(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022144634
(43)【公開日】2022-10-03
(54)【発明の名称】動作改善支援装置、プログラムおよび動作改善支援方法
(51)【国際特許分類】
G05B 23/02 20060101AFI20220926BHJP
G06N 5/02 20060101ALI20220926BHJP
【ＦＩ】
G05B23/02 X
G06N5/02 150
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021045719
(22)【出願日】2021-03-19
(71)【出願人】
【識別番号】000153443
【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中尾 隆司
(72)【発明者】
【氏名】山田 剛史
(72)【発明者】
【氏名】柴田 亮二
【テーマコード（参考）】
3C223
【Ｆターム（参考）】
3C223AA01
3C223AA11
3C223AA12
3C223BA03
3C223CC02
3C223DD03
3C223FF32
3C223GG01
(57)【要約】
【課題】システムの動作内容の改善を可能とする。
【解決手段】動作改善支援装置１００は、動作改善の対象となる対象システム９００の状態および当該状態における対象システムの動作を示す行動則（行動則データベース１５１参照）を、変換ルール（変換ルールデータベース１５２参照）に従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換する知識表現化部１１４と、知識表現化された動作に対する変更を受け付ける行動則改善部１１５と、知識表現化された状態および変更された知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則を、変換ルールに従って改善行動則に逆変換する行動則逆変換部１１６とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】動作改善支援装置１００は、動作改善の対象となる対象システム９００の状態および当該状態における対象システムの動作を示す行動則（行動則データベース１５１参照）を、変換ルール（変換ルールデータベース１５２参照）に従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換する知識表現化部１１４と、知識表現化された動作に対する変更を受け付ける行動則改善部１１５と、知識表現化された状態および変更された知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則を、変換ルールに従って改善行動則に逆変換する行動則逆変換部１１６とを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動作改善の対象となる対象システムの状態および当該状態における前記対象システムの動作を示す行動則を、変換ルールに従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換する知識表現化部と、
前記知識表現化された動作に対する変更を受け付ける行動則改善部と、
前記知識表現化された状態および変更された前記知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールに従って改善行動則に逆変換する行動則逆変換部とを備える
ことを特徴とする動作改善支援装置。
前記知識表現化された動作に対する変更を受け付ける行動則改善部と、
前記知識表現化された状態および変更された前記知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールに従って改善行動則に逆変換する行動則逆変換部とを備える
ことを特徴とする動作改善支援装置。
【請求項2】
前記状態および前記動作は、数値または数値の組で示され、
前記変換ルールは、前記数値または前記数値の組を、言語、数値範囲、または数値の組の範囲に変換するルールであり、
前記知識表現化された状態および前記知識表現化された動作は、前記言語、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示され、
前記改善行動則は、前記数値、前記数値の組、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示される状態と、当該状態における前記対象システムの前記数値、前記数値の組、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示される動作を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
前記変換ルールは、前記数値または前記数値の組を、言語、数値範囲、または数値の組の範囲に変換するルールであり、
前記知識表現化された状態および前記知識表現化された動作は、前記言語、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示され、
前記改善行動則は、前記数値、前記数値の組、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示される状態と、当該状態における前記対象システムの前記数値、前記数値の組、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲で示される動作を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
【請求項3】
前記変換ルールは、複数の前記動作を１つの前記知識表現化された動作に変換するルールを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
【請求項4】
前記行動則は、前記対象システムが前記状態における前記動作をする動作確率を含み、
前記知識表現化部は前記行動則を前記知識表現化された行動則に変換する際に、前記状態における前記動作の動作確率を、前記変換ルールに従った変換後の前記知識表現化された状態における前記知識表現化された動作の動作確率とし、
前記行動則改善部は、前記知識表現化された行動則に含まれる動作確率の変更を受け付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
前記知識表現化部は前記行動則を前記知識表現化された行動則に変換する際に、前記状態における前記動作の動作確率を、前記変換ルールに従った変換後の前記知識表現化された状態における前記知識表現化された動作の動作確率とし、
前記行動則改善部は、前記知識表現化された行動則に含まれる動作確率の変更を受け付ける
ことを特徴とする請求項１に記載の動作改善支援装置。
【請求項5】
前記知識表現化部は、知識表現化された変換ルールに従って前記知識表現化された状態および前記知識表現化された動作を、異なる知識表現化された状態および異なる知識表現化された動作を含む異なる知識表現化された行動則に変換し、
前記行動則改善部は、前記異なる知識表現化された動作に対する変更を受け付け、
前記行動則逆変換部は、前記異なる知識表現化された状態および変更された前記異なる知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールおよび前記知識表現化された変換ルール従って前記改善行動則に逆変換し、
前記知識表現化された変換ルールは、前記言語、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲を異なる言語、異なる数値範囲、または異なる数値の組の範囲に変換するルールである
ことを特徴とする請求項２に記載の動作改善支援装置。
前記行動則改善部は、前記異なる知識表現化された動作に対する変更を受け付け、
前記行動則逆変換部は、前記異なる知識表現化された状態および変更された前記異なる知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールおよび前記知識表現化された変換ルール従って前記改善行動則に逆変換し、
前記知識表現化された変換ルールは、前記言語、前記数値範囲、または前記数値の組の範囲を異なる言語、異なる数値範囲、または異なる数値の組の範囲に変換するルールである
ことを特徴とする請求項２に記載の動作改善支援装置。
【請求項6】
前記知識表現化された変換ルールは、前記複数の知識表現化された動作を１つの前記異なる知識表現化された動作に変換するルールを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の動作改善支援装置。
ことを特徴とする請求項５に記載の動作改善支援装置。
【請求項7】
前記対象システムに備わるセンサおよび動作機器から得られる数値データを前記数値または前記数値の組として取得するデータ収集部と、
取得された前記状態および前記動作から前記行動則を生成する行動則生成部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項２に記載の動作改善支援装置。
取得された前記状態および前記動作から前記行動則を生成する行動則生成部とをさらに備える
ことを特徴とする請求項２に記載の動作改善支援装置。
【請求項8】
コンピュータを、請求項１～７の何れか１項に記載の動作改善支援装置として機能させるためのプログラム。
【請求項9】
動作改善支援装置の動作改善支援方法であって、
前記動作改善支援装置は、
動作改善の対象となる対象システムの状態および当該状態における前記対象システムの動作を示す行動則を、変換ルールに従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換するステップと、
前記知識表現化された動作に対する変更を受け付けるステップと、
前記知識表現化された状態および変更された前記知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールに従って改善行動則に逆変換するステップとを実行する
動作改善支援方法。
前記動作改善支援装置は、
動作改善の対象となる対象システムの状態および当該状態における前記対象システムの動作を示す行動則を、変換ルールに従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換するステップと、
前記知識表現化された動作に対する変更を受け付けるステップと、
前記知識表現化された状態および変更された前記知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールに従って改善行動則に逆変換するステップとを実行する
動作改善支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象とするシステムの動作や行動、制御を改善する動作改善支援装置、プログラムおよび動作改善支援方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラントや生産ライン、ロボットなどのシステム（対象システム）を制御する一般的な手法の一つとして、システムの状態に応じてシステムの動作内容（行動内容、制御内容）を規定するものがある。例えば特許文献１には、機器の状態または機器が動作する環境の状態を示す状態情報に基づいてルールベースで機器の動作の枠組みを決定し、当該動作の内容を定めるパラメータを算出して動作を実行するよう当該機器に指示する制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１０５８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
システムの動作や行動の制御を行うためには、システムの状態の定義や、定義した状態における動作内容の記述が必要である。しかしながら、システムの操作者がシステムの状態や行動内容を記述することは、技術的にも時間的にも多大な労力を要する。なお、この行動内容の記述は特許文献１のルールベースに相当し、行動則または動作則と記す。
【0005】
例えば、ロボットが物を運ぶ動作（操作）について、物を自分の身体で運ぶ操作者は自分の身体をどのように動かせばよいかは分かる。しかしながら、ロボットを動作させるための関節にある各種アクチュエータに対する入力信号をどのように制御すればよいかは分からないため、操作者がロボットの動作を記述することは困難である。また仮にシステム（例えばロボット）が稼働しているとしても、操作者がシステムの動作を改善する（行動則／動作則を改善する）のは困難である。
【0006】
本発明は、このような背景を鑑みてなされたものであり、システムの操作者がシステムの動作内容の改善を可能とする動作改善支援装置、プログラムおよび動作改善支援方法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】
【0007】
上記した課題を解決するため、本発明に係る動作改善支援装置は、動作改善の対象となる対象システムの状態および当該状態における前記対象システムの動作を示す行動則を、変換ルールに従って知識表現化された状態および知識表現化された動作を含む知識表現化された行動則に変換する知識表現化部と、前記知識表現化された動作に対する変更を受け付ける行動則改善部と、前記知識表現化された状態および変更された前記知識表現化された動作を含む前記知識表現化された行動則を、前記変換ルールに従って改善行動則に逆変換する行動則逆変換部とを備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、システムの操作者がシステムの動作内容の改善を可能とする動作改善支援装置、プログラムおよび動作改善支援方法を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】第１の実施形態に係る動作改善支援装置の機能構成を示すブロック図である。
【図2】第１の実施形態に係る行動データベースのデータ構成図である。
【図3】第１の実施形態に係る行動則のデータ構成図である。
【図4】第１の実施形態に係る遷移確率を含む行動則のデータ構成図である。
【図5】第１の実施形態に係る品質指標の変換ルールを示す図である。
【図6】第１の実施形態に係る品質指標の傾きの変換ルールを示す図である。
【図7】第１の実施形態に係る操作量の変換ルールを示す図である。
【図8】第１の実施形態に係る変換ルール定義画面の画面構成図である。
【図9】第１の実施形態に係る行動則のデータ構成図である。
【図10】第１の実施形態に係る行動則のデータ構成図である。
【図11】第１の実施形態に係る知識表現化処理のフローチャートである。
【図12】第１の実施形態に係る行動則のデータ構成図である。
【図13】第１の実施形態に係る行動則表示画面の画面構成図である。
【図14】第１の実施形態に係る行動則改善画面の画面構成図である。
【図15】第１の実施形態に係る逆変換されて生成された行動則のデータ構成図である。
【図16】第１の実施形態に係る行動則改善処理のフローチャートである。
【図17】第２の実施形態に係る倒立振り子を備える台車を説明するための図である。
【図18】第２の実施形態に係る行動則生成部が生成した行動則を示す図である。
【図19】第２の実施形態に係る行動則の角度および操作量を示すグラフである。
【図20】第２の実施形態に係る第１レベルへの変換ルールを示す図である。
【図21】第２の実施形態に係る第１レベルの行動則を示す図である。
【図22】第２の実施形態に行動則の操作量を示すグラフである。
【図23】第２の実施形態に係る第２レベルへの変換ルールを示す図である。
【図24】第２の実施形態に係る第２レベルの行動則を示す図である。
【図25】第２の実施形態に係る行動則の操作量を示すグラフである。
【図26】第２の実施形態に係る第３レベルへの変換ルールを示す図である。
【図27】第２の実施形態に係る第３レベルの行動則を示す図である。
【図28】第２の実施形態に係る変換ルール定義画面の画面構成図である。
【図29】第２の実施形態に係る知識表現化処理のフローチャートである。
【図30】第２の実施形態に係る行動則表示画面の画面構成図である。
【図31】第２の実施形態に係る行動則改善画面の画面構成図である。
【図32】第２の実施形態に係る行動則改善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】
【0010】
≪動作改善支援装置の概要≫
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における動作改善支援装置について説明する。動作改善支援装置は対象システムの動作を取得して行動則を生成する。対象システムは例えば、プラントや生産ライン、ロボットである。行動則は対象システムの状態と当該状態における対象システムの動作とを示す。
状態や動作を含む行動則は、計算機内部で処理可能な記号や数値で表現され、対象システムの操作者にとって理解が容易とは限らない。また、ロボットなどの動作で生成される行動則は各種アクチュエータの力の入れ方などが高速で細かく、人（操作者）の動作とは異なるため、操作者が行動則を改善することができないという問題がある。
以下に本発明を実施するための形態（実施形態）における動作改善支援装置について説明する。動作改善支援装置は対象システムの動作を取得して行動則を生成する。対象システムは例えば、プラントや生産ライン、ロボットである。行動則は対象システムの状態と当該状態における対象システムの動作とを示す。
状態や動作を含む行動則は、計算機内部で処理可能な記号や数値で表現され、対象システムの操作者にとって理解が容易とは限らない。また、ロボットなどの動作で生成される行動則は各種アクチュエータの力の入れ方などが高速で細かく、人（操作者）の動作とは異なるため、操作者が行動則を改善することができないという問題がある。
【0011】
動作改善支援装置は行動則を操作者が理解しやすいように言語化し知識として表現する（知識表現化する）。対象システムの熟練操作者は、言語化された行動則を理解することが可能となり、対象システムの動作則を改善することが可能となる。動作則つまりは対象システムの動作が改善することで、例えば対象システムの作業効率が上がったり、工作精度が向上したり、消費電力が下がったりする。また、プラントや生産ラインにおけるマニュアル操作において改善された動作則を参照することで、新人の操作者であっても熟練操作者と同様な動作（操作）を行うことができるようになる。
【0012】
≪動作改善支援装置の構成≫
図１は、第１の実施形態に係る動作改善支援装置１００の機能構成を示すブロック図である。動作改善支援装置１００はコンピュータであって、制御部１１０、記憶部１５０、および入出力部１７０を含んで構成される。
入出力部１７０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインタフェース機器（不図示）が接続される。入出力部１７０は対象システム９００との通信データを送受信する。対象システム９００はプラントや生産ライン、ロボットなどであり、自身の状態および動作（行動）に係る情報を動作改善支援装置１００に送信する。
図１は、第１の実施形態に係る動作改善支援装置１００の機能構成を示すブロック図である。動作改善支援装置１００はコンピュータであって、制御部１１０、記憶部１５０、および入出力部１７０を含んで構成される。
入出力部１７０には、ディスプレイやキーボード、マウスなどのユーザインタフェース機器（不図示）が接続される。入出力部１７０は対象システム９００との通信データを送受信する。対象システム９００はプラントや生産ライン、ロボットなどであり、自身の状態および動作（行動）に係る情報を動作改善支援装置１００に送信する。
【0013】
制御部１１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んで構成され、データ収集部１１１、行動則生成部１１２、変換ルール定義部１１３、知識表現化部１１４、行動則改善部１１５、および行動則逆変換部１１６を備える。
記憶部１５０はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などから構成される。記憶部１５０には、行動データベース１６０、行動則データベース１５１、変換ルールデータベース１５２、およびプログラム１５８などが記憶される。
記憶部１５０はＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などから構成される。記憶部１５０には、行動データベース１６０、行動則データベース１５１、変換ルールデータベース１５２、およびプログラム１５８などが記憶される。
【0014】
行動則データベース１５１、および変換ルールデータベース１５２には、後記する行動則、および変換ルールがそれぞれ格納される。プログラム１５８は、知識表現化処理（後記する図１１参照）や行動則改善処理（後記する図１６）の処理の記述を含む。以下、動作改善支援装置１００の処理順序に沿って制御部１１０および記憶部１５０を構成する要素を説明する。
【0015】
≪行動則の取得≫
対象システム９００は、例えばプラントや生産ライン、ロボットであって、状態を有する。状態の例としては、プラントにおける原材料の流量や温度などがあり、ロボットにおける関節の角度などがある。対象システムは状態に応じて動作（行動）を行う。動作の例としては、プラントにおける操作者による原材料の温度調整の操作やロボットの関節の動作（制御）などがある。動作は対象システム９００が自律的に行うものとは限らず、操作者による操作／調整を含む。対象システム９００は、状態や動作を動作改善支援装置１００に送信する。
対象システム９００は、例えばプラントや生産ライン、ロボットであって、状態を有する。状態の例としては、プラントにおける原材料の流量や温度などがあり、ロボットにおける関節の角度などがある。対象システムは状態に応じて動作（行動）を行う。動作の例としては、プラントにおける操作者による原材料の温度調整の操作やロボットの関節の動作（制御）などがある。動作は対象システム９００が自律的に行うものとは限らず、操作者による操作／調整を含む。対象システム９００は、状態や動作を動作改善支援装置１００に送信する。
【0016】
なお、第１の実施形態において対象システム９００が送信した状態や動作は、数値または数値の組（複数の数値）で示されるとする。状態の数値の例には原材料の流量や温度、関節の角度があり、動作の数値の例にはバルブ開閉の操作量やアクチュエータのトルクがある。以下、第１の実施形態では、動作は対象システムに対する操作であり、操作量の数値で示されるとする。
【0017】
データ収集部１１１は、対象システム９００から受信した状態や動作を行動データベース１６０（後記する図２参照）に格納する。図２は、第１の実施形態に係る行動データベース１６０のデータ構成図である。行動データベース１６０は例えば表形式のデータであって、１つの行（レコード）は対象システム９００が送信した数値または数値の組のデータを示す。各レコードは取得日時１６１、遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の列（属性）を含む。
【0018】
取得日時１６１は、状態や操作を受信した日時である。遷移元状態１６２は操作量１６４の操作を行う前の対象システム９００の状態である。遷移後状態１６３は遷移元状態１６２において操作量１６４の操作を行った後の対象システム９００の状態である。各レコードは、遷移元状態１６２において操作量１６４の操作を行った結果、遷移後状態１６３に遷移したことを示している。
【0019】
行動則生成部１１２は、行動データベース１６０に格納されたデータをもとに対象システム９００の行動則２１０（後記する図３参照）を生成して行動則データベース１５１に格納する。図３は、第１の実施形態に係る行動則２１０のデータ構成図である。行動則２１０は例えば表形式のデータであって、１つの行（レコード）は対象システム９００のある状態における動作を示す。各レコードは識別番号２１１（図３では「＃」と記載）、遷移元状態２１２、遷移後状態２１３、および操作量２１４の列（属性）を含む。
【0020】
識別番号２１１はレコードの識別情報である。遷移元状態２１２、遷移後状態２１３、および操作量２１４は、行動データベース１６０（図２参照）の遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４と同様である。
行動則生成部１１２は、行動データベース１６０の各レコードを遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４のそれぞれの値が近いレコードのグループに分ける。次に行動則生成部１１２は、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の平均値または中間値を算出し、算出結果を行動則２１０のレコードとする。
行動則生成部１１２は、行動データベース１６０の各レコードを遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４のそれぞれの値が近いレコードのグループに分ける。次に行動則生成部１１２は、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の平均値または中間値を算出し、算出結果を行動則２１０のレコードとする。
【0021】
行動データベース１６０の各レコードは、対象システム９００が実際に行った遷移元状態１６２における操作量１６４の操作（動作）を示している。これに対して、行動則２１０の各レコードは、遷移元状態２１２における代表的な操作の操作量２１４を示しており、対象システムの動作の規則、つまりは行動則／動作則を示していることになる。
【0022】
なお、遷移元状態１６２が近いにもかかわらず、操作量１６４が異なる複数のグループが存在した場合には、行動則生成部１１２はグループに含まれるレコード数の割合に応じた遷移確率をもつ複数のレコードを行動則のレコードとしてもよい。図４は、第１の実施形態に係る遷移確率２１５を含む行動則２１０Ａのデータ構成図である。図３記載の行動則２１０と比較して遷移確率２１５の属性が追加される。対象システム９００の遷移元状態２１２における動作は、遷移確率２１５に応じて複数の操作量２１４の操作に分かれる。行動則２１０は遷移確率２１５が全て１である行動則２１０Ａと見なすこともできる。
【0023】
また、対象システム９００の一連の操作で、一連の操作前の同じ状態から一連の操作後に同じ状態に遷移する一連の操作が複数ある場合には、行動則生成部１１２は有用な一連の操作を残すように行動則２１０Ａを生成してもよい。有用であるとは、例えば一連の操作によるコストが低い、効率が高いなどである。部品を取り付けるロボットの例でいえば、消費電力が少ない、取り付ける時間が短いという一連の操作（動作）が有用である。
【0024】
動作改善支援装置１００は、熟練操作者による行動則２１０，２１０Ａの改善を支援する。行動則２１０，２１０Ａは、数値で表現されているため、熟練操作者にとって理解しやすいとは限らない。動作改善支援装置１００は行動則を熟練操作者が理解しやすいように言語化（知識表現化）し、熟練操作者は言語化された行動則を書き換えて改善する。以下では、状態（遷移元状態２１２、遷移後状態２１３）は「品質指標」と「品質指標の傾き」の２つの数値（数値の組）で示され、操作（操作量）は１つの数値で示されるとして説明を続ける。
【0025】
≪行動則の知識表現化≫
行動則を知識表現化するために、状態および操作の数値は離散化され、さらに言語化される。離散化とは、数値を複数の範囲で区切って分けることである。言語化とは、数値を言語（番号を含む自然言語）に変換することである。離散化および言語化には変換ルール（変換表）が用いられる。なお言語化（知識表現化）には、数値を数値範囲に変換することを含めてもよい。
行動則を知識表現化するために、状態および操作の数値は離散化され、さらに言語化される。離散化とは、数値を複数の範囲で区切って分けることである。言語化とは、数値を言語（番号を含む自然言語）に変換することである。離散化および言語化には変換ルール（変換表）が用いられる。なお言語化（知識表現化）には、数値を数値範囲に変換することを含めてもよい。
【0026】
図５は、第１の実施形態に係る品質指標の変換ルール３１０を示す図である。変換ルール３１０は表形式のデータであって、変換ルールデータベース１５２（図１参照）に格納される。変換ルール３１０の行（レコード）は品質指標の数値がどの番号に変換されるかを示す。例えばレコード３１９は、－１．２５以上で－０．７５未満の品質指標は「２」という番号に変換されることを示す。またレコード３１９は、－１．２５以上で－０．７５未満の品質指標（数値）を－１．２５以上で－０．７５未満という数値範囲に変換すると見なしてもよい。
【0027】
図６は、第１の実施形態に係る品質指標の傾きの変換ルール３２０を示す図である。変換ルール３２０は表形式のデータであって、変換ルールデータベース１５２に格納される。変換ルール３２０の行（レコード）は品質指標の傾きの数値がどの番号および何の言語に変換されるかを示す。例えばレコード３２９は、－０．６以上で－０．３未満の品質指標の傾きは「２」という番号、または「中程度の減少中」という言語に変換されることを示す。
【0028】
図７は、第１の実施形態に係る操作量の変換ルール３３０を示す図である。変換ルール３３０は表形式のデータであって、変換ルールデータベース１５２に格納される。変換ルール３３０の行（レコード）は操作量の数値がどの番号および何の言語に変換されるかを示す。例えばレコード３３９は、－０．１以上で－０．１未満の操作量は「２」という番号、または「維持」という言語に変換されることを示す。
【0029】
変換ルール３１０，３２０，３３０は、動作改善支援装置１００の開発者によって定義（設定）される。開発者は例えば対象システムのメーカと相談して定義してもよい。変換ルール定義部１１３（図１参照）は、開発者の指示を受け付けて変換ルール３１０，３２０，３３０を生成する。
【0030】
図８は、第１の実施形態に係る変換ルール定義画面４１０の画面構成図である。変換ルール定義画面４１０には、定義中の変換ルール３２０，３３０（図６、図７参照）が表示されている。開発者は品質指標の傾きや操作量、言語の欄を編集することで、変換ルール３２０，３３０を定義（設定）することができる。なお、品質指標の変換ルール３１０（図５参照）については、畳まれており表示されていない。開発者が「品質指標」のラベル隣にある右向きの三角形をクリックすると下向きの三角形になり畳まれていた変換ルール３１０が開かれ（表示され）定義できるようになる。
【0031】
開発者は変換ルールの編集を終えると、変換ルール定義画面４１０の下側にある「完了」ボタンをクリックする。変換ルール定義部１１３は定義された変換ルールを変換ルールデータベース１５２（図１参照）に格納する。変換ルール定義部１１３は、このような開発者による変換ルールの設定を受け付けて変換ルールを生成する。
【0032】
知識表現化部１１４（図１参照）は、行動則２１０，２１０Ａを番号で表現される行動則２２０（後記する図９参照）に変換する。また知識表現化部１１４は、行動則２１０，２１０Ａ，２２０を、言語を含む行動則２３０（後記する図１０参照）に変換する。
【0033】
図９は、第１の実施形態に係る行動則２２０のデータ構成図である。知識表現化部１１４は変換ルール３１０，３２０，３３０を参照して、行動則２１０（図３参照）を行動則２２０に変換する。知識表現化部１１４は、行動則２１０から遷移後状態２１３を除き、遷移元状態２１２に含まれる品質指標、品質指標の傾き、および操作量２１４の数値を番号に変換して、行動則２２０を生成する。状態番号の欄は遷移元状態の識別番号である。
【0034】
図１０は、第１の実施形態に係る行動則２３０のデータ構成図である。知識表現化部１１４は変換ルール３２０，３３０を参照して、行動則２２０（図９参照）を行動則２３０に変換する。知識表現化部１１４は、行動則２２０の品質指標の傾きおよび操作量の番号を言語に変換して、行動則２３０を生成する。
【0035】
知識表現化部１１４は行動則２２０ではなく、行動則２１０から行動則２３０に変換してもよい。また、知識表現化部１１４は、数値を全て番号や言語に変換するのではなく、数値範囲に変換してもよい。数値範囲とは、変換ルール３１０，３２０，３３０にある品質指標、品質指標の傾きおよび操作量の欄（列）にある数値範囲である。行動則２４０（後記する図１２参照）の品質指標は、番号ではなく数値範囲に変換された例である。
【0036】
図１１は、第１の実施形態に係る知識表現化処理のフローチャートである。図１１を参照しながら行動則２１０の知識表現化（言語化）処理を説明する。
ステップＳ１１において知識表現化部１１４は、行動則２１０を知識表現化して番号で表現された行動則２２０に変換する。
ステップＳ１２において知識表現化部１１４は、行動則２２０を表示する（後記する行動則２４０の表示画面を示す図１３参照）。
ステップＳ１１において知識表現化部１１４は、行動則２１０を知識表現化して番号で表現された行動則２２０に変換する。
ステップＳ１２において知識表現化部１１４は、行動則２２０を表示する（後記する行動則２４０の表示画面を示す図１３参照）。
【0037】
ステップＳ１３において知識表現化部１１４は、動作改善支援装置１００の利用者である熟練操作者に上位知識表現化するか否かを問い合わせ、上位知識表現化するならば（ステップＳ１３→ＹＥＳ）ステップＳ１４に進み、上位知識表現化しないならば（ステップＳ１３→ＮＯ）知識表現化処理を終える。上位知識表現化とは、行動則をより理解しやすい知識表現に変換することである。
ステップＳ１４において知識表現化部１１４は、行動則２２０を上位の知識表現化として番号を言語化して行動則２３０に変換する。
ステップＳ１５において知識表現化部１１４は、行動則２３０を表示する。
ステップＳ１４において知識表現化部１１４は、行動則２２０を上位の知識表現化として番号を言語化して行動則２３０に変換する。
ステップＳ１５において知識表現化部１１４は、行動則２３０を表示する。
【0038】
図１２は、第１の実施形態に係る行動則２４０のデータ構成図である。行動則２４０は、操作確率を含む行動則２１０Ａが知識表現化された行動則である。品質指標は数値範囲に変換されている。
図１３は、第１の実施形態に係る行動則表示画面４２０の画面構成図である。行動則表示画面４２０には、変換された生成された行動則２４０が表示されている。
図１３は、第１の実施形態に係る行動則表示画面４２０の画面構成図である。行動則表示画面４２０には、変換された生成された行動則２４０が表示されている。
【0039】
熟練操作者は、行動則表示画面４２０を閲覧して、対象システム９００の行動則が適切かを確認する。行動則は状態や操作量の数値ではなく、数値範囲や言語を含む知識表現化されており、熟練操作者にとって理解が容易になっている。
熟練操作者が行動則を修正すべきと判断した場合には、行動則表示画面４２０（図１３参照）の下側にある「編集」ボタンをクリックして行動則改善画面４３０（後記する図１４参照）に移って行動則を改善（対象システム９００の動作を改善）する。
熟練操作者が行動則を修正すべきと判断した場合には、行動則表示画面４２０（図１３参照）の下側にある「編集」ボタンをクリックして行動則改善画面４３０（後記する図１４参照）に移って行動則を改善（対象システム９００の動作を改善）する。
【0040】
≪行動則の改善≫
行動則改善部１１５は、熟練操作者の行動則の改善を受け付ける。図１４は、第１の実施形態に係る行動則改善画面４３０の画面構成図である。行動則表示画面４２０（図１３参照）の下側にある「編集」ボタンがクリックされると行動則改善画面４３０に遷移する。図１４では、行動則の１行目と２行目の操作確率を０．６および０．４（図１３参照）から０．０および１．０（図１４では下線を付与）に変更（改善）している。これは熟練操作者が、品質指標が１．２５未満で品質指標の傾きが少し減少中の場合には操作量を下げるのが正しく、維持するのは不適切であると判断して、維持する操作をしないように操作確率を０．０とした結果である。
行動則改善部１１５は、熟練操作者の行動則の改善を受け付ける。図１４は、第１の実施形態に係る行動則改善画面４３０の画面構成図である。行動則表示画面４２０（図１３参照）の下側にある「編集」ボタンがクリックされると行動則改善画面４３０に遷移する。図１４では、行動則の１行目と２行目の操作確率を０．６および０．４（図１３参照）から０．０および１．０（図１４では下線を付与）に変更（改善）している。これは熟練操作者が、品質指標が１．２５未満で品質指標の傾きが少し減少中の場合には操作量を下げるのが正しく、維持するのは不適切であると判断して、維持する操作をしないように操作確率を０．０とした結果である。
【0041】
行動則改善部１１５は、このような熟練操作者による知識表現化された動作や操作確率の変更指示を受け付けて行動則を改善（変更）する。行動則改善部１１５は知識表現化された状態の変更を受け付けてもよい。
熟練操作者は行動則の改善を終えると、行動則改善画面４３０の下側にある「完了」ボタンをクリックする。行動則改善部１１５は改善された行動則を行動則データベース１５１に格納する。
熟練操作者は行動則の改善を終えると、行動則改善画面４３０の下側にある「完了」ボタンをクリックする。行動則改善部１１５は改善された行動則を行動則データベース１５１に格納する。
【0042】
行動則逆変換部１１６は、知識表現化され変更された行動則を数値範囲で表現される行動則に逆変換する。詳しくは、行動則逆変換部１１６は番号や言語、数値範囲で表現されている品質指標、品質指標の傾きおよび操作量を、変換ルール３１０，３２０，３３０（図５～図７参照）を参照して数値範囲に変換する。
【0043】
図１５は、第１の実施形態に係る逆変換されて生成された行動則２５０のデータ構成図である。行動則２５０は図１４に記載の行動則が逆変換された結果の行動則（改善行動則）である。例えば行動則逆変換部１１６は、状態番号「１」の品質指標の傾きにある「少し減少中」を変換ルール３２０（図６参照）の３つ目のレコードを参照して「≧ ０．３ ＆ ＜ ０」に変換する。行動則逆変換部１１６はこのようにすることで、知識表現化された状態や動作を数値範囲に変換して数値で表現された行動則に変換（逆変換）する。
【0044】
図１６は、第１の実施形態に係る行動則改善処理のフローチャートである。
ステップＳ２１において行動則改善部１１５は、行動則改善画面４３０を表示して行動則２４０（図１２、図１４参照）における操作量や操作確率の改善（変更）を受け付ける。
ステップＳ２２において行動則逆変換部１１６は、変更された行動則を数値範囲で表現される行動則２５０に逆変換する。
ステップＳ２１において行動則改善部１１５は、行動則改善画面４３０を表示して行動則２４０（図１２、図１４参照）における操作量や操作確率の改善（変更）を受け付ける。
ステップＳ２２において行動則逆変換部１１６は、変更された行動則を数値範囲で表現される行動則２５０に逆変換する。
【0045】
≪第１の実施形態の特徴≫
動作改善支援装置１００は行動則を人（熟練操作者）が理解しやすいように言語化し知識として表現する（知識表現化する）。言語化（知識表現化）には語句の他に、１・２・３やＡ・Ｂ・Ｃなどの番号（ラベル）、数値範囲も含む。対象システムの熟練操作者は、言語化された行動則を理解することが可能となり、対象システムの動作を改善することが可能となる。
動作改善支援装置１００は行動則を人（熟練操作者）が理解しやすいように言語化し知識として表現する（知識表現化する）。言語化（知識表現化）には語句の他に、１・２・３やＡ・Ｂ・Ｃなどの番号（ラベル）、数値範囲も含む。対象システムの熟練操作者は、言語化された行動則を理解することが可能となり、対象システムの動作を改善することが可能となる。
【0046】
改善され逆変換された行動則は、対象システム９００の操作に用いることができる。一例として対象システム９００の制御装置は、行動則を参照して対象システム９００を操作する。例えば、品質指標が－１．２５未満で品質指標の傾きが－０．３以上で０未満である場合には、制御装置は－０．１未満の操作を行うように制御する（図１５記載の行動則２５０の２つ目のレコード参照）。
【0047】
操作者が介在するようにしてもよい。例えば、品質指標が－１．２５未満で品質指標の傾きが－０．３以上で０未満である場合には、制御装置は－０．１未満の操作を行うように操作者に推奨する。操作者は推奨された操作量を参考にして、実際の操作を行う。
【0048】
≪第２の実施形態≫
第１の実施形態では、数値で表現される行動則を番号や言語、数値範囲で表現される行動則に変換している。言語については複数のレベルの言語化があって、熟練操作者の理解のレベルに応じたレベルの表現に変換してもよい。また、状態や操作量も熟練操作者に応じた粒度で数値範囲の区切るようにしてもよい。以下では、対象システム９００がロボットである実施形態を説明する。
第１の実施形態では、数値で表現される行動則を番号や言語、数値範囲で表現される行動則に変換している。言語については複数のレベルの言語化があって、熟練操作者の理解のレベルに応じたレベルの表現に変換してもよい。また、状態や操作量も熟練操作者に応じた粒度で数値範囲の区切るようにしてもよい。以下では、対象システム９００がロボットである実施形態を説明する。
【0049】
図１７は、第２の実施形態に係る倒立振り子を備える台車６０１を説明するための図である。台車６０１は、回転できるように取り付けられた剛体の振り子６０２を備える。振り子６０２は初期の位置（角度）にある振り子を示している。
台車６０１の制御装置は台車６０１に対して左右の力を入力して、台車６０１を左右に動かすことができ、振り子６０２を揺らすことができる。振り子６０２Ａは、真上（頂点）近くまで揺らされた状態の振り子を示している。破線で示す真上を０度として振り子６０２Ａの角度をθとする。制御装置は台車６０１に左右の力を入力することで台車６０１を移動する操作（制御）を行い、振り子６０２を頂点の位置（θ＝０）まで動かして倒立させ、倒立状態を保つように操作する。
台車６０１の制御装置は台車６０１に対して左右の力を入力して、台車６０１を左右に動かすことができ、振り子６０２を揺らすことができる。振り子６０２Ａは、真上（頂点）近くまで揺らされた状態の振り子を示している。破線で示す真上を０度として振り子６０２Ａの角度をθとする。制御装置は台車６０１に左右の力を入力することで台車６０１を移動する操作（制御）を行い、振り子６０２を頂点の位置（θ＝０）まで動かして倒立させ、倒立状態を保つように操作する。
【0050】
図１８は、第２の実施形態に係る行動則生成部１１２が生成した行動則７１０を示す図である。状態（遷移前状態）は角度（θ）、角速度、台車の位置（図１８では台車位置と記載）の３つの数値で示され、操作量である台車への入力は１つの数値で示される。台車への入力は１０ｍｓ単位で行われる。行動則７１０は３４０の行（レコード）を含んでおり、操作開始から３４００ｍｓで振り子が倒立状態になったことになる。なお、行動則７１０を含め、以下に説明する行動則７２０，７３０，７４０（後記する図２１、図２４、図２７参照）は行動則データベース１５１（図１参照）に記憶される。
【0051】
図１９は、第２の実施形態に係る行動則７１０の角度および操作量を示すグラフ６１１，６１２である。グラフ６１１は振り子の角度を示し、縦軸（左）が角度（θ）、横軸が時間を示す。点線のグラフ６１２は操作量（台車への入力）を示し、縦軸（右）が操作量、横軸が時間を示す。時刻Ｔは３４００ｍｓであって、振り子が倒立状態になった時刻である。
【0052】
第１の実施形態と同様にして、行動則７１０に対して３４０回の動作（操作）の知識表現化が可能となる。しかしながら１０ｍｓごとの制御は、人（操作者）が自ら台車を動かして振り子を倒立させる場合の行動知識に比べて高速で細か過ぎるため、自らの行動知識を用いて改善することができない。そこで人の行動知識に近づけて行動則を改善できるようにするための行動則の変換手法を以下に説明する。
【0053】
≪第１レベルの行動則への変換≫
図２０は、第２の実施形態に係る第１レベルへの変換ルール８１０を示す図である。変換ルール８１０はテキストで表現しているが、第１レベルの行動則への変換処理を示すコマンド列で表現してもよい。例えば＃１（Ｎｏ．１または項番１の意味）は「スパイククレンジング、前後連結」としてもよい。「スパイククレンジング」は一般的なデータ分析処理によるコマンドを作成して実行可能であり、「前後連結」はクレンジングで削除したデータの前後のデータを連結するコマンドを作成して実行可能である。なお、変換ルール８１０を含め、以下に説明する変換ルール８２０，８３０（図２３、図２６参照）は変換ルールデータベース１５２（図１参照）に記憶される。
図２０は、第２の実施形態に係る第１レベルへの変換ルール８１０を示す図である。変換ルール８１０はテキストで表現しているが、第１レベルの行動則への変換処理を示すコマンド列で表現してもよい。例えば＃１（Ｎｏ．１または項番１の意味）は「スパイククレンジング、前後連結」としてもよい。「スパイククレンジング」は一般的なデータ分析処理によるコマンドを作成して実行可能であり、「前後連結」はクレンジングで削除したデータの前後のデータを連結するコマンドを作成して実行可能である。なお、変換ルール８１０を含め、以下に説明する変換ルール８２０，８３０（図２３、図２６参照）は変換ルールデータベース１５２（図１参照）に記憶される。
【0054】
図２１は、第２の実施形態に係る第１レベルの行動則７２０を示す図である。知識表現化部１１４が変換ルール８１０（図２０参照）を参照して、行動則７１０（図１８参照）を行動則７２０に変換する。
行動則７１０と比較して行動則７２０の状態の表現は、台車の位置がなくなり、振り子の角速度、位置、および角度で表現されている。また、角速度は０、０前、極大値後付近などという言語で表現され、位置は最下点、停留点後付近などという言語で表現される。これは、変換ルール８１０の＃７、＃８、＃９により変換された結果である。
行動則７１０と比較して行動則７２０の状態の表現は、台車の位置がなくなり、振り子の角速度、位置、および角度で表現されている。また、角速度は０、０前、極大値後付近などという言語で表現され、位置は最下点、停留点後付近などという言語で表現される。これは、変換ルール８１０の＃７、＃８、＃９により変換された結果である。
【0055】
行動則の操作量（台車６０１への入力）は、入力数値ではなく、大きさ、変化量、変化の増減、および時間で表現されている。大きさは向きと大／中／小／０で、変化量は大／中／小／なしで、変化の増減は増加／減少／一定などの言語で表現される。これは、変換ルール８１０の＃４、＃５、＃６により変換された結果である。なお、大／中／小や０前、最下点後付近などの範囲を示す言葉の意味（数値範囲）は、変換ルール８１０と合わせて定義（設定）される。他の変換ルールにおける、例えば強く／普通／弱くなどについても同様である。
【0056】
変換ルール８１０の＃１によりスパイク的な入力は除かれて連結され、＃２、＃３により符号が変わる時点や入れ方の不連続点を別の操作と見なす点と見なされることで、行動則７１０の複数の行（操作）がまとめられる。換言すれば、操作時間が長くなる（操作の粒度が大きくなる）ように行動則７１０は変換される。行動則７１０では３４０回の操作であったが、行動則７２０は２２回の操作に削減されており、人（操作者）に理解できる量の行動則となっている。
【0057】
図２２は、第２の実施形態に行動則７２０の操作量を示すグラフ６２２である。点線で示され行動則７１０の操作量を示すグラフ６１２と比較して、太線で示され行動則７２０を示すグラフ６２２は細かい変化がなく人が理解しやすくなっている。
操作者が第１レベルの行動則７２０を理解でき行動改善可能であれば、行動則の知識表現化はレベル１で終わる。操作者が第１レベルの行動則７２０を理解できず行動改善が不可能であれば、知識表現化部１１４は行動則７２０を第２レベルに変換する。
操作者が第１レベルの行動則７２０を理解でき行動改善可能であれば、行動則の知識表現化はレベル１で終わる。操作者が第１レベルの行動則７２０を理解できず行動改善が不可能であれば、知識表現化部１１４は行動則７２０を第２レベルに変換する。
【0058】
≪第２レベルの行動則への変換≫
図２３は、第２の実施形態に係る第２レベルへの変換ルール８２０を示す図である。変換ルール８２０の＃１では、停留点と最下点の間でかつ短い時間間隔で相反する動作を平均の動作で置き換えている。また＃２では、短い時間間隔かつ力の大きさが小の操作は除かれている。このようにすることで、操作の粒度が大きく（操作時間が長く）なり、行動則の量（行数）を削減でき、操作者が理解しやすい行動則に変換することができるようになる。
図２３は、第２の実施形態に係る第２レベルへの変換ルール８２０を示す図である。変換ルール８２０の＃１では、停留点と最下点の間でかつ短い時間間隔で相反する動作を平均の動作で置き換えている。また＃２では、短い時間間隔かつ力の大きさが小の操作は除かれている。このようにすることで、操作の粒度が大きく（操作時間が長く）なり、行動則の量（行数）を削減でき、操作者が理解しやすい行動則に変換することができるようになる。
【0059】
図２４は、第２の実施形態に係る第２レベルの行動則７３０を示す図である。知識表現化部１１４が変換ルール８２０を参照して、行動則７２０を行動則７３０に変換する。図２５は、第２の実施形態に係る行動則７３０の操作量を示すグラフ６３２である。以下、変換の例をいくつか説明する。
変換ルール８２０の＃２により、行動則７２０の＃５は除かれる。
変換ルール８２０の＃３により、行動則７２０の＃９と＃１０は、行動則７３０の＃６に併合される。操作量のグラフにおいては、グラフ６２２（図１２参照）の部分グラフＰ９，Ｐ１０がグラフ６３２（図２５参照）の部分グラフＱ６に併合される。
変換ルール８２０の＃２により、行動則７２０の＃５は除かれる。
変換ルール８２０の＃３により、行動則７２０の＃９と＃１０は、行動則７３０の＃６に併合される。操作量のグラフにおいては、グラフ６２２（図１２参照）の部分グラフＰ９，Ｐ１０がグラフ６３２（図２５参照）の部分グラフＱ６に併合される。
【0060】
変換ルール８２０の＃４により、行動則７２０の＃３は、行動則７３０の＃２に変換される。操作量のグラフにおいては、グラフ６２２の部分グラフＰ３とグラフ６３２の部分グラフＱ２とが対応する。
変換ルール８２０の＃５により、行動則７２０の＃９と＃１０は、行動則７３０の＃６に併合される。操作量のグラフにおいては、グラフ６２２（図１２参照）の部分グラフＰ９，Ｐ１０がグラフ６３２（図２５参照）の部分グラフＱ６に併合される。
変換ルール８２０の＃５により、行動則７２０の＃９と＃１０は、行動則７３０の＃６に併合される。操作量のグラフにおいては、グラフ６２２（図１２参照）の部分グラフＰ９，Ｐ１０がグラフ６３２（図２５参照）の部分グラフＱ６に併合される。
【0061】
変換ルール８２０により操作の粒度が大きくなっている。行動則７２０では２２回の操作であったが、行動則７３０は１２回の操作に削減されており、操作者による理解がしやすくなっている。なお変換ルール８２０は、知識表現化された行動則７２０をさらに上位の（理解しやすい）行動則７３０に変換するルールなので、知識表現化された変換ルールとも記す。
操作者が第２レベルの行動則７３０を理解でき行動改善可能であれば、行動則の知識表現化はレベル２で終わる。操作者が第２レベルの行動則７３０を理解できず行動改善が不可能であれば、知識表現化部１１４は行動則７３０を第３レベルに変換する。
操作者が第２レベルの行動則７３０を理解でき行動改善可能であれば、行動則の知識表現化はレベル２で終わる。操作者が第２レベルの行動則７３０を理解できず行動改善が不可能であれば、知識表現化部１１４は行動則７３０を第３レベルに変換する。
【0062】
≪第３レベルの行動則への変換≫
図２６は、第２の実施形態に係る第３レベルへの変換ルール８３０を示す図である。図２７は、第２の実施形態に係る第３レベルの行動則７４０を示す図である。変換ルールで８３０では操作の粒度は変えず、一般的な表現に置き換えている。例えば、操作の順番を明示したり（変換ルール８３０の＃１参照）、言葉の表現を変換（変換ルールの８３０の＃２、＃３、＃４参照）したりしている。これにより、操作者がさらに理解しやすい行動則に変換している。なお変換ルール８３０は、知識表現化された変換ルールである。
図２６は、第２の実施形態に係る第３レベルへの変換ルール８３０を示す図である。図２７は、第２の実施形態に係る第３レベルの行動則７４０を示す図である。変換ルールで８３０では操作の粒度は変えず、一般的な表現に置き換えている。例えば、操作の順番を明示したり（変換ルール８３０の＃１参照）、言葉の表現を変換（変換ルールの８３０の＃２、＃３、＃４参照）したりしている。これにより、操作者がさらに理解しやすい行動則に変換している。なお変換ルール８３０は、知識表現化された変換ルールである。
【0063】
≪変換ルールの設定≫
図２８は、第２の実施形態に係る変換ルール定義画面４４０の画面構成図である。変換ルール定義画面４４０には、定義中の第１レベルへの変換ルールが表示されている。なお図２０記載の第１レベルの変換ルール８１０と比較すると、図２８では＃４の「＋中」、「－中」および＃５の「中」がない。変換ルール定義画面４４０を用いて開発者は変換ルール８１０を変更／設定することができる。他のレベルの変換ルール８２０，８３０についても同様である。
図２８は、第２の実施形態に係る変換ルール定義画面４４０の画面構成図である。変換ルール定義画面４４０には、定義中の第１レベルへの変換ルールが表示されている。なお図２０記載の第１レベルの変換ルール８１０と比較すると、図２８では＃４の「＋中」、「－中」および＃５の「中」がない。変換ルール定義画面４４０を用いて開発者は変換ルール８１０を変更／設定することができる。他のレベルの変換ルール８２０，８３０についても同様である。
【0064】
≪知識表現化処理≫
図２９は、第２の実施形態に係る知識表現化処理のフローチャートである。図２９を参照しながら行動則７１０の知識表現化（言語化）処理を説明する。なお以下で変数ｉは知識表現のレベルを示す変数であり、変数Ｎは熟練操作者が選択した行動側のレベルを示す変数である。
ステップＳ４１において知識表現化部１１４は、変数ｉを１とする。
図２９は、第２の実施形態に係る知識表現化処理のフローチャートである。図２９を参照しながら行動則７１０の知識表現化（言語化）処理を説明する。なお以下で変数ｉは知識表現のレベルを示す変数であり、変数Ｎは熟練操作者が選択した行動側のレベルを示す変数である。
ステップＳ４１において知識表現化部１１４は、変数ｉを１とする。
【0065】
ステップＳ４２において知識表現化部１１４は、レベルｉへの変換ルールを参照してレベルｉ－１の行動則をレベルｉの行動則に変換する。なおレベル０の行動則とは行動則７１０（図１８参照）のことである。例えばｉが１ならば、知識表現化部１１４は変換ルール８１０（図２０参照）を用いてレベル０の行動則７１０をレベル１の行動則７２０（図２１参照）に変換する。
【0066】
ステップＳ４３において知識表現化部１１４は、レベルｉの行動則を表示する。
図３０は、第２の実施形態に係る行動則表示画面４５０の画面構成図である。行動則表示画面４５０には、変換された生成されたレベル３（ｉ＝３）の行動則７４０が表示されている。
図３０は、第２の実施形態に係る行動則表示画面４５０の画面構成図である。行動則表示画面４５０には、変換された生成されたレベル３（ｉ＝３）の行動則７４０が表示されている。
【0067】
図２９に戻って、ステップＳ４４において知識表現化部１１４は、操作者に上位知識表現化するか否かを問い合わせる。知識表現化部１１４は、ｉが３より小さく上位知識表現化するならば（ステップＳ４４→ＹＥＳ）ステップＳ４５に進み、ｉが３以上または上位知識表現化しないならば（ステップＳ４４→ＮＯ）ステップＳ４６に進む。
ステップＳ４５において知識表現化部１１４は、ｉに１を加えて、ステップＳ４２に戻る。
ステップＳ４６において知識表現化部１１４は、Ｎをｉとする。
ステップＳ４５において知識表現化部１１４は、ｉに１を加えて、ステップＳ４２に戻る。
ステップＳ４６において知識表現化部１１４は、Ｎをｉとする。
【0068】
知識表現化処理により、行動則７１０は操作者が望むレベル（Ｎ）まで知識表現化される。操作者は、行動則表示画面４５０（図３０参照）を閲覧して、対象システム９００の行動則が適切か否かを確認する。行動則は状態や操作量の数値ではなく、一般的な言語を含む知識表現化されており、理解が容易になっている。操作者が行動則を修正すべきと判断した場合には、行動則表示画面４５０の下側にある「編集」ボタンをクリックして行動則改善画面４６０（後記する図３１参照）に移って行動則を改善（動作改善）する。
【0069】
≪行動則の改善≫
行動則改善部１１５は、操作者の行動則の改善を受け付ける。図３１は、第２の実施形態に係る行動則改善画面４６０の画面構成図である。行動則表示画面４５０（図３０参照）の下側にある「編集」ボタンがクリックされると行動則改善画面４６０に遷移する。図３１では、行動則の＃１の最後を「長く弱く押す」（図３０参照）から「長く普通に押す」（図３１では下線を付与）に変更（改善）している。行動則改善部１１５は、このような操作者の指示を受け付けて行動則を改善（変更）する。
操作者は行動則の改善を終えると、行動則改善画面４６０の下側にある「完了」ボタンをクリックする。行動則改善部１１５は改善された行動則を行動則データベース１５１に格納する。行動則改善部１１５は、このような操作者による知識表現化された行動則の変更指示を受け付けて行動則を改善（変更）する。
行動則改善部１１５は、操作者の行動則の改善を受け付ける。図３１は、第２の実施形態に係る行動則改善画面４６０の画面構成図である。行動則表示画面４５０（図３０参照）の下側にある「編集」ボタンがクリックされると行動則改善画面４６０に遷移する。図３１では、行動則の＃１の最後を「長く弱く押す」（図３０参照）から「長く普通に押す」（図３１では下線を付与）に変更（改善）している。行動則改善部１１５は、このような操作者の指示を受け付けて行動則を改善（変更）する。
操作者は行動則の改善を終えると、行動則改善画面４６０の下側にある「完了」ボタンをクリックする。行動則改善部１１５は改善された行動則を行動則データベース１５１に格納する。行動則改善部１１５は、このような操作者による知識表現化された行動則の変更指示を受け付けて行動則を改善（変更）する。
【0070】
行動則逆変換部１１６は、知識表現化され変更された行動則を数値範囲で表現される行動則に逆変換する。例えば、大／中／小など範囲を含む表現については、定義済みである言葉の意味（数値範囲）を参照することで数値に逆変換される。また、操作の時間については、行動則にある時間の値や操作量にある長／短や、定義済みである言葉の意味（数値範囲）を参照することで数値に逆変換される。
【0071】
図３２は、第２の実施形態に係る行動則改善処理のフローチャートである。
ステップＳ５１において行動則改善部１１５は、ｉをＮとする。
ステップＳ５２において行動則改善部１１５は、レベルｉの行動則を表示する行動則改善画面４６０を表示して行動則の改善（変更）を受け付ける。
ステップＳ５３において行動則逆変換部１１６は、レベルｉの行動則をレベルｉ－１の行動則に逆変換する。
ステップＳ５１において行動則改善部１１５は、ｉをＮとする。
ステップＳ５２において行動則改善部１１５は、レベルｉの行動則を表示する行動則改善画面４６０を表示して行動則の改善（変更）を受け付ける。
ステップＳ５３において行動則逆変換部１１６は、レベルｉの行動則をレベルｉ－１の行動則に逆変換する。
【0072】
ステップＳ５４において行動則改善部１１５は、ｉが１以下ならば（ステップＳ５４→ＹＥＳ）行動則改善処理を終え、ｉが１超ならば（ステップＳ５４→ＮＯ）ステップＳ５５に進む。
ステップＳ５５において行動則改善部１１５は、ｉを１減じて、ステップＳ５３に戻る。
ステップＳ５５において行動則改善部１１５は、ｉを１減じて、ステップＳ５３に戻る。
【0073】
≪第２の実施形態の特徴≫
動作改善支援装置１００は行動則を操作者が理解しやすいように言語化し知識として表現する（知識表現化する）。知識表現化には複数のレベルがあり、操作者が理解レベルまで上位知識表現化される。対象システムの操作者は、知識表現化された行動則を理解することが可能となり、対象システムの動作を改善することが可能となる。
動作改善支援装置１００は行動則を操作者が理解しやすいように言語化し知識として表現する（知識表現化する）。知識表現化には複数のレベルがあり、操作者が理解レベルまで上位知識表現化される。対象システムの操作者は、知識表現化された行動則を理解することが可能となり、対象システムの動作を改善することが可能となる。
【0074】
≪変形例：数値範囲を含む行動則≫
行動則生成部１１２は、行動データベース１６０のレコードをグループに分け、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の平均値または中間値を算出して、行動則２１０を生成している。平均値または中間値の替わりに、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の数値を含む数値範囲としてもよい。また全ての数値ではなく、数値の一部、例えば平均±標準偏差×２などの一部の数値を含む範囲であってもよい。
行動則２１０に含まれる状態や操作量が数値範囲を含む場合、知識表現化部１１４は、当該数値範囲を含む変換ルール３１０，３２０，３３０にある数値範囲の番号や言語に変換する。
行動則生成部１１２は、行動データベース１６０のレコードをグループに分け、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の平均値または中間値を算出して、行動則２１０を生成している。平均値または中間値の替わりに、各グループに含まれるレコードの遷移元状態１６２、遷移後状態１６３、および操作量１６４の数値を含む数値範囲としてもよい。また全ての数値ではなく、数値の一部、例えば平均±標準偏差×２などの一部の数値を含む範囲であってもよい。
行動則２１０に含まれる状態や操作量が数値範囲を含む場合、知識表現化部１１４は、当該数値範囲を含む変換ルール３１０，３２０，３３０にある数値範囲の番号や言語に変換する。
【0075】
≪その他変形例≫
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、複数レベルの知識表現を含む場合に、複数の数値範囲や数値の組の範囲を１つの数値範囲や数値の組の範囲に併合して操作や状態の粒度を大きくする変換ルールを含んでもよい。なお数値の組の範囲とは、複数の数値が示す多次元空間での領域のことである。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。例えば、複数レベルの知識表現を含む場合に、複数の数値範囲や数値の組の範囲を１つの数値範囲や数値の組の範囲に併合して操作や状態の粒度を大きくする変換ルールを含んでもよい。なお数値の組の範囲とは、複数の数値が示す多次元空間での領域のことである。
【0076】
本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0077】
１００ 動作改善支援装置
１１１ データ収集部
１１２ 行動則生成部
１１３ 変換ルール定義部
１１４ 知識表現化部
１１５ 行動則改善部
１１６ 行動則逆変換部
２１０，２１０Ａ，７１０ 行動則
２２０，２３０，２４０，７２０，７３０，７４０ 行動則（知識表現化された行動則）
２５０ 行動則（改善行動則）
３１０，３２０，３３０，８１０ 変換ルール
８２０，８３０ 変換ルール（知識表現化された変換ルール）
９００ 対象システム
１１１ データ収集部
１１２ 行動則生成部
１１３ 変換ルール定義部
１１４ 知識表現化部
１１５ 行動則改善部
１１６ 行動則逆変換部
２１０，２１０Ａ，７１０ 行動則
２２０，２３０，２４０，７２０，７３０，７４０ 行動則（知識表現化された行動則）
２５０ 行動則（改善行動則）
３１０，３２０，３３０，８１０ 変換ルール
８２０，８３０ 変換ルール（知識表現化された変換ルール）
９００ 対象システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】