OSSによる時系列予測をSASで強化・拡張する（1/3）

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Mike Gillilandによって執筆されました。オリジナルはこちらです（英語）。 ゲストブロガーのジェシカ・カーティス（Jessica Curtis）とアンドレア・ムーア（Andrea Moore）による3部構成記事の第1部にようこそ。 時系列予測はユビキタスな存在 時系列予測は、事実上あらゆる業種にわたり、ビジネスにおける多種多様な意思決定の中核を支えています。それはあなたの勤務先が、「膨大なSKUの品揃えの計画」や「配送センターや店舗の労働計画の改善」に取り組む小売企業であるか、需要計画プロセスの刷新に取り組んでいる消費財企業であるかを問いません。あるいは、デジタル広告／在庫計画／価格設定のために時系列予測を活用しているメディア企業や、最適なリソース配分のためにネットワーク利用率を予測している通信企業など、挙げればきりがありません。より優れた予測を得ることのインパクトは、あらゆる企業・組織における “ビジネス上の意思決定” に広範囲かつ抜本的な向上効果をもたらします。 44年以上にわたり、SASは世界各地の数千社の企業のために大規模な時系列予測プロセスを改善し続けています。SASはその間、統計的予測の精度向上と時系列予測作成プロセスの効率化を通じて最終利益の押し上げに貢献する強固な時系列予測ソフトウェアを開発および強化し続けてきました。これは決して大げさな表現ではありません。実際、当社は何冊も書籍を出しています。 SASの最新の時系列予測テクノロジーを搭載したSAS Visual Forecasting は、全社規模の様々な時系列予測課題を迅速かつ自動的に解決するための唯一無二の機能を提供します。SAS Visual Forecastingは、最新鋭の各種アルゴリズム ── 機械学習、時系列、アンサンブル ── だけでなく、過去データの診断、複雑な階層にまたがる自動予測、予測の例外管理に関する内蔵型ベストプラクティスも搭載しています。SAS Visual Forecastingの中核にある信条の一つは、「オープンソースのモデルを実行し、それらを大規模にデプロイ（業務実装）するための、オープン・エコシステムを提供する」ということです。 現在、オープンソース・ソフトウェア（OSS）は時系列予測モデルを開発するために広く使われています。多くの企業・組織がオープンソース戦略に取り組み始めており、PythonやRを活用して時系列予測を作成していますが、組織全体の多種多様な時系列予測ユースケースに対応するべく規模を拡張しようとしたときに様々な難題に直面しています。オープンソースの時系列予測モデルを「SASのソリューション」（以下、単に「SAS」）で実行することには複数のメリットがあり、既存のオープンソース戦略に立脚しながら俊敏かつ効率的な方法を確立することができます。もはや、SASとオープンソースのいずれかを選択する必要はなく、両者は真の相補的な関係にあります。 オープンソースで開始する 多くの企業・組織は、頑健な時系列予測を作成することに苦戦しているほか、様々な時系列予測ユースケースのために規模を拡張しようとしたときに難題に直面しています。個々の時系列予測課題には、データが徐々に増加し、複雑性も増大していくという問題が伴います。 例えば、あなたの勤務先が通信企業で、あなたは追加のインフラ（例：携帯電話網のセル）投資を行うべき場所に関する意思決定をガイドするために、データ帯域幅の需要を予測する必要があるとします。新規インフラ投資を計画するためには、帯域幅需要が時の経過とともにどのように変化するかを理解する必要があります。そこであなたは、市場における総需要が徐々に増加する様子を推計するために、オープンソースの時系列予測ソリューションを構築します。そこから得られる予測は、ネットワークをどれほど拡大するべきかに関する年間計画の基礎となります。そしてあなたは、計画プロセスへのアナリティクス活用について高く評価されたとしましょう。次のサイクルでは、計画のための単独の総合的な予測ではなく、「追加データの取り込みを伴う分析」と「通信インフラの個々の構成要素に関する予測の作成」を依頼されることになりました。 図1は今回の要請が「市場だけでなく、個々の都市／中継局／ノード／構内も対象とした予測」であることを示しています。この分析には、大量のデータと多数の時系列を用いて数千あるいは数百万もの時系列予測を生成する作業に対応できる処理規模の拡張性が必要不可欠です。上位レベルの値を下位レベルの値へと配分するのではなく、高粒度レベルの個々のネットワーク・コンポーネントに関する統計的予測を集計していくことが、予測精度の向上へとつながるからです。こうした予測精度の向上が実現すれば、資本計画プロセスは更に洗練されたものとなり、リソースは最も必要性の高い場所にピンポイントで、適切なタイミングで配分されるようになります。 これはネットワーク計画に固有の話ではなく、同じテーマの議論が全ての業種で繰り返されています。ここで必要とされているのはパラダイム・シフトです。あなたはもはや、個々の時系列予測を手作業でチューニングすることはできません。数量が大きすぎるからです。 必要なのは、「あらゆるタイプのユーザー（例：プログラマーと非プログラマー）が “モデルの構築” や “高品質な時系列予測の生成” において生産的になること」および「分散環境でデータを高速に処理すること」を可能にするソリューションです。そうしたソリューションでは様々なプロセスの自動化が、高精度な時系列予測の生成を促進します。 ここまで来ると、予測モデルを構築するだけの話ではなくなります。それよりも遥かに大規模な取り組みになります。また、時系列予測の結果を事業計画プロセスに統合することも必要になります。そのためには、多くのユーザーが結果を確認・操作したり、必要に応じて処理を追加したりできるようなソリューションが必要です。また、結果を共有できる機能や、ビジネスユーザーが業務プロセスの中で結果を利用できる機能も重要です。 多くの企業が難題に直面している理由は、これまでの努力を無駄にしたくないと考えたり、継続性を懸念したりしている一方で、自社の現在のオープンソース・アプローチが既に限界に達していると気付いているからです。 SASのソリューションはオープンソースを強化・拡張する 全社的／全組織的な時系列予測の取り組みにおいてオープンソース・アプローチが限界に達したとしたら、それこそSASが本領を発揮する状況です。オープンソースの時系列予測モデルを構築するために投じてきた膨大な作業の全てを失いたくないと思うのは当然のことです。実際問題、それらを失う必要はありません。SASのアプローチでは、オープンソースのモデル群をSAS Visual Forecastingに取り込んだ上で、それらの利用価値を拡張します。 SAS Visual Forecastingによるオープンソース統合の基礎となっているのは、TSMODELプロシジャとEXTLANGパッケージです。TSMODELは、SAS Visual Forecastingの基底をなしているプロシジャです。EXTLANGパッケージは、外部言語（例：PythonやRなど）のシームレスな統合を可能にします。 TSMODELとEXTLANGは「オープンソースによる時系列予測戦略」を改善します。SASはこれらの技法を通じて、オープンソースのモデルを実行するための「分散処理に対応した拡張性・弾力性の高い方法」を提供します。データの準備から、モデルの開発、モデルのデプロイに至るまで、アナリティクス・ライフサイクルの全てのステップにおいて、SASはオープンソースの時系列予測モデルを強化します。SASはPythonやRで作成されたモデルに対してオープンなだけでなく、分析ワークロードを自動的に分散処理することでオープンソースを拡張します。ちょっと立ち止まって掘り下げましょう。言い換えると、SASが「オープンソースのモデルを改善する」というのは、ひとつには、「その実行を高速化する」ということです。また、それ以外にも、SASが備える数々の “実証済みの利用価値の高い機能性” も手に入ります。もし興味をそそられたのなら、どうぞ読み進めてください。 （第2部に続く）