形態における外的要因軽減処理について説明する。
【００５５】
外的要因軽減処理は、説明時系列の内の外的要因時系列を特定し、目的時系列から外的要因の影響を軽減した時系列として、外的要因時系列に基づいて算出される目的時系列の予測値と目的時系列の観測値との差分時系列を生成する処理である。ユーザ等は、例えば、品質指標の値に異常が発見された場合等に、要因抽出処理の実行に先立ち、外的要因軽減装置３００に、外的要因軽減処理の実行を指示する。
【００５６】
図６は、第１の実施形態における、外的要因軽減処理を示すフローチャートである。
【００５７】
はじめに、外的要因軽減装置３００の外的要因特定部３１０は、時系列記憶装置２００から、説明時系列と目的時系列を取得する（ステップＳ１０１）。
【００５８】
外的要因特定部３１０は、外的要因特定処理により、説明時系列の内の外的要因時系列を特定する（ステップＳ１０２）。
【００５９】
上述の通り、外的要因は、製造条件の内、例えば、気温や気圧、天候等、値の変化を制御できない項目である。ここでは、「外的要因は、目的時系列の値の変化に影響するが、目的時系列の値の変化は外的要因に影響しない」という前提に基づき、以下のように、外的要因時系列を特定する。
【００６０】
図７は、第１の実施形態における、外的要因特定処理（ステップＳ１０２）の詳細を示すフローチャートである。
【００６１】
外的要因特定部３１０は、説明時系列の各々について、目的時系列の値の変化に対する影響度を算出する（ステップＳ１０２１）。ここで、外的要因特定部３１０は、例えば、多変量解析手法を用いて、影響度を算出する。外的要因特定部３１０は、目的時系列を目的変数とし、説明時系列を説明変数とした多変量解析を実行する。なお、目的変数の値の変化に対する説明変数の影響度を算出できれば、外的要因特定部３１０は、多変量解析手法として、どのような手法を用いてもよい。例えば、目的時系列が量的データである場合、外的要因特定部３１０は、多変量解析として重回帰分析を用いることができる。重回帰分析が用いられた場合、それぞれの説明変数について算出されるｐ値の逆数またはｔ値を、影響度と見なすことができる。また、目的時系列が質的データである場合、多変量解析としてロジスティック回帰分析を用いることができる。ロジスティック回帰分析が用いられた場合、例えば、それぞれの説明変数について算出されるｐ値の逆数またはＷａｌｄ統計量を、影響度と見なすことができる。
【００６２】
例えば、外的要因特定部３１０は、図３の目的時系列（ＩＤ「０」）を目的変数、図２の説明時系列（ＩＤ「１」、…、「Ｎ」）を説明変数とした多変量解析を実行する。
【００６３】
外的要因特定部３１０は、ステップＳ１０２１で算出された影響度に基づき、説明時系列から、外的要因候補の説明時系列を抽出する（ステップＳ１０２２）。ここで、外的要因特定部３１０は、説明時系列の内、例えば、影響度が所定値以上の時系列を、外的要因候補の説明時系列として抽出する。
【００６４】
例えば、ＩＤ「１」、「２」の説明時系列について算出した影響度が所定値以上であれば、外的要因特定部３１０は、ＩＤ「１」、「２」の説明時系列を外的要因候補の説明時系列として抽出する。
【００６５】
外的要因特定部３１０は、外的要因候補の説明時系列の各々について、説明時系列の値の変化の目的時系列の値の変化による説明可能度合いを算出する（ステップＳ１０２３）。ここで、外的要因特定部３１０は、例えば、目的時系列から説明時系列を推定するための所定の時系列モデルにより、目的時系列と外的要因候補の説明時系列との関係を近似する。外的要因特定部３１０は、目的時系列から外的要因候補の説明時系列を推定できれば、どのような時系列モデルを用いてもよい。例えば、所定の時系列モデルとして、ＡＲＸ（Auto-Regressive eXogeneous）モデルを仮定した場合、外的要因特定部３１０は、目的時系列と外的要因候補の説明時系列とから、ＡＲＸモデルのパラメータの値を決定する。
【００６６】
そして、外的要因特定部３１０は、外的要因候補の時系列の各々について、時系列モデルの当てはまりの良さを示す指標の値を、上述の説明可能度合いとして算出する。このような指標として、例えば、時系列モデルにより目的時系列から外的要因候補の説明時系列を推定した場合の推定値の二乗誤差や適合度を用いることができる。
【００６７】
例えば、外的要因特定部３１０は、目的時系列（ＩＤ「０」）から外的要因候補の説明時系列（ＩＤ「１」、ＩＤ「２」）の各々を推定するＡＲＸモデルのパラメータを決定し、当該ＡＲＸモデルの適合度を算出する。
【００６８】
外的要因特定部３１０は、ステップＳ１０２３で算出された説明可能度合いに基づき、外的要因候補の説明時系列の内の、外的要因時系列を特定する（ステップＳ１０２４）。ここで、外的要因特定部３１０は、例えば、外的要因候補の説明時系列の内、説明可能度合いが所定値未満の説明時系列を、外的要因時系列として特定する。外的要因特定部３１０は、説明時系列記憶部２１０における、外的要因時系列として抽出された説明時系列の外的要因情報に「ｙ」を設定する。
【００６９】
例えば、ＩＤ「１」の説明時系列について算出した適合度が所定値未満であれば、外的要因特定部３１０は、当該説明時系列を外的要因時系列として特定する。外的要因特定部３１０は、図２に示すように、ＩＤ「１」の説明時系列の外的要因情報に「ｙ」を設定する。
【００７０】
このようにして抽出した外的要因時系列は、上述の前提「外的要因は、目的時系列の値の変化に影響するが、目的時系列の値の変化は外的要因に影響しない」を満たすと考えられる。
【００７１】
なお、外的要因特定部３１０は、時系列記憶装置２００に記憶されている説明時系列の内、ユーザ等により指定された説明時系列を、外的要因時系列として特定してもよい。
【００７２】
次に、予測式生成部３２０は、外的要因時系列の値から目的時系列の値を予測するための予測式を生成する（ステップＳ１０３）。ここで、予測式生成部３２０は、例えば、目的時系列を目的変数とし、外的要因時系列を説明変数とした回帰分析を実行することにより、予測式を生成する。なお、外的要因時系列の値から目的時系列の値を予測するための予測式を生成できれば、予測式生成部３２０は、回帰分析の手法として、どのような手法を用いてもよい。例えば、予測式生成部３２０は、線形回帰分析により、Ｙ（ｔ）＝ａＸ（ｔ）＋ｂの形式の予測式を生成する。ここで、Ｙ（ｔ）は時刻ｔの目的時系列の予測値、Ｘ（ｔ）は時刻ｔの外的要因時系列の値、ａ、ｂはパラメータである。予測式生成部３２０は、生成した予測式を、予測式記憶部３３０に保存する。
【００７３】
差分時系列生成部３４０は、予測式により算出される目的時系列の予測値と目的時系列の観測値との差分時系列を生成する（ステップＳ１０４）。ここで、差分時系列生成部３４０は、予測式記憶部３３０に記憶されている予測式に、外的要因時系列の値を代入することにより、分析対象期間の各時刻における目的時系列の予測値を算出する。そして、差分時系列生成部３４０は、分析対象期間の各時刻における、算出した予測値と観測値との差分を算出する。差分時系列生成部３４０は、算出した差分を時刻順に並べたデータを、差分時系列として差分時系列記憶部３５０に保存する。
【００７４】
図８は、第１の実施形態における、差分時系列の例を示す図である。例えば、差分時系列生成部３４０は、図２の外的要因時系列（ＩＤ「１」）、及び、図３の目的時系列（ＩＤ「０」）を用いて、図８のように差分時系列を生成する。
【００７５】
図９は、第１の実施形態における、時系列のグラフを示す図である。図９のグラフでは、目的時系列（ＩＤ「０」）、外的要因時系列（ＩＤ「１」）、及び、差分時系列の時間変化が示されている。
【００７６】
このようにして得られた差分時系列は、目的時系列から外的要因の影響を軽減した時系列と考えられる。
【００７７】
次に、第１の実施形態における要因抽出処理について説明する。
【００７８】
要因抽出処理は、説明時系列の内の外的要因時系列以外の説明時系列から、要因候補の説明時系列を抽出する処理である。ユーザ等は、例えば、外的要因軽減装置３００による外的要因軽減処理が終了すると、要因分析装置４００に要因抽出処理の実行を指示する。
【００７９】
図１０は、第１の実施形態における、要因抽出処理を示すフローチャートである。
【００８０】
はじめに、要因分析装置４００の時系列取得部４１０は、時系列記憶装置２００から外的要因時系列以外の説明時系列を取得し、外的要因軽減装置３００から差分時系列を取得する（ステップＳ２０１）。
【００８１】
影響度算出部４２０は、外的要因時系列以外の説明時系列の各々について、差分時系列の値の変化に対する影響度を算出する（ステップＳ２０２）。ここで、影響度算出部４２０は、例えば、上述の外的要因特定処理で用いた多変量解析手法と同様の多変量解析手法を用いて、影響度を算出する。影響度算出部４２０は、差分時系列を目的変数とし、外的要因時系列以外の説明時系列を説明変数とした多変量解析を実行する。影響度算出部４２０は、影響度の算出結果を影響度記憶部４３０に保存する。
【００８２】
図１１は、第１の実施形態における、影響度の算出例を示す図である。図１１の例では、算出された影響度の大きい順に説明時系列のＩＤが示されている。例えば、影響度算出部４２０は、図８の差分時系列を目的変数、図２の外的要因時系列以外の説明時系列（ＩＤ「２」、…、「Ｎ」）を説明変数とした多変量解析を実行し、図１１のように影響度を算出する。
【００８３】
なお、影響度算出部４２０は、複数の多変量解析手法の各々を用いて影響度を算出し、算出された影響度を統合してもよい。この場合、影響度算出部４２０は、例えば、各多変量解析手法において算出された影響度を、最大値が１、最小値が０になるように正規化し、正規化された影響度の和、または、平均を算出してもよい。影響度の和を算出する場合、多変量解析手法毎の影響度の単純和を算出してもよいし、多変量解析手法毎に所定の重みで重み付けした影響度の和を算出してもよい。
【００８４】
要因候補出力部４４０は、影響度記憶部４３０から、影響度に基づき要因候補の説明時系列を抽出し、表示装置６００、及び、制御装置７００へ出力する（ステップＳ２０３）。ここで、要因候補出力部４４０は、例えば、影響度の大きい順に、所定数の説明時系列を、要因候補の説明時系列として抽出し、当該説明時系列のＩＤを影響度とともに出力する。また、要因候補出力部４４０は、影響度が所定値以上の説明時系列を抽出してもよい。
【００８５】
例えば、要因候補出力部４４０は、図１１の影響度の算出結果から、影響度の大きい順に、３つの説明時系列のＩＤ「２」、「９」、「８」を抽出し、出力する。
【００８６】
表示装置６００は、要因分析装置４００から出力された要因候補を、ユーザ等に表示する（ステップＳ２０４）。
【００８７】
図１２は、第１の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の例を示す図である。図１２の例では、要因候補出力部４４０から受信した説明時系列のＩＤ「２」、「９」、「８」が、影響度の大きい順に、影響度とともに、要因候補として表示されている。
【００８８】
例えば、表示装置６００は、図１２のような表示画面を表示する。
【００８９】
これにより、ユーザ等は、目的時系列の値の変化に影響を与える説明時系列の候補を把握できる。
【００９０】
また、制御装置７００は、要因分析装置４００から出力された要因候補に基づき、被分析装置９００を制御する（ステップＳ２０５）。ここで、制御装置７００は、例えば、図示しない記憶部に予め記憶されている、品質指標の項目の値が正常な時の製造条件の各項目の値（正常時の値）を用いて、被分析装置９００を制御してもよい。この場合、制御装置７００は、要因候補の説明時系列に対応する製造条件の項目の値が、正常時の値となるように、被分析装置９００を制御してもよい。
【００９１】
例えば、制御装置７００は、ＩＤ「２」、「９」、「８」の説明時系列に対応する製造条件の項目の値が、正常時の値となるように、被分析装置９００を制御する。
【００９２】
以上により、第１の実施形態の動作が完了する。
【００９３】
次に、第１の実施形態の特徴的な構成について説明する。
【００９４】
図１３は、第１の実施形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【００９５】
図１３を参照すると、分析システム１は、外的要因特定部３１０（特定部）、差分時系列生成部３４０、及び、影響度算出部４２０を含む。外的要因特定部３１０は、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列（外的要因時系列）を特定する。差分時系列生成部３４０は、目的時系列の値と、第１の説明時系列の値に基づき算出された目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する。影響度算出部４２０は、複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列（外的要因時系列以外の説明時系列）と、差分時系列と、に基づき、差分時系列の値の変化に対する、１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する。
【００９６】
次に、第１の実施形態の効果について説明する。
【００９７】
第１の実施形態によれば、システムの状態変化に強い相関を持つ外的要因が存在する場合でも、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できる。その理由は、分析システム１が、目的時系列の値と、第１の説明時系列の値に基づき算出された目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、差分時系列の値の変化に対する第２の説明時系列の各々の影響度を算出するためである。
【００９８】
また、第１の実施形態によれば、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を容易に把握できる。その理由は、分析システム１が、第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、目的時系列の値の変化に影響を与える説明時系列の候補を抽出し、出力するためである。
【００９９】
また、第１の実施形態によれば、外的要因が指定されていなくても、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できる。その理由は、分析システム１が、目的時系列の値の変化に影響し、かつ、目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列を、第１の説明時系列として特定するためである。
【０１００】
＜＜第２の実施形態＞＞
第２の実施形態は、要因抽出処理において、説明時系列の代わりに、説明時系列から抽出された特徴量の時系列である特徴時系列を用いて要因候補の説明時系列を特定する点において、第１の実施形態と異なる。
【０１０１】
はじめに、第２の実施の形態の構成について説明する。
【０１０２】
図１４は、第２の実施形態における、分析システム１の構成を示すブロック図である。図１４を参照すると、第２の実施形態の分析システム１では、第１の実施形態の要因分析装置４００が要因分析装置５００に置き換わっている。
【０１０３】
要因分析装置５００は、特許文献３の要因分析装置と同様の方法で、要因候補の説明時系列を抽出する。ただし、要因分析装置５００は、特許文献３の要因分析装置で用いた目的時系列の代わりに差分時系列を用いて、要因候補の説明時系列を特定する。
【０１０４】
要因分析装置５００は、時系列取得部５１０、特徴時系列変換部５２０、特徴時系列記憶部５３０、影響度算出部５４０、影響度記憶部５５０、要因候補出力部５６０、及び、前処理候補出力部５７０を含む。
【０１０５】
時系列取得部５１０は、第１の実施形態の時系列取得部４１０と同様に、時系列記憶装置２００から外的要因時系列以外の説明時系列を、また、外的要因軽減装置３００の差分時系列記憶部３５０から差分時系列を取得する。
【０１０６】
特徴時系列変換部５２０は、特許文献３の特徴時系列変換部と同様に、外的要因時系列以外の説明時系列から特徴量を抽出し、特徴時系列に変換する。特徴時系列変換部５２０は、特徴抽出部５２１と特徴変換部５２２とを含む。特徴抽出部５２１は、時系列取得部５１０が取得した説明時系列から特徴量を抽出する。特徴変換部５２２は、特徴抽出部５２１で抽出された特徴量に基づき、特徴時系列を生成する。
【０１０７】
特徴時系列記憶部５３０は、特徴時系列変換部５２０によって生成された特徴時系列を記憶する。
【０１０８】
影響度算出部５４０は、特許文献３の影響度算出部と同様に、差分時系列の値変化に対する説明時系列の影響度を算出する。影響度算出部５４０は、特徴時系列影響度算出部５４１と説明時系列影響度算出部５４２とを含む。特徴時系列影響度算出部５４１は、差分時系列に対する特徴時系列の影響度を算出する。説明時系列影響度算出部５４２は、特徴時系列の影響度に基づき、差分時系列に対する、外的要因時系列以外の説明時系列の影響度を算出する。
【０１０９】
影響度記憶部５５０は、特許文献３の影響度記憶部と同様に、影響度算出部５４０によって算出された特徴時系列の影響度と説明時系列の影響度とを記憶する。影響度記憶部５５０は、特徴時系列影響度記憶部５５１と説明時系列影響度記憶部５５２とを含む。特徴時系列影響度記憶部５５１は、特徴時系列の影響度を記憶する。説明時系列影響度記憶部５５２は、説明時系列の影響度を記憶する。
【０１１０】
要因候補出力部５６０（以下、第１の出力部とも記載）は、特許文献３の要因出力部と同様に、説明時系列の影響度に基づき、要因候補の説明時系列を抽出し、表示装置６００や制御装置７００へ出力する。
【０１１１】
前処理候補出力部５７０（以下、第２の出力部とも記載）は、特許文献３の要因出力部と同様に、特徴時系列の影響度に基づき、前処理として算出すべき特徴量の種類の候補（以下、前処理候補とも記載）を抽出し、表示装置６００へ出力する。
【０１１２】
なお、要因分析装置５００も、第１の実施形態における要因分析装置４００と同様に、ＣＰＵとプログラムを格納した記録媒体とを含み、プログラムに基づく制御によって動作するコンピュータであってもよい。
【０１１３】
次に、第２の実施形態における分析システム１の動作を説明する。
【０１１４】
ここでは、第１の実施形態の具体例と同様に、観測データ収集装置１００により収集された、図２、図３のような、分析対象期間の説明時系列、目的時系列が、時系列記憶装置２００に保存されていると仮定する。
【０１１５】
第２の実施形態における外的要因軽減処理は、第１の実施形態における外的要因軽減処理と同様となる。
【０１１６】
ここでは、第１の実施形態の具体例と同様に、外的要因軽減処理により、外的要因時系列として、ＩＤ「１」の説明時系列が特定され、図８のような差分時系列が、差分時系列記憶部３５０に保存されていると仮定する。
【０１１７】
以下、第２の実施形態における要因抽出処理について説明する。
【０１１８】
図１５は、第２の実施形態における、要因抽出処理を示すフローチャートである。
【０１１９】
はじめに、要因分析装置５００の時系列取得部５１０は、時系列記憶装置２００から外的要因時系列以外の説明時系列を取得し、外的要因軽減装置３００から差分時系列を取得する（ステップＳ３０１）。
【０１２０】
特徴時系列変換部５２０の特徴抽出部５２１は、外的要因時系列以外の説明時系列の各々について、各時刻の特徴量を抽出する（ステップＳ３０２）。ここで、特徴抽出部５２１は、各説明時系列について、各時刻から所定の時間幅分の（「窓」の範囲内の）部分時系列を用いて、１以上の種類の各々の特徴量を抽出する。特徴量の種類としては、例えば、平均や分散等の統計量が用いられる。また、特徴量の種類として、自己回帰係数や、周波数分布、他の説明時系列との相関係数が用いられてもよい。特徴抽出部５２１は、窓を説明時系列の開始時刻から終了時刻に向けて所定の時点数ずつずらしながら、各時刻における特徴量を抽出することを、窓が終了時刻に到達するまで繰り返してもよい。
【０１２１】
特徴変換部５２２は、外的要因時系列以外の説明時系列の各々について、抽出された特徴量から特徴時系列を生成する（ステップＳ３０３）。ここで、特徴変換部５２２は、各説明時系列について、特徴量の各種類に対して、特徴抽出部５２１で抽出された各時刻の特徴量を時刻順に並べることで、特徴時系列を生成する。特徴変換部５２２は、生成した特徴時系列を特徴時系列記憶部５３０に保存する。
【０１２２】
図１６は、第２の実施形態における、特徴時系列の例を示す図である。例えば、特徴時系列変換部５２０は、図２における外的要因時系列以外の各説明時系列（ＩＤ「２」、…、「Ｎ」）について、特徴量の各種類（「ａ」、「ｂ」、…）に対して、図１６のような特徴時系列を生成する。図１６の例では、各特徴時系列に、特徴時系列の生成元の説明時系列と特徴量の種類とが識別可能なラベルが付与されている。例えば、ＩＤ「２」の説明時系列について、特徴量の種類「ａ」に対して生成された特徴時系列には、ラベル「ａ：：２」が付与されている。
【０１２３】
影響度算出部５４０の特徴時系列影響度算出部５４１は、特徴時系列の各々について、差分時系列の値変化に対する影響度を算出する（ステップＳ３０４）。ここで、特徴時系列影響度算出部５４１は、例えば、上述の外的要因特定処理で用いた多変量解析手法と同様の多変量解析手法を用いて、特徴時系列の影響度を算出する。特徴時系列影響度算出部５４１は、１以上の多変量解析手法の各々について、差分時系列を目的変数とし、各特徴時系列を説明変数とした多変量解析を実行することにより、特徴時系列の影響度を算出する。特徴時系列影響度算出部５４１は、特徴時系列の影響度の算出結果を特徴時系列影響度記憶部５５１に保存する。特徴時系列の影響度は、例えば、最大値が１、最小値が０になるように正規化される。
【０１２４】
図１７は、第２の実施形態における、特徴時系列の影響度の算出例を示す図である。例えば、特徴時系列影響度算出部５４１は、各多変量解析手法「手法I」、「手法II」、「手法III」の各々について、図８の差分時系列を目的変数、図１６の各特徴時系列を説明変数とした多変量解析を実行する。これにより、特徴時系列影響度算出部５４１は、各特徴時系列の影響度を、図１７のように算出する。図１７の例では、算出された影響度の大きい順に、特徴時系列が示されている。
【０１２５】
説明時系列影響度算出部５４２は、特徴時系列の影響度に基づき、外的要因時系列以外の説明時系列の各々の、差分時系列の値変化に対する影響度を算出する（ステップＳ３０５）。ここで、説明時系列影響度算出部５４２は、例えば、１以上の多変量解析手法の各々について、説明時系列毎に、１以上の種類に対して算出された特徴時系列の影響度の和を算出することで、説明時系列の影響度を算出する。和を算出する対象は、各説明時系列に対して算出された全種類の特徴時系列でもよいし、影響度が大きい方から所定数の種類の特徴時系列でもよい。説明時系列影響度算出部５４２は、説明時系列の影響度の算出結果を説明時系列影響度記憶部５５２に保存する。
【０１２６】
図１８は、第２の実施形態における、説明時系列の影響度の算出例を示す図である。例えば、説明時系列影響度算出部５４２は、多変量解析手法「手法I」、「手法II」、「手法III」の各々について、図１７の特徴時系列の影響度を用いて、各説明時系列（ＩＤ「２」、…、「Ｎ」）の影響度を、図１８のように算出する。図１８の例では、算出された影響度の大きい順に、説明時系列が示されている。
【０１２７】
要因候補出力部５６０は、説明時系列影響度記憶部５５２から、説明時系列の影響度に基づき要因候補の説明時系列を抽出し、表示装置６００、及び、制御装置７００へ出力する（ステップＳ３０６）。ここで、要因候補出力部５６０は、例えば、説明時系列毎に、１以上の多変量解析手法に対して算出された説明時系列の影響度の和を求めることにより、説明時系列の影響度を統合する。影響度の和として、多変量解析手法毎の影響度の単純和を算出してもよいし、多変量解析手法毎に所定の重みで重み付けした影響度の和を算出してもよい。そして、要因候補出力部５６０は、例えば、統合された影響度の大きい順に、所定数の説明時系列を要因候補の説明時系列として抽出し、当該説明時系列のＩＤを影響度とともに出力する。なお、要因候補出力部５６０は、統合された影響度が所定値以上の説明時系列を抽出してもよい。
【０１２８】
図１９は、第２の実施形態における、説明時系列の影響度の統合例を示す図である。例えば、要因候補出力部５６０は、図１８の各説明時系列の影響度を、図１９のように統合する。図１９の例では、統合された影響度の大きい順に説明時系列が示されている。要因候補出力部５６０は、例えば、統合された影響度が１以上である説明時系列のＩＤ「１３」、「３７」を抽出し、要因候補として出力する。
【０１２９】
表示装置６００は、要因分析装置５００から出力された要因候補を、ユーザ等に表示する（ステップＳ３０７）。
【０１３０】
図２０は、第２の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の例を示す図である。図２０の例では、要因候補出力部５６０から受信した説明時系列のＩＤ「１３」、「３７」が、影響度の大きい順に、影響度とともに、要因候補として表示されている。
【０１３１】
例えば、表示装置６００は、図２０のような表示画面を表示する。
【０１３２】
これにより、ユーザ等は、目的時系列の値の変化に影響を与える説明時系列の候補を把握できる。
【０１３３】
また、制御装置７００は、要因分析装置５００から出力された要因候補に基づき、被分析装置９００を制御する（ステップＳ３０８）。
【０１３４】
例えば、制御装置７００は、制御装置７００は、ＩＤ「１３」、「３７」の説明時系列に対応する製造条件の項目の値が、正常時の値となるように、被分析装置９００を制御する。
【０１３５】
さらに、前処理候補出力部５７０は、特徴時系列影響度算出部５４１から、特徴時系列の影響度に基づき、前処理候補の特徴量の種類を抽出し、表示装置６００へ出力する（ステップＳ３０９）。ここで、前処理候補出力部５７０は、例えば、特徴時系列の影響度の算出結果において、影響度が大きい特徴時系列の特徴量の種類を、前処理候補として抽出する。
【０１３６】
例えば、前処理候補出力部５７０は、図１７の説明時系列の影響度の算出結果から、影響度が大きい特徴時系列「ａ：：１３」、及び、特徴時系列「ａ：：３７」の特徴量の種類「ａ」を、前処理候補として抽出する。
【０１３７】
表示装置６００は、要因分析装置５００から出力された前処理候補を、ユーザ等に表示する（ステップＳ３１０）。
【０１３８】
図２１は、第２の実施形態における、表示装置６００により表示される表示画面の他の例を示す図である。図２１の例では、前処理候補出力部５７０から受信した特徴量の種類「ａ」が、前処理候補として表示されている。
【０１３９】
例えば、表示装置６００は、図２１のような表示画面を表示する。
【０１４０】
これにより、ユーザ等は、説明時系列に対して行うべき適切な前処理（前処理として算出すべき特徴量の種類）を把握できる。
【０１４１】
以上により、第２の実施形態の動作が完了する。
【０１４２】
次に、第２の実施形態の特徴的な構成について説明する。
【０１４３】
図２２は、第２の実施形態の特徴的な構成を示すブロック図である。
【０１４４】
図２２を参照すると、要因分析装置５００は、時系列取得部５１０、特徴時系列変換部５２０、及び、影響度算出部５４０を含む。時系列取得部５１０は、複数の説明時系列の内の第１の説明時系列（外的要因時系列）の値に基づき生成された目的時系列の予測値と目的時系列の値との差分時系列、及び、第２の説明時系列（外的要因時系列以外の説明時系列）を取得する。特徴時系列変換部５２０は、第２の説明時系列の各々について、当該第２の説明時系列から特徴量を抽出し、当該特徴量を特徴時系列に変換する。影響度算出部５４０は、第２の説明時系列の特徴時系列と、差分時系列と、に基づき、差分時系列の値の変化に対する第２の説明時系列の各々の影響度を算出する。
【０１４５】
次に、第２の実施形態の効果について説明する。
【０１４６】
第２の実施形態によれば、システムの状態変化に強い相関を持つ外的要因が存在し、かつ、分析対象の時系列に前処理が必要な場合でも、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できる。その理由は、要因分析装置５００が、第２の説明時系列から特徴量を抽出して特徴時系列に変換し、特徴時系列と差分時系列とに基づき、差分時系列の値の変化に対する、第２の説明時系列の各々の影響度を算出するためである。ここで、差分時系列は、目的時系列の値と、第１の説明時系列の値に基づき生成された目的時系列の予測値と、の差分時系列である。
【０１４７】
また、第２の実施形態によれば、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を容易に把握できる。その理由は、要因分析装置５００が、第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、目的時系列の値の変化に影響を与える説明時系列の候補を抽出し、出力するためである。
【０１４８】
また、第２の実施形態によれば、外的要因が指定されていなくても、システムの状態変化に影響を与える、外的要因以外の要因を正しく特定できる。その理由は、要因分析装置５００が、目的時系列の値の変化に影響し、かつ、目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列である、第１の説明時系列に基づいて生成された差分時系列を用いるためである。
【０１４９】
また、第２の実施形態によれば、説明時系列に対して行うべき適切な前処理を把握できる。その理由は、要因分析装置５００が、第２の説明時系列の各々の、１以上の種類の特徴時系列の影響度に基づき、第２の説明時系列から抽出すべき特徴量の種類を抽出し、出力するためである。
【０１５０】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１５１】
例えば、上述の各実施形態では、分析対象のシステムが、製造システムであり、被分析装置９００が、製造工程で使用される装置である場合を例に説明した。しかしながら、システムの運用に係る様々な項目の値を、分析対象の項目の値として取得できれば、分析対象のシステムは、他のシステムでもよい。
【０１５２】
例えば、分析対象のシステムは、ＩＴ（Information Technology）システムや、プラントシステム、発電システム、構造物、輸送機器でもよい。分析対象のシステムがＩＴシステムの場合、例えば、目的時系列として、消費電力量や演算回数等の時系列が用いられる。また、説明時系列として、ＣＰＵ使用率、メモリ使用率、ディスクアクセス頻度等のコンピュータリソースの使用率や使用量、通信ネットワークリソースの使用率や使用量等が用いられる。
【０１５３】
また、上述の各実施形態では、外的要因軽減装置３００により特定される外的要因時系列の数が１の場合を例に説明した。しかしながら、特定される外的要因時系列の数は複数でもよい。この場合、外的要因軽減処理では、例えば、回帰分析により、複数の外的要因時系列の値から目的時系列の値を予測するための予測式が生成され、当該予測式に基づき、差分時系列が生成される。
【０１５４】
また、上述の各実施形態では、目的時系列の数が１の場合を例に説明した。しかしながら、目的時系列の数は複数でもよい。この場合、外的要因軽減処理では、例えば、複数の目的時系列の各々について、外的要因時系列が特定され、差分時系列が生成される。そして、要因抽出処理では、複数の差分時系列の各々について、外的要因時系列以外の説明時系列の影響度が算出され、要因候補の説明時系列が抽出される。
【０１５５】
また、外的要因特定処理や、要因抽出処理では、多変量解析手法として、非特許文献１に記載されているＬ１正則化ロジスティック回帰や、非特許文献２に記載されているランダム森分類器を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１５６】
１    分析システム
１００    観測データ収集装置
２００    時系列記憶装置
２１０    説明時系列記憶部
２２０    目的時系列記憶部
３００    外的要因軽減装置
３１０    外的要因特定部
３２０    予測式生成部
３３０    予測式記憶部
３４０    差分時系列生成部
３５０    差分時系列記憶部
３０１    ＣＰＵ
３０２    記憶デバイス
３０３    入出力デバイス
３０４    通信デバイス
４００    要因分析装置
４０１    ＣＰＵ
４０２    記憶デバイス
４０３    入出力デバイス
４０４    通信デバイス
４１０    時系列取得部
４２０    影響度算出部
４３０    影響度記憶部
４４０    要因候補出力部
５００    要因分析装置
５１０    時系列取得部
５２０    特徴時系列変換部
５２１    特徴抽出部
５２２    特徴変換部
５３０    特徴時系列記憶部
５４０    影響度算出部
５４１    特徴時系列影響度算出部
５４２    説明時系列影響度算出部
５５０    影響度記憶部
５５１    特徴時系列影響度記憶部
５５２    説明時系列影響度記憶部
５６０    要因候補出力部
５７０    前処理候補出力部
６００    表示装置
７００    制御装置
９００    被分析装置
【図１】
2019142346.tif 000003
【図２】
2019142346.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月22日(2020.6.22)
【手続補正２】
【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】
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定する特定手段と、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する、差分時系列生成手段と、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、影響度算出手段と、
を備える分析システム。
【請求項２】
さらに、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記１以上の第２の説明時系列から、前記目的時系列の値の変化に影響する説明時系列の候補を抽出し、出力する、出力手段を備える、
請求項１に記載の分析システム。
【請求項３】
前記特定手段は、前記複数の説明時系列の内、前記目的時系列の値の変化に影響し、かつ、前記目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列を、前記第１の説明時系列として特定する、
請求項１または２に記載の分析システム。
【請求項４】
前記特定手段は、前記目的時系列の値の変化に対する前記複数の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記複数の説明時系列から、前記第１の説明時系列の候補を１以上抽出し、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補の各々の値の変化の前記目的時系列の値の変化による説明可能度合いに基づき、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補から、前記第１の説明時系列を特定する、
請求項３に記載の分析システム。
【請求項５】
さらに、前記第１の説明時系列の値から前記目的時系列の値を予測する予測式を生成する、予測式生成手段を備え、
前記差分時系列生成手段は、前記目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値を前記予測式に代入することにより算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成する、
請求項１乃至４のいずれかに記載の分析システム。
【請求項６】
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、
分析方法。
【請求項７】
さらに、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記１以上の第２の説明時系列から、前記目的時系列の値の変化に影響する説明時系列の候補を抽出し、出力する、
請求項６に記載の分析方法。
【請求項８】
前記第１の説明時系列を特定する場合、前記複数の説明時系列の内、前記目的時系列の値の変化に影響し、かつ、前記目的時系列の値の変化により影響されない説明時系列を、前記第１の説明時系列として特定する、
請求項６または７に記載の分析方法。
【請求項９】
前記第１の説明時系列を特定する場合、前記目的時系列の値の変化に対する前記複数の説明時系列の各々の影響度に基づき、前記複数の説明時系列から、前記第１の説明時系列の候補を１以上抽出し、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補の各々の値の変化の前記目的時系列の値の変化による説明可能度合いに基づき、当該１以上の前記第１の説明時系列の候補から、前記第１の説明時系列を特定する、
請求項８に記載の分析方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
複数の説明時系列の内の第１の説明時系列を特定し、
目的時系列の値と、前記第１の説明時系列の値に基づき算出された前記目的時系列の予測値と、の差分時系列を生成し、
前記複数の説明時系列の内の１以上の第２の説明時系列と、前記差分時系列と、に基づき、前記差分時系列の値の変化に対する、前記１以上の第２の説明時系列の各々の影響度を算出する、
処理を実行させるプログラム。
【国際調査報告】
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