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アナリティクス・ライフサイクルにおけるデータ準備 ─ 準備作業のトレンド

この記事はSAS Institute Japanが翻訳および編集したもので、もともとはIvor G. Moanによって執筆されました。元記事はこちらです(英語)。 Webセミナー「Data Preparation in the Analytical Life Cycle」について このWebセミナーでは「アナリティクス・ライフサイクルにおけるデータ準備」というテーマを取り上げ、データ準備の定義と、このライフサイクルの各ステップについて論じています。最初に現在の市場状況とデータ準備に関する人々の見方を考慮に入れた上で、議論の対象は、アナリティクス・ライフサイクルを構成する様々な領域と、データ準備が果たす役割へと移ります。そして最後に、データ・ガバナンスの役割を検討します。この簡潔版のブログ投稿シリーズでは、同Webセミナーから、いくつかの主題を取り上げて論じています。 この投稿は、アナリティクス・ライフサイクルにおけるデータ準備の役割に関するWebセミナーに基づく投稿シリーズの第2弾です。第1弾では、データ準備がアナリティクス・ライフサイクルの中にどのようにフィットするかを論じました。この投稿では、データ準備に関するいくつかのトレンドと、その結果として進化を遂げた構造やプロセスのいくつかを取り上げて検討します。現在のデータ準備パターンの形成を推進してきた主な課題は2つあります。それは、顧客需要に関する課題とデータ品質に関する課題です。 顧客需要 データ準備に関する現状の大部分は、データ量とデータソース数の増大によって推進されています。ビッグデータの出現は、データ・フォーマットの種類の増加や、ソーシャルメディアやマシンセンサーのような新しいデータソースの出現と相まって、データの保管や利用が難しくなることを意味しました。それと同時に、組織や企業は「意思決定をサポートするためにデータを効果的に活用することが、ますます必要不可欠になっている」ということを認識するようになりました。 ユーザーはより一層多くのデータを必要としています。彼らは手元のデータと外部のデータの両方を分析に含められるようになりたいと考えています。セルフサービスの人気が高まっているのは、柔軟性と自律性が高く、より低コストで、より高速であることに加え、統制も容易だからです。また、他の部門のために行う作業が減少します。 ガードナー社は以前、次のようにコメントしました。「セルフサービス型のデータ準備ソフトウェアの市場は、2019年までに10億ドル(1,100億円、1ドル110円換算)に達し、16.6%の年間成長率を示すと想定されます。潜在的なターゲット・ユーザーにおける現在の導入率は5%であり、これが2020年までには10%以上に成長すると想定されます。ベンダーは自社のビジネス戦略を計画する際に、この市場機会を理解しなければなりません」。しかしながら、セルフサービスのこうした急速な普及は、データサイエンティストにとって頭痛の種を生み出します。セルフサービスは高品質なデータ準備を必要としますが、残念ながら、それには時間がかかり、近道はほとんど存在しません。 データ準備工程からアナリティクス工程へのスムーズな遷移は極めて重要です。その実現には強力なアナリティクス機能とビジュアライゼーション機能が必要となりますが、ユーザーが必要な情報をデータから素早く引き出せるようにするためには強力なデータ管理も必要です。 データ準備工程からアナリティクス工程へのスムーズな遷移は極めて重要です。その実現には強力なアナリティクス機能とビジュアライゼーション機能が必要となりますが、ユーザーが必要な情報をデータから素早く引き出せるようにするためには強力なデータ管理も必要です。動きの速い市場では、俊敏な企業になる必要があります! こうした状況を受け、多くの企業では、データ準備やソフトウェア・エンジニアリングを担当するデータエンジニアという新たな職務役割が台頭しています。データエンジニアの仕事は、分析モデルの作成を行うデータサイエンティストにデータを渡す前に行われます。 データ品質の重要性 この新しい台頭中のデータエンジニアという仕事の役割は、データ品質が不可欠であるという事実の認識が広がっていることの証と言えます。言い換えると、データ管理とは、データの収集や整形を行うことだけでなく、データの品質が適切である状態を確保することでもある、ということです。したがって、データ品質は、データ準備の領域においても必要不可欠なテーマとなりつつあります。 SASは以前から、この領域の先頭を走り続けてきました。我々は相当以前から、「データ準備は単なるデータ読み込みに留まらない工程であり、データ品質の問題も含める必要のある工程である」と認識していました。アナリティクス手法はその入力として、価値の高いデータを必要とします。入力データがクリーンかつ高品質でない場合、出力はそれに応じて劣悪なものとなります。なぜなら、アナリティクス手法には、「ゴミを入れれば、ゴミしか出てこない」という格言がまさに当てはまるからです。 入力データがクリーンかつ高品質でない場合、出力はそれに応じて劣悪なものとなります。なぜなら、アナリティクス手法には、「ゴミを入れれば、ゴミしか出てこない」という格言がまさに当てはまるからです。 データの確認と修正 例えばSAS® Data Preparationでは、ユーザーは、どのようなデータがインポート済みで、どのようなデータが利用できるかを見ることができます。ユーザーはデータのサンプルを見てその感触を得ることができ、初見の段階で全てが一目瞭然です。しかも、ユーザーはデータ・プロファイルを見れば、もう少し詳しい情報を確認することもできます。プロファイルには、データが様々な形態で保管されている(例:正式名称と略語が混在している)という情報が示される可能性があります。こうしたデータ状態は、分析モデルに深刻な問題を引き起こしかねないため、複数の異なるデータソースを統合する前の段階で解決されなければなりません。 したがって基本的には、そのデータには今すぐ修正や標準化が必要です。この目的のために利用できる可能性のある解決手段は、いくつも存在します。例えば時系列分析の場合、我々はデータをフィルタリングし、欠損値を含む全ての項目を除去することができます。あるいは、データの表記法に一貫性がない場合には、異常値や重複を除去するために、そのデータを訂正およびクレンジングする必要があります。こうした操作の全てがデータ準備の重要な構成要素であり、それに関する認識と重要性がともに高まり続けているのです。 将来に向かって進むために これら2つの領域(顧客需要とデータ品質)は、データ準備とデータ管理の領域において、および、そこで利用可能なツールにおいて、近年の発展を非常に強力に推進してきました。セルフサービス型のツールは、ますますユビキタスな存在となっており、データ品質を確保する機能要素との組み合わせによって、あらゆる領域で最良のソリューションを実現しています。 次回の投稿では、データ管理に関する新たな規制やガバナンス要件を取り上げます。  

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データ品質を改善する7つのアナリティクス手法

この記事はSAS Institute Japanが翻訳および編集したもので、もともとはGerhard Svolbaによって執筆されました。元記事はこちらです(英語)。 データサイエンティストはデータの取り扱いに多くの時間を費やします。データ品質は、ビジネス課題を解決するために機械学習を適用したり、AIモデルをトレーニングしたりする上での必須要件です。しかし、アナリティクスとデータサイエンスは、データ品質に関する要件を引き上げるだけではありません。データ品質の改善に多大な貢献を果たすこともできます。 欠損値の補完と複雑な外れ値の検出は、恐らくデータ品質に関して最もよく知られた2大アナリティクス機能ですが、決してこの2つだけがそうした機能というわけではありません。本稿では、アナリティクスでデータ品質を改善できる7つの方法についてご説明します 1. 外れ値の検出 アナリティクスは、標準偏差や分位数のような統計的指標に基づく外れ値検出において重要な役割を果たします。これにより、各変量ごとの外れ値の検出が可能になります。また、外れ値検出には、クラスター分析や距離尺度の手法を含めることもできます。これらの手法は、多変量の観点からデータ内の外れ値や異常値を特定することを可能にします。 予測モデルや時系列手法を用いた個々の外れ値検出は、許容範囲や最適な修正値を個別に計算することを可能にします。全体平均は、望ましくないバイアスを分析に混入させる恐れがありますが、グループ内平均はそれに代わる優れた選択肢となる可能性があります。 アナリティクスとデータサイエンスは、外れ値や妥当性の無い値の検出や特定を実行するための手法を提供するだけでなく、代わりに使用すべき最も蓋然性の高い値に関する提案も行います。 2. 欠損値の補完 アナリティクスは、横断的データや時系列データの中の欠損値に対する代替値を提供することができます。平均ベースの手法から、個別の補完値を生成する手法まで、様々な補完手法が存在しますが、いずれも決定木や、時系列向けのスプライン補完のようなアナリティクス手法に基づいています。欠損値の補完により、不完全なデータセットでも分析に使用することが可能になります。 3. データの標準化と重複除去 分析するに当たってユニークキーが利用できないデータベースの中で重複を特定および排除するタスクは、レコード間の類似度を記述する統計的手法に基づいて実行することが可能です。これらの手法は、住所、氏名、電話番号、口座番号のような情報に基づき、レコード間の近接度や類似度に関する指標を提供します。 4. 様々に異なるデータ量のハンドリング アナリティクスを活用すると、サンプルサイズの設計と検定力分析が求められる対照実験のための最適なサンプルサイズの設計が容易になります。予測モデル作成時にサンプルが小さい場合や、イベント数が少ない場合のために、アナリティクスは希少イベントをモデル化するための手法を提供します。時系列予測に関しても、アナリティクスでは、いわゆる「間欠需要モデル」を利用できます。このモデルは、不定期かつ低頻度に発生する非ゼロ数量のみを用いて時系列をモデル化します。 5. アナリティクスに基づく入力変数変換 アナリティクス手法は、選択した分析手法に適合するように、分布に対する変数変換を実行できます。対数変換や平方根変換は、例えば、「右に裾を引いているデータ」を正規分布に変換するために使用されます。 多くのカテゴリーを伴う変数に関しては、アナリティクスでは、カテゴリを組み合わせるための複数の手法を利用できます。この場合、複数のカテゴリーに対する組み合わせロジックは、各カテゴリー内のオブザベーション数と、ターゲット変数に対する関係とに左右されます。この手法の例としては、決定木や根拠の重み(WOE)計算があります。 テキストマイニングを利用すると、自由形式のテキストを、アナリティクス手法で処理可能な「構造化された情報」に変換することができます。 6. 予測モデル作成のための変数選択 変数選択のための手法は数多く存在します。これらを利用すると、予測モデルを作成する際に、ターゲット変数と強い関係を持つ変数のサブセットを特定することができます。これらの手法の例としては、R2(=決定係数)のようなシンプルな指標や、LARS、LASSO、ELASTIC NETのような高度な指標があります。 多くのアナリティクス手法は、分析モデル自体の中で変数選択のための様々なオプションが利用可能です。例えば、回帰における変数増加法、変数減少法、ステップワイズ法によるモデル選択などが挙げられます。 7. モデル品質やwhat-if分析の評価 アナリティクス・ツールはしばしば、モデルの作成や検証を支援するように設計されています。予測モデルの作成時には、例えば、利用可能なデータが持つ予測力を初期段階で素早く洞察することが重要となるケースは多々あります(これを「高速予測モデリング」と呼ぶこともあります)。 また、これらのツールは、モデルの品質やwhat-if分析用の特徴量を迅速に評価する手段も提供します。what-if分析は、変数や変数グループの重要度を判断する際に特に役立ちます。what-if分析は、特定の変数群が利用できない場合にモデルの予測力がどのように変化するか推計します。 これらの例の出典は、SAS Pressの書籍『Data Quality for Analytics Using SAS』(SASで実現するアナリティクス向けのデータ品質) です。ガーハード(Gerhard)氏によるコンテンツは、Github、SAS Support Communities、同氏のデータサイエンス関連書籍でも見つかります。

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SASのアナリティクスをコンテナ内で実行する8つの理由

この記事はSAS Institute Japanが翻訳および編集したもので、もともとはJames Ochiai-Brownによって執筆されました。元記事はこちらです(英語)。 自己完結型のパッケージ内でソフトウェアを実行するというアイディアは、2013年のDockerの立ち上げと共に広まり始め、今ではアプリケーション開発とDevOpsのコミュニティにおけるホットなトピックとなっています。Red Hat社による最近の調査では、調査対象企業の57%が、いくつかのワークロードにコンテナを利用しており、次の2年間で採用数が2倍近くになると期待している、と回答しています。 SASはこのトレンドを認識しており、現在ではデプロイメント・オプションの一つとしてSAS for Containersを提供しています。これが仮想マシン上でSASを実行する手法の完全なリプレースになるとは思われませんが、そこには顕著なメリットがいくつか存在します。 1. アナリティクスへのセルフサービス型アクセス 組織の中には、「SASを利用したいが、それを手にできない分析担当者」を抱えているところもあります。また、SAS Platformを保有しているものの、そのオンボーディング・プロセスに承認手続きが設けられているビジネス部門も存在します。プラットフォームの運用管理者がファイルシステムやセキュリティモデルに変更を加えなければならない可能性があり、そのプロセスに時間がかかることもあります。 コンテナを利用すると、物事がよりセルフサービス型になります。IT部門はSAS用の標準的なコンテナイメージを準備し、それを社内のユーザー向けに提供します。分析担当者は用途に応じてその中から選択し、自分専用のインスタンスを起動するだけで、数分以内にSASでの作業を開始できます。Domino Data LabとBlueData は、こうした機能を提供するコンテナベースのデータサイエンス・プラットフォームの例です。 2. 様々なソフトウェア・ツールやバージョンに関するニーズへの対応が簡素化 SAS Platformの従来型の実装は、多数のユーザーによって共用されます。ユーザーは設定済みのソフトウェアを使用しなければなりませんが、それが最新バージョンであるとは限りません。コンテナを利用すると、IT部門はデータ分析担当者に対し、SASとオープンソースのソフトウェアを組み合わせた幅広い種類のコンテナイメージを提供することができます。例えば、SAS 9.4、SAS Studio、Jupyter Notebookを組み合わせたコンテナイメージも可能ですし、SAS Studio、Jupyter Notebook、R Studioのいずれからでもアクセスできる形でSAS Viyaの機械学習機能を提供するようなイメージも可能です。IT部門は、試用版ソフトウェアを提供することさえ可能です。開発者は、特定のプロジェクトに必要なソフトウェア・コンポーネントやAPI群を組み合わせて、独自のコンテナイメージを作成することもできるようになります。 3. ソフトウェア・アップデートの容易化 実際には、コンテナ内のSASソフトウェアがアップデートされることはありません。必要なのは、新しいバージョンで別のコンテナイメージを作成し、それを用いて別のコンテナを構築することだけです。つまり、ソフトウェアのアッグレード中にユーザーの作業を邪魔することは一切ありません。週末の作業も不要ですし、アップグレードがうまく進まないときに、どうやってシステムを元に戻せばよいかパニックになることもありません。新しいコンテナをテストし、準備が整った段階でそれをユーザー向けに展開すればよいのです。様々なバージョンのコンテナイメージを保持できるため、ユーザーは時間的な余裕をもって自分のコードを各バージョンでテストしたり、問題がないことを確認した上で新しいバージョンに移行したりできるようになります。 4. スケーラブルかつ柔軟で、隔離された計算処理環境 コンテナ・オーケストレーター(例:Kubernetes)は、多くのコンテナを起動することで、大きなコンピューティング・リソースを割り当てることができます。そのため、オンボードするユーザーが増えても、ジョブがスローダウンすることはありません。リソース消費が特に激しいプロセスを実行する場合でも、それが他のユーザーに影響することはありません。各コンテナは、それぞれのマシンのリソースの範囲内でのみ実行可能です。したがって、より多くのパワーが必要な場合は、コンテナを停止し、より大きなマシン上でそれを起動し直します。作業の完了後にコンテナを終了すると、そのマシンは他のユーザーのために解放されます。 5. アナリティクスをWebアプリに統合することが可能 今や、アナリティクスは分析担当者だけのものでありません。デジタル変革に取り組んでいる組織は、顧客がデジタルチャネルを通じて利用するWebアプリやモバイルアプリの背後にアナリティクスを組み込もうとしています。具体的には、画像処理、レコメンデーション、意思決定支援などを含むAIアプリケーションなどが考えられます。これらのWebアプリは従来の方式で実装されたSAS Platformと組み合わせて機能させることも可能ですが、その一方で、必要なSASソフトウェア、分析モデル、小型の実行エンジンとしてのサポーティング・コードだけで構成した実行エンジンを軽量なコンテナに実装すると複数の利点があります。こうすることで、開発者は、他のユーザーに影響を与えることなく、SASソフトウェアの設定やAPI群を変更する自由を手にします。これは、アプリケーションがPythonまたはJavaで実装される方法に似ています。 6. 自動モデル・チューニング モデルの中には、データが変化するたびに、あるいは新しいフィードバックを受け取るたびに、頻繁に更新する必要があるものもあります。コンテナを利用すると、そうしたモデルを再チューニングし、その結果をコンテナ内にパッケージし、実業務環境にデプロイするまでのプロセスを自動化することができます。 7. DevOpsやCI/CDによるデプロイメントの合理化/効率化 典型的なSASユーザーはDevOpsの世界には馴染みがないかもしれませんが、DevOpsは昨今の主流となりつつあるアプリケーション開発手法です。アナリティクスをWebアプリに統合したい場合、私たちはこのプロセスに沿って進める必要があり、それを最も簡単に行う方法が、コンテナを利用する手法です。SASコードとモデルをコンテナ内にカプセル化すると、アプリ開発者(=Dev)側では、デプロイのために運用チーム(=Ops)側に渡す前に、コンテナに接続しテストを実行できるようになります。「継続的インテグレーション(CI)」と呼ばれる手法では、アプリ(SASのパーツを含むアプリ)の全てのブランチ(分岐)における変更は、それらが一緒に正しく機能する状態を確保するために、定常的にマージされ、自動テストにかけられます。「継続的デリバリー(CD)」と呼ばれる手法は、本番の業務環境へのリリースまでのプロセスを自動化します。これにより、アナリティクス・プリケーションの開発とデプロイを数週間ではなく、数日または数時間で完了することが可能になります。   8. ほぼ全ての場所にデプロイすることが可能 コンテナはポータブル性に優れているため、オンプレミスのデータセンターから、パブリッククラウドや、ドローン/トラック/列車に搭載されたエッジデバイスに至るまで、あらゆる種類の場所でSASの実行エンジンを動かすことが可能です。 コンテナは、イマジネーション豊かなアナリティクス活用を実現可能にする大きなポテンシャルをもたらします。あなたがSAS Viyaのライセンスをお持ちの場合は、SASが運営するDockerイメージ・ライブラリへのアクセス権を有していますから、そこから事前準備済みのコンテナイメージの形でSAS

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