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公開番号2022165051
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-10-31
出願番号2021070228
出願日2021-04-19
発明の名称分析装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G06F 11/34 20060101AFI20221024BHJP(計算;計数)
要約【課題】本開示は、動作中のログを取得することができない製品組み込みS/Wにおいて、異常発生までのS/Wの挙動を推定することが可能な分析装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本開示による分析装置は、分析対象のソフトウェアが動作中になり得る複数のソフトウェア動作状態における、予め定められたソフトウェア動作状態へ遷移する前のソフトウェア動作状態である遷移前ソフトウェア状態を推論する状態遷移モデル14と、分析対象のソフトウェアの動作中に異常が発生した時のソフトウェア状態である目標ソフトウェア状態12とに基づいて、目標ソフトウェア状態12へ遷移する遷移前ソフトウェア状態を順次に遡って推論することによって、目標ソフトウェア状態12に至るまでの複数のソフトウェア動作状態の時系列である状態遷移列13を推論する状態遷移列推論部16を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
分析対象のソフトウェアが動作中になり得る複数のソフトウェア動作状態における、予め定められたソフトウェア動作状態へ遷移する前のソフトウェア動作状態である遷移前ソフトウェア状態を推論する状態遷移モデルと、前記分析対象のソフトウェアの動作中に異常が発生した時のソフトウェア状態である目標ソフトウェア状態とに基づいて、前記目標ソフトウェア状態へ遷移する前記遷移前ソフトウェア状態を順次に遡って推論することによって、前記目標ソフトウェア状態に至るまでの複数の前記ソフトウェア動作状態の時系列である状態遷移列を推論する状態遷移列推論部を備える、分析装置。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記状態遷移モデルを生成する状態遷移モデル生成部をさらに備え、
前記状態遷移モデル生成部は、前記分析対象のソフトウェアの動作中の各時点における前記ソフトウェア動作状態の系列情報に基づいて、各前記ソフトウェア動作状態の状態遷移関係、および各前記ソフトウェア動作状態間を遷移する確率である状態遷移確率を算出し、前記状態遷移関係および前記状態遷移確率に基づいて前記状態遷移モデルを生成する、請求項1に記載の分析装置。
【請求項3】
前記状態遷移モデル生成部は、
前記ソフトウェア動作状態の遷移前後の組み合わせを含む学習用データを取得する学習データ取得部と、
前記学習データ取得部が取得した前記学習用データを用いて、入力された前記ソフトウェア動作状態へ遷移する前記遷移前ソフトウェア状態を推論する学習済みモデルとして前記状態遷移モデルを生成する学習済みモデル生成部と、
を有する、請求項2に記載の分析装置。
【請求項4】
前記状態遷移列推論部は、
推論対象の前記ソフトウェア動作状態と、当該ソフトウェア動作状態から始まる状態遷移のシーケンスとの組み合わせを入力データとして取得するデータ取得部と、
前記データ取得部が取得した前記入力データを前記状態遷移モデルに入力し、前記推論対象の前記ソフトウェア動作状態へ遷移する前記遷移前ソフトウェア状態を推論して出力する推論部と、
を有する、請求項3に記載の分析装置。
【請求項5】
前記状態遷移列推論部は、前記目標ソフトウェア状態に含まれるソフトウェア状態識別項目と、前記遷移前ソフトウェア状態から遷移した後のソフトウェア状態である遷移後ソフトウェア状態に含まれるソフトウェア状態識別項目との近似性を評価し、当該評価結果に基づいて前記遷移前ソフトウェア状態を推論する、請求項1に記載の分析装置。
【請求項6】
前記目標ソフトウェア状態は、機能ごとの処理呼び出しと入出力値との組み合わせを含み、
前記状態遷移列推論部は、前記目標ソフトウェア状態に至るまでの前記機能ごとに前記処理呼び出しの順序および前記入出力値を推論する、請求項1に記載の分析装置。
【請求項7】
前記状態遷移列推論部は、前記機能の粒度を順に細かくすることによって、前記目標ソフトウェア状態へ遷移する前記遷移前ソフトウェア状態を順次に遡って推論する範囲を絞り込みながら複数回の推論を行う、請求項6に記載の分析装置。
【請求項8】
前記状態遷移列推論部は、前記遷移前ソフトウェア状態から複数回遷移した後のソフトウェア状態と前記目標ソフトウェア状態との類似性を評価する、請求項1に記載の分析装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、ソフトウェアの挙動を分析する分析装置に関する。
続きを表示(約 1,700 文字)【背景技術】
【0002】
ソフトウェア(以下、「S/W」ともいう)の動作時に発生した異常の原因分析を行う際、異常発生までのS/Wの挙動から異常の発生条件および原因の分析を行う。製品組み込みS/Wでは、外部からの信号割り込み、外部からのタイマー割り込み、およびマイコン固有のハードウェア機能などが複雑にS/Wの挙動に影響するため、異常発生までのS/Wの挙動の推定が難しいという問題がある。
【0003】
このような問題の対策として、動作中のS/Wの内部情報を、付属の記憶媒体または外部との通信によって定期的にログとして製品から出力することによって、異常発生までのS/Wの挙動の解析を補助し、異常の発生条件および原因の分析を容易にすることができる。
【0004】
従来、対象製品で発生し得るイベントと直接原因のみを定義したモデルと、過去の異常発生時のイベント列およびその原因に関するデータベースとから異常原因の推定モデルを作成し、当該推定モデルを用いて異常発生時のイベント列から異常の根本原因を推定する方法が開示されている(例えば、引用文献1参照)。
【0005】
また、対象製品に搭載された各機器が個別に出力するログデータについて、時間を同期させて単位時間ごとの特徴量を導出し、当該時間の前後の特徴量を統合する手順と、過去事例データベースから統合した特徴量が最も類似する事例を抽出する方法とが開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2007-257184号公報
特開2010-128661号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
製品組み込みS/Wでは、製造コストを低減するために安価なハードウェアが用いられており、S/Wが使用可能な記憶媒体および通信帯域などのリソースに制限がある。従って、動作中のS/Wの状態を継続的なログとして記録することは難しい。動作中のログを取得することができない製品組み込みS/Wにおいて発生した異常の原因分析を行う場合は、異常発生時の内部パラメータおよび一部の入力履歴のみから異常発生までのS/Wの挙動を検討し、シミュレータまたは実機を用いて様々な異常の再現条件を調査することが求められる。
【0008】
特許文献1では、推定モデルと異常発生時のイベント列とから異常の根本原因を推定している。異常発生時のイベント列は、ログデータがなければ得られない。また、特許文献2では、継続的なログを前提としてログから単位時間ごとの特徴量を算出し、算出した特徴量の時系列パターンをもとに過去事例データベースから類似事例を抽出している。このように、特許文献1,2では、動作中のログを取得することができない製品組み込みS/Wにおいて、異常発生までのS/Wの挙動を推定することができない。
【0009】
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、動作中のログを取得することができない製品組み込みS/Wにおいて、異常発生までのS/Wの挙動を推定することが可能な分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の課題を解決するために、本開示による分析装置は、分析対象のソフトウェアが動作中になり得る複数のソフトウェア動作状態における、予め定められたソフトウェア動作状態へ遷移する前のソフトウェア動作状態である遷移前ソフトウェア状態を推論する状態遷移モデルと、分析対象のソフトウェアの動作中に異常が発生した時のソフトウェア状態である目標ソフトウェア状態とに基づいて、目標ソフトウェア状態へ遷移する遷移前ソフトウェア状態を順次に遡って推論することによって、目標ソフトウェア状態に至るまでの複数のソフトウェア動作状態の時系列である状態遷移列を推論する状態遷移列推論部を備える。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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