特開 2023-11198 腐食管理システム、推定方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023011198

(43)【公開日】2023-01-24

(54)【発明の名称】腐食管理システム、推定方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20230117BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021114897

(22)【出願日】2021-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】518022743

【氏名又は名称】三菱造船株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】松本 俊作

(72)【発明者】

【氏名】杉村 忠士

(72)【発明者】

【氏名】井上 総一郎

(72)【発明者】

【氏名】寺田 伸

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 智

【テーマコード（参考）】

2G024

【Ｆターム（参考）】

2G024AD16

2G024AD33

2G024BA12

2G024BA21

2G024BA22

2G024BA27

2G024CA26

2G024CA30

2G024FA06

(57)【要約】

【課題】未計測部位の腐食の状態を推定することができる手段を提供する。
【解決手段】腐食管理システムは、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得する計測データ取得部と、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定する腐食推定部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得する計測データ取得部と、
前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定する腐食推定部と、
を備える腐食管理システム。

【請求項2】

前記構造物とは異なる他の構造物における前記第１部位および前記第２部位の前記計測データから解析されたパラメータに基づいて、前記関係式を算出する関係式算出部、
をさらに備える請求項１に記載の腐食管理システム。

【請求項3】

前記パラメータは、腐食発生寿命Ｔｃと、Ｙを腐食量、Ｘを時間としたときの腐食の進展量の予測式Ｙ＝ＡＸ^ＢにおけるＡとＢである、
請求項２に記載の腐食管理システム。

【請求項4】

前記第１部位の前記計測データを当該計測データおよび過去の他の前記構造物の前記第１部位で計測された前記計測データに基づいて補正する計測データ補正部、
をさらに備える請求項１から請求項３の何れか１項に記載の腐食管理システム。

【請求項5】

前記関係式は、前記第２部位における腐食の状態を示す量と、前記第１部位における腐食の状態を示す量に補正量を加算した量とが等しいことを示す加算則に基づく関係式と、前記第２部位における腐食の状態を示す量と、前記第１部位における腐食の状態を示す量に補正量を乗じた量とが等しいことを示す乗算則に基づく関係式と、のうちの何れか又は両方である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の腐食管理システム。

【請求項6】

前記関係式は、前記第１部位についての腐食発生寿命と前記第２部位についての腐食発生寿命との関係を示す第１の関係式と、前記第１部位の腐食の進展量と前記第２部位の腐食の進展量との関係を示す第２の関係式と、を含む、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の腐食管理システム。

【請求項7】

前記第２の関係式によって、前記第２部位における腐食の進展量が閾値を超過する確率を予測する故障確率計算部、
をさらに備える請求項６に記載の腐食管理システム。

【請求項8】

前記第１部位および前記第２部位の腐食の状態に基づいて、前記第１部位の腐食に対する第１の保守計画と、前記第２部位の腐食に対する第２の保守計画とを作成する計画作成部、をさらに備える請求項１から請求項７の何れか１項に記載の腐食管理システム。

【請求項9】

前記計画作成部は、前記第１の保守計画に係る第１のコストと、前記第１の保守計画によって達成される前記第１部位の信頼性である第１の信頼性とを計算し、前記第２の保守計画に係る第２のコストと、前記第２の保守計画によって達成される前記第２部位の信頼性である第２の信頼性とを計算し、前記評価対象が有する前記第１部位と前記第２部位以外の全部位について作成された第３の保守計画に係る第３のコストと第３の信頼性を計算し、前記第１のコストと前記第２のコストの前記第３のコストの和である総コストと、前記第１の信頼性と前記第２の信頼性と前記第３の信頼性との積である全体信頼性と、を計算し、前記総コストと前記全体信頼性のうちの何れか又は両方が所定の基準を満たすよう、前記第１の保守計画、前記第２の保守計画および前記第３の保守計画の少なくとも一つを調整する、
請求項８に記載の腐食管理システム。

【請求項10】

評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、
前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、
を有する推定方法。

【請求項11】

コンピュータに、
評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、
前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、腐食管理システム、推定方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

船舶、化学プラント、火力プラントなど多数の分野で構造物の健全性を維持するために、腐食への対策が重要な課題となっている。腐食減肉は、ばらつきが大きい現象であり、確率統計に基づく推論が用いられる。腐食の状態を予測する場合、腐食の発生と腐食の進展の２段階腐食モデル、或いは、腐食の発生と進展の間に、発生から進展性腐食への遷移を考慮した３段階腐食モデルが用いられる。

【0003】

鋼材の腐食進展量（減肉量）の予測は、一般にべき乗則Ｙ＝ＡＸ^Ｂ（Ｙは腐食量、Ｘは時間、ＡとＢは材料と環境に依存する係数）が用いられる。係数のＡ、Ｂを決定する方法には、（１）観測可能な物理量を説明変数として推定する方法や、（２）実験や実測値から直接推定する方法などが存在する。

【0004】

特許文献１には、橋梁の設置個所での、温度、相対湿度、飛来塩分量、濡れ確率を説明変数として腐食量を確率的推論により求める方法が開示されている。特許文献１に開示の方法は、説明変数が明らかでないと利用できないが、計測の都合上、説明変数が得られない場合もある。例えば、大型構造物では、センサが設置されていないエリアが一般的である。また、防爆エリアでは通常のセンサは設置できない。このようなエリアの計測値を説明変数に含む場合、特許文献１の方法を使用することができない。また、特許文献１の方法は、説明変数が増えると、回帰の自由度調整により腐食量推定の標準誤差が大きくなる可能性がある。

【0005】

非特許文献１に記載された方法では、船体各部で取得した大量の計測データを用いて、３段階腐食モデルの係数を調整し、腐食の発生寿命と任意の時期における腐食量を確率的に推定している。しかし、船舶などの大型構造物の腐食についての検査および計測では、アクセス性を含む、時間、コスト、安全性等の観点から、全構造部材について統計的推論に十分な計測データを取得することはできない場合が多い。また、大型構造物のうちの単一の構造部材の計測データについては以下のリスクがある。（１）検査、計測のサンプルサイズが小さい（サンプルとして採取できる数が少ない）ため、統計的分布傾向を把握できない。（２）検査、計測に偏りがあり、対象部位を代表できていない。（３）作業環境や検査器具の特性、作業員の能力などによる計測誤差がある。また、（４）ある構造物でデータを蓄積しても、環境や運用など条件が異なる構造物に対しては、有効なデータにならない場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４７０６２７９号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】Hiroshi Sone et al., Evaluation of thickness diminution in steel plates for the assessment of structural condition of ships in service, NK Technical bulletin vol.21, 2003

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

何らかの理由で、腐食の検査、測定の結果が得られていない部位についても腐食の状態を推定できる方法が求められている。

【0009】

本開示は、上記課題を解決することができる腐食管理システム、推定方法及びプログラムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の腐食管理システムは、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得する計測データ取得部と、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定する腐食推定部と、を備える。

【0011】

本開示の推定方法は、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、を有する。

【0012】

本開示のプログラムは、コンピュータに、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、を実行させる。

【発明の効果】

【0013】

上述の腐食管理システム、推定方法及びプログラムによれば、未計測点の腐食状態を推定することができる。また、推定した腐食へ対処するための有効な保守計画を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態に係る腐食管理システムの一例を示すブロック図である。

【図2】実施形態に係る腐食の推定に用いる関係式について説明する図である。

【図3】実施形態に係る計測部の腐食の補正処理について説明する図である。

【図4】実施形態に係る未計測部の腐食推定処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】実施形態に係る保守の費用と信頼性の関係を示す図である。

【図6】実施形態に係る保守計画の作成処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】実施形態に係る腐食管理システムのハードウェア構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜実施形態＞
以下、本開示の腐食管理システムについて、図１～図７を参照して説明する。
（システム構成）
図１は、実施形態に係る腐食管理システムの一例を示すブロック図である。
腐食管理システム１は、船舶などの浮体構造物、化学プラントなどの各種設備や機械における構造物の腐食状態を推定し、さらに腐食によって生じる将来の故障確率を予測し、その故障に対処するための有効な保守計画を作成する。腐食が課題となる構造物では、腐食の検査や計測が行われる。しかし、例えば、船舶などの大型構造物では、必ずしも注目する部位の全てについて検査や測定が可能とは限らない。これに対し、腐食管理システム１は、評価対象について、十分な検査データが入手できない場合や、検査データが頻繁に得られない部位に対して、過去の腐食データベースを参照し、各部位の腐食発生寿命（腐食が発生するまでの時間）、腐食量（減肉量）の時系列変化を取得し、これらのデータと評価対象の限られた計測データから、腐食発生寿命や腐食量を確率的に推定する。

【0016】

腐食管理システム１は、腐食推定装置１０と、保守計画装置２０とを備える。腐食推定装置１０は、評価対象の未計測部位の腐食状態を推定する。保守計画装置２０は、腐食推定装置１０によって推定された腐食状態に基づいて、信頼性またはコストを最適化する腐食に対する保守計画を作成する。

【0017】

（腐食推定装置の構成）
腐食推定装置１０は、計測データ取得部１１と、関係式算出部１２と、腐食推定部１３と、計測データ補正部１４、故障確率計算部１５と、記憶部１６と、出力部１７と、を備える。
計測データ取得部１１は、評価対象の構造物について検査、計測された腐食の状態を示す情報である計測データを取得する。計測データには、腐食の有無、減肉量などの情報が含まれる。評価対象の構造物に限定は無い。以下の説明においては、一例として、評価対象を船舶Ｈとする。また、計測データが得られた部位を部位Ｓとし、計測データが得られなかったが腐食の評価を行う部位を部位Ｕとする。ここで部位とは、船舶Ｈのアッパーデッキ、サイドシェル、バラスト水タンク、オイルタンク等のある程度の大きさを有する構造物である。

【0018】

関係式算出部１２は、過去の他の船舶における部位Ｕと部位Ｓの計測データから、部位Ｕと部位Ｓの関係を算出する。関係式算出部１２は、部位Ｕで腐食が発生するまでの期間と部位Ｓで腐食が発生するまでの期間との関係を示す腐食発生寿命の関係式と、時間Ｔにおける部位Ｕの腐食量（減肉量）と部位Ｓの腐食量との関係を示す腐食量の関係式とを算出する。部位Ｓ内でも実際に計測した位置によって腐食発生寿命、腐食量は、ばらつきを有し、また、部位Ｕと部位Ｓの腐食に関す関係性についても、部位Ｕと部位Ｓの計測データが共に得られている船舶１と船舶２の間では異なる。従って、関係式算出部１２は、これらの不確実性を包含した腐食発生寿命の関係式および腐食量の関係式を算出する。

【0019】

次に図２を参照して、これらの関係式について説明する。
船舶などの多くの海洋構造物については、過去の腐食検査の結果に基づく各部材の腐食データベースが提供されている。腐食データベースには、多様な船舶についてのデータが登録されていて、あらゆる構造や使用環境の違いなどを包含するデータを含んだものとなっている。

【0020】

腐食データベースには、各部位別で計測された計測データに基づいて解析された、以下の情報（パラメータ）が格納されている。
・腐食発生寿命Ｔｃの確率データベース・・・例えば、腐食発生寿命Ｔｃの対数平均、対数標準偏差が登録されている。
・腐食進展パラメータａの確率データベース・・・例えば、腐食進展パラメータａの対数平均、対数標準偏差が登録されている。
・腐食進展パラメータｂのデータベース・・・ｂは、例えば、材質や部位（場所、環境）ごとに定められた確定値である。又はｂは確率変数でもよい。

【0021】

腐食進展パラメータａ、ｂは、それぞれ、上述したべき乗則Ｙ＝ＡＸ^ＢのＡとＢである。Ｔｃ、ａ、ｂを用いると、ある時間ｔ（ｔ＞Ｔｃ）における腐食量ｄ（ｔ）は、以下の式（１）で表される。
ｄ（ｔ）＝ａ×（ｔ－Ｔｃ）^ｂ ・・・（１）
腐食の関係式は、過去の腐食データベースを元に、腐食発生寿命Ｔｃ、腐食量ｄ（ｔ）のそれぞれについて作成される。腐食量の関係式については時間依存性を考慮する。

【0022】

図２の上図２Ａに、腐食データベースに記録された既知の部位Ａおよび部位Ｂの腐食発生寿命Ｔｃの中央値（それぞれ、μ_Ｔｃ，Ａ、μ_Ｔｃ，Ｂ）と、式（１）による腐食量ｄ（ｔ）の中央値と、の関係を表したグラフを示す。グラフ１００Ａが部位Ａ、グラフ１００Ｂが部位Ｂの腐食進展量グラフである。また、μ_Ｔｃ，Ａは部位Ａの腐食発生寿命Ｔｃの中央値を示し、μ_Ｔｃ，Ｂは部位Ｂの腐食発生寿命Ｔｃの中央値を示す。

【0023】

図２の下図２Ｂに、腐食データベースに記録された既知の部位Ａおよび部位ＢのＴｃ、ａ、ｂと式（１）に基づく時間ｔ_ｏｂｓにおける腐食量の確率分布を表したグラフを示す。グラフ２００Ａが部位Ａ、グラフ２００Ｂが部位Ｂの腐食量の確率分布である。ここで、時間ｔ_ｏｂｓにおける部位Ａの腐食量がｄ_Ａ，Ｐであるとき、ｄ_Ａ（ｔ_ｏｂｓ）の確率分布を用いて腐食量ｄ_Ａ，Ｐの累積確率を算出する。グラフ２００Ｂにおいて同じ累積確率を与える値が同じ時間ｔ_ｏｂｓにおける部位Ｂの腐食量ｄ_Ｂ，Ｐである。

【0024】

関係式算出部１２は、腐食発生寿命Ｔｃと腐食量ｄ（ｔ）のそれぞれについて、部位Ａと部位Ｂの関係性をそれぞれ加算則と乗算則で定式化する。

【0025】

１．腐食量ｄ（ｔ）について
加算則：ｄ_Ｂ（ｔ_ｏｂｓ）＝ｄ_Ａ（ｔ_ｏｂｓ）＋Ｋ１（ｔ_ｏｂｓ） ・・・（２）
乗算則：ｄ_Ｂ（ｔ_ｏｂｓ）＝Ｋ２（ｔ_ｏｂｓ）×ｄ_Ａ（ｔ_ｏｂｓ） ・・・（３）

【0026】

２．腐食発生寿命Ｔｃについて
加算則：Ｔｃ_Ｂ＝Ｔｃ_Ａ＋Ｋ３ ・・・（４）
乗算則：Ｔｃ_Ｂ＝Ｋ４×Ｔｃ_Ａ ・・・（５）

【0027】

補正項Ｋ１～Ｋ４については、決定論的に定数としてもよいし、確率分布として算出してもよい。補正項を確率的に扱う場合は、部位の腐食関係性に関する不確かさを、工学的判断により定性的に設定する。補正項Ｋ１～Ｋ４は、腐食データベースに登録されている船舶と、評価対象の船舶Ｈとの性質（材質、大きさ、環境）の違いを考慮して設定されてもよい。なお、関係式（２）～（５）で計算されるｄ_Ｂ（ｔ_ｏｂｓ）やＴｃ_Ｂの値も確率分布として算出される。

【0028】

船舶の場合、多数の船舶についてＴｃ、ａ、ｂの値が解析され、公知のデータベースとして提供されている。腐食データベースに登録された部位Ｓと部位Ｕのデータには、例えば、船舶によって、あるいは、同一船舶の同一部位内であっても実際に検査、計測を行った位置によって、ばらつきが生じている。しかし、図２Ａで例示したように平均値や中央値を用いることで、腐食データベースに内包される多様な腐食影響因子（コーティング、環境）や誤差因子（検査員スキル、計測誤差）の影響が緩和され、また、腐食データベース全体の分布特性から、例えば、「アッパーデッキが腐食しやすい船体では、サイドシェルも腐食しやすい」という仮定で、部位間の腐食関係性を定義する。このような前提で算出された確率的なパラメータであるＴｃとａ（場合によってはｂも含む）には船舶間のばらつき、同一部材内のばらつきが概ね包含されると考えられる。このような腐食発生寿命Ｔｃと腐食進展パラメータａを用いて、関係式（２）～（５）を算出することにより、さらに、必要に応じて補正項Ｋ１～Ｋ４を確率分布（例えば正規分布）で表すことで、ばらつきに対してロバストな関係式が得られる。関係式算出部１２は、部位Ａと部位Ｂだけではなく、腐食データベースに登録されている他の全部位についても、腐食発生寿命や進展量を計算し、全ての部位の組合せにおいて関係性を定式化する。

【0029】

腐食推定部１３は、計測部位Ｓの計測データと、部位Ｓと部位Ｕの腐食データベースに基づいて定式化された関係式（２）～（５）（上で例示した関係式において、部位Ａが部位Ｓに相当し、部位Ｂが部位Ｕに相当する場合の関係式）とを用いて評価部位Ｕの腐食の状態を推定する。例えば、腐食推定部１３は、関係式（４）、（５）の何れか又は両方を用いて、部位Ｕの腐食発生寿命μ_Ｔｃ，Ｕを推定する。また、腐食推定部１３は、関係式（２）、（３）の何れか又は両方を用いて、ｔ_ｏｂｓにおける部位Ｕの腐食量ｄ_Ｕ（ｔ_ｏｂｓ）を推定する。ｔ_ｏｂｓは計測部位Ｓについて、腐食の検査、計測を行った時間である。

【0030】

ここで、計測部位Ｓの計測データには、次のリスクが発生する可能性がある。（１）検査計測のサンプルサイズが小さい。（２）実際に計測した位置に偏りがあり、対象部位Ｓを代表できていない。（３）計測位置の環境や検査器具特性、作業員の能力などによる計測誤差がある。これに対し、計測データ補正部１４は、部位Ｓの計測データの精度を向上させるべく計測データの補正を行ってもよい。計測データ補正部１４は、計測部位Ｓの精度が十分ではないと考えられる場合には、計測部位Ｓについて、過去実績（腐食データベースのパラメータから計算できる値や実測値）と、計測部位Ｓの計測データをベイズ法により融合評価することにより、計測部位Ｕの計測データを補正する。融合評価の方法は、例えば、２０１４年のＪＩＰ（Joint Industry Project）報告書「Life Cycle Management of Hull Structure JIP」などに記載されている。以下、図３を参照して計測データの補正方法について説明する。

【0031】

図３に腐食関係式モデルの一例を示す。図３のモデルは、腐食進展パラメータａ（３００）を確率パラメータμ_ａ（３０１）、σ_ａ（３０２）で表し、さらに確率パラメータμ_ａ（３０１）をμ_μａ（３１１）、σ_μａ（３１２）で表し、確率パラメータσ_ａ（３０２）をμ_σａ（３１３）、σ_σａ（３１４）で表した確率モデルである。ここで、腐食進展パラメータａ（３００）の確率パラメータμ_ａ（３０１）はａの対数平均、σ_ａ（３０２）はａの対数標準偏差である。同様にμ_μａ（３１１）はμ_ａ（３０１）の対数平均、σ_μａ（３１２）はμ_ａ（３０１）の対数標準偏差である。腐食発生寿命Ｔｃ（３２０）についても同様のμ_Ｔｃ（３２１）等のパラメータを用いた確率モデル（図示省略）で表す。計測データ補正部１４は、この補正モデルにおける計測部位Ｓの腐食量ｄ_Ｓ（ｔ）（３４０）に対して、評価対象の船舶Ｈの計測部位Ｓで実際に計測された計測データ、同じ部位Ｓにおける他の船舶の過去実績を与え、腐食発生寿命Ｔｃ（３４０）に、船舶Ｈの計測部位Ｓで実際に計測された計測データ、同じ部位Ｓにおける他の船舶の過去実績を与える。そして、計測データ補正部１４は、ベイズ推論の枠組みにより、上記のパラメータ３０１～３０２，３１１～３１４，３２１値を調整することにより、精度の良いパラメータａ、Ｔｃを求め、上記の式（１）により、過去実績と計測データの融合評価による補正後の計測部位Ｓにおけるｄ（ｔ）３４０を得る。

【0032】

そして、腐食推定部１３は、補正後のｄ_Ｓ（ｔ）（３４０）と、補正項（３５０）と、式（４）、（５）により、未計測部位Ｕの腐食量ｄ_ｕ（ｔ）（３６０）を推定する。

【0033】

故障確率計算部１５は、腐食推定部１３が推定した評価部位Ｕについて、一般的な不確実性の進展計算により、腐食状態の確率的予測を行う。故障確率計算部１５は、確率パラメータを変化させつつ、１年後、２年後、・・・、１０年後・・・の腐食状態を予測し、Ｘ年後の腐食量が故障とみなせる腐食量に至る確率（故障確率）を計算する。

【0034】

記憶部１６は、さまざまな船舶の腐食に関する計測データ、腐食発生寿命Ｔｃ、腐食進展パラメータａ,ｂが登録された腐食データベースなどを記憶する。
出力部１７は、評価部位Ｕについて推定した腐食発生寿命Ｔｃ、腐食量ｄ（ｔ）、故障確率等の情報を、表示装置や電子ファイル出力する。

【0035】

（腐食推定装置の動作）
次に未計測部の腐食推定処理の流れについて説明する。
図４は、実施形態に係る未計測部の腐食推定処理の一例を示すフローチャートである。
まず、関係式算出部１２が、各部位間の関係式を算出する（ステップＳ１）。関係式算出部１２は、腐食データベースに登録されているＴｃ、ａ、ｂに基づいて、腐食関係式（２）～（５）を算出する。関係式算出部１２は、算出した関係式を記憶部１６に記録する。次に評価対象の評価部位を設定する（ステップＳ２）。例えば、ユーザが、船舶Ｈの評価部位Ｕ（例えば、アッパーデッキ）を腐食推定装置１０へ入力する。腐食推定装置１０は、入力された部位Ｕの情報を取得し、記憶部１６に記録する。次にユーザが、計測部位Ｓの計測データを腐食推定装置１０へ入力する。計測データ取得部１１は、計測部位Ｓの計測データ（腐食の有無、腐食量）と計測部位Ｓの情報（例えば、サイドシェル）とを取得し（ステップＳ３）、計測データと計測部位Ｓの情報とを対応付けて記憶部１６に記録する。

【0036】

次に計測データ補正部１４は、入力された計測部位Ｓの計測データを補正するかどうかを判定する（ステップＳ４）。例えば、ユーザは、計測部位Ｓの計測データの信頼性が低い（複数の作業員によって計測された部位Ｓの計測誤差が閾値より大きいなど）場合には、計測データの信頼性が低い旨を腐食推定装置１０に入力する。計測データ補正部１４は、信頼性が低いことを示す情報が入力された場合に船舶Ｈの計測データを補正すると判定し、信頼性が高いことを示す情報が入力された場合に計測データの補正を行わないと判定する。計測データの補正を行わないと判定した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、ステップＳ６の処理に進む。

【0037】

計測データの補正を行うと判定した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、計測データ補正部１４は、計測データを補正する（ステップＳ５）。図３を用いて説明したように、計測データ補正部１４は、パラメータａ、Ｔｃ、μａ等を用いてモデル化された腐食量ｄｔ_Ｓ（ｔ）について、計測データと実績値から確率的にμａ等のパラメータを算出する。そして、計測データ補正部１４は、算出したパラメータを用いて補正後の計測データである腐食量ｄｔ_Ｓ（ｔ）を算出する。

【0038】

次に腐食推定部１３が、ステップＳ１で作成した関係式の中から、評価部位と計測部位の関係式を算出する（ステップＳ６）。腐食推定部１３は、部位Ｓから部位Ｕの腐食状態を算出する関係式（２）～（５）を記憶部１６から読み出す。次に腐食推定部１３が、計測データと関係式とに基づいて評価部位の腐食状況を推定する（ステップＳ７）。腐食推定部１３は、評価部位Ｕの腐食発生寿命μ_ＴｃＵについて、計測データ又は補正後の計測データと、加算則に基づく関係式（４）によって推定する。また、腐食推定部１３は、計測データ又は補正後の計測データと、乗算則に基づく関係式（５）とに基づいて腐食発生寿命μ_ＴｃＵを推定する。同様に、腐食推定部１３は、腐食量ｄｔ_Ｕ（ｔ）について、計測データ又は補正後の計測データと、関係式（１）および関係式（２）とに基づいて２つの推定値を算出する。腐食推定部１３は、算出した評価部位Ｕの腐食の状態の推定値を記憶部１６に記録する。加算則および減算則により推定された推定値は、全て部位Ｕの腐食状態を示すものとして使用することができるが、例えば４つの推定値（但し、１つ１つの推定値は確率的に表されている。）のうち、部位Ｓと比較して極端に値が大きい等の場合、この推定値を使用しないことも可能である。例えば、腐食推定部１３は、部位Ｕの腐食量が部位Ｓよりも所定数以上大きい場合（例えば１００倍以上）、この値は不正確な推定である可能性が高いとして、推定値に使用不可のフラグ情報を付加して記憶部１６に記録してもよい。

【0039】

次に故障確率計算部１５が、腐食による将来の故障確率を予測する（ステップＳ８）。図６を参照する。例えば、故障確率計算部１５は、図６の評価部位Ｕの腐食量ｄｕ（ｔ）（３６０）について、パラメータａ（３００）とパラメータＴｃ（３２０）を所定の範囲で変動させて計算したｄ_ｓ（ｔ）に基づいて、将来の腐食量を計算する。例えば、故障確率計算部１５は、パラメータａ（３００）、Ｔｃ（３２０）の各々に値ａ１、Ｔｃ１を設定して、１年後～２０年後までの１年ごとの腐食量ｄ_Ｓ（ｔ）を計算し、その腐食量ｄ_Ｓ（ｔ）と関係式（１）～（２）に基づいて、腐食量ｄ_Ｕ（ｔ）を計算する。故障確率計算部１５は、各年の腐食量ｄ_Ｕ（ｔ）を記録する。故障確率計算部１５は、パラメータａ（３００）、Ｔｃ（３２０）の値を変えながら、この計算を、例えば、数千～数万回行う。例えば、パラメータａ（３００）、Ｔｃ（３２０）の組合せを１万通り試行した場合であって、１０年後の腐食量ｄ_Ｕ（ｔ＝１０年）が閾値以上となった回数が５千回の場合、故障確率計算部１５は、部位Ｕの１０年後の故障確率を５０％と計算する。なお、パラメータの変動のさせ方には、例えば、パラメータμ_ａについて、事後分布が最大となる値を用いるＭＡＰ（maximum a posteriori）推定を適用し、不確実性の進展計算をする方法（他のパラメータについても同じ）と、パラメータμ_μａとσ_μａを用いてパラメータμ_ａをモンテカルロ法により変動させる二重モンテカルロ試行による方法などが考えられる。

【0040】

次に出力部１７が、ステップＳ７で推定した部位Ｕの腐食の推定値、ステップＳ８で推定した故障確率などを出力する（ステップＳ９）。腐食推定装置１０は、船舶Ｈの腐食の検査、計測が実施できていない箇所について、図４に示す処理を実行し、腐食状態の推定や将来における故障確率の計算を実施する。これにより、船舶Ｈの全ての部位について腐食状態が推定され（一部は実際に計測されたもの）、全ての部位について将来の故障確率が計算される。ユーザは、出力された情報に基づいて、腐食の状態を確認したり、腐食による故障などを防ぐための保守計画を作成したりする。次に腐食に対処する為の保守計画の作成について説明する。

【0041】

（保守計画装置の構成）
保守計画装置２０は、腐食データ取得部２１と、保守メニュー取得部２２と、計画作成部２３と、記憶部２４と、出力部２５と、を備える。
腐食データ取得部２１は、腐食推定装置１０によって算出された各部位の腐食発生寿命Ｔｃ、腐食量ｄ（ｔ）、故障確率等の情報を取得する。保守メニュー取得部２２は、部位別の保守メニューの情報を取得する。計画作成部２３は、部位別の保守計画、評価対象の構造物（船舶Ｈ）全体の保守計画を作成する。記憶部２４は、保守計画に必要な情報を記憶する。出力部２５は、作成された保守計画を出力する。

【0042】

（動作）
保守計画の作成処理について図６を参照して説明する。
図６は、実施形態に係る保守計画の作成処理の一例を示すフローチャートである。
まず、ユーザが、評価対象全体に対する信頼性、部位ごとの信頼性、部位ごとの費用の期待値、保守計画の作成にあたって何を重視するか（例えば、信頼性が所定値以上で、総コストが最小となる保守計画）など、保守計画を作成する際の評価条件を保守計画装置２０へ入力する。保守計画装置２０は入力された評価条件を取得し、記憶部２４に記録する（ステップＳ１１）。

【0043】

次に腐食データ取得部２１が、各部位の故障確率データを腐食推定装置１０から取得し、記憶部２４に記録する（ステップＳ１２）。
次に保守メニュー取得部２２は、部位別の保守メニューの情報を取得する（ステップＳ１３）。例えば、保守メニューとは、船舶Ｈの部位１を方法１により予防保全する方法（保守メニュー１）、部位１を方法２により予防保全する方法（保守メニュー２）、・・・・、部位１の減肉が進んだ状態に対処する方法３により保守する方法（保守メニュー３）、・・・・、部位１に腐食による故障が発生した場合に方法４（補用品、予備品を含む）により対処する方法（保守メニュー４）・・・などである。保守メニュー取得部２２は、他の部位２、３、・・・についても様々な保守メニューを取得する。また、保守メニュー取得部２２は、各部位の各保守メニューを実施した場合に要する予防保全費用（保守メニューの実施だけに掛かる費用）、信頼性の向上度、総費用（保守メニューの実施費用に加えて、故障に対処する費用）の情報を取得する。保守メニュー取得部２２は、取得した情報を記憶部２４に記録する。

【0044】

次に計画作成部２３は、部位別に保守計画を設定する（ステップＳ１４）。計画作成部２３は、部位ごとに所望の信頼性を満たしつつ総費用（又は、予防保全費用）を抑える保守メニューの組合せを算出する。例えば、計画作成部２３は、所定の評価期間について、対象部位の腐食発生寿命（例えば、平均値）までの期間については、予防保全に関する上記の保守メニュー１を年に１回実施し、それ以降は、保守メニュー３を年に１回実施し、故障確率が所定値以上となった時期に保守メニュー４を実施する保守計画１と、保守メニュー１を２に１回実施し、保守メニュー３を２年に１回実施し、・・・といった保守計画２と、・・・など部位ごとの保守計画を複数策定する。また、計画作成部２３は、策定した保守計画に含まれる保守メニューの実施コストの合計を計算する。また、計画作成部２３は、保守計画１、２、・・・のそれぞれに含まれる保守メニューを実施した場合の信頼性を計算する評価モデルなどを有しており、この評価モデルによって、各保守計画を実施した場合の評価期間における当該部位の信頼性（例えば、平均的な信頼性）を計算する。また、計画作成部２３は、例えば、故障確率データが示す評価期間における故障確率と、部位１が腐食により故障した場合に必要となるコストとを乗じて、評価期間における故障に対処する費用を計算する。計画作成部２３は、故障に対処する費用と予防保全実施コストの合計とを加算して総費用を計算する。このようにして作成された、ある１つの部位についての複数の保守計画と、その保守計画を実施したときの総費用と信頼性の関係、予防保全費用と信頼性の関係の一例を図５に示す。図５の１つの丸印は、１つの保守計画を実施したときの総費用と信頼性の関係を示す。計画作成部２３は、丸印の点を回帰分析して、当該部位に対する保守の総費用と信頼性の関係を示す回帰式Ｌ１を算出する。例えば、ユーザが、信頼性についてある基準Ｃ１以上となり、総費用が最も安くなる当該部位についての保守計画を望む場合、計画作成部２３は、ある〇印（例えば、Ｐ１）に対応する保守計画を選択し、その総費用と信頼性を算出する。選択した保守計画の信頼性がＣ１以上且つ、総費用の目標値以下であれば、選択した〇印に対応する保守メニューを当該部位に対する保守メニューとして仮設定する。あるいは、回帰式Ｌ１に基づいて、信頼性が基準Ｃ１以上となり、さらに総費用が安くなる保守計画が存在すれば、計画作成部２３は、それらの保守計画（Ｐ２、Ｐ３）を選択してもよい。

【0045】

図５の１つのバツ印は、１つの保守計画を実施したときの予防保全費用と信頼性の関係を示す。計画作成部２３は、バツ印の点を回帰分析して、当該部位における予防保全費用と信頼性の関係を示す回帰式Ｌ２を算出する。例えば、ユーザが、信頼性についてある基準Ｃ１以上となり、予防保全費用が最も安くなる保守計画を望む場合、バツ印の中から条件を満たす保守計画を選択し、当該部位に対する保守計画として仮設定する。計画作成部２３は、全部位に対して同様の処理を行い、各部位について、信頼性の基準を満たし、費用（総費用または予防保全費用）を目標値以下とする部位別の保守計画を仮設定する。

【0046】

次に計画作成部２３は、全部位について仮設定した保守メニューを組み合わせて、全体の保守計画を作成、評価する（ステップＳ１５）。計画作成部２３は、各部位について仮設定した保守計画の総費用（又は予防保全費用）を合計して、全体の総費用（又は予防保全費用）を計算する。また、計画作成部２３は、各部位について仮設定した保守メニューの信頼性の積を計算して、全体の信頼性を計算する。計画作成部２３は、全体の総費用（又は予防保全費用）と全体の信頼性に基づいて、保守計画の全体最適化を行う。例えば、計画作成部２３は、部位１～Ｎのそれぞれについて、信頼性の感度（例えば、部位１～Ｎの各々について総費用をＸ円上昇させ、それに応じた保守メニューを実施したときの全体の信頼性の上昇度）を計算し、信頼性の高い部位については総費用（又は予防保全費用）を多く割り当てて、当該部位についての保守計画を再設定する。計画作成部２３は、この感度評価を全部位に対して実施する。計画作成部２３は、信頼性の感度が大きい部位に対しては、総費用（又は予防保全費用）を増やす方向に、信頼性の感度が低い部位に対しては、現状維持か、総費用を減らす方向にシフトし、全体の信頼性と総費用（又は予防保全費用）を再評価する。計画作成部２３は、全体の総費用（又は予防保全費用）と全体の信頼性が評価条件を満たすまで（ステップＳ１６）、各部位についての保守計画の調整と、全体の総費用（又は予防保全費用）および全体の信頼性の再計算を繰り返し行う。計画作成部２３は、全体の総費用（又は予防保全費用）と全体の信頼性が、所望の信頼性と総費用の条件を満たす場合の各部位の保守計画の組合せを最終的な全体の保守計画として算出する。出力部２５は、最終的な保守計画を表示装置等に出力する（ステップＳ１７）。

【0047】

（効果）
以上説明したように腐食推定装置１０によれば、ある部位の腐食の計測データから、他の部位の腐食発生寿命、腐食量を予測することができる。これにより、大型構造物など全ての部位について腐食の検査、計測を実施せずとも腐食の状態を推定することができる。また、腐食状態を検出するセンサ等を設置することができない部位についても腐食の状態を推定することができる。また、腐食推定装置１０によれば、未計測部位の腐食の状態として、腐食発生寿命Ｔｃと腐食量ｄ（ｔ）を、諸々のばらつきを考慮したうえで、確率分布として予測するので、腐食の状態の予測値とともにその確からしさを把握することができる。また、評価対象において、計測部位の計測データの信頼性に疑問がある場合でも、計測データを補正することにより、検査の不信頼性（検査の偏りや計測誤差）を加味して、部材の減肉状態を予測することができる。さらに、計測データと腐食データベースから生成した腐食関係式（２）～（５）に基づいて、将来の腐食量、故障発生確率、腐食クライテリア超過確率を定量化することができる。これにより、評価対象の運用のリスクマネジメントが可能となる。例えば、故障確率を用いることで、特定の注目部位に対して、部位の腐食による故障リスクを見積もり、合理的な保守計画を立てることができる。また、評価対象全体について、信頼性とコストを良リスする保守計画を立てることができる。

【0048】

図７は、実施形態に係る腐食管理システムのハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ９００は、ＣＰＵ９０１、主記憶装置９０２、補助記憶装置９０３、入出力インタフェース９０４、通信インタフェース９０５を備え、センサ８００と接続されている。
上述の腐食管理システム１は、コンピュータ９００に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置９０３に記憶されている。ＣＰＵ９０１は、プログラムを補助記憶装置９０３から読み出して主記憶装置９０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置９０２に確保する。また、ＣＰＵ９０１は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置９０３に確保する。センサ８００が計測した計測値は、入出力インタフェース９０４又は通信インタフェース９０５を通じて、コンピュータ９００へ入力され、ＣＰＵ９０１の処理によって補助記憶装置９０３に保存される。

【0049】

なお、腐食管理システム１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９００が当該プログラムを主記憶装置９０２に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

【0050】

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0051】

＜付記＞
実施形態に記載の腐食管理システム、推定方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。

【0052】

（１）第１の態様に係る腐食管理システム１は、評価対象の構造物（船舶Ｈ）の第１部位（部位Ｓ）における腐食の状態を示す計測データを取得する計測データ取得部１１と、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位（部位Ｕ）における腐食の状態との関係式（２）～（５）と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態（腐食発生寿命、腐食量）を推定する腐食推定部１３と、を備える。
これにより、未計測部位の腐食の状態を推定することができる。

【0053】

（２）第２の態様に係る腐食管理システム１は、（１）の腐食管理システムであって、前記構造物とは異なる他の構造物（腐食データベースに登録された他の船舶）における前記第１部位および前記第２部位の前記計測データから解析されたパラメータ（腐食データベースに登録されたＴｃ、ａ、ｂ）に基づいて、前記関係式を算出する関係式算出部１２、をさらに備える。
他の構造物における第１部位と第２部位の計測データによって、関係式（２）～（５）を算出することができる。

【0054】

（３）第３の態様に係る腐食管理システム１は、（２）の腐食管理システム１であって、前記パラメータは、腐食発生寿命Ｔｃと、Ｙを腐食量、Ｘを時間としたときの腐食の進展量の予測式Ｙ＝ＡＸ^ＢにおけるＡとＢである。
多くの構造物について、これらの値は公表されている。公表された値を用いて関係式を算出することができる。

【0055】

（４）第４の態様に係る腐食管理システム１は、（１）～（３）の腐食管理システム１であって、前記第１部位の前記計測データを当該計測データおよび過去の他の前記構造物の前記第１部位で計測された前記計測データに基づいて補正する計測データ補正部、をさらに備える。
これにより、第１部位の計測データの信頼性に不安がある場合でも、当該計測データの信頼性を確保し、第２部位の腐食状態の推定値の精度を担保することができる。

【0056】

（５）第５の態様に係る腐食管理システム１は、（１）～（４）の腐食管理システム１であって、前記関係式は、前記第２部位における腐食の状態を示す量と、前記第１部位における腐食の状態を示す量に補正量を加算した量とが等しいことを示す加算則に基づく関係式と、前記第２部位における腐食の状態を示す量と、前記第１部位における腐食の状態を示す量に補正量を乗じた量とが等しいことを示す乗算則に基づく関係式と、のうちの何れか又は両方である。
加算則による関係式と乗算則による関係式の両方で定式化することで、一方の関係式の推定精度に問題がある場合でも、他方の関係式によって未計測部位の腐食状態を推定することができる。

【0057】

（６）第６の態様に係る腐食管理システム１は、（１）～（５）の腐食管理システムであって、前記関係式は、前記第１部位についての腐食発生寿命と前記第２部位についての腐食発生寿命との関係を示す第１の関係式と、前記第１部位の腐食の進展量と前記第２部位の腐食の進展量との関係を示す第２の関係式と、を含む。
これにより、第２部位の腐食状態として、腐食発生寿命と腐食伸展量を推定することができる（腐食２段階モデル）。

【0058】

（７）第７の態様に係る腐食管理システム１は、（１）～（６）の腐食管理システムであって、前記第２の関係式によって、前記第２部位における腐食の進展量が閾値を超過する確率を予測する故障確率計算部をさらに備える。
腐食による故障確率を計算することで腐食に対する保守計画を検討することができる。

【0059】

（８）第８の態様に係る腐食管理システム１は、（１）～（７）の腐食管理システムであって、前記第１部位および前記第２部位の腐食の状態に基づいて、前記第１部位の腐食に対する第１の保守計画と、前記第２部位の腐食に対する第２の保守計画とを作成する計画作成部２３、をさらに備える。
各部位ごとに腐食の状況に応じた保守計画を作成することができる。

【0060】

（９）第９の態様に係る腐食管理システム１は、（８）の腐食管理システム１であって、前記計画作成部は、前記第１の保守計画に係る第１のコストと、前記第１の保守計画によって達成される前記第１部位の信頼性である第１の信頼性とを計算し、前記第２の保守計画に係る第２のコストと、前記第２の保守計画によって達成される前記第２部位の信頼性である第２の信頼性とを計算し、前記評価対象が有する前記第１部位と前記第２部位以外の全部位について作成された第３の保守計画に係る第３のコストと第３の信頼性を計算し、前記第１のコストと前記第２のコストと前記第３のコストの和である総コストと、前記第１の信頼性と前記第２の信頼性と前記第３の信頼性との積である全体信頼性と、を計算し、前記総コストと前記全体信頼性のうちの何れか又は両方が所定の基準を満たすよう、前記第１の保守計画、前記第２の保守計画および前記第３の保守計画の少なくとも一つを調整する。
これにより、各部位の腐食に対応しつつ、全体最適化された保守計画を作成することができる。

【0061】

（１０）第１０の態様に係る推定方法では、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、を有する。

【0062】

（１１）第１１の態様に係るプログラムは、コンピュータ９００に、評価対象の構造物の第１部位における腐食の状態を示す計測データを取得するステップと、前記評価対象の前記第１部位における腐食の状態と第２部位における腐食の状態との関係式と、前記第１部位の前記計測データとに基づいて、前記第２部位における腐食の状態を推定するステップと、を実行させる。

【符号の説明】

【0063】

１・・・腐食管理システム
１０・・・腐食推定装置
１１・・・計測データ取得部
１２・・・関係式算出部
１３・・・腐食推定部
１４・・・計測データ補正部
１５・・・故障確率計算部
１６・・・記憶部
１７・・・出力部
２０・・・保守計画装置
２１・・・腐食データ取得部
２２・・・保守メニュー取得部
２３・・・計画作成部
２４・・・記憶部
２５・・・出力部
９００・・・コンピュータ
９０１・・・ＣＰＵ
９０２・・・主記憶装置
９０３・・・補助記憶装置
９０４・・・入出力インタフェース
９０５・・・通信インタフェース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】