相関の毬

 

 

相関を利用した
説明可能な人工知能

 

MTシステム


MTシステム
(マハラノビス・タグチ システム)

MTシステムは、相関を利用した認識・予測の技術です

検出感度が高く、異常原因診断も可能です

処理が高速で、検査や予知保全に利用されています

MTシステムについてアングルトライがご提供すること

ものづくりにおける不確実性の低減

のためのソフトウェア

と導入までのコンサルティング


予知保全・検査に

MTシステムの特徴

正常データと相関ネットワーク

「波形データから正常/異常を判定したい」、「いつ不具合が起こるか、データに基づいて予測したい」などの課題は多く存在します。

MTシステムでは正常データだけを学習し、そこから対象までの距離を計算します。正常データの集合は“単位空間”と呼ばれ、項目間の相関を利用したマハラノビス距離が計算されます。もし、対象となるデータの距離が大きければ、正常なバランスから外れていることになります。さらに距離の変化速度が分かれば、不具合に至る時期が推定できます。

図は正常データにより作られた“相関のネットワーク”を示します。〇が項目、線は相関を表します。相関とは相互の関係性を示す指標で、蛇口の開度と水量の関係では相関が大きな値(1に近い)となります。

MT法の距離

学習に準備するのは正常データだけですから、非常に少なくて済みます。

MTシステム、特にMT法は人工知能(AI)の中核である深層学習と比較されることが多いのですが、特にものづくり分野ではMT法が利用される場面も多くあります。詳細は以下をご参照ください。

機械学習における深層学習とMT法の違い
両者は同じ目的を持ち、それぞれ得意とする分野があります。それぞれの共通点と相違点についてご説明します。

詳しくはこちら↓↓

機械学習における深層学習とMT法の違い


切れの良い識別と高速処理

MTシステムの特徴は、分かりやすさ、軽快さ、そして切れのよい的確な識別能力にあります。得られた結果は、技術者が「そうだったのか」と容易に理解でき、原因診断もリアルタイムに実行します。そのため、異常発生時の対応が容易になります。

アングルトライのソフトウェアとコンサルティング

アングルトライは導入用から現場用まで、豊富なソフトウェアラインナップをご提供しており、専門家によるコンサルティングも実施しております。

ソフトウェアは、マハラノビス距離の課題であった多重共線性問題を独自技術により解決しており、どのようなデータについても高精度な計算を実行します。入門ソフトMTRT-AddInsはExcel上で動作し、最も利用頻度の高い5種類の計算方法をご利用いただけます。まず、どの計算手法が適切かを初期段階で確認することができます。さらに、ATMTSなどの超高速計算ソフトで効率的な検証をすることができます。波形からの特徴抽出ソフト(WaveTool)も準備しております。また、REMシリーズはすぐに現場導入が可能なシステムです。ソフトウェアライブラリ(MT-SDK)は、100種類以上の関数群で、MTシステムや特徴抽出をお客様の任意のシステムに組み込むことができます。

最短期間、最小コストで現場導入までのプロセスを、一貫して進めることができます。これまで、振動問題からロケット自律診断まで数多く活用されております。

MTシステムソフトウェア
Excel版の入門用から即現場導入用までをラインナップしております。いずれも超高速、高精度です。

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ソフトウェア

コンサルティング
入門のガイダンス、データ解析、そして現場導入まで強力にサポートいたします。Webでもご訪問でも対応。

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コンサルティング

特徴抽出

MTシステムでは、画像や波形から特徴量を抽出する方法もセットで提案されました。微分特性(変化量)、積分特性(存在量)という特徴量です。

汎用性が高く、振動波形や時系列データ、さらに画像データから効果的な特徴を取り出します。田口博士は画像特徴に関するアイディアを米国で特許出願し、権利化されています(US Patent 5,684,892:下図)。ただし、田口博士は米国の特許権利化までの期間を確認したいとの興味から出願したそうです。

波形からの特徴抽出は、WaveToolで実現することができます。

Taguchi Patent in USA

田口博士が1997年に米国で取得した特許。文字パターンから微積分特性を取り出す方法に関する内容で、例とした文字は「上海(シャンハイ)」を意味します。

MTシステムと品質工学

MTシステムは品質工学(タグチメソッド)の創設者である、田口玄一博士により提案されました。以下に、MTシステムと品質工学についてご紹介します。

田口博士には、20年来の親交を持ち1972年にこの世を去ったインドの統計学者P.C.Mahalanobis博士の理論を品質工学に活用したいとの思いがありました(田口玄一著:タグチメソッド わが発想法,経済界,1999)。

幸福な家庭は一様に幸福だが、不幸な家庭はそれぞれに不幸である」という、ロシアの文豪トルストイの小説アンナ・カレーニナの一節はよく知られています。これにヒントを得て、田口博士はMTシステム(MTS)をパターン認識技術として体系化しました。幸福な家庭が良品や正常状態に該当し、不幸な家庭が不具合に該当するということです。「それぞれに不幸」の言葉のとおり、ものづくりで起こる不具合はさまざまで、中には未知の不具合もあります。正常だけに着目することで、そこを基準点としてマハラノビス距離が離れていれば異常を見いだせるというわけです。

品質工学は頑健性(ロバスト)や安定性を追求する手法体系です。言い換えるなら、幸福なものづくりを実現する体系と言えます。

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