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公開番号2024163527
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-22
出願番号2023079232
出願日2023-05-12
発明の名称検査支援方法及び検査支援装置
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01N 29/44 20060101AFI20241115BHJP(測定;試験)
要約【課題】検査時期の最適化を課題とする。
【解決手段】検査支援装置が、きずの検出確率を算出するステップ(S2)と、データ入力部を介して入力されている検査ばらつきと、きずサイズ確率分布の初期分布と、を用いて、時間経過に伴うきずサイズ確率分布を算出するステップ(S3)と、時間経過に伴うきずサイズ確率分布と、破壊確率とが重複している領域の面積が、予め設定されている許容リスクを超えている場合、検査時期を決定するステップ(S4)と、決定された検査時期を出力するステップ(S7)と、を実行することを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
検査支援装置が、
きずの検出確率を算出する第１工程と、
入力部を介して入力されている検査ばらつきと、きずサイズ確率分布の初期分布と、を用いて、時間経過に伴うきずサイズ確率分布を算出する第２工程と、
前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布と、破壊確率とが重複している領域の面積が、予め設定されている許容リスクを超えている場合、検査時期を決定する第３工程と、
決定された前記検査時期を出力する第４工程と、
を実行することを特徴とする検査支援方法。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１工程で算出されたきずの検出確率と、前記第２工程で算出された、前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布と、を用いて、ベイズ推定により、検査後のきずサイズ確率分布を推定する第５工程と、
を含み、
前記検査支援装置は、
前記第５工程で算出された検査後のきずサイズ確率分布を、前記第２工程で用いられる、前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布の初期分布とすることで、検査時期を逐次決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
【請求項３】
第５工程で行われるベイズ推定は、以下の式（１）として計算される
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
ｐ（ａ｜検査後）＝Ａ（１－ＰＯＤ（ａ））ｐ（ａ｜検査前）・・・（１）
ただし、式（１）において、ＰＯＤ（ａ）はきずサイズが「ａ」である場合のきずの検出確率であり、ｐ（ａ｜検査前）は、検査直前における前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布であり、Ａは全確率が１となるように設定する正規化定数である。
【請求項４】
前記第２工程において、きずサイズ確率分布の時間変化はパリス則に従うき裂様欠陥に関する前記きずサイズ確率分布の時間変化である
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
【請求項５】
請求項１に記載の検査支援方法であって、
前記検査支援装置は、
前記第３工程で、所定回数、検査が行われても、検査時検出確率が所定の確率である上限検出確率に達しない場合、前記きずサイズ確率分布の初期分布を変更する第６工程を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
【請求項６】
きずサイズ確率分布は、所定の形状パラメータ、及び、尺度パラメータを有するワイブル分布であり、
前記検査支援装置は、
前記第６工程において、前記尺度パラメータを変更することで、前記きずサイズ確率分布の初期分布を更新し、前記第２工程以降の処理を再度行う
ことを特徴とする請求項５に記載の検査支援方法。
【請求項７】
前記検査時検出確率は、以下の式（２）に従う
ことを特徴とする請求項５に記載の検査支援方法。
TIFF
2024163527000006.tif
29
156
ただし、式（２）において、ＰＯＤ（ａ）は、前記第１工程で算出される前記きずの検出確率であり、ｐ（ａ｜検査前）は、検査前における前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布である。
【請求項８】
前記検査支援装置は、
前記第２工程において、きずサイズを連続型確率変数としたきず進展式であるフォッカー・プランク方程式を解くことで、前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
【請求項９】
前記第３工程で
きずサイズ、及び、きず進展速度をランダムサンプリングすることで、前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布が算出される
ことを特徴とする請求項１に記載の検査支援方法。
【請求項１０】
きずの検出確率を算出する検出確率算出部と、
入力部を介して入力されている検査ばらつきと、きずサイズ確率分布の初期分布と、を用いて、時間経過に伴うきずサイズ確率分布を算出する進展解析部と、
前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布と、破壊確率とが重複している領域の面積が、予め設定されている許容リスクを超えている場合、検査時期を決定する検査時期決定部と、
決定された前記検査時期を出力する出力処理部と、
を有することを特徴とする検査支援装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査支援方法及び検査支援装置の技術に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
発電プラント、鉄道台車等に代表される社会インフラ機器を維持管理していくため、非破壊検査技術の高度化による高効率化が求められている。これらの社会インフラ機器では、定められた間隔で実施される定期的な検査によって健全性が保証されている。一般に、非破壊検査は各機器のリスクを最大限考慮した間隔で実施することが定められている。しかしながら、発電プラント等で、きずが検出されることは稀であり、過剰な検査は経済性の悪化を招くことになる。そのため、検査時期を合理的な指標で決定することが求められている。
【０００３】
このような課題に対し、例えば、特許文献１には、「き裂進展解析が繰り返し実行される繰り返し回数に関する情報を受け入れるとともに、き裂進展解析の評価期間内における非破壊検査の検査期間の間隔、非破壊検査費用、補修費用、事故対応費用およびき裂検出確率算出式に関する情報を受け入れる入力部と、中性子照射を受ける構造物に生じるき裂の先端近傍の応力を算出する応力算出部と、この応力算出部で算出された応力と前記構造物に生じるき裂およびき裂進展速度に関するき裂進展情報とに基づいて、応力拡大係数を算出する応力拡大係数算出部と、前記構造物のポアソン比および縦弾性係数を含む構造物情報と前記構造物の中性子照射量を含む情報とに基づいて、破壊靱性値を算出する破壊靱性値導出部と、前記き裂進展情報と前記き裂進展解析の評価期間および評価期間における時間増分に関する時間情報とに基づいて、き裂進展量を算出するき裂進展量算出部と、前記応力拡大係数算出部で算出された応力拡大係数と前記破壊靱性値導出部で算出された破壊靱性値とを比較して破壊の有無を判定する破壊判定部と、前記時間情報と前記き裂進展解析の繰り返し回数による時間増分の総和が評価期間に達したかを判定する評価期間判定部と、前記時間増分の総和が前記検査期間の間隔に対応する時間に達したときに、き裂が検出されるかを判定するき裂検出判定部と、前記非破壊検査までの期間および最後の非破壊検査終了から評価期間終了までの期間に前記き裂検出判定部で判定されたき裂の有無の回数が、前記き裂進展解析の繰り返し回数に達したかを判定する繰り返し判定部と、前記破壊判定部で破壊と判定された回数と前記き裂進展解析の繰り返し回数との比から前記構造物の破壊確率を算出する破壊確率算出部と、前記き裂検出判定部で検出されたき裂の比率に応じて補修費用と非破壊検査の回数および検査範囲に応じて検査費用と破壊確率に応じて事故対応費用を算出する費用算出部と、を備えることを特徴とする」破壊評価解析装置、破壊評価解析システム及び破壊評価解析方法が記載されている(請求項１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許６７４６５１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、確率論的破壊解析によって、非破壊検査によるきず検出確率と検査間隔を入力とした事故対応費用が算出される。しかし、特許文献１に記載技術は、経済合理性を考慮した検査間隔の評価を可能にしているものの、検査間隔はユーザが入力するものであって、システムが決定するものではない。
【０００６】
一般に、検査間隔を決定するためには、きずの初期分布を用いた進展予測から、重大なリスクになりうる時期を予測することが必要となる。しかし、きずが検出されることが稀なために、きずの検出情報を活用してリスクを算出することは困難である。
【０００７】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、検査間隔の最適化を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決するため、本発明は、検査支援装置が、きずの検出確率を算出する第１工程と、入力部を介して入力されている検査ばらつきと、きずサイズ確率分布の初期分布と、を用いて、時間経過に伴うきずサイズ確率分布を算出する第２工程と、前記時間経過に伴うきずサイズ確率分布と、破壊確率とが重複している領域の面積が、予め設定されている許容リスクを超えている場合、検査時期を決定する第３工程と、決定された前記検査時期を出力する第４工程と、を実行することを特徴とする。
その他の解決手段は実施形態中において適宜記載する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、検査間隔を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態に係る検査支援装置の構成例を示す機能ブロック図である。
第１実施形態に係る検査支援装置のハードウェア構成図である。
第１実施形態に係る検査支援方法の手順を示したフローチャートである。
第１実施形態におけるきずの検出確率を算出するモデルの一例を示す概念図である。
本実施形態に係るきずの検出確率を示す概念図である。
第１実施形態における時間経過に伴うきずサイズ確率分布の算出及び検査間隔決定の詳細を示したフローチャートである。
第１実施形態に係る時間経過に伴うきずサイズ確率分布を示す概念図である。
第１実施形態に係る検査後のきずサイズ確率分布のベイズ推定の一例を示す概念図（その１）である。
第１実施形態に係る検査後のきずサイズ確率分布のベイズ推定の一例を示す概念図（その２）である。
検査間隔決定の手順を示す模式図である。
第２実施形態に係る時間経過に伴うきずサイズ確率分布を示す概念図である。
第２実施形態に係る検査支援方法の手順を示したフローチャートである。
第２実施形態における時間経過に伴うきずサイズ確率分布の算出及び検査間隔決定の詳細を示したフローチャートである。
第３実施形態に係るステップＳ３の詳細な計算手順を示したフローチャートである。
出力画面例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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