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F al se p os iti ve ra te

圖MC04-15 ROC 曲線

關於比較迴歸模型的效能方面,常用的方法為RMSD (Root-mean-square deviation)及R2 (R-squared),其計算公式如下。其中,yiyˆiy分別為真實值、預測值與

y

平均值,N 為 差值為di,i=1~n。這時我們可以令虛無假設(Null hypothesis)為 H0,其意義為 A、B 方法 效能無差異,以及對立假設(Alternative hypothesis)為 H1,其意義為 A、B 方法效能有差異。

這時可以假設di 之母體為常態分布,採用 t 檢定,其公式如下:

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圖MC04-16 巨量資料分析技術流程架構

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為了加速雲端智能服務未來應用拓展的彈性與速度,系統架構如MC04-17 所示,規劃 將採三層式架構,分成前端應用、雲端網頁化架構、後端分析三層,形成一個通用型的架 構。每一層都有其專職負責的人員,分別為使用者、資訊團隊、分析專家。此架構運作的 流程如下:首先分析專家開發資料分析的演算法模組,之後由資訊團隊透過封裝整合的技 術,將演算法模組掛載至雲端平台,透過效能調校 (Performance Tuning)、安全性控管

(Security)等程序,讓前端的使用者統一透過 Web Service 的介面來使用巨量資料分析的計 算服務。Web Service 是一種軟體服務的形式,它透過 Web 通訊協定及資料格式的開放式 標準(例如 HTTP、XML 及 SOAP 等)來為其他應用程式或異質系統提供服務,或進行 資料交換。選用Web Service 此一介面的理由在於,它的介面已是工業界標準,任何系統都 可輕鬆存取,且透過其封裝資料及運算邏輯,可避免核心知識直接曝露給使用者。

圖 MC04-17 巨量資料技術服務化平台 雲端智能品質監診系統雛形建立

隨著品質分析作業需求多樣化,及系統分析功能精進等因素,建立「雲端智能品質監 診系統」功能,將原先之Off-Line 批次式品質分析作業,精進到 On-Line 的智能品質監診 系統,如圖MC04-18 所示。系統首先從大數據中將煉鋼合金成分、熱冷軋製程參數與最終 品質的關係轉換為AI 模型,當上游製程發生異常時,能以 AI 預測出可能的品質變異(即

「品質預警」),並警示當線採取必要的補救措施,警示下游進行製程參數之動態調控補償,

達到彈性生產、有效減少剔退的目標。

領域專家

資料科學專家

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圖MC04-18 雲端品質監診系統雛形架構

圖MC04-19 雲端品質監診系統雛形運作流程

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2. 上游成分、製程參數(因)與下游品質(果)變異之間的關係可利用迴歸分析(Regression)來 建立。以往品管人員慣用的工具僅有線性迴歸(linear regression)的功能,當因果之間關 係涉及複雜的非線性關係時,便無法解釋。本研究導入資料科學(Data Science)的工具與 理論,發展出「雲端巨量資料分析服務平台」 :

(1) 運用資料探勘(Data Mining)的手法,對眾多參數進行重要性排序,協助人員鑑別 與篩選出與品質相關的重要成因(Feature Selection),避免將不相關的因子代入建 模影響模型精度。

(2) 導入「非線性多變量迴歸」的建模方法(例如:支持向量機,Support Vector Machine),

運用高維轉換的概念,讓原本低維空間線性不可解的問題在高維空間中變成可解, (Coefficient of determination)為 0.4,使用本平台則 R-squared 為 0.8。

3. 隨著品質分析作業需求多樣化,及系統分析功能精進等因素,建立「雲端智能品質監診