本發(fā)明涉及一種測量值分析裝置以及測量值分析方法，適合應(yīng)用于根據(jù)測量項(xiàng)目之間的相關(guān)關(guān)系而分析測量值的測量值分析裝置以及測量值分析方法。

背景技術(shù)：

某測量項(xiàng)目的測量值是各種物理現(xiàn)象的因素造成的結(jié)果。因此，以前在分析測量值時，計(jì)算在長期間中測量出的過去的測量值的平均值，作為基于對測量項(xiàng)目產(chǎn)生影響的外在因素的成分，而除去從該平均值偏離的成分。

例如，在專利文獻(xiàn)1中，通過三維自動測量裝置對測量對稱點(diǎn)的三維位置進(jìn)行測量，但在高精度地修正多個測量對象點(diǎn)的三維位置時，制作將測量值和控制裝置的指令值之間的差形成為表所得的誤差表，使用該誤差表修正通過三維自動測量裝置測量出的測量值。

另外，在專利文獻(xiàn)2中，在通過步數(shù)計(jì)測量步數(shù)時，預(yù)先根據(jù)攜帶步數(shù)計(jì)的攜帶者的步數(shù)值，計(jì)算步數(shù)檢測器的步數(shù)檢測誤差，并且存儲修正誤差的修正值，自動地修正通過步數(shù)檢測器檢測出的步數(shù)值。

這樣，在上述專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中，預(yù)先掌握成為某測量項(xiàng)目的誤差的成分，從實(shí)際測量出的測量值中除去成為誤差的成分，由此能夠自動地修正測量值。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-142139號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2000-227342號公報

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

但是，存在以下的問題，即某測量項(xiàng)目的測量值的誤差的因素是因各種物理現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)果，因此在無法預(yù)先掌握測量值與哪些因素關(guān)聯(lián)的情況下，無法適當(dāng)?shù)赜?jì)算出對成為研究對象的測量項(xiàng)目的測量值產(chǎn)生影響的成分。

本發(fā)明就是考慮到以上的點(diǎn)而提出的，其提出一種測量值分析裝置和測量值分析方法，其能夠根據(jù)多個測量項(xiàng)目之間的相關(guān)關(guān)系，適當(dāng)?shù)赜?jì)算對成為研究對象的測量項(xiàng)目的測量值產(chǎn)生影響的成分。

用于解決問題的手段

為了解決該問題，在本發(fā)明中提供一種測量值分析裝置，其特征在于，具備：選擇部，其選擇成為研究對象的一個研究對象項(xiàng)目和直接或間接地與上述研究對象項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目；相關(guān)關(guān)系模型制作部，其根據(jù)上述研究對象項(xiàng)目和上述多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的過去的測量值，制作測量值之間的相關(guān)關(guān)系模型；計(jì)算部，其將上述關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值應(yīng)用于上述相關(guān)關(guān)系模型，計(jì)算上述研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值，并計(jì)算上述研究對象項(xiàng)目的實(shí)測值和上述預(yù)測值之間的偏離度。

另外，為了解決該問題，在本發(fā)明中提供一種測量值分析方法，是分析多個測量項(xiàng)目的測量值的測量值分析裝置中的測量值分析方法，其特征在于，包括：選擇部選擇成為研究對象的一個研究對象項(xiàng)目和直接或間接地與上述研究對象項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的步驟；相關(guān)關(guān)系模型制作部根據(jù)上述研究對象項(xiàng)目和上述多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的過去的測量值，制作測量值之間的相關(guān)關(guān)系模型的步驟；計(jì)算部將上述關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值應(yīng)用于上述相關(guān)關(guān)系模型，計(jì)算上述研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值，并計(jì)算上述研究對象項(xiàng)目的實(shí)測值和上述預(yù)測值之間的偏離度的步驟。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠根據(jù)多個測量項(xiàng)目之間的相關(guān)關(guān)系，適當(dāng)?shù)赜?jì)算對成為測量對象的測量值產(chǎn)生影響的成分，進(jìn)行高精度的測量。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的測量值分析裝置的功能結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是說明該實(shí)施方式的研究對象項(xiàng)目和關(guān)聯(lián)項(xiàng)目之間的從屬關(guān)系的概念圖。

圖3是說明該實(shí)施方式的預(yù)測值的精度的概念圖。

圖4是說明該實(shí)施方式的對測量值產(chǎn)生影響的因素的概念圖。

圖5是表示該實(shí)施方式的相關(guān)關(guān)系模型的制作處理的流程圖。

圖6是表示該實(shí)施方式的測量值分析處理的流程圖。

圖7是表示該實(shí)施方式的實(shí)測值和預(yù)測值的比較結(jié)果的概念圖。

圖8是表示該實(shí)施方式的實(shí)測值和預(yù)測值的比較結(jié)果的概念圖。

具體實(shí)施方式

以下針對附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式。

(1)本實(shí)施方式的概要

首先，說明本實(shí)施方式的概要。如上述那樣，某測量項(xiàng)目的測量值的誤差的因素是因各種物理現(xiàn)象產(chǎn)生的結(jié)果。因此，必須掌握哪些因素與成為研究對象的測量項(xiàng)目(以下也有時將該測量項(xiàng)目稱為研究對象項(xiàng)目而進(jìn)行說明)的測量值相關(guān)聯(lián)。

在本實(shí)施方式中，將研究對象項(xiàng)目設(shè)為不被控制的值，以下示例船舶的船速作為研究對象項(xiàng)目而進(jìn)行說明。以前，利用船速和螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出之間的相關(guān)關(guān)系來推定船速的推進(jìn)狀態(tài)。即，根據(jù)多個測量值，構(gòu)筑螺旋槳轉(zhuǎn)速和船速之間的相關(guān)關(guān)系、主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速之間的相關(guān)關(guān)系、以及主機(jī)輸出和船速之間的相關(guān)關(guān)系，將新的測量值(以下將新的測量值稱為實(shí)測值來進(jìn)行說明)應(yīng)用于該相關(guān)關(guān)系，由此計(jì)算研究對象項(xiàng)目即船速的測量值的推定值(以下將測量值的推定值稱為預(yù)測值來進(jìn)行說明)。

在此，在船舶的構(gòu)造中，在主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速直接相關(guān)的情況下，如果沒有外在因素，則主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速具有一對一的關(guān)系。但是，實(shí)際上，由于經(jīng)年劣化、環(huán)境因素，不為一對一的關(guān)系。另外，螺旋槳轉(zhuǎn)速和船速也與主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系同樣地，在沒有外在因素的情況下是一對一的關(guān)系，但實(shí)際上由于經(jīng)年劣化、環(huán)境因素而其關(guān)系變化。

因此，存在以下問題：即使使用主機(jī)輸出的測量值和螺旋槳轉(zhuǎn)速的測量值計(jì)算船速的預(yù)測值，也無法掌握外在因素對哪個測量項(xiàng)目產(chǎn)生影響，無法適當(dāng)?shù)赜?jì)算對測量出的船速的測量值產(chǎn)生影響的成分。

為了適當(dāng)?shù)赜?jì)算對測量出的船速的測量值產(chǎn)生影響的成分，必須將在工程學(xué)上與作為研究對象項(xiàng)目的船速相關(guān)的主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速的測量值設(shè)為不受外在因素的影響的值。因此，在本實(shí)施方式中，包含在工程學(xué)上與主機(jī)輸出和螺旋槳轉(zhuǎn)速相關(guān)的多個測量項(xiàng)目，制作表示多個測量項(xiàng)目的相關(guān)性的相關(guān)關(guān)系模型，將測量值應(yīng)用到該相關(guān)關(guān)系模型，由此能夠適當(dāng)?shù)赜?jì)算對研究對象項(xiàng)目的船速的測量值產(chǎn)生影響的成分。

(2)測量值分析裝置的結(jié)構(gòu)

接著，說明測量值分析裝置100的結(jié)構(gòu)。測量值分析裝置100是分析通過各種傳感器測量出的測量值的信息處理裝置，例如由個人計(jì)算機(jī)、工作站等構(gòu)成。

另外，測量值分析裝置100具備CPU和存儲器等信息處理資源。CPU作為運(yùn)算處理裝置發(fā)揮功能，依照存儲在存儲器中的程序、運(yùn)算參數(shù)等，控制測量值分析裝置100的動作。另外，測量值分析裝置100具備鍵盤、開關(guān)、指點(diǎn)設(shè)備、麥克風(fēng)等輸入裝置、監(jiān)視顯示器、揚(yáng)聲器等輸出裝置，從輸入裝置設(shè)定各種參數(shù)，或使輸出裝置顯示分析結(jié)果。

接著，參照圖1說明測量值分析裝置100的功能結(jié)構(gòu)。如圖1所示，測量值分析裝置100作為選擇部110、相關(guān)關(guān)系模型制作部120以及計(jì)算部130發(fā)揮功能。

選擇部110具有以下功能：選擇成為研究對象的一個研究對象項(xiàng)目、與該研究對象項(xiàng)目直接或間接地相關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。選擇部110從過去的大量測量值140的數(shù)據(jù)組中提取選擇出的研究對象項(xiàng)目和多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值，提供給相關(guān)關(guān)系模型制作部120。

相關(guān)關(guān)系模型制作部120從通過選擇部110提供的過去的大量測量值140的數(shù)據(jù)群中，機(jī)械地學(xué)習(xí)測量值之間的相關(guān)關(guān)系，制作相關(guān)關(guān)系模型。相關(guān)關(guān)系模型制作部120例如使用IBM公司的ANACONDA(Anomaly Analyzer for Correlational Data：相關(guān)數(shù)據(jù)異常分析)等數(shù)據(jù)分析技術(shù)，制作相關(guān)關(guān)系模型。

另外，計(jì)算部130具有以下功能：將研究對象項(xiàng)目和關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的實(shí)測值應(yīng)用到相關(guān)關(guān)系模型中，計(jì)算各項(xiàng)目的預(yù)測值150，或計(jì)算各項(xiàng)目的實(shí)測值和預(yù)測值之間的偏離度。

另外，相關(guān)關(guān)系模型制作部120使用所制作的相關(guān)關(guān)系模型，驗(yàn)證計(jì)算出的研究對象項(xiàng)目以外的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度，由此評價是否是恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型。

具體地說，相關(guān)關(guān)系模型制作部120例如提取出研究對象項(xiàng)目和多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值的過去2個月左右的量的測量數(shù)據(jù)，利用IBM公司的ANACONDA(Anomaly Analyzer for Correlational Data：相關(guān)數(shù)據(jù)異常分析)等而制作相關(guān)關(guān)系模型。然后，將研究對象項(xiàng)目在預(yù)定期間中的實(shí)測值應(yīng)用到相關(guān)關(guān)系模型中，計(jì)算研究對象項(xiàng)目和多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的各測量項(xiàng)目的預(yù)測值，計(jì)算預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏離度(偏差)并驗(yàn)證。

相關(guān)關(guān)系模型是根據(jù)大量的測量值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理而機(jī)械地學(xué)習(xí)測量值之間的相關(guān)關(guān)系的結(jié)果，因此雖然存在測量項(xiàng)目之間的相關(guān)性的強(qiáng)弱，但并不存在階層關(guān)系。但是，為了如上述那樣將在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目相關(guān)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值設(shè)為不受外在因素的影響的值，必須考慮到多個測量項(xiàng)目之間的工程學(xué)上的關(guān)系來制作相關(guān)關(guān)系模型。因此，選擇部110考慮到測量項(xiàng)目之間的工程學(xué)上的從屬關(guān)系，選擇在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目直接或間接關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。

在此，參照圖2說明研究對象項(xiàng)目和關(guān)聯(lián)項(xiàng)目之間的從屬關(guān)系。在圖2中，測量項(xiàng)目A表示研究對象項(xiàng)目。研究對象項(xiàng)目是必須掌握測量值以外的外在因素對成分的影響程度的對象項(xiàng)目，例如是船速等。另外，將測量項(xiàng)目A設(shè)為第一階層的測量項(xiàng)目。

另外，關(guān)聯(lián)項(xiàng)目包含在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目、雖然在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目不直接關(guān)聯(lián)但經(jīng)由該關(guān)聯(lián)項(xiàng)目與研究對象項(xiàng)目間接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目等。在圖2中，測量項(xiàng)目B～F是關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。

在圖2中，測量項(xiàng)目B和測量項(xiàng)目C是在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，將它們作為第二階層的測量項(xiàng)目。另外，測量項(xiàng)目D、E以及F是在工程學(xué)上與第一階層的測量項(xiàng)目不直接關(guān)聯(lián)，但經(jīng)由第二階層的測量項(xiàng)目與第一階層的測量項(xiàng)目間接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，將它們作為第三階層的測量項(xiàng)目。以下，將與n階層的測量項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)的測量項(xiàng)目說明為n+1階層的測量項(xiàng)目。

在測量項(xiàng)目A是船速的情況下，作為在工程學(xué)上具有直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(第二階層的測量項(xiàng)目)，例如能夠示例螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出等(測量項(xiàng)目B、C)。另外，作為在工程學(xué)上與船速不直接關(guān)聯(lián)但在工程學(xué)上與螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出直接關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目(第三階層的測量項(xiàng)目)，例如能夠示例燃料投入量、增壓壓力、燃料發(fā)熱量(測量項(xiàng)目D～F)等。

進(jìn)而，作為在工程學(xué)上與第三階層的測量項(xiàng)目具有直接關(guān)聯(lián)的第四階層的測量項(xiàng)目，例如能夠示例增壓機(jī)轉(zhuǎn)速、吸入空氣溫度等。第四階層的測量項(xiàng)目是在工程學(xué)上與第三階層的測量項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)，但在工程學(xué)上可以與第二階層的測量項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)或不直接關(guān)聯(lián)，與第一階層的測量項(xiàng)目、第二、第三階層的測量項(xiàng)目的任意一個、或全部測量項(xiàng)目間接地關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。

進(jìn)而，作為在工程學(xué)上與第四階層的測量項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)的第五階層的測量項(xiàng)目，例如能夠示例增壓機(jī)出口的排氣溫度、汽缸出口的排氣溫度等。

第五階層的測量項(xiàng)目是在工程學(xué)上與第四階層的測量項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)，但在工程學(xué)上可以與第二或第三階層的測量項(xiàng)目直接關(guān)聯(lián)或不直接關(guān)聯(lián)，與第一階層的測量項(xiàng)目、第二、第三或第四階層的測量項(xiàng)目的任意一個、或全部測量項(xiàng)目間接地關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。

這樣，與研究對象項(xiàng)目直接或間接地關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目由多級的階層構(gòu)成。例如，在只著眼于上述第一階層和第二階層的關(guān)系而制作相關(guān)關(guān)系模型的情況下，第一階層的測量項(xiàng)目和第二階層的測量項(xiàng)目分別相互影響，使用相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的預(yù)測值會產(chǎn)生很大誤差。即，對于全部計(jì)算項(xiàng)目，在使用相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的預(yù)測值和實(shí)測值的偏離度大的情況下，無法判斷哪個環(huán)境因素對哪個測量項(xiàng)目產(chǎn)生影響。

因此，在本實(shí)施方式中，從包含在多級的階層中的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目中，選擇制作相關(guān)關(guān)系模型所需要的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，由此針對研究對象項(xiàng)目以外的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，使預(yù)測值和實(shí)測值一致，排除環(huán)境因素對關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的影響。

特別在為了制作相關(guān)關(guān)系模型而選擇出的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目中的第二階層的測量項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏離度為預(yù)定的閾值(例如0.1)以下的情況下，可以評價為是恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型。即，能夠判斷為可以使用該相關(guān)關(guān)系模型預(yù)測船速。另一方面，在第二階層的測量項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏離度為預(yù)定的閾值以上的情況下，不是恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型，因此重新選擇恰當(dāng)?shù)年P(guān)聯(lián)項(xiàng)目，再次評價相關(guān)關(guān)系模型。

接著，參照圖3說明因選擇的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目數(shù)的不同產(chǎn)生的使用了相關(guān)關(guān)系模型的預(yù)測值的精度的不同。

圖3(a)表示選擇3個測量項(xiàng)目而制作相關(guān)關(guān)系模型并分析的結(jié)果。另外，圖3(b)表示選擇9個測量項(xiàng)目而制作相關(guān)關(guān)系模型并分析的結(jié)果。在此，分析是指將測量值應(yīng)用到所制作的相關(guān)關(guān)系模型來計(jì)算成為對象的測量項(xiàng)目的預(yù)測值，并驗(yàn)證實(shí)測值和預(yù)測值之間的偏離度。

例如，在圖3(a)中，將3個測量項(xiàng)目中的研究對象項(xiàng)目(第一階層)設(shè)為船速，將在工程學(xué)上直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(第二階層)設(shè)為螺旋槳轉(zhuǎn)速和主機(jī)輸出。圖表301表示主機(jī)輸出的分析結(jié)果。

在圖表301中，縱軸是將主機(jī)輸出以外的船速和螺旋槳轉(zhuǎn)速的過去的數(shù)據(jù)組應(yīng)用到所制作的相關(guān)關(guān)系模型而計(jì)算出的主機(jī)輸出的預(yù)測值，橫軸是對應(yīng)的主機(jī)輸出的測量值。圖表301表示主機(jī)輸出的預(yù)測值和測量值的偏離度。如圖表301所示，可知在只根據(jù)第二階層的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)制作相關(guān)關(guān)系模型的情況下，偏差多，主機(jī)輸出的預(yù)測值和測量值之間的一致精度低。

另一方面，圖3(b)將9個測量項(xiàng)目中的研究對象項(xiàng)目(第一階層)設(shè)為船速，將在工程學(xué)上直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(第二階層)設(shè)為螺旋槳轉(zhuǎn)速和主機(jī)輸出，以及將在工程學(xué)上與它們關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(第三階層)設(shè)為排氣壓力、增壓機(jī)轉(zhuǎn)速(2臺量)、負(fù)荷指針、氣溫以及增壓機(jī)排氣溫度(2臺量)。圖表302表示主機(jī)輸出的分析結(jié)果，表示將主機(jī)輸出以外的過去的數(shù)據(jù)組的計(jì)算值應(yīng)用到使用共9個測量項(xiàng)目而制作的相關(guān)關(guān)系模型而計(jì)算出的主機(jī)輸出的預(yù)測值和主機(jī)輸出的測量值之間的偏離度。如圖表302所示，可知在不只包含第二階層的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，還包含第三階層的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)來制作相關(guān)關(guān)系模型的情況下，偏差少，主機(jī)輸出的預(yù)測值和測量值之間的一致精度高。

這樣，不只包含與作為研究對象項(xiàng)目的船速等第一階層的測量項(xiàng)目直接相關(guān)的主機(jī)輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)速(第二階層的測量項(xiàng)目)，還包含在工程學(xué)上從屬于主機(jī)輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)速的多個測量項(xiàng)目(第三階層以下的階層的測量項(xiàng)目)，由此能夠提高第二階層的項(xiàng)目的預(yù)測值和測量值之間的一致精度，制作恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型。

另外，在研究對象項(xiàng)目以外的測量項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值高精度地一致的情況下，能夠推定為與主機(jī)輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)速等測量項(xiàng)目的影響無關(guān)地，由于測量項(xiàng)目以外的其他因素而產(chǎn)生船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差(偏離度)。

因此，為了提高測量值和預(yù)測值之間的一致精度，必須選擇許多關(guān)聯(lián)項(xiàng)目來制作相關(guān)關(guān)系模型。但是，即使具有上述那樣的工程學(xué)上的關(guān)聯(lián)性，如果包含開-關(guān)(ON-OFF)等非連續(xù)地被控制的測量項(xiàng)目，也無法進(jìn)行準(zhǔn)確的推算。因此，研究對象項(xiàng)目以外的測量項(xiàng)目必須在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目具有直接或間接的關(guān)聯(lián)，并且是沒有被控制的對象的測量項(xiàng)目、或是連續(xù)地被控制的對象的測量項(xiàng)目。另外，制作相關(guān)模型時的計(jì)算成本很大地依存于關(guān)聯(lián)項(xiàng)目數(shù)，因此包含不必要的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目會造成計(jì)算成本的增加，是不適當(dāng)?shù)摹?/p>

如圖4所示，船速的測量值是由于波長、波高、潮向潮速等外在因素(組A)、主機(jī)輸出或螺旋槳轉(zhuǎn)速等因船體的構(gòu)造造成的因素(組B)等的影響而變化的測量值。即，船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差的因素受到組A、組B的影響。

這時，如上述那樣，如果組B的主機(jī)輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)速的測量項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值高精度地一致，則可以從船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差的因素中排除主機(jī)輸出、螺旋槳轉(zhuǎn)速的影響。

另外，對于船體性能、船體的污垢等，如果假定從制作相關(guān)關(guān)系模型時到現(xiàn)在沒有變化，則設(shè)為與船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差無關(guān)，也可以排除船體性能、船體的污垢等的影響。這樣，如果能夠從船速的測量值排除組B的影響，則可以將船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差的因素設(shè)為組A的外在因素。

(3)測量值分析處理的細(xì)節(jié)

接著，說明測量值分析裝置100的測量值分析處理的細(xì)節(jié)。以下，以測量值分析裝置100的各部作為主語說明各種處理的處理主體，但實(shí)際上，當(dāng)然是由測量值分析裝置100的CPU根據(jù)存儲在測量值分析裝置100的存儲器中的程序來執(zhí)行該處理。

首先，參照圖5，說明相關(guān)關(guān)系模型制作部120的相關(guān)關(guān)系模型的制作處理。如圖5所示，首先選擇部110從測量值140取得過去的測量數(shù)據(jù)(S101)。具體地說，選擇部110從測量值140提取研究對象項(xiàng)目、與研究對象項(xiàng)目直接或間接地關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量數(shù)據(jù)。提取的測量數(shù)據(jù)例如是2個月量的測量數(shù)據(jù)，可以間隔提取測量數(shù)據(jù)使其成為2000～3000左右的數(shù)據(jù)組。

然后，相關(guān)關(guān)系模型制作部120根據(jù)在步驟S101中取得的測量數(shù)據(jù)，制作相關(guān)關(guān)系模型(S102)。具體地說，相關(guān)關(guān)系模型制作部120利用IBM公司的ANACONDA(Anomaly Analyzer for Correlational Data：相關(guān)數(shù)據(jù)異常分析)等數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)制作相關(guān)關(guān)系模型。

然后，相關(guān)關(guān)系模型制作部120對在步驟S102中制作的相關(guān)關(guān)系模型進(jìn)行評價(S103)。具體地說，相關(guān)關(guān)系模型制作部120將測量數(shù)據(jù)應(yīng)用到ANACONDA(Anomaly Analyzer for Correlational Data：相關(guān)數(shù)據(jù)異常分析)等數(shù)據(jù)分析技術(shù)的算法中，根據(jù)測量數(shù)據(jù)的提取期間、抽取方法等測量數(shù)據(jù)的特性，評價是否制作了沒有公式上的錯誤等的適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型。

在步驟S103中評價為相關(guān)關(guān)系模型不正確的情況下(在步驟S103中分支為不適當(dāng)(NG))，返回到步驟S102，相關(guān)關(guān)系模型制作部120重新制作相關(guān)關(guān)系模型。

另一方面，在步驟S103中評價為相關(guān)關(guān)系模型正確的情況下(在步驟S103中分支為適當(dāng)(OK))，計(jì)算部130將新的測量值(實(shí)測值)應(yīng)用到相關(guān)關(guān)系模型中，計(jì)算各計(jì)算項(xiàng)目的預(yù)測值(S104)。具體地說，計(jì)算部130將成為對象的測量項(xiàng)目以外的實(shí)測值應(yīng)用到相關(guān)關(guān)系模型中，由此計(jì)算成為對象的測量項(xiàng)目的預(yù)測值。

然后，計(jì)算部130評價預(yù)測值和實(shí)測值之間的比較結(jié)果(預(yù)測實(shí)測結(jié)果)(S105)。具體地說，計(jì)算部130判定多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值的偏離度在每個階層中是否為預(yù)定的閾值以下。例如，判定在工程學(xué)上與研究對象項(xiàng)目(第一階層)直接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(第二階層)的閾值是否為預(yù)定的閾值以下。

在步驟S105中判定為多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏離度為閾值以下的情況下(在步驟S105中分支為適當(dāng)(OK))，結(jié)束處理。另一方面，在步驟S105中判定為多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值的偏離度比閾值大的情況下(在步驟S105中分支為不適當(dāng)(NG))，返回到步驟S101的處理，以與上次制作相關(guān)關(guān)系模型時不同的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的過去的測量數(shù)據(jù)為對象，重復(fù)進(jìn)行步驟S101以后的處理。

如上述那樣，為了制作恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型，多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值必須一致。因此，選擇多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，根據(jù)該關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量數(shù)據(jù)制作相關(guān)關(guān)系模型，使得在步驟S105中研究對象項(xiàng)目以外的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值一致。即，提高各關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度，從如圖3的圖表301那樣偏差多的狀態(tài)，成為圖表302的偏差少的狀態(tài)。

例如，在研究對象項(xiàng)目是船速的情況下，如上述那樣，不只提取在工程學(xué)上與船速直接關(guān)聯(lián)的螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出的測量值，還提取與船速間接關(guān)聯(lián)的排氣壓力、增壓機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷指針、氣溫以及增壓機(jī)排氣溫度等的測量值，制作相關(guān)關(guān)系模型，由此能夠提高步驟S105中的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度。這時，重要的是提高在工程學(xué)上與船速直接關(guān)聯(lián)的螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出的測量值的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度。

另外，在選擇多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目來制作了相關(guān)關(guān)系模型的情況下，也可以針對多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目中的特別是第二階層的測量項(xiàng)目，優(yōu)先選擇關(guān)聯(lián)項(xiàng)目而制作相關(guān)關(guān)系模型，使得預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度更高。通過這樣選擇預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度高的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目來制作相關(guān)關(guān)系模型，能夠使研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏差成為因關(guān)聯(lián)項(xiàng)目以外的因素產(chǎn)生的偏差。

接著，參照圖6說明測量值分析處理的細(xì)節(jié)。首先，選擇部110選擇用于制作相關(guān)關(guān)系模型的研究對象項(xiàng)目和多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目(S201)。在步驟S201中選擇的測量項(xiàng)目是在圖5中說明的相關(guān)關(guān)系模型制作處理中在制作評價為恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型時選擇出的測量項(xiàng)目。

即，在步驟S201中選擇的測量項(xiàng)目是研究對象項(xiàng)目、與研究對象項(xiàng)目直接或間接關(guān)聯(lián)的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，并且是使用相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度高的關(guān)聯(lián)項(xiàng)目。

接著，相關(guān)關(guān)系模型制作部120使用在步驟S201中選擇出的測量項(xiàng)目的測量值，制作相關(guān)關(guān)系模型(S202)。另外，在步驟S202中利用的測量值是在步驟S201中選擇出的測量項(xiàng)目的過去的測量數(shù)據(jù)中的為了制作恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)關(guān)系模型所需要的期間和量的測量數(shù)據(jù)。

然后，計(jì)算部130將研究對象項(xiàng)目以外的新的測量值(實(shí)測值)應(yīng)用到在步驟S202中制作的相關(guān)關(guān)系模型，計(jì)算研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值(S203)。

然后，計(jì)算部130計(jì)算研究對象項(xiàng)目的實(shí)測值和在步驟S203中計(jì)算出的研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值之間的偏離度(S204)。

例如，圖7表示出在研究對象項(xiàng)目是船速的情況下，著眼于與船速關(guān)聯(lián)的主機(jī)轉(zhuǎn)速固定的期間的測量結(jié)果來比較船速的實(shí)測值和預(yù)測值的結(jié)果。在主機(jī)轉(zhuǎn)速保持為固定，不受到其他因素的影響的情況下，能夠推定為船速固定。因此，如果主機(jī)轉(zhuǎn)速固定，則能夠假定為主機(jī)轉(zhuǎn)速對船速的預(yù)測值沒有影響，對于船速的實(shí)測值和預(yù)測值之間的偏離度，只計(jì)算因外在環(huán)境因素造成的影響。

在圖7的圖表中，對船速的實(shí)測值和從船速的實(shí)測值減去預(yù)測值所得的值進(jìn)行比較?？芍俚膶?shí)測值與從船速的實(shí)測值減去預(yù)測值所得的值之間的一致精度高。

另外，圖8表示對根據(jù)使用多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目制作的相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的船速的預(yù)測值和船速的實(shí)測值進(jìn)行比較所得的結(jié)果。如上述那樣，根據(jù)該相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的、在工程學(xué)上直接關(guān)聯(lián)的第二階層的測量項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的一致精度高，因此排除了第二階層的測量項(xiàng)目對船速的影響。因此，能夠設(shè)定第二階層的測量項(xiàng)目的影響以外的外在環(huán)境因素正在對圖8所示的船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差產(chǎn)生影響。

在圖8中，可以說在船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差為0以下的情況下，是由于外在環(huán)境因素而船體難以前進(jìn)的狀況。另外，可以說在船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差比0大的情況下，是由于外在的環(huán)境因素而船體容易前進(jìn)的狀況。

這樣能夠?qū)⒆鳛檠芯繉ο箜?xiàng)目的船速的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差設(shè)為因外在的環(huán)境因素產(chǎn)生的差，因此能夠高精度地只提取外在的環(huán)境因素對船速產(chǎn)生的影響。即，使用預(yù)測值和實(shí)測值一致的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目制作相關(guān)關(guān)系模型并使用該相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的偏離度表示實(shí)際沒有測量的物理量。

另外，在上述實(shí)施方式中，示例了船速作為研究對象項(xiàng)目的一個例子而進(jìn)行了說明，但并不限于該例子。例如，在研究對象項(xiàng)目是燃?xì)廨啓C(jī)的效率的情況下，制作燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速、燃料發(fā)熱量、扭矩、輸出、氣壓溫度等與燃?xì)廨啓C(jī)的效率關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差一致那樣的相關(guān)關(guān)系模型。然后，計(jì)算將多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值應(yīng)用到所制作的相關(guān)關(guān)系模型而計(jì)算出的燃?xì)廨啓C(jī)效率的預(yù)測值和燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)測值之間的差，由此能夠只提取燃?xì)廨啓C(jī)效率的外在環(huán)境因素、例如燃?xì)廨啓C(jī)的污垢造成的影響。

另外，例如在研究對象項(xiàng)目是鍋爐的效率的情況下，制作鍋爐的燃料發(fā)熱量、蒸汽壓力、蒸汽溫度、蒸汽水溫、蒸汽量、排氣溫度、壓力等與鍋爐的效率關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的預(yù)測值和實(shí)測值之間的差一致那樣的相關(guān)關(guān)系模型。然后，計(jì)算將多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值應(yīng)用到所制作的相關(guān)關(guān)系模型而計(jì)算出的鍋爐的效率的預(yù)測值和鍋爐的實(shí)測值之間的差，由此能夠只提取鍋爐的效率的外在環(huán)境因素、例如導(dǎo)熱管的污垢造成的影響。

另外，在本實(shí)施方式中，研究對象項(xiàng)目為不被直接控制的值。上述示例的船速不是如螺旋槳轉(zhuǎn)速、主機(jī)輸出那樣直接被控制的值，是不被直接控制的值。但是，本發(fā)明并不限于該例子，研究對象項(xiàng)目也可以是被控制的值。

例如，在作為根據(jù)多個項(xiàng)目控制的結(jié)果而被調(diào)整的控制對象的測量值中，抽出所控制的項(xiàng)目的任意一個計(jì)算項(xiàng)目而制作相關(guān)關(guān)系模型，使用全部的項(xiàng)目的計(jì)算項(xiàng)目制作相關(guān)關(guān)系模型，取得根據(jù)雙方的相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的預(yù)測值的差，由此能夠掌握因控制對象值中的抽出的項(xiàng)目造成的影響量。

例如，在調(diào)整流入量、溫度、流出量這3個項(xiàng)目來控制壓力值使得預(yù)定的壓力值成為目標(biāo)值的情況下，包含全部項(xiàng)目地制作相關(guān)關(guān)系模型，排除溫度的項(xiàng)目地制作相關(guān)關(guān)系模型。然后，取得使用雙方的相關(guān)關(guān)系模型計(jì)算出的壓力的預(yù)測值的差，由此能夠推定為該差是溫度對壓力產(chǎn)生的影響。

(4)本實(shí)施方式的效果

如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，選擇部110選擇成為研究對象的一個研究對象項(xiàng)目、與研究對象項(xiàng)目直接或間接地關(guān)聯(lián)的多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目，相關(guān)關(guān)系模型制作部120根據(jù)研究對象項(xiàng)目和多個關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的過去的測量值，制作測量值之間的相關(guān)關(guān)系模型，計(jì)算部130將關(guān)聯(lián)項(xiàng)目的測量值應(yīng)用到相關(guān)關(guān)系模型來計(jì)算研究對象項(xiàng)目的預(yù)測值，計(jì)算研究對象項(xiàng)目的實(shí)測值和上述預(yù)測值之間的偏離度。由此，能夠根據(jù)多個測量項(xiàng)目之間的相關(guān)關(guān)系，適當(dāng)?shù)赜?jì)算對成為測量對象的測量值產(chǎn)生影響的成分，掌握測量值以外的外在因素對成分的影響程度。

符號說明

100：測量值分析裝置；110：選擇部；120：相關(guān)關(guān)系模型制作部；130計(jì)算部；140：測量值；150：預(yù)測值。