特開 2024-177875 情報処理方法、情報処理装置、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】P2024177875

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】情報処理方法、情報処理装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/20 20200101AFI20241217BHJP

   B63B 79/30 20200101ALI20241217BHJP

   B63B 25/16 20060101ALI20241217BHJP

   F17C 13/08 20060101ALI20241217BHJP

   B63B 79/10 20200101ALI20241217BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

G06F30/20

B63B79/30

B63B25/16 Z

F17C13/08 302Z

B63B79/10

G01M99/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096258

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100136353

【弁理士】

【氏名又は名称】高尾 建吾

(72)【発明者】

【氏名】今井 達也

(72)【発明者】

【氏名】白土 透

(72)【発明者】

【氏名】上田 雄一郎

【テーマコード（参考）】

2G024

3E172

5B146

【Ｆターム（参考）】

2G024AD38

2G024BA11

2G024CA04

3E172AA03

3E172AA06

3E172AB01

3E172AB04

3E172AB05

3E172AB15

3E172BB06

3E172BB12

3E172BB17

3E172BD01

3E172DA04

3E172DA90

3E172KA21

5B146AA05

5B146DC04

5B146DJ14

5B146FA00

(57)【要約】

【課題】計測器の設置箇所を最適化することが可能な、情報処理方法、情報処理装置、及びプログラムを得る。
【解決手段】情報処理装置は、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得し、取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した前記指標値を含む結果情報を出力する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

情報処理装置が、
構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得し、
取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、
算出した前記指標値を含む結果情報を出力する、
情報処理方法。

【請求項2】

前記計画情報は、前記計測器の設置点数をさらに含む、請求項１に記載の情報処理方法。

【請求項3】

前記計測器を設置するために必要な設置コストに関するコスト情報をさらに取得し、
前記コスト情報と前記計画情報とに基づいて、前記計画情報に応じて前記計測器を設置するために必要なコスト値をさらに算出し、
前記結果情報は、算出した前記コスト値をさらに含む、請求項１に記載の情報処理方法。

【請求項4】

前記設置コストは、前記計測器の単価に応じた物品コスト、及び、前記設置箇所に応じた施工コストを含む、請求項３に記載の情報処理方法。

【請求項5】

前記結果情報は、前記計画情報と前記指標値との対応関係を表示するグラフを含む、請求項１に記載の情報処理方法。

【請求項6】

構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の標値を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力部と、
を備える、情報処理装置。

【請求項7】

情報処理装置を、
構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出する算出手段と、
前記算出手段が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力手段と、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、情報処理方法、情報処理装置、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、背景技術に係る状態推定システムが開示されている。当該システムは、船舶に設置された液化ガスタンクの状態を推定するシステムであって、計測ユニットと、計算ユニットと、データ同化ユニットと、評価ユニットとを備える。計測ユニットは、前記液化ガスタンクの強度に関する状態を計測する計測器を備える。計算ユニットは、前記液化ガスタンクの強度に関する状態を事前解析モデルによって計算する。データ同化ユニットは、前記計測ユニットで取得した計測結果を用いたデータ同化によって前記事前解析モデルを更新する。評価ユニットは、前記計算ユニットから出力された計算結果に基づいて前記液化ガスタンクの状態を評価する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０２２／１４５２８７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、計測器の設置箇所を最適化することについて、詳細な検討がなされていない。

【0005】

本開示は、計測器の設置箇所を最適化することが可能な、情報処理方法、情報処理装置、及びプログラムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る情報処理方法は、情報処理装置が、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得し、取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した前記指標値を含む結果情報を出力する。

【0007】

本開示の他の態様に係る情報処理装置は、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の標値を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力部と、を備える。

【0008】

本開示のさらに他の態様に係るプログラムは、情報処理装置を、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力手段と、として機能させる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、計測器の設置箇所が構造物の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を出力することによって、計測器の設置箇所を最適化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】状態推定システムが適用される船舶である液化ガス貯留船を示す図である。

【図2】本開示の実施形態に係る設計支援装置の構成を示す図である。

【図3】情報処理部が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

【図4】結果情報を表す画面の一例を簡略化して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

【0012】

図１に、舶用液化ガスタンク状態推定システム（以下、単に「状態推定システム」という。）１が適用される船舶である液化ガス貯留船３を示す。この液化ガス貯留船３は、水上に浮かべられる船体５と、船体５に設置された液化ガスを貯留する液化ガスタンク（以下、単に「タンク」という。）７とを備えている。

【0013】

なお、本明細書において「液化ガス貯留船」とは、液化ガスを貯留する機能を有する船舶一般を指す。本実施形態における液化ガス貯留船３は液化ガス運搬船である。もっとも、液化ガス運搬船以外にも、例えば液化ガス燃料船や、液化ガスを他の船舶に供給するバンカリング船等が液化ガス貯留船３に含まれる。

【0014】

タンク７には、タンク７とその外部、例えば陸上の液化ガス貯留基地との間で液化ガスを移送するための図示しない配管が取り付けられている。図示の例では、タンク７は、上方に突出するドーム部７ａを有しており、このドーム部７ａに配管の一端が取り付けられている。配管は、タンク７の内部からドーム部７ａを貫通してタンク７の外部へ延設されている。

【0015】

タンク７に貯留される液化ガスは、例えば、液化石油ガス（ＬＰＧ、約－４５℃）、液化エチレンガス（ＬＥＧ、約－１００℃）、液化天然ガス（ＬＮＧ、約－１６０℃）、液化水素（ＬＨ₂、約－２５０℃）、液化ヘリウム（ＬＨｅ、約－２７０℃）などである。

【0016】

本実施形態では、タンク７に液化水素が貯留される。

【0017】

本実施形態では、液化ガス貯留船３の船体５に２つのタンク７が設置されている。これら２つのタンク７は、船体５の船長方向に並んでいる。ただし、船体５に搭載されるタンク７の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。各タンク７の構成は同一であるので、本明細書では、１つのタンク７のみについて説明する。

【0018】

図示の例に係るタンク７は、船体５とは独立に形成される独立型タンク７である。また、このタンク７は、円筒形状の両端部がドーム状に膨出している俵形状を有している。タンク７の上部は、船体５と一体に設けられたタンクカバー９によって覆われている。なお、タンク７の形状はこの例に限定されず、例えば球形であってもよいし、方形であってもよい。

【0019】

また、本実施形態では、タンク７は、内槽１１および外槽１３を有する二重殻タンク７として構成されている。例えば、内槽１１と外槽１３との間には真空断熱層が形成されている。もっとも、タンク７の構成はこの例に限定されない。例えば、タンク７は、断熱材で覆われた一重殻タンクであってもよい。この場合の断熱材は、例えば、複数の真空断熱パネルで構成されてもよいし、複数の発泡パネルで構成されてもよい。

【0020】

船体５には、各タンク７が設置される凹部１５が形成されており、この凹部１５がタンク７の間で隔壁１７によって２つのセルに分割されている。各セルの底壁１９に、一対のタンク支持部材２１が配置されている。一対のタンク支持部材２１は、タンク７の軸方向に互いに離間する位置でタンク７を支持する。各タンク支持部材２１は底壁１９から突設されている。タンク７は、タンク支持部材２１上に設置されることにより、船体５のセルを形成する各壁から離間した状態で支持されている。本実施形態では、このような構成により、タンク７が船体５に取り付けられている。

【0021】

また、内槽１１と外槽１３との間には、内槽１１を支持する内槽支持部材２３が配置されている。この例では、内槽支持部材２３はタンク支持部材２１の延長上に設けられている。この内槽支持部材２３によって内槽１１と外槽１３とが接続される。内槽支持部材２３および外槽１３を介して内槽１１が船体５に支持されている。なお、内槽支持部材２３は、内槽１１と外槽１３のいずれか一方のみに固定され、他方に接触するように設けられていてもよいし、両方に固定されていてもよい。また、内槽支持部材２３は、タンク支持部材２１の延長上に設けられていなくともよく、タンク支持部材２１から船長方向にずれた位置に設けられてもよい。

【0022】

なお、船体５に対するタンク７の支持態様は、上記で説明した例に限定されず、タンク７および船体５の構造に応じて適宜選択してよい。例えば、タンク７が球形状である場合には、タンク７を船体５に対して支持する円筒状のタンク支持部材２１および内槽１１と外槽１３の間に介装される円筒状の内槽支持部材２３を採用することができる。

【0023】

次に、上記の構成を有する液化ガスタンク７の状態を推定する状態推定システム１およびこのシステムを用いた状態推定方法について説明する。図１に示すように、状態推定システム１は、計測ユニット３１、計算ユニット３３、データ同化ユニット３５および評価ユニット３７を備えている。

【0024】

計測ユニット３１は、液化ガスタンク７の強度等の状態に関する物理量を計測する計測器３９を備えており、計測器３９によって前記物理量を計測する。計測ユニット３１の計測器３９によって計測する、「液化ガスタンク７の強度等の状態」とは、例えば、対象部分の変形（歪み）度合いや累積疲労損傷である。計測ユニット３１が備える計測器３９とは、例えば、歪みの度合いを上記物理量として計測する歪みセンサや、累積疲労損傷の算出に必要なき裂量を上記物理量として計測する疲労センサである。計測器３９はこれらのパラメータのうち一種類のみを計測するセンサであってもよく、複数の種類を計測する複数の種類のセンサであってもよい。

【0025】

本実施形態において、計測器３９は、タンク７から船体５への荷重伝達経路（以下、単に「荷重伝達経路」という。）ＬＰを形成する部分に取り付けられている。より具体的には、この例では、計測器３９は、荷重伝達経路ＬＰを形成する部分であるタンク支持部材２１および内槽支持部材２３に取り付けられている。

【0026】

より具体的には、計測器３９は、例えば、タンク支持部材２１においてはタンク７に接触する部分の近傍および船体５に連結される部分の近傍に取り付けられている。計測器３９は、例えば、内槽支持部材２３においては内槽１１および外槽１３に接触する部分の近傍に取り付けられている。

【0027】

このように、計測器３９を、疲労による強度低下が生じやすい部分である荷重伝達経路ＬＰに取り付けることにより、効率的にタンク７の状態を計測することができる。なお、計測器３９が取り付けられる荷重伝達経路ＬＰを形成する部分は、上記で例示したタンク支持部材２１および内槽支持部材２３上に限定されず、タンク７や船体５におけるこれらの部材２１，２３の近傍も含む。また、計測器３９は、荷重伝達経路ＬＰに代えて、または追加して、他の部分に取り付けてもよい。さらに、タンク７の強度に影響を及ぼし得る部分であれば、船体５側に計測器３９を取付けてもよい。タンク７又は船体５への計測器３９の設置箇所及び設置点数の最適化は、設計段階において後述する設計支援装置５０によって行われる。

【0028】

計算ユニット３３は、タンク７の強度に関する状態を事前解析モデルによって計算する。事前解析モデルは、構造物の状態推定を行う解析モデル情報の一例である。事前解析モデルには、船体５およびタンク７の設計時における材料物性、境界条件、荷重条件等の条件が設定されている。計算ユニット３３は、この事前解析モデルによって、応力、歪みといったタンク７の強度に関する状態を算出する。

【0029】

データ同化ユニット３５は、計測ユニット３１で取得した計測結果を用いたデータ同化によって前記事前解析モデルを更新する。データ同化は、数値モデルの不確定要因を実測値により統計的に修正する手法である。本実施形態では、データ同化ユニット３５は、計算ユニット３３で用いられる数値解析モデルに設定された上述の各種条件やパラメータを、計測ユニット３１で取得した計測結果と比較し、有意差がある場合には計測結果を用いて修正することにより、事前解析モデルを更新する。

【0030】

評価ユニット３７は、計算ユニット３３から出力された計算結果に基づいて前記液化ガスタンク７の状態を評価する。具体的には、評価ユニット３７は、計算ユニット３３から出力された応力や歪みなどの値に基づいて累積疲労損傷の値を計算し、直ちに補修が必要か否か、あるいは補修が必要になるまでの推定期間を評価する。

【0031】

本実施形態では、評価ユニット３７は、構造信頼性解析によって、推定対象物であるタンク７の強度に関する評価を行う。構造信頼性解析では、所定の期間中に対象の構造物が疲労損傷や静的破壊、脆性破壊などを生じる確率を算出する。本実施形態の例では、評価ユニット３７は、構造信頼解析を用いて、上記の想定運航期間中にタンク７に疲労損傷を生じる確率を算出する。構造信頼解析の具体的な手法としては、例えば、一般的に知られている、数値積分法，Monte-Carloシミュレーション法，一次信頼性評価法，二次信頼性評価法，高次積率法，重点サンプリング法，応答面法などを用いることができる。

【0032】

このように構造信頼性解析を用いて評価を行うことにより、タンク７の状態についての評価結果を、補修の必要性等より実用的な情報として出力することが可能になる。もっとも、評価ユニット３７によるタンク７状態の評価は、構造信頼性解析を用いずに、累積疲労損傷の確定値として出力してもよい。

【0033】

状態推定システム１は、さらに、評価ユニット３７による評価結果を適宜の方法で報知する報知ユニット４３を備えてもよい。報知ユニット４３は、例えば、疲労強度低下の程度、所定の短期間内に疲労損傷が発生する確率に応じて、補修をすべき旨の警告や、荒天を回避すべき旨の警告を表示するように構成される。

【0034】

なお、状態推定システム１および状態推定方法が適用されるタンク７は、上記の例に限定されない。例えば、タンク７は方形の独立型タンクであってもよいし、独立型ではなく、船体５と一体的に形成された、いわゆるメンブレン型のタンクであってもよい。また、タンク７に限らず、任意の構造体であってもよい。

【0035】

図２は、本開示の実施形態に係る設計支援装置５０の構成を示す図である。設計支援装置５０は、専用の端末として構成されていてもよいし、汎用のコンピュータを用いて構成されていてもよいし、サーバ装置として構成されていてもよい。また、設計支援装置５０の機能がこれら複数の装置に分散して実装されていてもよい。

【0036】

設計支援装置５０は、情報処理部５１、入力部５２、記憶部５３、及び表示部５４を備えている。

【0037】

入力部５２は、マウス、キーボード、又はタッチパネル等の任意の入力装置を用いて構成されている。

【0038】

表示部５４は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等の任意の表示装置を用いて構成されている。

【0039】

記憶部５３は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、又は半導体メモリ等を用いて構成されている。記憶部５３は、解析モデル情報７１、計画情報７２、及びコスト情報７３を記憶する。但し、コスト情報７３は省略されてもよい。

【0040】

解析モデル情報７１は、構造物の状態推定を行うためのモデルであり、本実施形態ではタンク７の強度に関する状態を推定する上記の事前解析モデルに相当する。

【0041】

計画情報７２は、計測器３９の設置箇所及び設置点数の計画に関する設計情報を含む。計画情報７２には、設置箇所及び設置点数の少なくとも一方が異なる複数の計画情報が含まれる。但し、各設置箇所への設置点数を所定数（例えば「１」）に固定することにより、設置点数の情報は省略されてもよい。

【0042】

コスト情報７３は、計測器３９を設置するために必要な設置コストに関する情報である。コスト情報７３は、物品コストＤＢ（データベース）８１及び施工コストＤＢ８２を含む。物品コストＤＢ８１は、計測器３９の単価に応じた物品コストを示すデータベースであり、物品コストは計測器３９の種類によって異なる。施工コストＤＢ８２は、計測器３９の設置に伴う材料費及び人件費等の施工コストを示すデータベースであり、施工コストは計測器３９の設置箇所によって異なる。

【0043】

情報処理部５１は、ＣＰＵ等のプロセッサを用いて構成されている。情報処理部５１は、コンピュータ読み取り可能なＲＯＭ等の不揮発性記録媒体から読み出したプログラムをプロセッサが実行することによって実現される機能として、取得部６１、算出部６２、及び出力部６３を備えている。換言すれば、上記プログラムは、設計支援装置５０に搭載される情報処理装置としての情報処理部５１を、取得部６１（取得手段）、算出部６２（算出手段）、及び出力部６３（出力手段）として機能させるためのプログラムである。

【0044】

図３は、情報処理部５１が実行する処理の流れを示すフローチャートである。

【0045】

まずステップＳＰ０１において取得部６１は、解析モデル情報７１、計画情報７２、及びコスト情報７３を、記憶部５３から読み出すことによって取得する。

【0046】

次にステップＳＰ０２において算出部６２は、取得部６１が取得した解析モデル情報７１及び計画情報７２に基づいて、計測器３９の設置箇所が解析モデル情報７１の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出する。後述するように、本実施形態の例では当該指標値として経験的可観測性グラミアンの最小固有値を用いるが、この例に限られない。

【0047】

次にステップＳＰ０３において算出部６２は、取得部６１が取得したコスト情報７３及び計画情報７２に基づいて、計画情報７２に応じて計測器３９を設置するために必要なコスト値を算出する。なお、ステップＳＰ０３はステップＳＰ０２より前に実行されてもよいし、ステップＳＰ０２とステップＳＰ０３とが同時に実行されもよい。

【0048】

次にステップＳＰ０４において出力部６３は、算出部６２が算出した上記指標値及び上記コスト値を含む結果情報を生成して出力する。出力部６３が出力した結果情報は、表示部５４に入力される。本実施形態の例では、結果情報は、計画情報７２と指標値とコスト値との対応関係を表示するグラフを含む画面９０の画像データであるが、この例に限られない。ユーザは、表示部５４に表示された画面９０を視認することによって複数の計画情報に対応する複数の結果情報を比較検討でき、例えば最良の結果が得られた計画情報を採用することによって、計測器３９の設置箇所及び設置点数を設計段階で最適化することができる。

【0049】

なお、重み係数を用いた指標値とコスト値との加重和を算出部６２が評価値として算出し、出力部６３が当該評価値を出力することにより、当該評価値に基づいて最適な計画情報を自動選択する構成としてもよい。

【0050】

図４は、結果情報を表す画面９０の一例を簡略化して示す図である。

【0051】

画面９０の左上の領域には、計画情報７２に含まれる複数の計画情報に対応する複数の計測パターンＰ１～Ｐ３が表示されている。この例では、計測パターンＰ１は○印で示す３個の計測器３９を含み、計測パターンＰ２は□印で示す４個の計測器３９を含み、計測パターンＰ３は×印で示す６個の計測器３９を含む。

【0052】

画面９０の左下の領域には、計測器３９の設置箇所に応じた上記寄与度の大きさを色分けして図示したコンター図が表示されている。

【0053】

画面９０の右側領域には、横軸をコスト値とし、縦軸を寄与度の指標値とし、各計測パターンＰ１～Ｐ３の結果をプロットしたグラフが表示されている。原点Ｏを通る直線Ｌは、ユーザによって任意に設定される境界線を示している。ユーザは、直線Ｌよりも上側の領域に結果がプロットされている計画情報（この例では計測パターンＰ１）を採用でき、直線Ｌよりも下側の領域に結果がプロットされている計画情報（この例では計測パターンＰ２，Ｐ３）を採用できない。

【0054】

以下、算出部６２による指標値の算出手法について詳細に説明する。

【0055】

システムの状態方程式は、式（１）及び式（２）によって示される。

【0056】

【数1】

【0057】

【数2】

【0058】

ｘ_ｔは状態ベクトルであり、ある時刻ｔにおける状態（節点変位又は応力など）を表す。

【0059】

ｆ（・）はシミュレーションモデルであり、例えばＦＥＭ（Finite Element Method）を用いた解析モデルである。

【0060】

ｖ_ｔはシステムノイズであり、シミュレーションの不確実性を表すベクトルである。

【0061】

ｙ_ｔは観測ベクトルであり、ｘ_ｔから観測値を取り出したベクトルを表す。

【0062】

Ｈは観測行列であり、ｘ_ｔから観測値を取り出すための行列である。各計画情報における計測器３９の設置箇所は、観測行列Ｈによって与えられる。

【0063】

ｗ_ｔは観測ノイズであり、観測の不確実性を表す。

【0064】

線形システムである場合は、式（１）は式（３）の線形結合で表される。

【0065】

【数3】

【0066】

この場合、式（４）の可観測性グラム行列Ｇ_０が正則であれば状態推定可能と判断でき、可観測性グラム行列Ｇ_０の固有値の大小によって計測点の優劣を評価可能である。式（４）においてτは積分変数を示す。なお、可観測性とは、システムにおいて計測値から状態を推定可能か判断する指標を意味する。

【0067】

【数4】

【0068】

一方、非線形システムである場合は、可観測性グラム行列Ｇ_０の厳密解が求められない。従って、非線形システムである場合は、可観測性グラム行列Ｇ_０に代えて、式（５）で示される経験的可観測性グラム行列Ｇ_０’を用い、例えばその最小固有値を、状態推定精度への寄与度を示す指標値として用いる。なお、指標値としては、経験的可観測性グラム行列Ｇ_０’の最小固有値、最大固有値、トレース、又はこれらの平均値等を用いることができ、ユーザ又はサービス提供者等によって任意に選択できてもよい。

【0069】

【数5】

【0070】

式（５）中のＹ_ｋは、式（６）で与えられる。ｋは時間ステップである。

【0071】

【数6】

【0072】

式（６）中のｎはユーザによって定義された摂動の数を表す。摂動については後述する。

【0073】

式（６）中のΔｙ（ｋ，ｎ）は、式（７）で与えられる。これは、初期値ｘ_０に微小な摂動δｕ_ｎを加えた際の観測ベクトルｙの差分を示す。

【0074】

【数7】

【0075】

式（７）中のρは摂動δｕ_ｎのノルムであり、式（８）で与えられる。

【0076】

【数8】

【0077】

なお、上記の例では算出部６２は関数式を用いて指標値を算出したが、変形例として、機械学習による学習済みモデル又はルックアップテーブル等を用いて指標値を算出する構成としてもよい。

【0078】

以下、摂動δｕ_ｎの求め方の一例について説明する。

【0079】

まず、シミュレーションの状態ベクトルｘ_ｔを列方向に時間発展を取るように並べた式（９）のＳｎａｐｓｈｏｔ行列Ｘに対し、式（１０）の分散共分散行列Ｓを定義する。

【0080】

【数9】

【0081】

【数10】

【0082】

次に、分散共分散行列Ｓの固有値分解（主成分分析）を行い、固有値及び固有ベクトルを求める。計算の簡略化のため、実際は式（１１）の条件で特異値分解し、式（１２）における対角行列Ｄ^２の各値を固有値とし、Ｕの各列を固有ベクトルとする。

【0083】

【数11】

【0084】

【数12】

【0085】

最後に、得られた固有値を大きい順に並べる。用いる固有値の数ｃを任意に決定し、固有値に対応する固有ベクトルを摂動δｕ_ｎ（１＜ｎ＜ｃ）とする。

【0086】

なお、本開示にて開示する情報処理部５１をはじめとする各要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、および／または、それらの組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウエアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウエアである。ハードウエアは、本明細書に開示されているハードウエアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウエアであってもよい。ハードウエアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウエアとソフトウエアの組み合わせであり、ソフトウエアはハードウエアおよび／またはプロセッサの構成に使用される。

【0087】

本実施形態に係る設計支援装置５０によれば、計測器３９の設置箇所がタンク７の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した指標値を含む結果情報を出力することによって、状態推定の精度に応じて計測器３９の設置箇所を最適化することが可能となる。

【0088】

また、計画情報７２が計測器３９の設置点数を含むことにより、状態推定の精度に応じて計測器３９の設置点数を最適化することが可能となる。

【0089】

また、コスト情報７３を用いることにより、計測器３９の設置コストに応じて計測器３９の設置箇所を最適化することが可能となる。

【0090】

また、コスト情報７３が物品コストＤＢ８１及び施工コストＤＢ８２を含むことにより、適切な設置コストを算出することが可能となる。

【0091】

また、結果情報が、計画情報７２と指標値との対応関係を表示するグラフを含む画面９０の画像データであることにより、計画情報７２と指標値との対応関係をユーザに分かりやすく提示することが可能となる。

【0092】

また、構造物が、船舶に設置された液化ガスタンクであることにより、船舶に設置された液化ガスタンクの状態推定を高精度な解析モデルを用いて行うことが可能となる。

【0093】

＜本開示のまとめ＞
以上説明した本開示の実施形態をまとめると、以下のとおりである。

【0094】

本開示の第１の態様に係る情報処理方法は、情報処理装置が、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得し、取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した前記指標値を含む結果情報を出力する。

【0095】

第１態様によれば、計測器の設置箇所が構造物の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した指標値を含む結果情報を出力することによって、状態推定の精度に応じて計測器の設置箇所を最適化することが可能となる。

【0096】

本開示の第２態様に係る情報処理方法は、第１態様において、前記計画情報は、前記計測器の設置点数をさらに含むと良い。

【0097】

第２態様によれば、状態推定の精度に応じてさらに計測器の設置点数を最適化することが可能となる。

【0098】

本開示の第３態様に係る情報処理方法は、第１又は第２態様において、前記計測器を設置するために必要な設置コストに関するコスト情報をさらに取得し、前記コスト情報と前記計画情報とに基づいて、前記計画情報に応じて前記計測器を設置するために必要なコスト値をさらに算出し、前記結果情報は、算出した前記コスト値をさらに含むと良い。

【0099】

第３態様によれば、さらに計測器の設置コストに応じて計測器の設置箇所を最適化することが可能となる。

【0100】

本開示の第４態様に係る情報処理方法は、第３態様において、前記設置コストは、前記計測器の単価に応じた物品コスト、及び、前記設置箇所に応じた施工コストを含むと良い。

【0101】

第４態様によれば、適切な設置コストを算出することが可能となる。

【0102】

本開示の第５態様に係る情報処理方法は、第１～第４態様のいずれか一つにおいて、前記結果情報は、前記計画情報と前記指標値との対応関係を表示するグラフを含むと良い。

【0103】

第５態様によれば、計画情報と指標値との対応関係をユーザに分かりやすく提示することが可能となる。

【0104】

本開示の第６態様に係る情報処理装置は、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得部と、前記取得部が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力部と、
を備える。

【0105】

第６態様によれば、計測器の設置箇所が構造物の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した指標値を含む結果情報を出力することによって、状態推定の精度に応じて計測器の設置箇所を最適化することが可能となる。

【0106】

本開示の第７態様に係るプログラムは、情報処理装置を、構造物の状態推定を行う解析モデル情報と、前記構造物の状態に関する物理量を計測する計測器の設置箇所を含む計画情報とを取得する取得手段と、前記取得手段が取得した前記解析モデル情報と前記計画情報とに基づいて、前記設置箇所が前記状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出する算出手段と、前記算出手段が算出した前記指標値を含む結果情報を出力する出力手段と、として機能させるためのプログラムである。

【0107】

第７態様によれば、計測器の設置箇所が構造物の状態推定の精度に与える寄与度の指標値を算出し、算出した指標値を含む結果情報を出力することによって、状態推定の精度に応じて計測器の設置箇所を最適化することが可能となる。

【符号の説明】

【0108】

５０ 設計支援装置
５１ 情報処理部
６１ 取得部
６２ 算出部
６３ 出力部
７１ 解析モデル情報
７２ 計画情報
７３ コスト情報
８１ 物品コストＤＢ
８２ 施工コストＤＢ
９０ 画面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】