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公開番号2025137094
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-19
出願番号2024036095
出願日2024-03-08
発明の名称訓練データ生成装置、方法及びプログラム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G05B 23/02 20060101AFI20250911BHJP(制御;調整)
要約【課題】訓練データを適切に生成すること。
【解決手段】実施形態に係る訓練データ生成装置は、取得部と、分割部と、検知部と、生成部とを具備する。取得部は、所定期間における機器の運転状態に関する運転データを取得する。分割部は、前記運転データを少なくとも仮訓練データ及び仮テストデータに分割する。検知部は、前記仮訓練データに基づいて、前記仮テストデータから異常値を検知する。生成部は、前記所定期間から前記異常値が検知された異常期間を除外することにより、前記運転データから訓練データを生成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
所定期間における機器の運転状態に関する運転データを取得する取得部と、
前記運転データを少なくとも仮訓練データ及び仮テストデータに分割する分割部と、
前記仮訓練データに基づいて、前記仮テストデータから異常値を検知する検知部と、
前記所定期間から前記異常値が検知された異常期間を除外することにより、前記運転データから訓練データを生成する生成部と、
を具備する訓練データ生成装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記分割部は、前記仮訓練データと前記仮テストデータとの間に空白期間が存在するように、前記運転データを分割する、
請求項１に記載の訓練データ生成装置。
【請求項３】
前記分割部は、前記運転データを前記仮訓練データ及び前記仮テストデータの組み合わせに係る複数のパターンに分割し、
前記検知部は、前記複数のパターンの各々において、前記仮訓練データに基づいて、前記仮テストデータから前記異常値を検知する、
請求項１に記載の訓練データ生成装置。
【請求項４】
前記分割部は、前記複数のパターンの間で前記仮テストデータの各々の期間が異なるように、前記運転データを分割する、
請求項３に記載の訓練データ生成装置。
【請求項５】
前記分割部は、前記運転データの前記所定期間を、前記複数のパターンにおける前記仮テストデータの各々の期間に分割する、
請求項３に記載の訓練データ生成装置。
【請求項６】
前記分割部は、前記複数のパターンの各々において、前記仮訓練データと前記仮テストデータとの間に空白期間が存在するように、前記運転データを分割する、
請求項３に記載の訓練データ生成装置。
【請求項７】
前記運転データに関する時系列グラフを表示部に表示する表示制御部、を更に具備し、
前記表示制御部は、前記時系列グラフにおける前記異常期間の部分を強調する、
請求項１に記載の訓練データ生成装置。
【請求項８】
ユーザからの操作に応答して、前記時系列グラフにおける前記異常期間の各々のうち少なくとも１つの異常期間を選択する選択部、を更に具備し、
前記生成部は、前記所定期間から前記選択された異常期間を除外することにより、前記訓練データを生成する、
請求項７に記載の訓練データ生成装置。
【請求項９】
前記運転データは、複数のプロセス変数の各々に関する時系列データを含み、
前記時系列データに関する時系列グラフを表示部に表示する表示制御部、を更に具備し、
前記表示制御部は、前記時系列グラフにおける前記異常期間の部分を強調する、
請求項１に記載の訓練データ生成装置。
【請求項１０】
ユーザからの操作に応答して、前記複数のプロセス変数の各々のうち少なくとも１つのプロセス変数を選択する選択部、を更に具備し、
前記生成部は、前記選択されたプロセス変数に対応する前記時系列データについて、前記所定期間から前記異常期間を除外することにより、前記訓練データを生成する、
請求項９に記載の訓練データ生成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、訓練データ生成装置、方法及びプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
産業システム（例：インフラ設備、製造設備）は、複数の機器から構成され、各機器のプロセスが制御されている。産業システムの停止は、社会的及び経済的な損失を招く。産業システムを健全に保つため、産業システムの運転状態を監視する必要がある。
【０００３】
例えば、産業システムの運転状態は、機械学習モデルにより監視される。機械学習モデルは、機器が正常な運転状態にある期間（正常期間）の運転データ（正常データ）を訓練データとして使用する。この訓練データにより訓練された場合、機械学習モデルは、当該機器の任意の運転データから異常値を検知できる。
【０００４】
反対に、機械学習モデルは、機器が異常な運転状態にある期間（異常期間）の運転データ（異常データ）を訓練データとして使用することがある。この訓練データにより訓練された場合、機械学習モデルは、当該機器の任意の運転データから異常値を検知しにくい。したがって、訓練データが正常データを含み、かつ異常データを含まないように、訓練データを適切に生成することが要請される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－２１８７２５号公報
特開２０２２－０７４８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、訓練データを適切に生成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る訓練データ生成装置は、取得部と、分割部と、検知部と、生成部とを具備する。取得部は、所定期間における機器の運転状態に関する運転データを取得する。分割部は、前記運転データを少なくとも仮訓練データ及び仮テストデータに分割する。検知部は、前記仮訓練データに基づいて、前記仮テストデータから異常値を検知する。生成部は、前記所定期間から前記異常値が検知された異常期間を除外することにより、前記運転データから訓練データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る訓練データ生成装置の機能構成図。
第１実施形態に係る訓練データ生成装置の動作フロー図。
第１実施形態に係る訓練データの生成処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例１に係る運転データの分割処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例２に係る運転データの分割処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例３に係る運転データの分割処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例３に係る異常値の検知処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例４に係る運転データの分割処理を示す説明図。
第１実施形態の変形例４に係る異常値の検知処理を示す第１説明図。
第１実施形態の変形例４に係る異常値の検知処理を示す第２説明図。
第２実施形態に係る訓練データ生成装置の機能構成図。
第２実施形態に係る訓練データ生成装置の動作フロー図。
第２実施形態の変形例２に係る仮訓練データの頻度分布図。
第２実施形態の変形例３に係る頻度分布図。
第２実施形態の変形例４に係る異常値の検知処理を示す説明図。
第３実施形態に係る訓練データ生成装置の機能構成図。
第３実施形態に係る訓練データ生成装置の動作フロー図。
第３実施形態に係る異常値の検知処理を示す説明図。
第３実施形態に係る運転データ及び参照データの頻度分布図。
各実施形態に係る訓練データ生成装置のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら各実施形態について説明する。各実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作を行うものとして、重複する説明を適宜省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る訓練データ生成装置１の機能構成図である。訓練データ生成装置１は、運転データＯＤから訓練データＸＤを生成する装置である。訓練データ生成装置１は、取得部１１、分割部１２、検知部１３及び生成部１４を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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