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JP7657141B2 - Prediction system, prediction method, and program - Google Patents
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Description

本開示は、予測システム、予測方法及びプログラムに関する。詳しくは、火山灰フィルタの寿命の予測システム、予測方法及びプログラムに関するものである。 This disclosure relates to a prediction system, a prediction method, and a program. More specifically, this disclosure relates to a prediction system, a prediction method, and a program for predicting the lifespan of a volcanic ash filter.

火山が噴火すると、火山灰の降灰範囲では建屋や機器類に降灰の影響が及ぶ。火山灰への対策の一つとして、原子力プラントでは、火山灰の流入経路に火山灰フィルタを設置し、機器類への火山灰の侵入を抑制している。実際に噴火が発生したときにプラントへの影響を抑制するためには、フィルタの性能が限界に達する前にフィルタの清掃や交換を実施することが望ましい。その為には、事前にフィルタの性能が限界に達するまでの時間を把握しておく必要がある。 When a volcano erupts, volcanic ash will affect buildings and equipment within the area where it falls. As one measure against volcanic ash, nuclear plants install volcanic ash filters in the path of volcanic ash to prevent it from entering equipment. In order to limit the impact on a plant when an eruption actually occurs, it is desirable to clean or replace filters before they reach their performance limits. To do this, it is necessary to know in advance how long it will take for the filter's performance to reach its limits.

関連する技術として、特許文献1には、一般空調設備に設けられるフィルタについて、フィルタの差圧、周囲の温度、湿度、フィルタの実使用期間に基づいて、フィルタの寿命を予測し、フィルタ交換時期の通知を行う診断方法が開示されている。特許文献1の診断方法は、使用開始後のフィルタに関して差圧や周囲の温度などの情報をオンラインで収集し、これらのパラメータを用いてフィルタの使用期間を補正して、フィルタの寿命を予測するものであって、フィルタの使用開始前に事前に寿命を予測するものではない。 As a related technique, Patent Document 1 discloses a diagnostic method for predicting the lifespan of a filter installed in a general air conditioning system based on the filter differential pressure, ambient temperature, humidity, and the period of actual use of the filter, and notifying the user when to replace the filter. The diagnostic method of Patent Document 1 collects online information on the filter after use has started, such as the differential pressure and ambient temperature, and uses these parameters to correct the period of use of the filter to predict the filter lifespan; however, it does not predict the lifespan of the filter before use begins.

特開2017-217616号公報JP 2017-217616 A

火山灰フィルタの寿命を事前に予測する技術が必要とされている。 There is a need for technology that can predict the lifespan of volcanic ash filters in advance.

本開示は、上記課題を解決することができる予測システム、予測方法及びプログラムを提供する。 The present disclosure provides a prediction system, a prediction method, and a program that can solve the above problems.

本開示の予測システムは、評価対象の火山灰フィルタに関する所定の評価条件を取得する取得部と、前記評価条件を入力すると前記評価条件に係る未使用の火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルと、前記取得部が取得した前記評価条件と、に基づいて、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する予測部と、前記評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の前記火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、前記予測モデルを構築する予測モデル構築部と、を備え、前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する。 The prediction system of the present disclosure comprises an acquisition unit that acquires specific evaluation conditions for a volcanic ash filter to be evaluated; a prediction model that, when the evaluation conditions are input, outputs a predicted value for the lifespan of an unused volcanic ash filter related to the evaluation conditions; a prediction unit that predicts the lifespan of the volcanic ash filter to be evaluated based on the evaluation conditions acquired by the acquisition unit; and a prediction model construction unit that constructs the prediction model by learning through machine learning a relationship between the evaluation conditions and the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches a threshold value based on learning data that uses the evaluation conditions as explanatory variables and the time measured in a filter test that measures the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches a threshold value based on the evaluation conditions as a response variable , wherein the evaluation conditions include the particle size distribution pattern of the volcanic ash captured by the volcanic ash filter, the mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold value for the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value.

本開示の予測方法は、予測システムによって実行され、所定の評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、予測モデルを構築し、評価対象の前記火山灰フィルタに関する前記評価条件を取得し、前記予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測し、前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の前記閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する。 The prediction method disclosed herein is executed by a prediction system, and uses machine learning to learn the relationship between predetermined evaluation conditions and the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold based on learning data using predetermined evaluation conditions as explanatory variables and the time measured in a filter test that measures the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold based on the evaluation conditions as a response variable, to construct a prediction model, obtain the evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated , and predict the life of the volcanic ash filter to be evaluated by inputting the obtained evaluation conditions into the prediction model, where the evaluation conditions include the particle size distribution pattern of volcanic ash captured by the volcanic ash filter, the mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold for the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches the threshold.

本開示のプログラムは、コンピュータに、所定の評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、予測モデルを構築し、評価対象の前記火山灰フィルタに関する前記評価条件を取得し、前記火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測し、前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の前記閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する処理を実行させる。
The program of the present disclosure causes a computer to use machine learning to learn a relationship between predetermined evaluation conditions and the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold based on learning data having predetermined evaluation conditions as explanatory variables and the time measured in a filter test measuring the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold based on the evaluation conditions as a target variable, to construct a prediction model, obtain the evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated , and predict the life of the volcanic ash filter to be evaluated by inputting the obtained evaluation conditions into the prediction model, which outputs a predicted value of the life of the volcanic ash filter , wherein the evaluation conditions include the particle size distribution pattern of volcanic ash captured by the volcanic ash filter, the mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold value for the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model executes a process of predicting the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches the threshold .

上述の予測システム、予測方法及びプログラムによれば、フィルタの使用開始前に事前に寿命を予測することができる。 The above-mentioned prediction system, prediction method, and program make it possible to predict the lifespan of a filter before it is first used.

実施形態に係る予測システムの一例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a prediction system according to an embodiment. 実施形態に係る学習データの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of learning data according to the embodiment. 実施形態に係る予測システムの要部の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a main part of a prediction system according to an embodiment. 実施形態に係るパラメータの探索結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a parameter search result according to the embodiment. 実施形態に係る予測モデル構築ログの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a prediction model construction log according to the embodiment. 実施形態に係る予測値と実測値の散布図の一例を示す第1図である。FIG. 1 is a first diagram showing an example of a scatter diagram of predicted values and actual measured values according to an embodiment. 実施形態に係る予測値と実測値の散布図の一例を示す第2図である。FIG. 2 is a second diagram showing an example of a scatter diagram of predicted values and actual measured values according to the embodiment. 実施形態に係る予測誤差の推移を表すグラフの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a graph showing a transition of a prediction error according to the embodiment. 実施形態に係る予測システムの動作の一例を示すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating an example of an operation of the prediction system according to the embodiment. 実施形態に係る予測システムのハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a prediction system according to an embodiment.

以下、本開示に係る予測システムについて、図1~図9を参照して説明する。
<実施形態>
(構成)
図1は、実施形態に係る予測システムの一例を示すブロック図である。予測システム10は、火山灰フィルタの寿命を予測するシステムである。火山灰フィルタの寿命とは、フィルタの圧力損失が閾値に達したときである。以下では、火山灰フィルタの寿命をフィルタの交換時期ともいう。予測システム10は、入力受付部11と、制御部12と、記憶部13と、表示部14と、を備える。
Hereinafter, a prediction system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS.
<Embodiment>
(composition)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a prediction system according to an embodiment. The prediction system 10 is a system for predicting the lifespan of a volcanic ash filter. The lifespan of a volcanic ash filter is when the pressure loss of the filter reaches a threshold value. Hereinafter, the lifespan of a volcanic ash filter is also referred to as the time to replace the filter. The prediction system 10 includes an input receiving unit 11, a control unit 12, a memory unit 13, and a display unit 14.

入力受付部11は、キーボード、マウス、タッチパネル、ボタン等の入力装置を用いて構成される。入力受付部11は、入力装置を用いて入力された各種情報を取得し、その情報を制御部12へ出力する。例えば、入力受付部11は、火山灰の粒度分布パタ-ンや火山灰フィルタのメッシュの粗さなど、寿命予測に用いる評価条件や、過去に火山灰フィルタについて実施されたフィルタ試験の試験条件および試験結果などの情報を取得する。過去のフィルタ試験の試験条件および試験結果は予測モデルを構築するための学習データとなる。 The input reception unit 11 is configured using input devices such as a keyboard, mouse, touch panel, buttons, etc. The input reception unit 11 acquires various information input using the input device and outputs the information to the control unit 12. For example, the input reception unit 11 acquires information such as evaluation conditions used for life prediction, such as the particle size distribution pattern of volcanic ash and the mesh coarseness of the volcanic ash filter, and test conditions and test results of filter tests previously conducted on volcanic ash filters. The test conditions and test results of past filter tests become learning data for constructing a prediction model.

制御部12は、火山灰フィルタの寿命を予測する処理を制御する。制御部12は、学習フェーズでは、寿命予測に用いる予測モデルを構築し、予測フェーズでは、構築済みの予測モデルを使って火山灰フィルタの寿命予測を行う。制御部12は、予測モデル構築部121と、予測部122と、判定部123と、を備える。予測モデル構築部121は、過去のフィルタ試験の試験結果などを学習データとして、火山灰の粒度分布パタ-ン等の評価条件を入力すると火山灰フィルタの寿命を出力する予測モデルを構築する。予測部122は、ある程度蓄積された学習データなどをもとにした評価条件に関する未使用の寿命予測に用いる予測モデルと、上記火山灰の粒度分布パタ-ンや火山灰フィルタのメッシュの粗さなど、寿命予測に用いる評価条件や、過去に火山灰フィルタについて実施されたフィルタ試験の試験条件などの情報とから評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する。さらに、予測モデル構築部121によって構築された予測モデルを用いて、評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する。判定部123は、フィルタ試験が実施されることによって学習データが蓄積されると、新たに蓄積された学習データを予測モデルに反映させるために予測モデルを再構築(又は、新規に構築)するかどうかを判定する。また、制御部12は、予測部122による予測結果などを表示装置や電子ファイルへ出力する。 The control unit 12 controls the process of predicting the lifespan of the volcanic ash filter. In the learning phase, the control unit 12 constructs a prediction model to be used for lifespan prediction, and in the prediction phase, the control unit 12 predicts the lifespan of the volcanic ash filter using the constructed prediction model. The control unit 12 includes a prediction model construction unit 121, a prediction unit 122, and a judgment unit 123. The prediction model construction unit 121 constructs a prediction model that outputs the lifespan of the volcanic ash filter when evaluation conditions such as the particle size distribution pattern of volcanic ash are input, using test results of past filter tests as learning data. The prediction unit 122 predicts the lifespan of the volcanic ash filter to be evaluated from a prediction model used for unused lifespan prediction regarding evaluation conditions based on a certain amount of accumulated learning data, and information such as evaluation conditions used for lifespan prediction, such as the particle size distribution pattern of the volcanic ash and the coarseness of the mesh of the volcanic ash filter, and test conditions of filter tests previously conducted on volcanic ash filters. Furthermore, the prediction model constructed by the prediction model construction unit 121 is used to predict the lifespan of the volcanic ash filter being evaluated. When learning data is accumulated by carrying out a filter test, the determination unit 123 determines whether to reconstruct (or construct a new) prediction model in order to reflect the newly accumulated learning data in the prediction model. Furthermore, the control unit 12 outputs the prediction results by the prediction unit 122 to a display device or electronic file.

記憶部13は、火山灰フィルタの寿命予測に必要な種々の情報を記憶する。例えば、記憶部13は、学習データや構築済みの予測モデルを記憶する。
表示部14は、液晶ディスプレイ等の表示装置を用いて構成される。
The storage unit 13 stores various information necessary for predicting the service life of the volcanic ash filter. For example, the storage unit 13 stores learning data and a constructed prediction model.
The display unit 14 is configured using a display device such as a liquid crystal display.

図2に学習データの一例を示す。火山灰フィルタの試験では、図2に示す試験データを記録する。試験データには、試験の識別番号である「項番」と、顧客名や原子力プラントのサイト名などの「顧客情報」と、火山灰フィルタの試験を実施した「試験日」と、「試験時間」と、試験実施時の「気温」および「湿度」等の試験実施情報と、試験で使用した火山灰の粒度(粒径、粒の大きさ)を示す「粒度1」、「粒度2」、・・・、「粒度N」と、試験で使用した火山灰の単位体積当たりの重量を示す「濃度」と、試験で使用した火山灰フィルタの上流側における「上流ラビリンス」の設置の有無と、下流における「下流ラビリンス」のの設置の有無と、火山灰フィルタの「メッシュ」の粗さと、定格風量で火山灰を火山灰フィルタへ送り込んだときのフィルタ上流側の圧力からフィルタ下流側の圧力を減じた値である圧力損失に対して設定された閾値である「許容圧損」を含む試験条件と、試験条件で定められた火山灰を所定の流速で火山灰フィルタへ供給したときに、未使用の火山灰フィルタの圧力損失が「許容圧損」に至るまでの時間を示す「許容圧損到達時間」を含む。「許容圧損到達時間」は試験結果である。試験条件の「粒度1」、「粒度2」、・・・「粒度N」には、あらかじめ火山灰の粒径が対応付けられ、「粒度1」、「粒度2」、・・・「粒度N」の各項目には、その粒径の灰が火山灰中に含まれる割合が設定される(粒度分布パターン)。例えば、図2の例では、項番1の試験では、「粒度1」の粒度の灰が70%、「粒度2」の粒度の灰が20%、「粒度N」の粒度の灰が10%の割合で含まれた粒度分布パターンを有する火山灰が使用されたことを示している。図2に例示する試験データのうちの試験条件と試験結果が、予測モデルを構築する場合の学習データとして用いられ、試験条件が説明変数、試験結果が目的変数となる。なお、図2に例示する試験条件は一例である。例えば、試験条件(説明変数)には、火山灰の流速が含まれていてもよい。火山灰フィルタの寿命を予測する場合には、予測モデルに対し、試験条件の各項目の値を入力し、予測モデルが出力する許容圧損到達時間を、火山灰フィルタ寿命の予測値として得る。原子力プラントにて過去に実施したときに採取された試験データは、入力受付部11が取得し、記憶部13に保存される。試験データは、例えば、一般的な表計算ソフトウェアを利用して編集され、表計算ソフトウェアが管理するデータ形式で記憶部13に保存されてもよい。表計算ソフトウェアを利用することで、例えば、説明変数を追加する場合には、列を追加することにより、説明変数を追加することができ、学習データを追加する場合には、行方向に試験データを追加することにより、学習データを追加することができる。 An example of learning data is shown in Figure 2. In the testing of volcanic ash filters, the test data shown in Figure 2 is recorded. The test data includes the "item number", which is the test identification number, "customer information" such as the customer name and the nuclear plant site name, the "test date" when the volcanic ash filter test was conducted, the "test time", test implementation information such as the "temperature" and "humidity" at the time the test was conducted, "grain size 1", "grain size 2", ..., "grain size N" indicating the grain size (grain size, particle size) of the volcanic ash used in the test, "concentration" indicating the weight per unit volume of the volcanic ash used in the test, and the configuration of the "upstream labyrinth" on the upstream side of the volcanic ash filter used in the test. The test conditions include the presence or absence of a "downstream labyrinth" downstream, the coarseness of the "mesh" of the volcanic ash filter, the "allowable pressure loss" which is a threshold value set for the pressure loss, which is the pressure upstream of the filter minus the pressure downstream of the filter when volcanic ash is fed into the volcanic ash filter at the rated air volume, and the "allowable pressure loss arrival time" which indicates the time it takes for the pressure loss of an unused volcanic ash filter to reach the "allowable pressure loss" when volcanic ash determined by the test conditions is supplied to the volcanic ash filter at a specified flow rate. The "allowable pressure loss arrival time" is the test result. The test conditions "grain size 1", "grain size 2", ... "grain size N" are associated in advance with the grain size of volcanic ash, and the percentage of ash of that grain size contained in the volcanic ash is set for each item of "grain size 1", "grain size 2", ... "grain size N" (grain size distribution pattern). For example, in the example of FIG. 2, in the test of item number 1, volcanic ash was used having a particle size distribution pattern in which ash of particle size "1" was 70%, ash of particle size "2" was 20%, and ash of particle size "N" was 10%. The test conditions and test results of the test data illustrated in FIG. 2 are used as learning data when constructing a prediction model, and the test conditions are explanatory variables and the test results are target variables. Note that the test conditions illustrated in FIG. 2 are only an example. For example, the test conditions (explanatory variables) may include the flow rate of the volcanic ash. When predicting the life of the volcanic ash filter, the values of each item of the test conditions are input to the prediction model, and the allowable pressure loss arrival time output by the prediction model is obtained as the predicted value of the volcanic ash filter life. The test data collected when the test was previously performed at the nuclear power plant is acquired by the input receiving unit 11 and stored in the memory unit 13. The test data may be edited, for example, using general spreadsheet software and stored in the memory unit 13 in a data format managed by the spreadsheet software. By using spreadsheet software, for example, when adding explanatory variables, the explanatory variables can be added by adding columns, and when adding training data, the training data can be added by adding test data in the row direction.

(予測モデルの構築機能)
図3は、図1の予測システムの要部の一例を示す図である。図3を参照して、予測システム10が有する予測モデルの構築機能、火山灰フィルタの寿命予測機能について説明する。予測モデル構築部121は、探索条件設定部1211と、探索部1212と、探索結果表示部1213と、構築設定部1214と、構築部1215と、構築結果表示部1216と、予測誤差確認部1217と、予測誤差表示部1218と、を備える。また、記憶部13は、図2で説明した過去の試験データ131を記憶している。
(Predictive model building function)
Fig. 3 is a diagram showing an example of the main parts of the prediction system of Fig. 1. The prediction model construction function and the life prediction function of the volcanic ash filter possessed by the prediction system 10 will be described with reference to Fig. 3. The prediction model construction unit 121 includes a search condition setting unit 1211, a search unit 1212, a search result display unit 1213, a construction setting unit 1214, a construction unit 1215, a construction result display unit 1216, a prediction error confirmation unit 1217, and a prediction error display unit 1218. The storage unit 13 also stores past test data 131 described in Fig. 2.

予測モデル構築部121は、予測モデルの構築にあたり、予測モデルの構築に用いる機械学習のパラメータへの設定値をどのように設定すればよいかを探索し、その探索結果をユーザに提示する機能と、探索結果の中からユーザが選択したパラメータへの設定値の組み合わせを用いて予測モデルを構築する機能と、構築した予測モデルの予測精度(予測誤差)をユーザへ提示する機能とを有する。 The predictive model construction unit 121 has the following functions: when constructing a predictive model, it searches for appropriate settings for the machine learning parameters used in constructing the predictive model, and presents the search results to the user; it constructs a predictive model using a combination of setting values for the parameters selected by the user from the search results; and it presents the prediction accuracy (prediction error) of the constructed predictive model to the user.

探索条件設定部1211は、パラメータの設定値の探索範囲を設定する。例えば、予測モデル構築部121は、予測モデルの構築にランダムフォレストを用い、その前処理として、例えば、SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)によるオーバーサンプリングを行う。この場合、探索条件設定部1211は、例えば、ランダムフォレストのパラメータとして決定木の数、SMOTEのパラメータとしてk最近傍データのサンプル数、サンプリングの閾値、予測結果に対するパラメータとして外れ値除去の閾値、の各パラメータについて探索範囲を設定する。ここで、決定木の数、k最近傍データのサンプル数、サンプリングの閾値は、各アルゴリズムにて必要となるパラメータである。外れ値除去の閾値とは、一旦学習データを用いて、ランダムフォレストによる回帰学習を行い、その結果、作成された学習済みモデルの予測値と学習データの実測値との差を求め、その差が“外れ値除去の閾値”以上となった場合に、その予測結果を除去する目的で使用する。例えば、ユーザは、決定木の数に20~50の範囲の値、k最近傍データのサンプル数に2~5の範囲の値、サンプリングの閾値に0~60の範囲の値、外れ値除去の閾値に0~180の範囲の値を設定する。なお、ここで挙げた予測モデルの構築に用いるパラメータは一例である。例えば、ランダムフォレストに関し、決定木の数に加え、決定木の深さや葉の数を探索するパラメータに含めてもよい。以下、決定木の数、k最近傍データのサンプル数、サンプリングの閾値、外れ値除去の閾値の各パラメータをパラメータ1~4、各パラメータについて設定された値を設定値1~4のように記載する場合がある。例えば、探索条件設定部1211は、ユーザの設定に従って、設定値1についての探索範囲として{15、25、35、45}を設定し、設定値2についての探索範囲として{2、3、4}を設定し、設定値3についての探索範囲として{なし、30、60}を設定し、設定値4についての探索範囲として{なし、120、180}を設定する。 The search condition setting unit 1211 sets the search range of the parameter setting value. For example, the prediction model construction unit 121 uses a random forest to construct a prediction model, and performs oversampling by, for example, SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique) as a preprocessing. In this case, the search condition setting unit 1211 sets the search range for each parameter, for example, the number of decision trees as a parameter of the random forest, the number of samples of k nearest neighbor data as a parameter of the SMOTE, the sampling threshold, and the outlier removal threshold as a parameter for the prediction result. Here, the number of decision trees, the number of samples of k nearest neighbor data, and the sampling threshold are parameters required for each algorithm. The outlier removal threshold is used for the purpose of first performing regression learning by random forest using learning data, and then finding the difference between the predicted value of the created learned model and the actual value of the learning data, and removing the prediction result when the difference is equal to or greater than the "outlier removal threshold". For example, the user sets a value in the range of 20 to 50 for the number of decision trees, a value in the range of 2 to 5 for the number of samples of k-nearest neighbor data, a value in the range of 0 to 60 for the sampling threshold, and a value in the range of 0 to 180 for the outlier removal threshold. Note that the parameters used to construct the prediction model given here are merely examples. For example, in addition to the number of decision trees, the depth of the decision trees and the number of leaves for a random forest may be included in the parameters to be searched. Hereinafter, the parameters of the number of decision trees, the number of samples of k-nearest neighbor data, the sampling threshold, and the outlier removal threshold may be referred to as parameters 1 to 4, and the values set for each parameter may be referred to as settings 1 to 4. For example, the search condition setting unit 1211 sets {15, 25, 35, 45} as the search range for setting value 1, {2, 3, 4} as the search range for setting value 2, {none, 30, 60} as the search range for setting value 3, and {none, 120, 180} as the search range for setting value 4 according to the user's settings.

探索部1212は、探索条件設定部1211が設定した探索範囲に対して、適切な設定値1~4を探索する。具体的には、探索部1212は、探索条件設定部1211が設定した設定値1~4についての組み合わせを作成する。上記例の場合、4×3×3×3通りの設定値の組み合わせが作成される。探索部1212は、各組合せ別に、過去の試験データ131の試験条件と試験結果を学習データとして前処理および機械学習を行い、その設定値1~4の組み合わせで予測モデルを構築した場合の予測精度を評価する。例えば、設定値1=25、設定値2=2、設定値3=30、設定値4=120の組み合わせの場合、探索部1212は、k最近傍データのサンプル数に2、サンプリングの閾値に30を設定してSMOTEにより学習データを増加(オーバーサンプリング)させ、オーバーサンプリング後の学習データから外れ値を除去し、そのデータを用いて、決定木の数に25を設定してランダムフォレストによる回帰分析を行い、学習済みモデルの各パラメータの予測誤差を算出する。同様にして、探索部1212は、各組合せ別に各パラメータの予測誤差を算出する。 The search unit 1212 searches for appropriate setting values 1 to 4 for the search range set by the search condition setting unit 1211. Specifically, the search unit 1212 creates combinations for the setting values 1 to 4 set by the search condition setting unit 1211. In the above example, 4 x 3 x 3 x 3 combinations of setting values are created. The search unit 1212 performs preprocessing and machine learning for each combination using the test conditions and test results of the past test data 131 as learning data, and evaluates the prediction accuracy when a prediction model is constructed with the combination of the setting values 1 to 4. For example, in the case of a combination of setting value 1 = 25, setting value 2 = 2, setting value 3 = 30, and setting value 4 = 120, the search unit 1212 sets the number of samples of k-nearest neighbor data to 2 and the sampling threshold to 30, increases the learning data (oversampling) by SMOTE, removes outliers from the learning data after oversampling, and uses the data to perform regression analysis by random forest with the number of decision trees set to 25, and calculates the prediction error of each parameter of the learned model. Similarly, the search unit 1212 calculates the prediction error of each parameter for each combination.

探索結果表示部1213は、探索部1212による探索結果を表示する。例えば、探索結果表示部1213は、探索部1212による探索結果の中から予測誤差が小さい場合の設定値1~4の組み合わせを所定個だけ、予測誤差が小さい順に並べて表示する。図4に探索結果の表示例を示す。図4の例では、予測精度が良好なものから順に設定値1~4の組み合わせが表示されている。最も予測精度が高かった設定値1~4の組み合わせは、設定値1が“25”、設定値2が“2”、設定値3が“30”、設定値4が“120”で、パラメータ1~4にこれらの値を設定して学習した場合の予測誤差が“26”であったことを示している。探索結果の下限値および上限値は、探索に使用した学習データに含まれる「許容圧損到達時間」(目的変数)の下限値と上限値である。この値は、予測モデルの適用範囲を示している。例えば、下限値が30(分)、上限値500(分)の場合、この学習データを用いて予測されるフィルタ寿命の予測結果は30~500分の範囲の値となる。 The search result display unit 1213 displays the search results by the search unit 1212. For example, the search result display unit 1213 displays a predetermined number of combinations of setting values 1 to 4 with small prediction errors from the search results by the search unit 1212, arranged in order of smallest prediction errors. An example of the display of the search results is shown in FIG. 4. In the example of FIG. 4, combinations of setting values 1 to 4 are displayed in order of best prediction accuracy. The combination of setting values 1 to 4 with the highest prediction accuracy is "25" for setting value 1, "2" for setting value 2, "30" for setting value 3, and "120" for setting value 4, which indicates that the prediction error was "26" when learning was performed with these values set for parameters 1 to 4. The lower and upper limits of the search results are the lower and upper limits of the "allowable pressure loss arrival time" (objective variable) included in the learning data used for the search. This value indicates the range of application of the prediction model. For example, if the lower limit is 30 minutes and the upper limit is 500 minutes, the filter life prediction result using this learning data will be a value in the range of 30 to 500 minutes.

構築設定部1214は、予測モデルの構築に用いる設定値1~4の設定を受け付ける。例えば、ユーザは、探索結果表示部1213によって表示された探索結果を参照して、予測モデルの構築に用いる設定値1~4の組み合わせを決定する。例えば、ユーザは、図4に例示する探索結果のうち、最も予測誤差が小さかった探索No.1と同様の設定を行ってもよい。あるいは、ユーザは、予測誤差の値が多少大きくなっても下限値と上限値の範囲が広い(予測結果の範囲が広い)場合の設定値1~4の組み合わせ(図示せず)を採用してもよい。構築設定部1214は、ユーザの設定どおりに予測モデルの構築に用いるパラメータおよび学習データの上限値および下限値を設定する。例えば、構築設定部1214は、設定値1~4にそれぞれ、“25”、“2”、“30”、“120”を設定する。一般に学習データの数が多ければ精度の良い予測モデルを構築することができると考えられる。従って、予測範囲が狭くても予測精度の高い予測モデルを構築したいような場合には、学習データが多く得られている範囲にインプットデータを絞る調整をしてもよい。 The construction setting unit 1214 accepts the setting values 1 to 4 used to construct the prediction model. For example, the user refers to the search results displayed by the search result display unit 1213 and determines the combination of setting values 1 to 4 to be used to construct the prediction model. For example, the user may set the same as Search No. 1, which had the smallest prediction error among the search results illustrated in FIG. 4. Alternatively, the user may adopt a combination of setting values 1 to 4 (not shown) in which the range of the lower limit and upper limit is wide (the range of the prediction result is wide) even if the value of the prediction error is somewhat large. The construction setting unit 1214 sets the upper limit and lower limit of the parameters and the learning data used to construct the prediction model according to the user's settings. For example, the construction setting unit 1214 sets "25", "2", "30", and "120" to the setting values 1 to 4, respectively. It is generally considered that a more accurate prediction model can be constructed if the number of learning data is large. Therefore, if you want to build a prediction model with high prediction accuracy even if the prediction range is narrow, you can adjust the input data to narrow down the range where a lot of training data is obtained.

構築部1215は、構築設定部1214が設定した設定値1~4を用いて、過去の試験データ131を学習データとして予測モデル(制約なし)133および/または予測モデル(制約あり)134を構築する。ここで、予測モデルの(制約なし)とは、許容圧損到達時間の値を確認せず全てのデータを用いてモデルを構築する場合を示し、(制約あり)とは、値を確認してモデル構築の際にインプットするデータを絞ってモデルを構築する場合(例えば、600(分)以下)を示す。例えば、構築設定部1214が上記の設定を行った場合、構築部1215は、k最近傍データのサンプル数に2、サンプリングの閾値に30を設定してSMOTEにより学習データを増加させ、増加後のデータに対して外れ値にあたるデータを除去し、そのデータを用いて、決定木の数に25を設定してランダムフォレストの回帰分析を行い、予測モデルを作成し、予測誤差を算出する。構築部1215は、構築した予測モデル(制約なし)133を記憶部13に保存する。また、構築部1215は、予測モデル(制約なし)133の構築時のログ(予測モデル構築ログ132)を記憶部13に記録する。図5に、予測モデル構築ログ132として記録されるデータの一例を示す。図示するように、予測モデル構築ログ132には、No、モデル名、設定値1、設定値2、設定値3、設定値4、下限値、上限値、予測誤差の各項目が含まれる。Noには、構築された予測モデルの識別番号が設定される。モデル名と日付には、それぞれ、構築した予測モデルの名称と、予測モデルを構築した日付が設定される。他の項目については、図4の同名の項目と同様である。また、構築部1215は、予測モデルの構築に用いた学習データに項番(図2の試験データの項番)を、例えば、予測モデルの識別番号と対応付けて記憶部13に記録しておく。また、構築部1215は、「許容圧損到達時間」の値を確認してモデル構築の際にインプットするデータを絞り(例えば、600(分)以下)、同様のパラメータ設定で、予測モデル(制約あり)134(1回目)を構築し、構築した予測モデル(制約あり)134の予測誤差を算出する。上記設定例の場合、「許容圧損到達時間」が33~395の範囲の学習データだけを用いて、設定値1~4には同じ値を設定して、予測モデル(制約あり)134の構築を行い、予測モデル(制約あり)134についても、予測モデル構築ログ132を記録する。図5に例示するのは、予測モデル(制約あり)134の場合のログである。構築部1215は、予測モデル(制約なし)133と、予測モデル(制約あり)134の両方を構築してもよいし、何れか1つだけを構築してもよい。 The construction unit 1215 constructs a prediction model (without constraints) 133 and/or a prediction model (with constraints) 134 using the past test data 131 as learning data, using the setting values 1 to 4 set by the construction setting unit 1214. Here, the prediction model (without constraints) indicates a case where the model is constructed using all data without checking the value of the allowable pressure loss arrival time, and the prediction model (with constraints) indicates a case where the model is constructed by checking the value and narrowing down the data to be input when constructing the model (for example, 600 (minutes) or less). For example, when the construction setting unit 1214 performs the above setting, the construction unit 1215 sets the number of samples of k nearest neighbor data to 2 and the sampling threshold to 30, increases the learning data by SMOTE, removes data that is an outlier from the increased data, and uses the data to perform a regression analysis of random forest by setting the number of decision trees to 25, creates a prediction model, and calculates the prediction error. The construction unit 1215 stores the constructed prediction model (without constraints) 133 in the storage unit 13. The construction unit 1215 also records a log (prediction model construction log 132) at the time of construction of the prediction model (without constraint) 133 in the storage unit 13. FIG. 5 shows an example of data recorded as the prediction model construction log 132. As shown in the figure, the prediction model construction log 132 includes the following items: No., model name, setting value 1, setting value 2, setting value 3, setting value 4, lower limit, upper limit, and prediction error. No. is set to the identification number of the constructed prediction model. The model name and date are set to the name of the constructed prediction model and the date on which the prediction model was constructed, respectively. The other items are the same as the items of the same names in FIG. 4. The construction unit 1215 also records the item number (item number of the test data in FIG. 2) of the learning data used to construct the prediction model in the storage unit 13 in association with, for example, the identification number of the prediction model. The construction unit 1215 also checks the value of the "allowable pressure loss arrival time" to narrow down the data to be input when constructing the model (for example, 600 (minutes) or less), constructs a prediction model (with constraints) 134 (first time) with the same parameter settings, and calculates the prediction error of the constructed prediction model (with constraints) 134. In the case of the above setting example, the prediction model (with constraints) 134 is constructed using only learning data with the "allowable pressure loss arrival time" in the range of 33 to 395, and the same values are set for the setting values 1 to 4, and the prediction model construction log 132 is also recorded for the prediction model (with constraints) 134. FIG. 5 shows an example of a log for the prediction model (with constraints) 134. The construction unit 1215 may construct both the prediction model (without constraints) 133 and the prediction model (with constraints) 134, or may construct only one of them.

さらに、予測モデルの構築は繰り返し行うことができる。2回目以降も設定値1~4に同じ値を設定して予測モデルを構築する場合、2回目の構築では、構築部1215は、追加されたデータをインプットに、1回目と同様にオーバーサンプリング、外れ値除去、および機械学習を行って、予測モデル(制約なし)133(2回目)および予測モデル(制約あり)134(2回目)を構築し、それぞれについて予測モデル構築ログ132を記録する。以降、同様にして予測モデルを構築することができる。(学習データの範囲の制約あり/なし、学習回数の区別が必要ない場合には単に“予測モデル”と記載する。) Furthermore, the construction of a prediction model can be repeated. If the same values are set for setting values 1 to 4 to construct a prediction model from the second time onwards, in the second construction, the construction unit 1215 uses the added data as input and performs oversampling, outlier removal, and machine learning in the same way as the first construction to construct a prediction model (unconstrained) 133 (second time) and a prediction model (constrained) 134 (second time), and records a prediction model construction log 132 for each. Thereafter, prediction models can be constructed in the same way. (When there is no need to distinguish between with and without constraints on the range of the training data and the number of times of training, it will simply be described as a "prediction model.")

構築結果表示部1216は、構築部1215が記録した予測モデル構築ログ132に基づいて、予測モデルの構築結果を表示部14に表示する。例えば、構築結果表示部1216は、1~5回目の予測モデルの構築で記録された図5に例示するログ情報を表示部14に表示する。また、構築結果表示部1216は、予測モデルによる予測値と実測値の散布図を作成し、作成した散布図を表示部14に表示する。図6Aに、予測モデル(制約なし)133(n回目)に関する散布図の一例を示し、図6Bに、予測モデル(制約あり)134(n回目)に関する散布図の一例を示す。図6A、図6Bのグラフの縦軸は学習データに含まれる「許容圧損到達時間」の実測値、横軸は学習データに含まれる説明変数と予測モデルによって予測された「許容圧損到達時間」の予測値を示す。各点は、1個の学習データから得られる実測値と予測値に対応する。L1付近に存在する点が多いほど、その予測モデルの性能が高いことを示している。(L2は、予測フェーズにて構築済みの予測モデルに評価条件を入力したときに予測モデルが出力した予測値の一例を示しており、学習フェーズでは、L2は表示されない。) The construction result display unit 1216 displays the construction result of the prediction model on the display unit 14 based on the prediction model construction log 132 recorded by the construction unit 1215. For example, the construction result display unit 1216 displays the log information shown in FIG. 5, which is recorded in the construction of the first to fifth prediction models, on the display unit 14. The construction result display unit 1216 also creates a scatter plot of the predicted values and actual values by the prediction model, and displays the created scatter plot on the display unit 14. FIG. 6A shows an example of a scatter plot for the prediction model (without constraints) 133 (nth time), and FIG. 6B shows an example of a scatter plot for the prediction model (with constraints) 134 (nth time). The vertical axis of the graphs in FIG. 6A and FIG. 6B shows the actual measured value of the "allowable pressure loss arrival time" included in the learning data, and the horizontal axis shows the predicted value of the "allowable pressure loss arrival time" predicted by the explanatory variables included in the learning data and the prediction model. Each point corresponds to the actual measured value and the predicted value obtained from one learning data. The more points there are near L1, the higher the performance of the prediction model. (L2 shows an example of a predicted value output by the prediction model when evaluation conditions are input to the prediction model constructed in the prediction phase; L2 is not displayed in the learning phase.)

予測誤差確認部1217は、予測モデル構築ログ132に記録された予測モデルの予測誤差の履歴を読み出して取得する。例えば、予測誤差確認部1217は、予測モデル構築ログ132から1~5回目の予測誤差(58、34、38、30、28)を読み出して取得する。 The prediction error confirmation unit 1217 reads and acquires the history of prediction errors of the prediction model recorded in the prediction model construction log 132. For example, the prediction error confirmation unit 1217 reads and acquires the first to fifth prediction errors (58, 34, 38, 30, 28) from the prediction model construction log 132.

予測誤差表示部1218は、予測誤差確認部1217が取得した予測誤差の履歴情報から学習回数に応じた予測誤差の推移を表すグラフを作成し、このグラフを表示する。図7に予測誤差の推移を表すグラフの一例を示す。このように設定値1~4が同じ値であっても予測モデルの構築を繰り返すたびに学習データを増加させることによって、予測精度を向上することができる。 The prediction error display unit 1218 creates a graph showing the progress of the prediction error according to the number of learning iterations from the prediction error history information acquired by the prediction error confirmation unit 1217, and displays this graph. Figure 7 shows an example of a graph showing the progress of the prediction error. In this way, even if the setting values 1 to 4 are the same, the prediction accuracy can be improved by increasing the amount of learning data each time the construction of a prediction model is repeated.

(寿命予測機能)
次に火山灰フィルタの寿命予測機能について説明する。予測部122は、評価条件設定部1221と、予測モデル設定部1222と、フィルタ交換時間予測部1223と、予測誤差表示部1224と、を備える。例えば、記憶部13は、N回の構築で作成されたN個の予測モデル(制約なし)133および/またはN個の予測モデル(制約あり)134と、N回の予測モデルの構築時に記録された予測モデル構築ログ132を記憶している。
(Lifespan prediction function)
Next, the life prediction function of the volcanic ash filter will be described. The prediction unit 122 includes an evaluation condition setting unit 1221, a prediction model setting unit 1222, a filter replacement time prediction unit 1223, and a prediction error display unit 1224. For example, the storage unit 13 stores N prediction models (without constraints) 133 and/or N prediction models (with constraints) 134 created in N constructions, and a prediction model construction log 132 recorded when the N prediction models were constructed.

評価条件設定部1221は、ユーザが入力した評価条件を記憶部13に記録する。これにより、記憶部13には、評価条件データ135が保存される。評価条件とは、図2に例示した説明変数である。例えば、ユーザは、火山灰フィルタの試験計画を作成するときに、実行予定の試験に係る試験条件を評価条件として入力する。あるいはフィルタ試験に限らず、原子力プラントの近くに存在する火山が噴火し、これから火山灰フィルタを設置しようとする際に、ユーザは、火山灰の粒度分布パタ-ンなどを予測して、評価条件を入力する。評価条件設定部1221は、入力された評価条件を記憶部13に保存する。 The evaluation condition setting unit 1221 records the evaluation conditions input by the user in the storage unit 13. As a result, evaluation condition data 135 is stored in the storage unit 13. The evaluation conditions are explanatory variables exemplified in FIG. 2. For example, when creating a test plan for a volcanic ash filter, the user inputs the test conditions for the test to be performed as evaluation conditions. Or, not limited to filter testing, when a volcano near a nuclear plant erupts and a volcanic ash filter is about to be installed, the user predicts the particle size distribution pattern of the volcanic ash, and inputs the evaluation conditions. The evaluation condition setting unit 1221 saves the input evaluation conditions in the storage unit 13.

予測モデル設定部1222は、予測モデル構築部121によって構築された予測モデルの一覧を表示部14に表示する。例えば、予測モデル設定部1222は、図5に例示するログ情報や図7に例示する予測誤差の推移を表すグラフを表示する。そして、予測モデル設定部1222は、一覧の中からユーザが選択した予測モデルの識別番号(モデルNo)をフィルタ交換時間予測部1223へ出力する。 The prediction model setting unit 1222 displays a list of prediction models constructed by the prediction model construction unit 121 on the display unit 14. For example, the prediction model setting unit 1222 displays log information as exemplified in FIG. 5 and a graph showing the progress of prediction error as exemplified in FIG. 7. Then, the prediction model setting unit 1222 outputs the identification number (model No.) of the prediction model selected by the user from the list to the filter replacement time prediction unit 1223.

フィルタ交換時間予測部1223は、評価対象の火山灰フィルタのフィルタ交換時間を予測する。フィルタ交換時間予測部1223は、予測モデル設定部1222によって特定された予測モデル(一覧からユーザによって選択された予測モデル)に、評価条件設定部1221が設定した評価条件を入力し、予測モデルが出力する許容圧損到達時間を取得し、この値をフィルタ交換時間(フィルタの寿命)とする。 The filter replacement time prediction unit 1223 predicts the filter replacement time of the volcanic ash filter to be evaluated. The filter replacement time prediction unit 1223 inputs the evaluation conditions set by the evaluation condition setting unit 1221 into the prediction model identified by the prediction model setting unit 1222 (the prediction model selected by the user from the list), obtains the allowable pressure loss arrival time output by the prediction model, and sets this value as the filter replacement time (filter life).

予測誤差表示部1224は、フィルタ交換時間予測部1223が予測したフィルタ交換時間を表示部14に表示する。例えば、予測誤差表示部1224は、図6A、図6Bに例示する予測に用いた予測モデルの実測値と予測値の散布図に、評価条件を入力して得られたフィルタ交換時間の予測値(図6AのL2、図6BのL2)を重畳して表示する。 The prediction error display unit 1224 displays the filter replacement time predicted by the filter replacement time prediction unit 1223 on the display unit 14. For example, the prediction error display unit 1224 displays the predicted value of the filter replacement time (L2 in FIG. 6A, L2 in FIG. 6B) obtained by inputting the evaluation conditions on a scatter plot of the actual measured values and predicted values of the prediction model used for the prediction shown in FIG. 6A and FIG. 6B by superimposing it on the scatter plot.

(動作)
次に本実施形態の予測モデルの構築処理およびフィルタ交換時期の予測処理の流れについて説明する。
図8、予測システムの動作の一例を示すフローチャートである。
前提として、火山灰フィルタの寿命予測を実施する場面であるとする。まず、制御部12が、予測モデル構築するどうかを判定する(ステップS1)。例えば、予測モデルが構築されてない場合、学習データがある程度蓄積されている場合、説明変数が増えた場合、種類の異なるプラントで実施された試験データが増えた場合などに、ユーザは予測モデルを構築すると判断し、予測モデルの構築を予測システム10に指示する。入力受付部11は、制御部12へ予測モデルの構築が指示されたことを通知する。この場合、制御部12は、予測モデルを構築すると判定する。また、予測モデルが構築済みで、予測モデルの構築後に学習データの追加や説明変数の変化が無い場合、また、種類の異なるプラントで実施された試験データの追加等もない場合、ユーザは、火山灰フィルタの寿命予測の実行を予測システム10に指示する。入力受付部11は、制御部12へ火山灰フィルタの寿命予測が指示されたことを通知する。この場合、制御部12は、予測モデルを構築しないと判定する。
(Operation)
Next, a flow of the process of constructing a prediction model and the process of predicting the filter replacement time in this embodiment will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the operation of the prediction system.
It is assumed that the situation is one in which a life prediction of a volcanic ash filter is to be performed. First, the control unit 12 determines whether or not to construct a prediction model (step S1). For example, if a prediction model has not been constructed, if a certain amount of learning data has been accumulated, if the number of explanatory variables has increased, if the number of test data performed in a different type of plant has increased, etc., the user determines to construct a prediction model and instructs the prediction system 10 to construct a prediction model. The input reception unit 11 notifies the control unit 12 that construction of a prediction model has been instructed. In this case, the control unit 12 determines to construct a prediction model. In addition, if a prediction model has already been constructed and there has been no addition of learning data or change in explanatory variables after construction of the prediction model, or no addition of test data performed in a different type of plant, the user instructs the prediction system 10 to execute a life prediction of the volcanic ash filter. The input reception unit 11 notifies the control unit 12 that a life prediction of the volcanic ash filter has been instructed. In this case, the control unit 12 determines not to construct a prediction model.

予測モデル構築すると判定した場合(ステップS1;Yes)、ユーザは、表計算ソフトウェアを利用して、過去の試験データを編集する(ステップS2)。例えば、ユーザは、説明変数に追加などがないか、学習データに追加がないか等を確認して、説明変数の追加、学習データの追加などを行う。入力受付部11は、ユーザが入力したデータを取得し、過去の試験データ131に変更や追加を行う。 When it is determined that a predictive model is to be constructed (step S1; Yes), the user uses spreadsheet software to edit the past test data (step S2). For example, the user checks whether there are any additions to explanatory variables or learning data, and adds explanatory variables or learning data. The input reception unit 11 acquires the data entered by the user and makes changes or additions to the past test data 131.

試験データ(学習データ)の編集が完了すると、次にユーザは、機械学習や前処理に用いるパラメータ設定値の探索範囲を設定する(ステップS3)。例えば、ユーザは、ランダムフォレストの決定木の数について{15、25、35、45}等を設定する。ユーザは、他のパラメータについても探索範囲の設定を行う。入力受付部11は、ユーザが設定した探索範囲を取得し、探索条件設定部1211へ出力する。探索条件設定部1211は、ユーザによって設定された設定値の探索範囲を記憶部13に記録する。 After completing the editing of the test data (learning data), the user then sets the search range for the parameter setting values to be used in machine learning and preprocessing (step S3). For example, the user sets {15, 25, 35, 45} for the number of decision trees in the random forest. The user also sets search ranges for other parameters. The input receiving unit 11 acquires the search range set by the user and outputs it to the search condition setting unit 1211. The search condition setting unit 1211 records the search range for the setting values set by the user in the memory unit 13.

次にユーザが、設定値の探索を予測システム10に指示する。入力受付部11は、ユーザの指示操作を受け付け、探索部1212へ設定値の探索が指示されたことを通知する。探索部1212は、設定値を探索する(ステップS4)。探索部1212は、各パラメータに対して設定された設定値の探索範囲の中から、予測誤差が良好となる設定値の組み合わせを探索する。次に探索結果表示部1213が、探索結果の一覧を表示する(ステップS5)。例えば、探索結果表示部1213は、図4に例示する探索結果を表示部14に表示する。 Next, the user instructs the prediction system 10 to search for setting values. The input reception unit 11 receives the user's instruction and notifies the search unit 1212 that a search for setting values has been instructed. The search unit 1212 searches for setting values (step S4). The search unit 1212 searches for a combination of setting values that results in a good prediction error from within the search range of setting values set for each parameter. Next, the search result display unit 1213 displays a list of the search results (step S5). For example, the search result display unit 1213 displays the search results exemplified in FIG. 4 on the display unit 14.

次にユーザが、探索結果の一覧を参照し、各パラメータに対して設定する設定値を決定する(ステップS6)。例えば、ユーザは、パラメータ1~4について決定した設定値1~4と許容圧損到達時間の値を確認してモデル構築の際にインプットするデータを絞る設定を予測システム10へ入力する。入力受付部11は、ユーザが入力した設定値1~4などを構築設定部1214へ出力する。構築設定部1214は、パラメータ1に設定値1を設定し、パラメータ2に設定値2を設定し、パラメータ3に設定値3を設定し、パラメータ4に設定値4を設定する。 The user then refers to the list of search results and determines the setting value to be set for each parameter (step S6). For example, the user checks the setting values 1 to 4 determined for parameters 1 to 4 and the value of the allowable pressure loss arrival time, and inputs the settings to the prediction system 10 to narrow down the data to be input when constructing the model. The input reception unit 11 outputs the setting values 1 to 4 input by the user to the construction setting unit 1214. The construction setting unit 1214 sets setting value 1 to parameter 1, setting value 2 to parameter 2, setting value 3 to parameter 3, and setting value 4 to parameter 4.

次にユーザが、予測モデルの構築を予測システム10に指示する。入力受付部11は、ユーザの指示操作を受け付け、構築部1215へ予測モデルの構築が指示されたことを通知する。この指示に基づき、構築部1215は、予測モデルを構築する(ステップS7)。構築部1215は、設定値1~4に基づいて、前処理(オーバーサンプリング)、ランダムフォレストによる回帰分析を行って予測モデル(制約なし)133を構築する。また、構築部1215は、オーバーサンプリングと外れ値除去をしたデータを用いて、予測モデル(制約あり)134を構築する。また、構築部1215は、予測モデル(制約なし)133と予測モデル(制約あり)134の予測誤差を計算する。構築部1215は、構築した予測モデルを記憶部13に保存する。構築部1215は、予測モデル(制約なし)133と予測モデル(制約あり)134について予測モデル構築ログ132を記録する。また、構築部1215は、予測モデルの構築に用いた学習データの項番を、予測モデルの識別番号と対応付けて記憶部13に記録しておく。 Next, the user instructs the prediction system 10 to build a prediction model. The input reception unit 11 receives the user's instruction and notifies the construction unit 1215 that construction of a prediction model has been instructed. Based on this instruction, the construction unit 1215 constructs a prediction model (step S7). Based on the setting values 1 to 4, the construction unit 1215 performs preprocessing (oversampling) and regression analysis using random forest to construct a prediction model (unconstrained) 133. The construction unit 1215 also constructs a prediction model (with constraints) 134 using data that has been oversampled and has had outliers removed. The construction unit 1215 also calculates the prediction error between the prediction model (unconstrained) 133 and the prediction model (with constraints) 134. The construction unit 1215 stores the constructed prediction model in the memory unit 13. The construction unit 1215 records a prediction model construction log 132 for the prediction model (unconstrained) 133 and the prediction model (with constraints) 134. In addition, the construction unit 1215 records the item numbers of the learning data used to construct the prediction model in the storage unit 13 in association with the identification number of the prediction model.

次に構築結果表示部1216が、予測値と実測値の散布図を表示する(ステップS8)。構築結果表示部1216は、図6A,図6Bに例示する散布図(L2を除く)を表示する。ユーザは、予測モデル(制約なし)133、予測モデル(制約あり)134の予測誤差を確認する。予測精度が十分ではない場合、ユーザは、ステップS6以降の処理を繰り返し行うことができる。例えば、上記で説明したように、予測誤差が所定値以下になるまで5回連続して同じ設定値1~4を設定して予測モデルを構築してもよい。 Next, the construction result display unit 1216 displays a scatter plot of the predicted values and the actual measured values (step S8). The construction result display unit 1216 displays the scatter plots (excluding L2) shown in Figs. 6A and 6B. The user checks the prediction errors of the prediction model (without constraints) 133 and the prediction model (with constraints) 134. If the prediction accuracy is not sufficient, the user can repeat the processes from step S6 onwards. For example, as described above, a prediction model may be constructed by setting the same setting values 1 to 4 five consecutive times until the prediction error falls below a predetermined value.

次に、予測誤差確認部1217が、予測モデル構築ログ132から予測誤差の履歴を取得する。次に予測誤差表示部1218が、予測モデル構築ログ132に基づくログ情報と予測誤差の推移を表示する(ステップS9)。例えば、予測誤差表示部1218は、図5に例示する予測モデル構築のログ情報と、図7に例示する予測誤差の推移を示すグラフを表示部14に表示する。ユーザは、予測誤差が小さくなり、予測精度が高い予測モデルが構築されている状況を確認することができる。予測モデルが構築できると、学習を完了し、火山灰フィルタの寿命予測を行うことができる。 Next, the prediction error confirmation unit 1217 obtains the history of prediction errors from the prediction model construction log 132. Next, the prediction error display unit 1218 displays log information based on the prediction model construction log 132 and the trend in prediction errors (step S9). For example, the prediction error display unit 1218 displays, on the display unit 14, the log information of the prediction model construction illustrated in FIG. 5 and a graph showing the trend in prediction errors illustrated in FIG. 7. The user can confirm that the prediction error has become smaller and that a prediction model with high prediction accuracy has been constructed. Once a prediction model has been constructed, learning is completed and a life prediction for the volcanic ash filter can be performed.

ステップS1にて、予測モデル構築しないと判定した場合(ステップS1;No)、予測システム10は、火山灰フィルタの寿命予測を行う。まず、ユーザは、表計算ソフトウェアを利用して、評価条件を設定する(ステップS10)。例えば、ユーザは、フィルタの性能試験の試験条件を評価条件として設定する。入力受付部11は、ユーザが入力した評価条件を取得し、評価条件データ135を記憶部13に保存する。 If it is determined in step S1 that a prediction model will not be constructed (step S1; No), the prediction system 10 predicts the service life of the volcanic ash filter. First, the user sets the evaluation conditions using spreadsheet software (step S10). For example, the user sets the test conditions for a performance test of the filter as the evaluation conditions. The input reception unit 11 acquires the evaluation conditions entered by the user and stores the evaluation condition data 135 in the memory unit 13.

次に、ユーザは、評価条件下での火山灰フィルタの寿命予測を予測システム10に指示する。入力受付部11は、ユーザの指示操作を受け付け、予測モデル設定部1222へフィルタ寿命の予測が指示されたことを通知する。すると、予測モデル設定部1222は、予測モデルの一覧を表示部14に表示する(ステップS11)。例えば、予測モデル設定部1222は、図5に例示する構築済み予測モデルの一覧(ログ情報)を表示する。 Next, the user instructs the prediction system 10 to predict the lifespan of the volcanic ash filter under the evaluation conditions. The input reception unit 11 receives the user's instruction and notifies the prediction model setting unit 1222 that a filter lifespan prediction has been instructed. The prediction model setting unit 1222 then displays a list of prediction models on the display unit 14 (step S11). For example, the prediction model setting unit 1222 displays a list of constructed prediction models (log information) as exemplified in FIG. 5.

次にユーザは、予測に使用する予測モデルを選択する(ステップS12)。入力受付部11は、ユーザが選択した予測モデルのモデルNoを予測モデル設定部1222へ出力する。予測モデル設定部1222は、ユーザによって選択された予測モデルのモデルNoをフィルタ交換時間予測部1223に出力する。次にフィルタ交換時間予測部1223が、フィルタの交換時期を予測する(ステップS13)。フィルタ交換時間予測部1223は、予測モデル設定部1222から出力されたモデルNoの予測モデルに、ステップS10にて設定された評価条件を入力して、火山灰フィルタの交換時期を予測する。次に予測誤差表示部1224が、予測結果を表示する(ステップS14)。例えば、予測誤差表示部1224は、図6A,図6Bに例示した、実測値と予測値の散布図に、今回予測した「許容圧損到達時間」を重畳して表示(L2)したグラフを表示する。ユーザは、予測値とともにその予測精度を把握することができる。例えば、図6Bに例示する予測結果、つまり予測値としてP2が得られた場合、P2の付近では実測値と予測値がL1近傍に集中している為、予測精度が高いことが期待できる。 Next, the user selects a prediction model to be used for prediction (step S12). The input reception unit 11 outputs the model number of the prediction model selected by the user to the prediction model setting unit 1222. The prediction model setting unit 1222 outputs the model number of the prediction model selected by the user to the filter replacement time prediction unit 1223. Next, the filter replacement time prediction unit 1223 predicts the replacement time of the filter (step S13). The filter replacement time prediction unit 1223 inputs the evaluation conditions set in step S10 into the prediction model of the model number output from the prediction model setting unit 1222, and predicts the replacement time of the volcanic ash filter. Next, the prediction error display unit 1224 displays the prediction result (step S14). For example, the prediction error display unit 1224 displays a graph in which the currently predicted "allowable pressure loss arrival time" is superimposed (L2) on the scatter diagram of the actual measurement value and the predicted value as exemplified in FIG. 6A and FIG. 6B. The user can grasp the prediction accuracy along with the predicted value. For example, when the prediction result shown in FIG. 6B is obtained, that is, when P2 is obtained as the predicted value, the actual measured values and predicted values near P2 are concentrated near L1, so the prediction accuracy can be expected to be high.

(効果)
以上説明したように、本実施形態によれば、火山灰フィルタの使用前に寿命を予測することができる。これにより、例えば、火山灰フィルタの試験を計画する段階で事前にフィルタ交換時間を予測でき、また、事前に様々な試験条件のパターン対する試験結果を予測しておくことができるので、フィルタ試験の計画に役立てることができる。また、フィルタ試験に限らず、実際に火山が噴火した状況で、事前にフィルタの寿命を予測し、把握することができるので、適切なタイミングで火山灰フィルタの交換を行うことができ、プラントへの影響を低減することができる。また、本実施形態によれば、過去のフィルタ試験の試験データと機械学習に関するパラメータの探索範囲を設定するだけで、予測精度を良好に保つことができるパラメータの設定値を探索することができる。探索された設定値を用いて予測モデルを構築することができるので、予測精度が高い予測モデルを構築することができる。また、予測モデルの精度については、図6A、図6Bに例示する散布図を参照することで確認することができる。また、学習データの範囲を上限値と下限値で限定することによって、予測範囲に応じた予測モデルを構築することができる。また、過去に作成した予測モデルの中から適切な予測モデルを選択してフィルタ寿命を予測することができ、構築した予測モデルの予測誤差の学習が進んでいるかをチェックすることができる。例えば、図7に例示する予測誤差の推移を示すグラフを参照して、予測モデルの構築を繰り返すことにより予測誤差が低下していれば、最後に構築された予測モデルを選択することができる。また、例えば、図5に例示するログ情報を参照して予測モデルを選択する場合、学習データの上下限値を参照して、上下限値の範囲の広い学習データで構築された予測モデルや、上下限値の範囲の狭い学習データで構築された予測モデルの中から複数の予測モデルを選択して、フィルタ寿命の予想を行うことで、未知の火山灰フィルタについて様々な予測結果を得ることができる。また、学習データの追加時、パラメータ1~4を調整して予測モデルの再構築が可能であるので、より予測誤差の小さいモデルを構築することができる。
(effect)
As described above, according to this embodiment, the life of a volcanic ash filter can be predicted before it is used. As a result, for example, the filter replacement time can be predicted in advance at the stage of planning a test of a volcanic ash filter, and the test results for various test condition patterns can be predicted in advance, which can be useful for planning a filter test. In addition, not only in a filter test, but also in a situation where a volcano actually erupts, the filter life can be predicted and understood in advance, so that the volcanic ash filter can be replaced at an appropriate time, and the impact on the plant can be reduced. In addition, according to this embodiment, by simply setting the test data of a past filter test and the search range of parameters related to machine learning, it is possible to search for parameter setting values that can maintain good prediction accuracy. Since a prediction model can be constructed using the searched setting values, a prediction model with high prediction accuracy can be constructed. In addition, the accuracy of the prediction model can be confirmed by referring to the scatter diagrams exemplified in FIG. 6A and FIG. 6B. In addition, by limiting the range of the learning data by the upper limit value and the lower limit value, a prediction model according to the prediction range can be constructed. In addition, an appropriate prediction model can be selected from prediction models created in the past to predict the filter life, and it is possible to check whether the learning of the prediction error of the constructed prediction model is progressing. For example, by referring to the graph showing the transition of prediction error shown in FIG. 7, if the prediction error is reduced by repeating the construction of the prediction model, the last constructed prediction model can be selected. Also, for example, when selecting a prediction model by referring to the log information shown in FIG. 5, by referring to the upper and lower limit values of the learning data, multiple prediction models can be selected from prediction models constructed with learning data having a wide range of upper and lower limit values and prediction models constructed with learning data having a narrow range of upper and lower limit values, and the filter life can be predicted, thereby obtaining various prediction results for an unknown volcanic ash filter. Also, when learning data is added, the prediction model can be reconstructed by adjusting parameters 1 to 4, so that a model with a smaller prediction error can be constructed.

<実施例1>
上記の実施形態の説明では、構築済みの学習モデルの一覧の中から、予測に使用する予測モデルを選択し、火山灰フィルタの寿命予測を行うこととしたが(ステップS11~S13)、評価条件を設定した段階で(ステップS10)、どの予測モデルを使用すればよいかを提案するようにしてもよい。例えば、火山灰フィルタの設計方針として「流速がXX以下、メッシュはXX以上、上流下流ともラビリンスなし」とする予定があるとする。この場合、この火山灰フィルタの試験を実施する場合には、この条件を満たす学習データを多く学習した予測モデルを用いて寿命予測を行うことが好ましい。このような場合に、ユーザが各予測モデルの構築に用いられた学習データを人手で確認し、上記の条件を満たすデータを多く含む学習データを用いて構築された予測モデルを特定するのは大変である。そこで、予測モデル設定部1222は、ユーザが設定する条件に応じた予測モデルの一覧を表示する。ユーザは、各条件の優先度を設定する。例えば、優先度1として、「流速はXX以下」を設定し、優先度2として「メッシュXX以上」を設定し、優先度3として「ラビリンスなし」を設定する。すると、ステップS10にて、評価条件設定部1221は、評価条件とともに設定された優先度1~3を記憶部13に記録する。次にステップS12にて、予測モデル設定部1222は、構築済みの予測モデルの一覧を選択して表示する際に、高い優先度が設定された条件を満たす学習データを多く含む学習データ群を用いて構築された予測モデルを選択する。例えば、予測モデル設定部1222は、予測モデルの構築時に記憶部13に記録された学習データの項番に基づいて、予測モデルの構築に使用された学習データを調査して、各予測モデルの構築に用いられた学習データ群について、最も優先度が高い「流速がXX以下」の条件を満たす学習データの数や条件を満たす学習データが何割含まれているかを計算する。予測モデル設定部1222は、優先度1の条件を満たす学習データを多く含む学習データ群を用いて構築された予測モデルを抽出する。例えば、予測モデル設定部1222は、優先度1の条件を満たす学習データの数が多いものから順に所定個を選択する。あるいは、予測モデル設定部1222は、優先度1の条件を満たす学習データの割合が多いものから順に所定個を選択する。同様に予測モデル設定部1222は、2番目に高い優先度が付された「メッシュXX以上」の条件を満たす学習データを多く含む学習データ学習データ群を学習して構築された予測モデルを抽出する。3番目に高い優先度が設定された「ラビリンスなし」についても同様である。そして、予測モデル設定部1222は、抽出した優先度1を満たす学習データを多く使って構築された予測モデルを、そのデータ数および/または割合が多いものから順に所定個表示し、同様に優先度2、優先度3に関して抽出された予測モデルも所定個ずつ表示する。予測モデル設定部1222は、抽出した予測モデルとともに、その予測モデルの構築に使用した学習データに含まれる条件を満たすデータの数や割合を一覧で表示する。これにより、ユーザは、これから実施するフィルタ試験の試験条件に合致する学習データを多く用いて構築された予測モデルを活用して、評価対象の火山灰フィルタの寿命予測を行うことができる。
Example 1
In the above embodiment, the prediction model to be used for prediction is selected from the list of constructed learning models to predict the life of the volcanic ash filter (steps S11 to S13), but it is also possible to suggest which prediction model to use at the stage of setting the evaluation conditions (step S10). For example, assume that the design policy of the volcanic ash filter is planned to be "flow velocity is XX or less, mesh is XX or more, and no labyrinth is upstream or downstream." In this case, when testing this volcanic ash filter, it is preferable to predict the life using a prediction model that has learned a lot of learning data that meets these conditions. In such a case, it is difficult for the user to manually check the learning data used to construct each prediction model and identify a prediction model that has been constructed using learning data that contains a lot of data that meets the above conditions. Therefore, the prediction model setting unit 1222 displays a list of prediction models according to the conditions set by the user. The user sets the priority of each condition. For example, the user sets "flow velocity is XX or less" as priority 1, sets "mesh XX or more" as priority 2, and sets "no labyrinth" as priority 3. Then, in step S10, the evaluation condition setting unit 1221 records the priorities 1 to 3 set together with the evaluation conditions in the storage unit 13. Next, in step S12, when selecting and displaying a list of constructed prediction models, the prediction model setting unit 1222 selects a prediction model constructed using a learning data group containing a large amount of learning data satisfying the condition for which a high priority has been set. For example, the prediction model setting unit 1222 investigates the learning data used to construct the prediction model based on the item number of the learning data recorded in the storage unit 13 when constructing the prediction model, and calculates the number of learning data that satisfy the highest priority condition of "flow velocity is XX or less" and what percentage of the learning data that satisfies the condition is included in the learning data group used to construct each prediction model. The prediction model setting unit 1222 extracts a prediction model constructed using a learning data group that contains a large amount of learning data that satisfies the condition of priority 1. For example, the prediction model setting unit 1222 selects a predetermined number of learning data in descending order of the number of learning data that satisfy the condition of priority 1. Alternatively, the prediction model setting unit 1222 selects a predetermined number of learning data in descending order of the proportion of learning data that satisfies the condition of priority 1. Similarly, the prediction model setting unit 1222 extracts a prediction model constructed by learning a group of learning data that contains a large amount of learning data that satisfies the condition of "mesh XX or more" that is assigned the second highest priority. The same is true for "no labyrinth" that is assigned the third highest priority. Then, the prediction model setting unit 1222 displays a predetermined number of prediction models constructed using a large amount of the extracted learning data that satisfies priority 1 in descending order of the number and/or proportion of the data, and similarly displays a predetermined number of prediction models extracted for priority 2 and priority 3. The prediction model setting unit 1222 displays, in a list, the number and proportion of data that satisfies the conditions contained in the learning data used to construct the prediction model together with the extracted prediction model. This allows the user to utilize a prediction model constructed using a large amount of learning data that matches the test conditions of the filter test to be performed to predict the life of the volcanic ash filter to be evaluated.

<実施例2>
上記実施形態では、ステップS1にて、予測モデルを構築(再構築)するか否かをユーザが判断することとしたが、この判断を判定部123が自動で行ってもよい。ユーザは、モデル構築のトリガーとなる条件に優先度を設定する。例えば、ユーザは、優先度1として、「説明変数の数が変更された」を設定し、優先度2として「試験データが所定個以上増えた」を設定し、優先度3として「学習していない原子力プラントの種類が所定個以上増えた」を設定し、優先度4として「学習していない梅雨時期の試験データが所定個以上増えた」を設定する。すると、判定部123は、入力受付部11を通じてこれらの設定情報を取得し、記憶部13にモデル構築のトリガーとなる条件の優先度を設定する。ステップS1にて、判定部123は、モデルを構築するかどうかを判定し、その判定結果を表示部14に表示する。例えば、判定部123は、優先度に沿って、モデルの構築が必要かどうかの判定を行う。最初に優先度1について、判定部123は、記憶部13に保存された最新の試験データの試験条件、即ち説明変数と、構築済みの予測モデルの構築に使用した学習データの説明変数とを比較して、説明変数の項目が増加しているかどうかを確認する。説明変数の項目が増加している場合、判定部123は、予測モデルを構築すると判定する。説明変数の数に変更が無い場合、判定部123は、次に優先度が高い優先度2に基づいて、予測モデルの構築を行うかどうかの判定を行う。例えば、判定部123は、記憶部13に保存された最新の試験データを含む全学習データの数から、構築済みの予測モデルの構築に使用した学習データの数を減算し、その差が所定個以上であれば、予測モデルを構築すると判定する。優先度3について、判定部123は、記憶部13に保存された、予測モデルの構築に用いられていない学習データの項番に対応する試験データの試験情報の顧客情報と、予測モデルの構築に用いられた学習データの項番に対応する試験データの顧客情報とを比較し、未使用の試験データのうち、予測モデルの構築に用いられていない顧客情報(例えば、原子力プラントのサイト名)を有する試験データの数が所定数以上となると、予測モデルを構築すると判定する。これは、原子力プラントのサイト名が異なれば、近くに存在する火山が異なり、火山灰の粒度分布パターンが変化するため、性質の異なる学習データを用いて予測モデルを再構築する必要があると考えられるためである。次に判定部123は、優先度4について、記憶部13に保存された、予測モデルの構築に用いられていない学習データの項番に対応する試験データの試験情報の顧客情報と、予測モデルの構築に用いられた学習データの項番に対応する試験データの顧客情報とを比較し、未使用の試験データのうち試験日が梅雨の時期に相当するデータが所定数以上となると、予測モデルを構築すると判定する。これにより、ユーザが、試験データの内容を確認して、予測モデルの構築(再構築)を行うかどうかの判断を行う必要が無くなる。なお、判定部123は、予測モデルを構築すると判断した場合に、自動で予測モデルを構築するのではなく、例えば、優先度1に基づいて予測モデルを構築すると判定した場合であれば、「説明変数の数が変更された試験データが蓄積されています。予測モデルの構築を検討してください」といったメッセージを表示部14に表示し、予測モデルの構築をユーザに促すようにしてもよい。なお、実施例2の予測モデルを構築するかどうかの判定は、図8のフローチャートのステップS1(つまり、これから火山灰フィルタの寿命予想を行おうとするタイミング)に限らず、例えば、所定の周期(月1回など)で自動的に実行されてもよい。
Example 2
In the above embodiment, in step S1, the user determines whether or not to construct (reconstruct) a prediction model, but this determination may be automatically performed by the determination unit 123. The user sets priorities for the conditions that trigger model construction. For example, the user sets "the number of explanatory variables has been changed" as priority 1, "the test data has increased by more than a predetermined number" as priority 2, "the number of types of nuclear power plants that have not been learned has increased by more than a predetermined number" as priority 3, and "the test data for the rainy season that have not been learned has increased by more than a predetermined number" as priority 4. Then, the determination unit 123 acquires these setting information through the input reception unit 11, and sets the priorities of the conditions that trigger model construction in the storage unit 13. In step S1, the determination unit 123 determines whether or not to construct a model, and displays the determination result on the display unit 14. For example, the determination unit 123 determines whether or not it is necessary to construct a model according to the priorities. First, for priority 1, the determination unit 123 compares the test conditions, i.e., explanatory variables, of the latest test data stored in the storage unit 13 with the explanatory variables of the learning data used to build the already-constructed prediction model to check whether the number of explanatory variables has increased. If the number of explanatory variables has increased, the determination unit 123 determines to build a prediction model. If there is no change in the number of explanatory variables, the determination unit 123 determines whether to build a prediction model based on priority 2, which has the next highest priority. For example, the determination unit 123 subtracts the number of learning data used to build the already-constructed prediction model from the number of all learning data including the latest test data stored in the storage unit 13, and if the difference is equal to or greater than a predetermined number, determines to build a prediction model. Regarding priority 3, the determination unit 123 compares the customer information of the test information of the test data corresponding to the item number of the learning data not used in constructing the prediction model stored in the storage unit 13 with the customer information of the test data corresponding to the item number of the learning data used in constructing the prediction model, and determines that a prediction model will be constructed when the number of unused test data having customer information (e.g., the site name of a nuclear power plant) not used in constructing the prediction model is equal to or greater than a predetermined number. This is because it is considered that if the site name of the nuclear power plant is different, the nearby volcano is different and the particle size distribution pattern of the volcanic ash changes, so that it is necessary to reconstruct the prediction model using learning data with different properties. Next, regarding priority 4, the determination unit 123 compares the customer information of the test information of the test data corresponding to the item number of the learning data not used in constructing the prediction model stored in the storage unit 13 with the customer information of the test data corresponding to the item number of the learning data used in constructing the prediction model, and determines that a prediction model will be constructed when the number of unused test data whose test date corresponds to the rainy season is equal to or greater than a predetermined number. This eliminates the need for the user to check the contents of the test data and determine whether or not to build (reconstruct) a prediction model. When the determination unit 123 determines that a prediction model should be built, it does not automatically build the prediction model. For example, if the determination unit 123 determines that a prediction model should be built based on priority 1, it may display a message such as "Test data with a changed number of explanatory variables has been accumulated. Please consider building a prediction model" on the display unit 14 to prompt the user to build a prediction model. The determination of whether or not to build a prediction model in the second embodiment is not limited to step S1 of the flowchart in FIG. 8 (i.e., the timing when the life expectancy of the volcanic ash filter is about to be predicted), but may be automatically performed at a predetermined cycle (such as once a month).

図9は、実施形態に係る予測システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ900は、CPU901、主記憶装置902、補助記憶装置903、入出力インタフェース904、通信インタフェース905を備える。上述の予測システム10は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置903に記憶されている。CPU901は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU901は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置902に確保する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置903に確保する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the prediction system according to the embodiment.
The computer 900 includes a CPU 901, a main memory device 902, an auxiliary memory device 903, an input/output interface 904, and a communication interface 905. The prediction system 10 described above is implemented in the computer 900. The above-described functions are stored in the auxiliary memory device 903 in the form of a program. The CPU 901 reads the program from the auxiliary memory device 903, loads it in the main memory device 902, and executes the above-described processing in accordance with the program. The CPU 901 also secures a storage area in the main memory device 902 in accordance with the program. The CPU 901 also secures a storage area in the auxiliary memory device 903 for storing data being processed in accordance with the program.

予測システム10の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、CD、DVD、USB等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 A program for realizing all or part of the functions of the prediction system 10 may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read into a computer system and executed to perform processing by each functional unit. The term "computer system" here includes hardware such as an OS and peripheral devices. In addition, if a WWW system is used, the term "computer system" also includes a homepage providing environment (or display environment). In addition, the term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as CDs, DVDs, and USBs, and storage devices such as hard disks built into a computer system. In addition, if the program is distributed to a computer 900 via a communication line, the computer 900 that receives the program may expand the program into the main storage device 902 and execute the above processing. In addition, the above program may be for realizing part of the functions described above, and may further be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system.

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As described above, several embodiments of the present disclosure have been described, but all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope of the invention and its equivalents as described in the claims, as well as in the scope and gist of the invention.

<付記>
各実施形態に記載の予測システム、予測方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
<Additional Notes>
The prediction system, prediction method, and program described in each embodiment can be understood, for example, as follows.

(1)第1の態様に係る予測システムは、評価対象の火山灰フィルタに関する所定の評価条件を取得する取得部(入力受付部11)と、前記評価条件を入力すると前記評価条件に係る未使用の火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルと、前記取得部が取得した前記評価条件と、に基づいて、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する予測部122と、を備える。
これにより、火山灰フィルタの使用開始前にフィルタの寿命を予測することができる。
(1) The prediction system of the first aspect includes an acquisition unit (input receiving unit 11) that acquires specific evaluation conditions related to the volcanic ash filter to be evaluated, a prediction model that outputs a predicted value of the life of an unused volcanic ash filter related to the evaluation conditions when the evaluation conditions are input, and a prediction unit 122 that predicts the life of the volcanic ash filter to be evaluated based on the evaluation conditions acquired by the acquisition unit.
This makes it possible to predict the life of the volcanic ash filter before it is first used.

(2)第2の態様に係る予測システムは、(1)の予測システムであって、前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの圧力損失の閾値とが含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する。
これにより、火山灰フィルタの使用開始前にフィルタの寿命を予測することができる。
(2) A prediction system according to a second aspect is the prediction system of (1), wherein the evaluation conditions include a particle size distribution pattern of the volcanic ash captured by the volcanic ash filter, a mesh coarseness of the volcanic ash filter, and a pressure loss threshold of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches the threshold.
This makes it possible to predict the life of the volcanic ash filter before it is first used.

(3)第3の態様に係る予測システムは、(2)の予測システムであって、前記評価条件を説明変数とし、前記評価条件下で未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、前記予測モデルを構築する予測モデル構築部をさらに備える。
これにより、火山灰フィルタの使用開始前にフィルタ寿命を予測する予測モデルを構築することができる。
(3) A prediction system according to a third aspect is the prediction system of (2), further comprising a prediction model construction unit that constructs the prediction model by learning the relationship between the evaluation conditions and the time until the pressure loss reaches the threshold value through machine learning based on learning data that uses the evaluation conditions as explanatory variables and the time measured in a filter test that measures the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches the threshold value under the evaluation conditions as the objective variable.
This makes it possible to develop a predictive model that can predict the lifespan of a volcanic ash filter before it is put into use.

(4)第4の態様に係る予測システムは、(3)の予測システムであって、前記予測モデル構築部は、前記機械学習に用いるパラメータへの設定値について、所定の探索範囲を探索して、前記予測モデルの予測誤差を最も小さくするものから順に所定個の前記設定値を特定し、特定した前記設定値とともに前記設定値に係る前記予測誤差を表示し、特定された前記設定値の中から選択された前記設定値を前記パラメータに設定して、前記予測モデルを構築する。
これにより、予測精度の高いパラメータへの設定値を把握することができる。予測精度を高くできる設定値を参考にして、実際に予測モデルの構築に使用する設定値を決定するので予測精度の高い予測モデルを構築することができる。
(4) A prediction system according to a fourth aspect is the prediction system of (3), wherein the prediction model construction unit searches a predetermined search range for setting values for parameters to be used in the machine learning, identifies a predetermined number of setting values in order of the smallest prediction error of the prediction model, displays the identified setting values together with the prediction error associated with the setting values, and sets the parameter to a setting value selected from the identified setting values to construct the prediction model.
This makes it possible to grasp the setting values for the parameters that will provide high prediction accuracy. The setting values that will provide high prediction accuracy are used as a reference to determine the setting values that will actually be used to build a prediction model, so a prediction model with high prediction accuracy can be built.

(5)第5の態様に係る予測システムは、(3)~(4)の予測システムであって、前記火山灰フィルタの寿命を測定するフィルタ試験が実施されると、当該フィルタ試験の結果に基づいて、前記学習データが生成され、前記学習データにおける前記評価条件に含まれる評価項目数の変更、前記学習データの増加数、前記学習データに係る前記フィルタ試験を実施したプラントが増加したこと、増加した前記学習データに係る前記試験を実施した時期、の何れかの条件に基づいて前記予測モデルの構築を実行するか否かを判定する判定部、をさらに備える。
これにより、学習データが蓄積されていった場合にどのタイミングで予測モデルを構築すればよいかを自動判定することができる。
(5) A prediction system according to a fifth aspect is a prediction system according to any one of (3) to (4), in which, when a filter test is conducted to measure the service life of the volcanic ash filter, the learning data is generated based on the results of the filter test, and the prediction system further includes a determination unit that determines whether or not to execute construction of the prediction model based on any one of the following conditions: a change in the number of evaluation items included in the evaluation conditions in the learning data, an increase in the number of learning data, an increase in the number of plants that have conducted the filter test related to the learning data, and a time when the test related to the increased learning data was conducted.
This makes it possible to automatically determine when to build a predictive model as training data accumulates.

(6)第6の態様に係る予測システムは、(5)の予測システムであって、前記判定部は、前記条件につき、優先度の高い順から、最新の前記学習データ及び前記予測モデルの構築に用いられていない前記学習データのうちいずれかと、前記予測モデルの構築に用いた前記学習データとを比較し、この比較の結果に基づき前記判定を行う。
これにより、予測モデルの構築の要否を自動判定することができる。
(6) A sixth aspect of the prediction system is the prediction system of (5), in which the determination unit compares, for the condition, the latest learning data and the learning data not used in constructing the prediction model with the learning data used in constructing the prediction model, in order of decreasing priority, and makes the determination based on the result of this comparison.
This makes it possible to automatically determine whether or not a predictive model needs to be built.

(7)第7の態様に係る予測システムは、(1)~(6)の予測システムであって、前記予測部は、前記評価条件を説明変数とし、前記評価条件下で未使用の前記火山灰フィルタの寿命を測定するフィルタ試験で測定された前記寿命を目的変数とする学習データを機械学習するにあたり、前記機械学習のパラメータを様々に異ならせて構築された複数の前記予測モデルと前記予測モデルの予測誤差の一覧を表示し、当該一覧の中から選択された前記予測モデルを用いて、前記火山灰フィルタの寿命を予測する。
これにより、予測精度を参考にして、火山灰フィルタの寿命予測に用いる予測モデルを選択することができる。
(7) A prediction system according to a seventh aspect is a prediction system according to any one of (1) to (6), wherein the prediction unit performs machine learning on learning data having the evaluation conditions as explanatory variables and the lifespan measured in a filter test measuring the lifespan of an unused volcanic ash filter under the evaluation conditions as a target variable, displays a list of a plurality of prediction models constructed using various different machine learning parameters and prediction errors of the prediction models, and predicts the lifespan of the volcanic ash filter using a prediction model selected from the list.
This makes it possible to select a prediction model to be used for predicting the service life of the volcanic ash filter with reference to the prediction accuracy.

(8)第8の態様に係る予測システムは、(7)の予測システムであって、前記予測部は、前記一覧を表示するにあたり、前記予測モデルの構築に用いた前記学習データについて、前記評価条件が所定の条件を満たす前記学習データを多く含ものから順に所定個を選択して前記一覧に表示する。
これにより、予測に係る評価条件に適した予測モデルを選択しやすくなる。
(8) A prediction system according to an eighth aspect is the prediction system of (7), wherein, when displaying the list, the prediction unit selects a predetermined number of the learning data used to construct the prediction model in order of the number of the learning data whose evaluation conditions satisfy a predetermined condition, and displays the selected number in the list.
This makes it easier to select a prediction model that is suitable for the evaluation conditions related to the prediction.

(9)第9の態様に係る予測方法では、予測システムが、評価対象の火山灰フィルタに関する所定の評価条件を取得し、前記評価条件を入力すると前記評価条件に係る火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する。 (9) In the prediction method according to the ninth aspect, a prediction system obtains predetermined evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated, and predicts the lifespan of the volcanic ash filter to be evaluated by inputting the obtained evaluation conditions into a prediction model that outputs a predicted value of the lifespan of the volcanic ash filter related to the evaluation conditions when the evaluation conditions are input.

(10)第10の態様に係るプログラムは、コンピュータ900に、評価対象の火山灰フィルタに関する所定の評価条件を取得し、前記評価条件を入力すると前記評価条件に係る火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する処理を実行させる。 (10) The program according to the tenth aspect causes the computer 900 to acquire specific evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated, and execute a process of predicting the lifespan of the volcanic ash filter to be evaluated by inputting the acquired evaluation conditions into a prediction model that outputs a predicted value of the lifespan of the volcanic ash filter related to the evaluation conditions when the evaluation conditions are input.

10・・・予測システム
11・・・(取得部)入力受付部
12・・・制御部
121・・・予測モデル構築部
1211・・・探索条件設定部
1212・・・探索部
1213・・・探索結果表示部
1214・・・構築設定部
1215・・・構築部
1216・・・構築結果表示部
1217・・・予測誤差確認部
1218・・・予測誤差表示部
122・・・予測部
1221・・・評価条件設定部
1222・・・予測モデル設定部
1223・・・フィルタ交換時間予測部
1224・・・予測誤差表示部
123・・・判定部
13・・・記憶部
14・・・表示部
900・・・コンピュータ
901・・・CPU
902・・・主記憶装置
903・・・補助記憶装置
904・・・入出力インタフェース
905・・・通信インタフェース
10 Prediction system 11 (Acquisition unit) Input reception unit 12 Control unit 121 Prediction model construction unit 1211 Search condition setting unit 1212 Search unit 1213 Search result display unit 1214 Construction setting unit 1215 Construction unit 1216 Construction result display unit 1217 Prediction error confirmation unit 1218 Prediction error display unit 122 Prediction unit 1221 Evaluation condition setting unit 1222 Prediction model setting unit 1223 Filter replacement time prediction unit 1224 Prediction error display unit 123 Determination unit 13 Memory unit 14 Display unit 900 Computer 901 CPU
902: Main memory device 903: Auxiliary memory device 904: Input/output interface 905: Communication interface

Claims (8)

評価対象の火山灰フィルタに関する所定の評価条件を取得する取得部と、
前記評価条件を入力すると前記評価条件に係る未使用の火山灰フィルタの寿命の予測値を出力する予測モデルと、前記取得部が取得した前記評価条件と、に基づいて、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測する予測部と、
前記評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の前記火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、前記予測モデルを構築する予測モデル構築部と、
を備え、
前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の前記閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する、
予測システム。
an acquisition unit that acquires predetermined evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated;
a prediction model that, when the evaluation conditions are input, outputs a predicted value of the life of an unused volcanic ash filter related to the evaluation conditions; and a prediction unit that predicts the life of the volcanic ash filter to be evaluated based on the evaluation conditions acquired by the acquisition unit;
a prediction model construction unit that constructs the prediction model by learning a relationship between the evaluation conditions and the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value by machine learning based on learning data that uses the evaluation conditions as explanatory variables and the time measured in a filter test that measures the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value based on the evaluation conditions as a response variable;
Equipped with
The evaluation conditions include a particle size distribution pattern of the volcanic ash captured by the volcanic ash filter, a mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold value of the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value.
Prediction system.
前記予測モデル構築部は、
前記機械学習に用いるパラメータへの設定値について、所定の探索範囲を探索して、前記予測モデルの予測誤差を最も小さくするものから順に所定個の前記設定値を特定し、
特定した前記設定値とともに当該設定値に係る前記予測誤差を表示し、
特定された前記設定値の中から選択された前記設定値を前記パラメータに設定して、前記予測モデルを構築する、
請求項1に記載の予測システム。
The prediction model construction unit is
searching a predetermined search range for setting values for the parameters used in the machine learning, and identifying a predetermined number of the setting values in order of decreasing the prediction error of the prediction model;
Displaying the identified setpoints together with the prediction errors associated with the setpoints;
constructing the prediction model by setting the parameter to the setting value selected from the identified setting values;
The prediction system of claim 1 .
前記火山灰フィルタの寿命を測定するフィルタ試験が実施されると、当該フィルタ試験の結果に基づいて、前記学習データが生成され、
前記学習データにおける前記評価条件に含まれる評価項目数の変更、前記学習データの増加、前記学習データに係る前記フィルタ試験を実施したプラントの増加、増加した前記学習データに係る前記フィルタ試験を実施した時期、の何れかの条件に基づいて前記予測モデルの構築を実行するか否かを判定する判定部、
をさらに備える請求項1または請求項2に記載の予測システム。
When a filter test is conducted to measure the service life of the volcanic ash filter, the learning data is generated based on the results of the filter test;
a determination unit that determines whether or not to execute construction of the prediction model based on any one of the following conditions: a change in the number of evaluation items included in the evaluation conditions in the learning data, an increase in the learning data, an increase in the number of plants in which the filter test related to the learning data has been performed, and a time when the filter test related to the increased learning data has been performed;
The prediction system according to claim 1 or 2, further comprising:
前記判定部は、
前記条件につき、優先度の高い順から、最新の前記学習データ及び前記予測モデルの構築に用いられていない前記学習データのうちいずれかと、前記予測モデルの構築に用いた前記学習データとを比較し、この比較の結果に基づき前記判定を行う、
請求項3に記載の予測システム。
The determination unit is
comparing, in descending order of priority, the latest learning data or the learning data not used in constructing the prediction model with the learning data used in constructing the prediction model for the condition, and making the determination based on the result of this comparison;
The prediction system of claim 3 .
前記予測部は、
前記評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の前記火山灰フィルタの寿命を測定するフィルタ試験で測定された前記寿命を目的変数とする学習データを機械学習するにあたり、前記機械学習のパラメータを様々に異ならせて構築された複数の前記予測モデルと前記予測モデルの予測誤差の一覧を表示し、当該一覧の中から選択された前記予測モデルを用いて、前記火山灰フィルタの寿命を予測する、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の予測システム。
The prediction unit is
When machine learning is performed on learning data using the evaluation conditions as explanatory variables and the lifetime measured in a filter test for measuring the lifetime of an unused volcanic ash filter based on the evaluation conditions as a response variable, a list of a plurality of the prediction models constructed using various different machine learning parameters and the prediction errors of the prediction models is displayed, and the lifetime of the volcanic ash filter is predicted using a prediction model selected from the list.
A prediction system according to any one of claims 1 to 4.
前記予測部は、
前記一覧を表示するにあたり、前記予測モデルの構築に用いた前記学習データについて、前記評価条件が所定の条件を満たす前記学習データを多く含ものから順に所定個を選択して前記一覧に表示する、
請求項5に記載の予測システム。
The prediction unit is
When displaying the list, a predetermined number of the learning data used in constructing the prediction model are selected in descending order of the number of the learning data whose evaluation conditions satisfy a predetermined condition, and are displayed in the list.
The prediction system of claim 5 .
予測システムが、
所定の評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、予測モデルを構築し、
評価対象の前記火山灰フィルタに関する前記評価条件を取得し、
前記予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測し、
前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の前記閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する、
予測方法。
The prediction system is
A prediction model is constructed by learning a relationship between a predetermined evaluation condition and the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold value by machine learning based on learning data having the predetermined evaluation condition as an explanatory variable and the time measured in a filter test in which the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold value based on the evaluation condition as a response variable,
Obtaining the evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated;
The obtained evaluation conditions are input into the prediction model to predict the service life of the volcanic ash filter to be evaluated;
The evaluation conditions include a particle size distribution pattern of the volcanic ash captured by the volcanic ash filter, a mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold value of the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts the time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value.
Forecasting methods.
コンピュータに、
所定の評価条件を説明変数とし、前記評価条件に基づいて未使用の火山灰フィルタの圧力損失が閾値に到達するまでの時間を測定するフィルタ試験で測定された前記時間を目的変数とする学習データに基づいて、前記評価条件と前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間との関係を機械学習により学習して、予測モデルを構築し、
評価対象の前記火山灰フィルタに関する前記評価条件を取得し、
前記予測モデルに、前記取得された前記評価条件を入力することにより、前記評価対象の火山灰フィルタの寿命を予測し、前記評価条件には、前記火山灰フィルタで捕捉する火山灰の粒度分布パターンと、前記火山灰フィルタのメッシュの粗さと、前記火山灰フィルタの前記圧力損失の前記閾値が含まれ、前記予測モデルは、未使用の前記火山灰フィルタの前記圧力損失が前記閾値に到達するまでの時間を予測する処理、
を実行させるプログラム。
On the computer,
A prediction model is constructed by learning a relationship between a predetermined evaluation condition and the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold value by machine learning based on learning data having the predetermined evaluation condition as an explanatory variable and the time measured in a filter test in which the time until the pressure loss of an unused volcanic ash filter reaches a threshold value based on the evaluation condition as a response variable,
Obtaining the evaluation conditions for the volcanic ash filter to be evaluated;
a process of predicting a service life of the volcanic ash filter to be evaluated by inputting the acquired evaluation conditions into the prediction model, the evaluation conditions including a particle size distribution pattern of the volcanic ash captured by the volcanic ash filter, a mesh coarseness of the volcanic ash filter, and the threshold value of the pressure loss of the volcanic ash filter, and the prediction model predicts a time until the pressure loss of the unused volcanic ash filter reaches the threshold value;
A program that executes the following.
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