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DataMineAna

数学モデリング MCP ツールキット -- 大規模モデル/エージェントにデータ前処理、データ分析、数学モデリング、データ可視化の能力を提供します。

アーキテクチャ

+-----------------------------------------------+
|            Modeling Skill (上层)               |
+-----------------------------------------------+
|         MCP Client (中层)                      |
|    - 与大模型交互                              |
|    - 智能文档传递(先常用,再全量)            |
|    - 工具调用解析与转发                        |
+-----------------------------------------------+
|         MCP Server (底层)                      |
|    - 工具注册与分发(37 个工具)               |
|    - 数据预处理(38 个方法)                   |
|    - 数据分析(29 个方法)                     |
|    - 数学建模(47 个方法)                     |
|    - 数据可视化(10 种图表)                   |
|    - 高级扩展(动态方法创建)                  |
|    - 数据档案追踪(核心)                      |
|    - 缓存管理                                  |
+-----------------------------------------------+
|         UI Module (可选)                       |
|    - 交互式数据建模工作台                      |
|    - 逐步向导:加载->预处理->分析->可视化->建模->报告 |
|    - Gradio Web UI                             |
|    - 基于 MCP Server(非直接调用)             |
+-----------------------------------------------+

Related MCP server: eda-mcp

コア機能

プラグイン方式のメソッドアーキテクチャ

各メソッドクラスは BaseMethod を継承し、MethodLoader によってロード・実行されます。メソッドクラスは外部に公開されず、Interface を介してのみアクセスされます。

module/
  methods/           # 方法类(隐藏)
    cleaning.py      # 相关方法分组
    transformation.py
  loader.py          # MethodLoader 子类(注册所有方法)
  interface.py       # 公开接口(集成 tracker)

データアーカイブ追跡システム(中核)

  • 各関数呼び出しの前後で入出力情報を自動記録

  • グローバルデータアーカイブ(形状、列、型、欠損値、統計量、列詳細)を維持

  • データロードからモデリング終了まで全過程を追跡

  • get_pipeline_report で完全な呼び出し手順を生成(論文執筆用)

スマートドキュメント配信

  1. 初期配信:MCP_USAGE.md + COMMON_API.md(20個の一般的なツール)

  2. オンデマンド配信:FULL_API.md(37個のツール + 114個のメソッド)

return_mode による返却制御

各ツールは return_mode パラメータで返却内容を制御します:

  • summary(デフォルト)、full、data、head、tail、sample、path

動的メソッド拡張

  • 高度な拡張:create_method に Python コード文字列を渡して、新しいメソッドを動的に作成

  • 外部拡張:src/advanced/methods/ または cache/advanced/ にメソッドクラスファイルを置くと自動的にロード

  • UI カスタマイズ:UI ユーザーもインターフェースでカスタムメソッドを記述可能

データ可視化

  • 10種類のチャート:分布図、箱ひげ図、散布図、ヒートマップ、混同行列、ROC曲線など

  • 前後比較(処理前 vs 処理後)をサポート

  • 画像は自動的に cache/plotting/ に保存

ディレクトリ構造

DataMineAna/
  src/
    common/              # 公共函数库
      base_method.py     # 方法基类(ParameterDef 支持 UI 自动表单)
      method_loader.py   # 方法加载器
      types.py           # 类型定义
      validators.py      # 参数校验
      json_utils.py      # JSON 工具
    tracker/             # 数据档案与追踪系统(核心)
      data_profile.py    # 数据档案
      profile_manager.py # 档案管理器
      call_tracker.py    # 调用追踪器
    cache_manager/       # 缓存管理
    preprocessing/       # 数据预处理(38 个方法)
    analysis/            # 数据分析(29 个方法)
    modeling/            # 数学建模(47 个方法)
    plotting/            # 数据可视化(10 种图表)
      plotter.py         # 核心绘图引擎
      interface.py       # 可视化接口
    advanced/            # 高级扩展
      loader.py          # 动态方法加载器
      template.py        # 扩展模板
      methods/           # 内置扩展方法
    mcp_server/          # MCP Server(底层接口)
    mcp_client/          # MCP Client(中层)
    ui/                  # 交互式 UI 模块
      app.py             # Gradio 主应用
      state.py           # 会话状态(基于 MCP Server)
      pages/
        page_load.py     # 1. 数据加载
        page_preprocess.py # 2. 数据预处理
        page_analysis.py # 3. 数据分析
        page_plot.py     # 4. 数据可视化
        page_model.py    # 5. 模型构建
        page_report.py   # 6. 流水线报告
        components.py    # 共享 UI 组件
  cache/                 # 临时文件目录
    preprocessing/       # 预处理临时文件
    analysis/            # 分析临时文件
    modeling/            # 建模临时文件
    plotting/            # 图表临时文件
    advanced/            # 动态方法文件
    tracker/             # 追踪临时文件
    ui/                  # UI 临时文件
  docs/                  # 文档
  test.py               # 集成测试(20 个测试)
  run_ui.py             # UI 启动入口

クイックスタート

MCP Server(エージェント用)

from src.mcp_server import MCPServer

server = MCPServer()

# 加载数据
r = server.call_tool("load_data", path="data.csv")

# 数据清洗
r = server.call_tool("clean_data", dataset_id="ds_xxx", missing_strategy="mean")

# 数据可视化
r = server.call_tool("plot_distribution", dataset_id="ds_xxx")
r = server.call_tool("plot_box", dataset_id="ds_xxx")

# 建模
r = server.call_tool("regression", dataset_id="ds_xxx", target_column="y")

# 获取完整报告
r = server.call_tool("get_pipeline_report")

対話型 UI(人間用)

python run_ui.py              # 默认端口 7860
python run_ui.py --port 8080  # 自定义端口
python run_ui.py --no-open    # 不自动打开浏览器

UI ワークフロー:

  1. Load Data - データファイルをアップロード

  2. Preprocess - クリーニング、変換、次元削減、分割

  3. Analyze - 記述統計、相関、分布、仮説検定

  4. Visualize - 分布図、箱ひげ図、散布図、ヒートマップ、前後比較

  5. Model - 回帰/分類/クラスタリング/交差検証/グリッドサーチ

  6. Report - 完全なパイプラインレポートを生成

メソッド数統計

モジュール

メソッド数

ツール数

データ前処理

38

9

データ分析

29

6

数学モデリング

47

8

データ可視化

10

6

高度な拡張

動的

2

システムツール

-

6

合計

124+

37

拡張メソッド

方法1:BaseMethod の継承

from src.common.base_method import BaseMethod, MethodResult, ParameterDef

class MyMethod(BaseMethod):
    @property
    def name(self): return "my_method"
    @property
    def description(self): return "My custom method"
    @property
    def category(self): return "custom"
    @property
    def parameters(self):
        return [
            ParameterDef(name="threshold", type="float", default=0.5, description="Threshold value"),
        ]

    def execute(self, df, **kwargs):
        threshold = kwargs.get("threshold", 0.5)
        # your logic here
        return MethodResult(df=df, success=True, message="done")

方法2:動的作成(MCP 経由)

server.call_tool("create_method", code='''
class MyMethod(BaseMethod):
    @property
    def name(self): return "my_method"
    @property
    def description(self): return "My custom method"
    def execute(self, df, **kwargs):
        return MethodResult(df=df, success=True, message="done")
''', module="preprocessing")

方法3:高度な拡張ディレクトリに配置

メソッドファイルを src/advanced/methods/(永続)または cache/advanced/(一時)に置くと、自動的にロードされます。

依存関係

  • Python >= 3.10

  • pandas >= 2.0

  • numpy >= 1.24

  • scikit-learn >= 1.3

  • scipy >= 1.11

  • matplotlib >= 3.7

  • seaborn >= 0.12

  • gradio >= 4.0 (UI モジュール)

ライセンス

MIT License

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