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公開番号2025177979
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024085168
出願日2024-05-24
発明の名称実験設計支援装置、及び実験設計支援方法
出願人株式会社日立製作所
代理人藤央弁理士法人
主分類G06N 7/01 20230101AFI20251128BHJP(計算;計数)
要約【課題】妥当性が高い因果関係の探索結果に基づいて実験設計で利用する説明変数を提供する。
【解決手段】実験設計支援装置であって、所定の処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、目的変数と目的変数との因果関係を探索する説明変数の入力を受ける入力装置と、前記実験のプロセスにおける前記説明変数の影響度が保存されるデータベースと、前記演算装置が、前記説明変数間の因果関係を探索する因果探索部と、前記演算装置が、前記プロセス間の影響度を表す因果グラフの評価値が高い因果グラフを構築する構造評価部と、前記演算装置が、前記構築された因果グラフを用いて、前記目的変数との因果関係が高い説明変数を抽出する説明変数抽出部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
実験設計支援装置であって、
所定の処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、
目的変数と、目的変数との因果関係を探索する説明変数の入力を受ける入力装置と、
実験のプロセスにおける前記説明変数の影響度が保存されるデータベースと、
前記演算装置が、前記説明変数間の因果関係を探索する因果探索部と、
前記演算装置が、前記プロセス間の影響度を表す因果グラフの評価値が高い因果グラフを構築する構造評価部と、
前記演算装置が、前記構築された因果グラフを用いて、前記目的変数との因果関係が高い説明変数を抽出する説明変数抽出部と、を備えることを特徴とする実験設計支援装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の実験設計支援装置であって、
前記構造評価部は、前記プロセス間の因果スコアとペナルティ項を用いて、前記因果グラフの評価値を評価することを特徴とする実験設計支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の実験設計支援装置であって、
前記構造評価部は、
前記プロセス間の因果スコアとペナルティ項を乗じた値を前記因果グラフのエッジにおいて平均化して、平均値を計算し、
前記計算された平均値を前記因果グラフの経路において平均化して、前記因果グラフの評価値を計算することを特徴とする実験設計支援装置。
【請求項４】
請求項１に記載の実験設計支援装置であって、
前記構造評価部は、複数データセットの因果スコアを平均化して前記プロセス間の因果スコアを計算することを特徴とする実験設計支援装置。
【請求項５】
請求項２に記載の実験設計支援装置であって、
前記ペナルティ項は、前記因果グラフの経路の因果スコアが所定の閾値より小さい値となり、前記因果グラフの評価値を小さくすることを特徴とする実験設計支援装置。
【請求項６】
請求項１に記載の実験設計支援装置であって、
前記説明変数抽出部は、前記因果関係の経路長と相関係数とを用いて、前記目的変数への寄与が大きい説明変数を抽出することを特徴とする実験設計支援装置。
【請求項７】
実験設計支援装置が実行する実験設計支援方法であって、
前記実験設計支援装置は、
所定の処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、
目的変数と目的変数との因果関係を探索する説明変数の入力を受ける入力装置と、実験のプロセスにおける前記説明変数の影響度が保存されるデータベースと、を有し、
前記実験設計支援方法は、
前記演算装置が、前記説明変数間の因果関係を探索する因果探索手順と、
前記演算装置が、前記プロセスからの影響度を表す因果グラフの評価値が高い因果グラフを構築する構造評価手順と、
前記演算装置が、前記構築された因果グラフを用いて、前記目的変数との因果関係が高い説明変数を抽出する説明変数抽出手順と、を備えることを特徴とする実験設計支援方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は因果探索を用いた実験設計支援装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
材料開発における実験条件を設計する際、説明変数の種類及び水準の設計が求められる。説明変数の種類や水準の設計では、物性発現メカニズムから理論的に設計する方法や、実験データから目的変数との相関係数などを利用して設計する方法がある。近年では、相関係数より信頼性が高い因果分析を利用した実験設計技術が提案されている。因果分析を用いた実験設計に関する公知技術として、特開２０１７－１４６８９９（特許文献１）に記載の技術がある。この公報には、「因果関係に関する知見を入力可能な入力装置と、入力装置に入力された因果関係に関する知見と、複数の実験データをグループごとに因果推論した因果推論結果との統合をする演算装置と、演算装置により統合の結果を表示する出力装置と、を備える設計支援システム」が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１４６８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のプロセスを経る実験を行う場合、初期のプロセスで得られた結果が後のプロセスによって変化することがある。例えば、材料を規定の寸法に加工した後に熱処理を行う場合、材料の寸法が変化する。しかしながら、特許文献１ではプロセス順に沿わない因果関係への対応が考慮されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、全てのプロセスからの因果を考慮して妥当性が高い因果関係を探索し、探索結果に基づいて実験設計で利用する説明変数を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、実験設計支援装置であって、所定の処理を実行する演算装置と、前記演算装置に接続された記憶デバイスとを有する計算機によって構成され、目的変数と目的変数との因果関係を探索する説明変数の入力を受ける入力装置と、前記実験のプロセスにおける前記説明変数の影響度が保存されるデータベースと、前記演算装置が、前記説明変数間の因果関係を探索する因果探索部と、前記演算装置が、前記プロセス間の影響度を表す因果グラフの評価値が高い因果グラフを構築する構造評価部と、前記演算装置が、前記構築された因果グラフを用いて、前記目的変数との因果関係が高い説明変数を抽出する説明変数抽出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、実験設計に必要な説明変数の種類を信頼性の高い情報に基づいて決定できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施例１の実験設計支援装置の構成を示す図である。
実施例１の実験設計支援装置が実行する処理を示すフローチャートである。
実施例１の実験データのデータ構造を示す図である。
実施例１の因果関係グラフを示す図である。
実施例１のプロセス因果情報のデータ構造を示す図である。
実施例１の説明変数抽出処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
【００１０】
＜実施例１＞
（実験設計支援装置の構成）
図１は、実施例１の実験設計支援装置１００の構成を示す図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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