JP7223839B2 - 異常検出および/または予知保全のためのコンピュータ実装方法、コンピュータプログラム製品およびシステム - Google Patents
異常検出および/または予知保全のためのコンピュータ実装方法、コンピュータプログラム製品およびシステム Download PDFInfo
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Description
-ニューラルネットワークモデルを使用し、測定された物理パラメータに基づいて、物理システムの状態を分類する。つまり、事前に決定された動作条件(良好、不良、未決定など)に従って、システムを分類する(例:特許文献1~4を参照)。具体的なシステム例は、次のものが含まれる:
o石炭燃焼プラント(例:特許文献5を参照);
o金型鋳造(例:特許文献6を参照);
o電気自動車用のバッテリ製造(例:特許文献7を参照);
o石油およびガスの地表機器(例:特許文献8を参照);
o電気モータ(例:特許文献9を参照);
oリカレントニューラルネットワークを使用した鉄道車両の保守(例:特許文献10を参照);
o産業プラントの制御弁(例:特許文献11を参照);
-ニューラルネットワークを使用して、機器の残存寿命を予測する(例:特許文献12、13を参照)。具体的なシステム例は、次のものが含まれる:
o振動に基づくフライス盤のカッターヘッド(例:特許文献14を参照);
・汚染物質が決定された制限内にあるかどうかを判断するために、製造工場の汚染物質のソフトセンサとして、ニューラルネットワークモデルを使用する(例:特許文献15を参照);
システム状態を分類するための方法例として、ニューラルネットワークモデルを使用する(例:特許文献16~20を参照);
その他の例には、以下が含まれるが、これらに限定されない。
・振動監視に基づく軸受の残存寿命の予測(例:非特許文献1を参照);
ニューラルネットワークを含む3つの統計的回帰法を使用した水力発電ユニットの故障予測(例:非特許文献2を参照);
・軸受の残存寿命の予測(例:非特許文献3~5を参照);
・運動電流の徴候に基づく、モータ負荷の分類(例:非特許文献6を参照);
・風力タービンのギアボックス軸受の早期故障検出(例:非特許文献7、8を参照);
・赤外線サーモグラフィの使用に基づく、電気機器の熱欠陥の検出(例:非特許文献9を参照);
・振動信号と音信号に基づく、電気モータ駆動のウォームギアの故障分類(例:非特許文献10を参照);
・荷重、速度、ヨー角の特性に基づく、車輪とレールの摩耗予測(例:非特許文献11を参照);
・集光型太陽光発電所の管欠陥検出のための吸収体パイプの温度予測(例:非特許文献12を参照);
新しい観測値を受信することであって、前記新しい観測値は、エンティティの少なくとも1つのパラメータを特徴付けることと、
複数の隠れ層を有する深層ニューラルネットワークに新しい観測値を入力し、深層ニューラルネットワークに入力できる可能性のある観測値を含むトレーニングデータセットを使用してトレーニングされることと、
受信した新しい観測値を深層ニューラルネットワークに入力することであって、深層ニューラルネットワークの複数の隠れ層の少なくとも1つから出力される中間出力値の第2のセットを取得することと、
記憶媒体に格納された潜在変数モデルを使用して、中間出力値の第2のセットを射影値の第2のセットにマッピングすることと、
潜在変数モデルおよび射影値の第二のセットに基づいて、受信した新しい観測値がトレーニングデータセットに関して、外れ値であるかどうかを判断することとを含み、
記憶媒体に格納された潜在変数モデルは、
深層ニューラルネットワークの複数の隠れ層のうちの前記1つから出力される中間出力値の第1のセットを取得することであって、中間出力値の第1のセットのそれぞれは、トレーニングデータセットの少なくとも一部に含まれる可能性のある観測値の異なる1つを入力することによって取得されることと、
中間出力値の第1のセットを使用して潜在変数モデルを構築/適合することであって、潜在変数モデルは、中間出力のセットの次元よりも低い次元を有する潜在変数モデルの部分空間内の射影値の第1のセットへ中間出力値の第1のセットのマッピングすることと、
によって構築される。
深層ニューラルネットワークおよび深層ニューラルネットワークをトレーニングにするために使用されるトレーニングデータセットの少なくとも一部を取得することであって、深層ニューラルネットワークは、複数の隠れ層を含み、トレーニングデータセットを使用してトレーニングされ、トレーニングデータセットは、深層ニューラルネットワークに入力できる複数の可能性のある観測値が含むことと、
複数の隠れ層のうちの少なくとも1つから出力される中間出力値の第1のセットを取得することであって、中間出力値の第1のセットのそれぞれは、トレーニングデータセットの少なくとも一部に含まれる可能性のある観測値の異なる1つを入力することによって取得することと、
中間出力値の第1のセットを使用して潜在変数モデルを構築(つまり適合)することであって、潜在変数モデルは、中間出力のセットの次元よりも低い次元を有する潜在変数モデルの部分空間内の射影値の第1のセットへの中間出力値の第1のセットのマッピングを提供することと、
深層ニューラルネットワークに入力される新しい観測値を受信することと、
受信した新しい観測値を深層ニューラルネットワークに入力することにより、深層ニューラルネットワークの複数の隠れ層のうちの前記少なくとも1つから出力される中間出力値の第2のセットを取得することと、
潜在変数モデルを使用して、中間出力値の第2のセットを射影値の第2のセットにマッピングすることと、
潜在変数モデルおよび射影値の第2のセットに基づいて、受信した観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であるかどうかを判断することと、
を含む。
深層ニューラルネットワークによって、新しい観測値の予測を計算することと、
予測および新しい観測値が外れ値であるかどうかを判断に基づいて、エンティティに少なくとも1つの異常が発生したことを示す結果を判断することと、
をさらに含み得る。
観測されるエンティティに対して実行された少なくとも1つのセンサ測定からのセンサデータに基づいて新しい観測値を取得することと、
本明細書に記載の様々な態様、例、および実施形態の方法に従って、エンティティの少なくとも1つの異常の発生を示す結果を判断することと、
少なくとも1つの異常の発生を示す結果に基づいて、修正処置を講じる必要があるかどうか、および、任意選択で講じるべき修正処置の種類を、判断することと、
を含む。
射影値の第1のセットの分布に関して、射影値の第2のセットの距離を計算することと、
計算された距離が距離の閾値よりも大きい場合、受信した観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であると判断することと、を含み得る。
潜在変数モデルと射影値の第2のセットを使用して、中間出力値の第2のセットに対応する中間出力値の近似セットを決定することと、
中間出力値の第2のセットと中間出力値の近似セットの二乗近似残差を計算することと、
計算された二乗近似残差が二乗近似残差の閾値よりも大きい場合、受信した新しい観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であると判断することと、
を含み得る。
中間出力値の第2のセットを取得し、中間出力値の第2のセットを射影値の第2のセットにマッピングするステップは、複数の隠れ層のうちの前記2つ以上に関して実行され得、
受信した観測値が外れ値であるかどうかを判断するステップは、潜在変数モデルおよび、複数の隠れ層のうちの前記2つ以上に関して取得された射影値の第2のセットに基づいて実行され得る。
は次の式で与えられる。
対象のエンティティ(観測されるエンティティ)のパラメータを特徴付ける少なくとも1つの観測値を取得するためのデータ収集ユニットと、
深層ニューラルネットワークをトレーニングするために使用されるトレーニングデータセットを格納する記憶媒体であって、深層ニューラルネットワークは、複数の隠れ層を含み、トレーニングデータセットは、深層ニューラルネットワークに入力する可能性のある観測値を含む、記憶媒体と、
上記の態様および例のいずれか1つに従って方法を実行するように構成された少なくとも1つのプロセッサを含む予測分析ユニット(予測分析コンポーネント)と、
を含む。
トレーニングデータセットを使用してトレーニングされた深層ニューラルネットワークを取得し、
記憶媒体に格納されているトレーニングデータセットの少なくとも一部を取得し、
複数の隠れ層の少なくとも1つから出力される中間出力値の第1のセットを取得し、
ここで、中間出力値の第1のセットのそれぞれは、トレーニングデータセットの少なくとも一部に含まれる可能性のある観測値の異なる1つを入力することによって取得され、
中間出力値の第1のセットを使用して潜在変数モデルを構築/適合し、
ここで、潜在変数モデルは、中間出力のセットの次元よりも低い次元を有する部分空間内の射影値の第1のセットへの中間出力値の第1のセットのマッピングを提供し、
深層ニューラルネットワークに入力される新しい観測値を受診し、
受信した新しい観測値を深層ニューラルネットワークに入力することにより、複数の隠れ層のうちの前記少なくとも1つから出力される中間出力値の第2のセットを取得し、
潜在変数モデルを使用して、中間出力値の第2のセットを射影値の第2のセットにマップし、
潜在変数モデルおよび射影値の第2のセットに基づいて、受信した新しい観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であるかどうかを判断するように、
構成され得る。
深層ニューラルネットワークによって、新しい観測値の予測を計算し、
予測、および新しい観測値が外れ値であるかどうかの判断に基づいて、エンティティに少なくとも1つの異常が発生したことを示す結果を判断するように、
さらに構成され得る。
射影値の第1のセットの分布に関して、射影値の第2のセットの距離を計算し、
計算された距離が距離の閾値よりも大きい場合、受信した新しい観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であると判断するように、
さらに構成され得る。
潜在変数モデルと射影値の第2のセットを使用して、中間出力値の第2のセットに対応する中間出力値の近似セットを判断し、
中間出力値の第2のセットと中間出力値の近似セットの二乗近似残差を計算し、
計算された二乗近似残差が二乗近似残差の閾値よりも大きい場合、受信した新しい観測値がトレーニングデータセットに関して外れ値であると判断するように、
さらに構成され得る。
中間出力値の第1のセットを取得し、複数の隠れ層のうちの2つ以上の潜在変数モデルを構築するステップを実行し、
中間出力値の第2のセットを取得し、中間出力値の第2のセットを、複数の隠れ層のうちの前記2つ以上に関する射影値の第2のセットにマッピングするステップを実行し、
潜在変数モデルと、複数の隠れ層のうちの前記2つ以上に関して取得された射影値の第2のセットに基づいて、受信した新しい観測値が外れ値であるかどうかを判断するステップを実行するように、
さらに構成され得る。
-アーキテクチャに依存しない。つまり、あらゆる種類のニューラルネットワークモデルで使用できる。
-トレーニングに依存しない。計算には、ニューラルネットワークがトレーニングされた後のトレーニングデータのシングル・パスが含まれる。つまり、通常のトレーニング手順への干渉は最小限に抑えられる。
-タスクに依存しない。つまり、目前のタスクについて想定する必要がない。提案されたアプローチは、分類、セグメンテーション、回帰、強化学習などの様々なタスクに適用できる。これらは計算の点で効率的である。つまり、深層ニューラルネットワークモデルの推論と比較して、追加の計算はほとんど必要ない。
-外れ値の検出において、最先端の方法よりも優れている。
図1は、本開示によるシステムを含むシステムの一例を示す。
上記のように、図1に示されるコンピューティングシステム1の外れ値検出モジュール104は、深層ニューラルネットワーク100のトレーニングに使用されるトレーニングデータセットに関して、入力観測値(例えば、入力画像)が外れ値であるかどうかを判断するために、深層ニューラルネットワーク100(例えば、図2の最大プール層MP1またはMP2)の複数の隠れ層の少なくとも1つから出力される中間出力値を使用して、潜在変数モデルを構築または適合させるように構成され得る。中間出力値は、例えば、深層ニューラルネットワーク100の複数の隠れ層のうちの少なくとも1つからのそれぞれの入力画像の活性化であり得る。任意選択で、活性化が特徴マップからのものである場合、グローバルプーリング(例えば、グローバル平均プーリング)を各特徴マップ全体に適用し得る。
X=TPT+E (1)
Tnew=XnewP (2)
これにより、新しい観測値を次のように近似できる場合がある。
として近似し得る。二乗近似残差は、次の式で簡単に求め得る。
外れ値検出モジュール104は、深層ニューラルネットワーク100が説明できない可能性がある観測値を見つけるために、例えば、上記のように製造プロセス監視における予測時間外れ値の原理に基づいて、アドオン方法を実行し得る。深層ニューラルネットワーク100は、任意の種類のニューラルネットワーク、例えば、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)、リカレントニューラルネットワーク、リカーシブニューラルネットワーク、トランスフォーマニューラルネットワークなどであり得る。
を形成する。W1の次元は、n×n1である。線形射影の後、活性化関数f1が、
に適用されて、活性化a1が形成される。活性化関数f1は非線形関数であり得る。活性化関数の一般的な選択肢には、とりわけ、正規化線形関数f(x)=max(0,x)、シグモイド関数f(x)=(1+e-x)-1、ソフトマックス関数
が含まれる。次に、活性化a1は、行列に重み行列W2を掛けたものであり、結果の線形射影
は、活性化関数を使用して変換される。重み行列を用いた行列乗算と活性化関数を使用した変換手順は、レイヤiの活性化aiが得られるまで、i回繰り返される。
TA,PA=PCA(Ai) (7)
TA,new=Ai,newPA (9)
図3の左側の部分は、コンピューティングシステム1を設定するための例示的なプロセスのフローチャートを示す。図3に示される例示的なプロセスは、コンピューティングシステム1のアプリケーション10によって実行され得る。
図3の右側は、外れ値を検出するためにコンピューティングシステム1によって実行される例示的なプロセスを示している。
ステップS33で、アプリケーション10は、深層ニューラルネットワーク100の複数の隠れ層のうちの少なくとも1つから出力される中間出力値(中間出力値の第2のセット)を取得し得る。例えば、アプリケーション10は、新しい観測値の、上記の式(6)に従って、深層ニューラルネットワーク100の少なくとも1つのレイヤから活性化ベクトルを取得し得る。
このセクションでは、例示的なコンピューティングシステム1によって実行された外れ値検出のための実験の結果が説明される。以下の実験では、深層ニューラルネットワーク100は、例えば、異常検出、特に予知保全のために、画像分類タスクを解決するように指示されている。
いくつかの実装形態では、CNNは、画像分析のための深層ニューラルネットワーク100として使用することができる。しかしながら、例示的なコンピューティングシステム1は、画像以外の種類のデータを分析する際に、外れ値検出を実行することもできる。例えば、例示的なコンピューティングシステム1による外れ値検出は、保守がいつ実行されるべきかを予測するために、稼働中の機器の状況を判断する予知保全タスクに対して実行され得る。このセクションでは、ターボファンエンジンの予知保全のための外れ値検出の実験結果を提供する。
予知保全の分野において、本発明の他の特に効果的な使用例は、サイバーセキュリティの分野における使用である。サイバーセキュリティで深層学習を使用する1つの方法は、難読化されたパワーシェルスクリプト(Hendler D、Kels S、Rubin Aによる、「Detecting Malicious PowerShell Commands Using Deep Neural Networks」、コンピュータと通信セキュリティのアジア学会2018の講演論文集[インターネット]、ニューヨーク市、ニューヨーク州、USA:ACM、2018年[2019年8月29日引用]、第187~197頁、(ASIACCS’18);http://doi.acm.org/10.1145/3196494.3196511から入手可能)を、検出することある。
異常検出および/または予知保全のためのデータ分析のための別の例示的な方法は、以下のステップを含む。
S101:データセット(観測値)(例えば、既知の障害または残存寿命を持つ機器のセンサデータの履歴)が提供される。提供された観測値は、トレーニングセットを構成する。
S109a:S105で潜在変数モデルを適合するために使用されるレイヤの活性化を計算する。任意選択で、グローバルプーリングを適用し得る。
S109b:S109aからの活性化およびS105の潜在変数モデルを使用して、モデルまでの距離を計算する。
S109c:S109bからの距離を、S106からの閾値距離と比較する。
(i)S109cの距離がS106の閾値よりも大きい場合、新しい観測値は外れ値と見なされる。その後、アプリケーション固有のアクションが実行される。例えば、エンドユーザに、続行する前に外れ値を手動で分析するように警告し得る。S108からの深層ニューラルネットワーク予測は無視され、外れ値の観測値は破棄し得る。
予知保全システムは、少なくとも1つの機器などの対象のエンティティの状態を測定するためのデータ収集センサを含み得る。センサは、例えば、温度、圧力、電流、磁束などを測定する物理的センサを含み得る。センサは、物理的測定に基づいて機器の状態が間接的に計算される、いわゆるソフトセンサとも呼ばれ得る。例えば、ソフトセンサには、カルマンフィルタや速度推定器が含まれる。センサは、音声または画像の形式で構造化データまたは非構造化データを収集する場合もあり得る。
上記の例のいくつかでは、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)が使用された。しかしながら、深層ニューラルネットワーク100は、畳み込みニューラルネットワークに限定されず、任意の種類のニューラルネットワーク、例えば、リカレントニューラルネットワーク、リカーシブニューラルネットワーク、トランスフォーマニューラルネットワークなどであり得る。
図9は、コンピューティングシステム1の少なくとも一部を実装するために、および/または、上記の方法を実行するために使用され得るコンピュータの例示的なハードウェア構成を示す。例えば、コンピュータは、上記の予測分析コンポーネントを実装し得る。図9に示されるコンピュータ7は、中央処理装置(CPU)70、グラフィックス処理装置(GPU)88、システムメモリ72、ネットワークインターフェース74、ハードディスクドライブ(HDD)インターフェース76、外部ディスクドライブインターフェース78および入力/出力(I/O)インターフェース80を含む。コンピュータのこれらのコンポーネントは、システムバス82を介して互いに結合されている。CPU70は、システムメモリ72にアクセスすることによって、算術、論理、および/または制御操作を実行し得る。GPU88は、深層学習に必要なグラフィック画像および/または行列演算に関する処理を実行し得る。GPU88は、並列処理を実行し得る複数のプロセッサ(例えば、コア)を備えることができ、これは、コンピューティングシステム1のより高い性能になり得る。CPU70および/またはGPU88は、上記の例示的なデバイスおよび/またはシステムのプロセッサを実装し得る。しかしながら、いくつかの例では、コンピュータ7は必ずしもGPU88を備えているとは限らない。システムメモリ72は、CPU70と組み合わせて使用するための情報および/または命令を格納し得る。システムメモリ72は、ランダムアクセスメモリ(RAM)720および読み取り専用メモリ(ROM)722などの揮発性および不揮発性メモリを含み得る。起動時など、コンピュータ7内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム(BIOS)は、ROM722に格納され得る。システムバス82は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、および様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスを含む、いくつかの種類のバス構造のいずれかであり得る。CPU70は、1つまたは複数の対応するインターフェース(図示せず)およびバス82を介して、1つまたは複数のセンサ(図示せず)にさらに接続し得る。センサは、温度、pH、圧力などを含むが、これらに限定されない、物理的状況または状態を測定し得る。さらに、センサは、画像化デバイス、マイクロフォン、スペクトル・センサなどを含むが、これらに限定されない、他の種類の測定または検出デバイスを含み得る。コントローラは、温度、磁束、攪拌などを含むが、これらに限定されない、物理的状況または状態を制御し得る。
BIOS 基本入出力システム
CD ROM コンパクトディスク読み取り専用メモリ
CNN 畳み込みニューラルネットワーク
CPU 中央処理装置
DNN 深層ニューラルネットワーク
GPU グラフィックス処理装置
FPGA フィールドプログラマブルゲートアレイ
HDD ハードディスクドライブ
HTTP ハイパーテキスト転送プロトコル
I/O入力/出力
LSI 大規模集積回路
LOF 局所外れ値因子
MCドロップアウト モンテカルロドロップアウト
MNIST 修正されたアメリカ国立標準技術研究所
PCA 主成分分析
RAM ランダムアクセスメモリ
ReLu/Relu 正規化線形ユニット
RISC 縮小命令セット回路
ROC-AUC 受信者操作特性、曲線下面積
ROM 読み取り専用メモリ
RSS 残差平方和
SSH セキュアシェル
Claims (15)
- 対象のエンティティにおける異常検出のためのコンピュータ実装方法であって、
前記コンピュータ実装方法は、
新しい観測値を受信することであって、前記新しい観測値は、前記エンティティの少なくとも1つのパラメータを特徴付けることと、
前記新しい観測値を深層ニューラルネットワーク(100)に入力することであって、前記深層ニューラルネットワーク(100)は、複数の隠れ層を有し、前記深層ニューラルネットワーク(100)に入力できる可能性のある観測値を含むトレーニングデータセットを使用してトレーニングされることと、
前記受信した新しい観測値を前記深層ニューラルネットワーク(100)に入力することにより、前記深層ニューラルネットワーク(100)の前記複数の隠れ層のうちの少なくとも1つから出力される中間出力値の第2のセットを取得することと、
記憶媒体に格納された潜在変数モデルを使用して、前記中間出力値の第2のセットを射影値の第2のセットにマッピングすることと、
前記潜在変数モデルおよび前記射影値の第2のセットに基づいて、前記受信した新しい観測値が前記トレーニングデータセットに関して外れ値であるかどうかを判断することと、
前記深層ニューラルネットワーク(100)によって、前記新しい観測値の予測を計算することと、
前記予測および前記新しい観測値が外れ値であるかどうかの前記判断に基づいて、前記エンティティに少なくとも1つの前記異常が発生したことを示す結果を判断することとを含み、
前記記憶媒体に格納された前記潜在変数モデルは、
前記深層ニューラルネットワーク(100)の前記複数の隠れ層のうちの前記1つから出力される中間出力値の第1のセットを取得することであって、前記中間出力値の第1のセットのそれぞれは、前記トレーニングデータセットの少なくとも一部に含まれる前記可能性のある観測値の異なる1つを入力することによって取得されることと、
前記中間出力値の第1のセットを使用して前記潜在変数モデルを構築することであって、前記潜在変数モデルは、前記中間出力値の前記セットの次元よりも低い次元を有する前記潜在変数モデルの部分空間内の射影値の第1のセットへ前記中間出力値の第1のセットのマッピングを提供することと、によって構築される潜在変数モデルである、
コンピュータ実装方法。 - データを処理するための前記深層ニューラルネットワーク(100)および前記深層ニューラルネットワーク(100)をトレーニングするために使用されるトレーニングデータセットの少なくとも一部を取得することであって、前記深層ニューラルネットワークは、複数の隠れ層を含み、前記トレーニングデータセットを使用してトレーニングされ、前記トレーニングデータセットは、前記深層ニューラルネットワークに入力できる可能性のある複数の観測値を含むことと、
前記複数の隠れ層のうちの少なくとも1つから出力される中間出力値の第1のセットを取得することであって、前記中間出力値の第1のセットのそれぞれは、前記トレーニングデータセットの前記少なくとも一部に含まれる前記可能性のある観測値の異なる1つを入力することによって取得できることと、
前記中間出力値の第1のセットを使用して潜在変数モデルを構築または適合することであって、前記潜在変数モデルは、前記中間出力値の前記セットの次元よりも低い次元を有する部分空間内の射影値の第1のセットへの前記中間出力値の第1のセットのマッピングを提供することと、
前記潜在変数モデルおよび前記射影値の第1のセットを、記憶媒体に格納することと、
をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記受信した新しい観測値が外れ値であるかどうかを判断するステップは、
前記射影値の第1のセットの分布に関して、前記射影値の第2のセットの距離を判断することと、
前記計算された距離が前記判断された距離の閾値よりも大きい場合、前記受信した新しい観測値が前記トレーニングデータセットに関して外れ値であると判断することとを、
含む、請求項1または2に記載の方法。 - 前記距離の前記閾値は、距離に基づいて決定され、前記距離のそれぞれは、前記射影値の第1のセットの前記分布に関して前記射影値の第1のセットの異なる1つに対して計算される、請求項3に記載の方法。
- 前記距離が、複合距離、残差平方和、マハラノビス距離、または局所外れ値因子のうちの1つである、請求項3または4に記載の方法。
- 前記受信した新しい観測値が外れ値であるかどうかを判断するステップは、
前記潜在変数モデルおよび前記射影値の第2のセットを使用して、前記中間出力値の第2のセットに対応する中間出力値の近似セットを判断することと、
前記中間出力値の第2のセットおよび前記中間出力値の近似セットに対して、二乗近似残差を計算することと、
前記計算された二乗近似残差が前記二乗近似残差の閾値よりも大きい場合、前記受信した観測値が前記トレーニングデータセットに関して外れ値であると判断することと、
を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記二乗近似残差の前記閾値は、二乗近似残差に基づいて判断され、前記二乗近似残差のそれぞれは、前記中間出力値の第1のセットの異なる1つ、および前記中間出力値の第1のセットの一つに対応する中間出力値の近似セットについて計算される、請求項6に記載の方法。
- 前記中間出力値の第1のセットを取得し、前記潜在変数モデルを構築するステップは、前記複数の隠れ層のうちの2つ以上に対して実行され、
前記中間出力値の第2のセットを取得し、前記中間出力値の前記第2のセットを前記射影値の第2のセットにマッピングするステップは、前記複数の隠れ層のうちの前記2つ以上に関して実行され、
前記受信した新しい観測値が外れ値であるかどうかを判断するステップは、前記潜在変数モデル、および前記複数の隠れ層の前記2つ以上に関して取得された前記射影値の第2のセットに基づいて実行される、
請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記深層ニューラルネットワーク(100)の前記複数の隠れ層のうちの少なくとも1つから出力される前記中間出力値を取得するステップは、前記複数の隠れ層の前記の少なくとも1つからの活性化を判断することと、および、任意選択で、前記判断された活性化にグローバルプーリングを適用することと、を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記潜在変数モデルが、主成分分析に従って、またはオートエンコーダを使用して構築される、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記観測値は、1つまたは複数のセンサによる物理的測定に基づいて取得される、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- エンティティの予知保全のためのコンピュータ実装方法であって、
前記エンティティに対して実行された少なくとも1つのセンサ測定からのセンサデータに基づいて新しい観測値を取得し、
請求項1から11のいずれか一項の方法に従って、前記エンティティの少なくとも1つの前記異常の発生を示す結果を判断し、
少なくとも1つの前記異常の発生を示す前記結果に基づいて、修正処置を講じる必要があるかどうか、および、任意選択で講じるべき前記修正処置の種類を判断する、
コンピュータ実装方法。 - コンピュータにロードされて実行されると、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法を前記コンピュータに実行させる、コンピュータ可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
- エンティティの異常検出または予知保全のためのシステムであって、
前記エンティティの少なくとも1つのパラメータを特徴付ける1つまたは複数の観測値を取得するためのデータ収集ユニットと、
深層ニューラルネットワーク(100)のトレーニングに使用されるトレーニングデータセットを格納する記憶媒体(12)であって、前記深層ニューラルネットワーク(100)は、複数の隠れ層を含み、前記トレーニングデータセットを使用してトレーニングされ、前記トレーニングデータセットは、前記深層ニューラルネットワーク(100)に入力できる可能性のある観測値を含む、記憶媒体(12)と、
請求項1から12のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された少なくとも1つのプロセッサを含む予測分析ユニットと、
を含む、システム。 - 前記エンティティの少なくとも1つのパラメータを測定するための少なくとも1つのセンサと、
前記少なくとも1つのセンサと、前記データ収集ユニット、および/または前記少なくとも1つのプロセッサとの間のデータ転送のためのデータ通信ユニットと、
をさらに含む、請求項14に記載のシステム。
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