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異常検知ハンドブック:3σから機械学習まで

外れ値検知の古典手法から Isolation Forest・LOF・時系列分解・オートエンコーダまで。不正検知・SRE・故障予測の現場で本当に使える手法を1つずつ。

対象読者: データサイエンティスト / SRE / リスク管理
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10 記事
01EP.1📔 Colab 10分

異常検知の基本:3σ・四分位法と「正常」の定義

「outlier」は数学では「正常から外れた値」だが、ビジネスでは「対処すべき値」に変換しないと意味がない。本シリーズの開幕として、異常検知の3つの問い ── 何を異常とみなすか・どう検出するか・誰が対処するか ── を整理する。

2026-05-10読む
02EP.2📔 Colab 8分

Z-score の改良版:robust Z と業務文脈での閾値設計

「3.5 以上を異常」は経験則。業界・データ特性に応じた閾値の決め方と、A/B テストでの検証。

2026-05-10読む
03EP.3📔 Colab 9分

Isolation Forest と LOF:教師なしML の二大手法

ラベルなしで「普段と違う点」を見つける機械学習の定番。Isolation Forest(孤立してる点ほど浅く隔離される)と LOF(局所密度比)。

2026-05-10読む
04EP.4📔 Colab 10分

時系列の異常検知:STL分解と Prophet

「金曜は普段からアクセスが多い」「12 月は売上が伸びる」── 季節性を考慮した異常検知。STL 分解で trend/seasonal/residual に分解し、residual で異常を見つける。

2026-05-10読む
05EP.5📔 Colab 9分

多変量異常検知:PCA と Mahalanobis 距離

「CPU 使用率は普通、メモリも普通、ディスク IO も普通、でも組み合わせが異常」── 1 次元では見えない異常を見つける。

2026-05-10読む
06EP.6📔 Colab 10分

オートエンコーダによる異常検知:再構成誤差で異常を見抜く

深層学習で「正常データを圧縮 → 復元」を学習。異常データは復元できず、誤差が大きくなる。画像・時系列・ログ全般に応用可。

2026-05-10読む
07EP.7📔 Colab 9分

ストリーミング異常検知:リアルタイムで異常を捉える

バッチ集計後に「昨日の異常」を発見しても遅い。Kafka/Kinesis 上でリアルタイム検知するアーキテクチャ。

2026-05-10読む
08EP.8📔 Colab 9分

異常検知の評価指標:ラベルなしのケースも含めて

ラベルが揃った教師あり評価(Precision/Recall/F1)と、ラベルがない教師なし評価(クラスタの分離度・Silhouette)。両方の使い分け。

2026-05-10読む
09EP.9 10分

ビジネス活用:不正検知・故障予測・sre 障害検知

クレジットカード不正利用、機械の故障予測、SRE のインシデント検知 ── 異常検知の典型的な活用事例。それぞれの精度要求と運用設計。

2026-05-10読む
10EP.10📔 Colab 10分

異常検知パイプラインの構築・運用:ml と組み合わせる

「精度が出るモデル」より「運用できるパイプライン」。データドリフト・モデル劣化・Feedback Loop の設計まで。

2026-05-10読む

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