JP6792928B2 - 減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラム - Google Patents

Description

本発明は、減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば発電用ボイラの水冷壁管のように表面に於いて腐食・摩耗によって減肉が進行する部材における減肉量を予測する際に用いて好適な技術に関する。

流動層ボイラの伝熱管の摩耗減肉量を計測する従来の装置として、例えば、開角度（１８０°−２α）なる２辺を有するＶ型治具と、前記開角度を２等分する線上に配設した変位計を備えた測定端子と、Ｖ型治具の前記２辺を伝熱管に対して下方から接触させ、摩耗のない正常な伝熱管と摩耗した伝熱管に対する最短距離の偏差を算出し、算出結果に基づいて摩耗した伝熱管の摩耗減肉量を測定する手段を有するようにしたものがある（特許文献１）。

特開平９−１９６６５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような計測装置を用いて代表点の肉厚を検査して必要最小肉厚と比較して管理を行う場合には、限られた作業時間では検査箇所数が限定されるため（言い換えると、減肉が点として把握されるため）に減肉の進行が顕著な箇所では最大減肉部の見落としによるトラブルが懸念さる。このため、検査・管理手法として効率的であるとは言えないばかりか万全であるとは言い難い。

また、特許文献１に記載の技術では、現状の減肉量を把握することはできるものの、将来の減肉量の推移を把握することはできない。このため、必要最小肉厚を下回ってしまうほどに減肉が仮に進行しても、次回の計測までその事態を発見することはできないという問題がある。

そこで、本発明は、管理対象物の表面に於ける減肉を面として把握した上で管理対象物の表面に於ける減肉量の分布を予測することができる減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムを提供することを目的とする。本発明は、特に、管理対象物の表面形状を計測することによって取得される三次元表面形状データを活用して管理対象物の表面に於ける減肉量の分布を予測することによって管理対象物を面で管理することができる技術を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明の減肉量の予測方法は、管理時点<１>について、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測され、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて当該部材の表面の形状及び裏面の形状が特定され、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状が配置され、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され、位置基準打痕の管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量が特定され、位置基準打痕が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布が算定され、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状が予測されるようにしている。

本発明の減肉量の予測装置は、管理時点<１>について、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状と、管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状を配置する手段と、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状を用いて、位置基準打痕の管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量を特定する手段と、位置基準打痕が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する手段と、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状を予測する手段とを有するようにしている。

本発明の減肉量の予測プログラムは、管理時点<１>について、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状と、管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状を配置する処理と、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に管理対象物の表面に形成された位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状を用いて、位置基準打痕の管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量を特定する処理と、位置基準打痕が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する処理と、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状を予測する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。

したがって、これらの減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムによると、管理対象物の表面形状を対象とした計測が行われた上で当該計測によって取得される三次元表面形状データが用いられて管理対象物の表面に於ける減肉量の分布が算定されると共に当該減肉量の分布が用いられて管理対象物の将来の表面形状が予測される。

また、本発明の減肉量の予測方法は、管理時点<１>について、複数の位置認識用ターゲットとこれら複数の位置認識用ターゲットが取り付けられると共に位置認識用ターゲット同士の間に空隙が形成されているターゲット支持体とを有する位置標定具が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具の位置認識用ターゲットと管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測され、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて当該部材の表面の形状及び裏面の形状が特定され、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状が配置され、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、位置標定具が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具の位置認識用ターゲットと管理対象物の表面に形成された位置基準打痕を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され、位置基準打痕の管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量が特定され、位置基準打痕が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布が算定され、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状が予測されるようにしても良い。

この三次元形状の計測方法によると、複数の位置認識用ターゲットがターゲット支持体に取り付けられている位置標定具が計測対象物の表面へと取り付けられて撮影が行われるようにしているので、三次元形状の計測に用いられるターゲットを個々に取り付けたり取り外したりする手間をかけることなく短時間で計測作業が行われる。

本発明の減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムは、管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であるようにしても良い。この場合には、発電用ボイラの水冷壁管の表面に於ける減肉量の分布の予測について上述の作用が奏される。

本発明の減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムによれば、管理対象物の三次元表面形状データを用いて管理対象物の表面に於ける減肉量の分布を算定すると共に当該減肉量の分布を用いて管理対象物の将来の表面形状を予測することができるので、管理対象物における減肉の状況を面として把握して管理することが可能になり、最大減肉部の見落としを防止し、さらに、例えば必要最小肉厚を下回ってしまうほどの将来の減肉の進行に関する情報を提供して検査・管理手法としての信頼性及び有用性の向上を図ることが可能になる。

本発明の減肉量の予測方法は、位置標定具が利用されて撮影が行われるようにした場合には、三次元形状の計測に用いられるターゲットを個々に取り付けたり取り外したりする手間をかけることなく短時間で計測作業を行うことができ、計測作業を迅速に行うことが可能になる。

本発明の減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムは、管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であるようにした場合には、発電用ボイラの水冷壁管の表面における減肉量の分布の予測について上述の効果を奏することが可能になる。

本発明に係る減肉量の予測方法の実施形態の一例を示すフローチャートであり、予測１回目の場合のフローチャートである。 本発明に係る減肉量の予測方法の実施形態の一例を示すフローチャートであり、予測２回目以降の場合のフローチャートである。 本実施形態の減肉量の予測方法を減肉量の予測プログラムを用いて実施する場合の当該プログラムによって実現される減肉量の予測装置の機能ブロック図である。 本発明に係る減肉量の予測方法の三次元形状の計測において用いられ得る位置標定具の例を示す図で、計測光が照射される面から見た状態の図である。 本発明に係る減肉量の予測方法の三次元形状の計測において用いられ得る位置標定具の他の例を示す図で、計測光が照射される面から見た状態の図である。 本発明に係る三次元形状の計測方法において用いられる位置標定具の更に他の例を示す図で、管理対象物に取り付けられて設置された状態を俯瞰する図である。 本発明に係る三次元形状の計測方法において用いられる位置標定具のまた更に他の例を示す図で、管理対象物に取り付けられて設置された状態を俯瞰する図である。 実施形態の計測表面を構成・形成している部材部材である水冷壁管から選定される解析領域の一例を示す図である。 実施形態の解析領域に係る部材へと与えられる熱流束を説明する図である。 実施形態の腐食速度予測式に関連する各材料温度での腐食領域区分を示す図である。 本発明に係る減肉量の予測方法の三次元形状の計測において利用され得る打痕の例を示す図である。［図１１Ａ］打痕の形状を説明する図である。（ａ）は開口面から見た状態（言い換えると、平面視）の図である。（ｂ）は開口面と垂直の方向における断面図である。［図１１Ｂ］図１１Ａに示す打痕の形成箇所に於いて管理対象物の表面の減肉が進行した状態を示す図である。（ａ）は開口面から見た状態（言い換えると、平面視）の図である。（ｂ）は開口面と垂直の方向における断面図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

図１乃至図１１に、本発明に係る減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムの実施形態の一例を示す。

ここで、本発明が用いられて減肉量の予測が行われる対象物（「管理対象物」という）は、特定のものに限定されるものではなく、例えば、建物等の建築構造物，プラント等の機械構造物，車両等の製品，配管等の構成部材や部品などが挙げられる。

本実施形態では、管理対象物（尚、状態の管理対象であると共に減肉量の予測対象である部材）が発電用ボイラの水冷壁管である場合を例に挙げて説明する。

また、或る管理対象物に関する三次元形状の計測や減肉量の予測は一定の若しくは不定の間隔で行われ、連続番号Ｎ（但し、Ｎ＝１，２，３，…（即ち、自然数））を用いて或る管理対象物の所定の同一箇所・範囲に関して時系列で行われる減肉量の予測の序次としての回を表すものとし、時系列で行われる各予測を「予測Ｎ回目」と表記する。

三次元形状の計測が行われたり減肉量の予測の目標とされたりする時機も、上記減肉量の予測の序次としての回を表す連続番号Ｎ（但し、Ｎ＝１，２，３，…（即ち、自然数））を用いて表すものとし、時系列における各時機を「管理時点<Ｎ>」と表記する。

上記各予測と各時機とは、「管理時点<Ｎ>において行われた計測結果が用いられて実行される管理時点<Ｎ＋１>を目標とする予測」が「予測Ｎ回目」に該当するという関係になる。

本実施形態の減肉量の予測方法は、管理時点<１>について、複数の位置認識用ターゲット２とこれら複数の位置認識用ターゲット２が取り付けられると共に位置認識用ターゲット２同士の間に空隙５が形成されているターゲット支持体３とを有する位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された（Ｓ１−１）状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて（Ｓ１−８）一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され（Ｓ１−９，１−１０）、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測され（Ｓ１−７）、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて当該部材の表面の形状及び裏面の形状が特定され（Ｓ１−１１）、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状が配置され（Ｓ１−１２）、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは２以上）、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された（Ｓ２−１）状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて（Ｓ２−４）一対の受光部で撮影された計測光から位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状が認識され（Ｓ２−５，２−６）、位置基準打痕１０の管理対象物の表面に於ける開口部１３の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける減肉量が特定され（Ｓ２−７）、位置基準打痕１０が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布が算定され（Ｓ２−８）、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状が予測される（Ｓ２−９）ようにしている（図１及び図２参照）。

上記減肉量の予測方法は本発明に係る減肉量の予測装置によって実施され得る。本実施形態の減肉量の予測装置は、管理時点<１>について、複数の位置認識用ターゲット２とこれら複数の位置認識用ターゲット２が取り付けられると共に位置認識用ターゲット２同士の間に空隙５が形成されているターゲット支持体３とを有する位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状と、管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状を配置する手段としてのデータ結合部２１ａと、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは２以上）、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状を用いて、位置基準打痕１０の管理対象物の表面に於ける開口部１３の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける減肉量を特定する手段としての減肉量算定部２１ｄと、位置基準打痕１０が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する手段としての減肉量分布算定部２１ｅと、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状を予測する手段としての形状予測部２１ｆとを有する。

上記減肉量の予測方法及び減肉量の予測装置は、減肉量の予測プログラムがコンピュータ上で実行されることによっても実施・実現され得る。ここでは、減肉量の予測プログラムがコンピュータ上で実行されることによって減肉量の予測方法が実施されると共に減肉量の予測装置が実現される場合を説明する。

本実施形態の減肉量の予測プログラム２７を実行するためのコンピュータ２０（本実施形態では、減肉量の予測装置２０でもある）の全体構成を図３に示す。

このコンピュータ２０（減肉量の予測装置２０）は制御部２１，記憶部２２，入力部２３，表示部２４，及びメモリ２５を備え、これらが相互にバス等の信号回線によって接続されている。

制御部２１は、記憶部２２に記憶されている減肉量の予測プログラム２７に従ってコンピュータ２０全体の制御並びに減肉量の予測に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）である。

記憶部２２は、少なくともデータやプログラムを記憶可能な装置であり、例えばハードディスクである。

入力部２３は、少なくとも作業者の命令や種々の情報を制御部２１に与えるためのインターフェイス（即ち、情報入力の仕組み）であり、例えばキーボードやマウスである。なお、例えばキーボードとマウスとの両方のように複数種類のインターフェイスを入力部２３として有するようにしても良い。

表示部２４は、制御部２１の制御によって文字や図形或いは画像等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。

メモリ２５は、制御部２１が種々の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）である。

そして、コンピュータ２０（以下、「減肉量の予測装置２０」と表記する）の制御部２１には、減肉量の予測プログラム２７が実行されることにより、管理時点<１>について、複数の位置認識用ターゲット２とこれら複数の位置認識用ターゲット２が取り付けられると共に位置認識用ターゲット２同士の間に空隙５が形成されているターゲット支持体３とを有する位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状と、管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、管理対象物の表面を構成する部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測された位置に於いて撮影によって認識された管理対象物の表面の形状から肉厚の分だけ離れた位置に設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面の位置が合わせられることによって設計寸法に基づいて特定された管理対象物の表面を構成する部材の裏面に対して撮影によって認識された管理時点<１>における管理対象物の表面の形状を配置する処理を行うデータ結合部２１ａと、管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは２以上）、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に位置標定具１の位置認識用ターゲット２と管理対象物の表面に形成された位置基準打痕１０を含む管理対象物の表面へと照射された計測光とが一対の受光部で撮影されて一対の受光部で撮影された計測光から認識された位置基準打痕１０の形状及び管理対象物の表面の形状を用いて、位置基準打痕１０の管理対象物の表面に於ける開口部１３の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける減肉量を特定する処理を行う減肉量算定部２１ｄと、位置基準打痕１０が形成された位置に於いて撮影によって認識された管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分だけずらした位置に撮影によって認識された管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状が配置された状態で管理時点<Ｎ−１>における管理対象物の表面の形状と管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する処理を行う減肉量分布算定部２１ｅと、管理時点<Ｎ>における管理対象物の表面の形状から減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における管理対象物の表面の形状を予測する処理を行う形状予測部２１ｆとが構成される。

以下に、まず、本発明において用いられ得る計測手段及び位置標定具を説明する。

《計測手段》
計測手段は、例えば三角測量法を測定原理とし、管理対象物へと向けてレーザ等の計測光を照射すると共に当該計測光が管理対象物の表面で反射した反射光を検出することによって得られるデータを用いて三次元形状を計測する（言い換えると、管理対象物の表面の三次元形状に関するデータを取得する）非接触式の計測器である。

三角測量法は、管理対象物へと向けて照射されたレーザ等の光が反射してレンズを通してＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice の略；電荷結合素子）などに結像されるときの結像位置の情報を基に点群データ（即ち、対象物表面の座標データ）を取得する手法であり、結像位置は対象物までの距離によって異なることを利用して結像位置から対象物までの距離を幾何学的に算出する手法である（例えば、吉澤徹「最新光三次元計測」，朝倉書店，２００６年）。

計測手段は、光照射部と、相互に離間して配設される一対の受光部とを有し、前記一対の受光部がステレオカメラを構築するように構成される。光照射部及び一対の受光部は、例えば、相互に離間して配設される一対の受光部の間に光照射部が配置され、一方の受光部，光照射部，及び他方の受光部の順に一列に並んで配置されることが考えられる。

光照射部は、例えば半導体レーザなどの光源を有し、計測光としてラインレーザなどを出射する。

一対の受光部は、各々が例えばＣＣＤなどの受光素子を有し、撮影を行うことによって同一の被写体に対する（言い換えると、同一の被写体の像を含む）ステレオ画像（「ステレオペア画像」とも呼ばれる）を取得する。

計測手段は、移動しながら動画撮影を行い、管理対象物の表面を複数の方向から撮影した動画を構成する各齣としての複数枚の静止画であって各々が同一の被写体に対する（言い換えると、同一の被写体の像を含む）ステレオ画像になっている画像データを取得する。なお、複数の方向から撮影した画像データが取得されるのであれば、必ずしも動画撮影が行われる必要は無く、静止画の撮影が複数回行われるようにしたり、静止画の連続撮影（「連写」とも呼ばれる）が行われるようにしたりしても良い。

計測手段としては、例えば、管理対象物における、計測の対象とされている表面（「計測表面」と呼ぶ）の全体に対して手で持って動かしながら計測に用いられる光を照射させることができる態様の機器（具体的には例えば、「ハンディスキャナ」，「ハンディ３Ｄスキャナ」，或いは「ハンディ型３Ｄスキャナ」などと呼ばれるタイプの機器）が用いられる。

《位置標定具》
位置標定具１は、複数の位置認識用ターゲット２と、これら位置認識用ターゲット２が取り付けられるターゲット支持体３と、当該ターゲット支持体３を管理対象物の表面へと取り付けるための取付具４とを有するものとして構成され、可搬型で移動可能な器具として形成される。

位置認識用ターゲット２は、光を反射する部分（「反射部」と呼ぶ）を備え、管理対象物と計測手段（延いては、一対の受光部それぞれの受光素子における受光位置／結像位置）との相対的な位置関係を常時特定するために用いられるものであり、計測手段を動かしながら撮影／計測が行われることによって取得される計測データを管理対象物の表面形状に関する一つの点群データとして合成する際の基準点として機能するものである。

位置認識用ターゲット２は、特定の形状や大きさに限定されるものではないものの、不必要に大きいと管理対象物の表面を撮影／計測する際に障害物となるので、位置認識用ターゲット２として必要とされる機能を発揮し得る範囲で小さい方が好ましい。

位置認識用ターゲット２は、各位置認識用ターゲット２を相互に区別し個別に識別して特定するためのＩＤ情報（即ち、位置認識用ターゲット２それぞれに固有の情報）として、位置認識用ターゲット２それぞれに固有の光の反射パターンを有する。

光の反射パターンは、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、反射部の形状，個数，大きさなどが異なることによって相互に区別され得るものとして構成されるようにしたり、複数の反射部の配置・配列の仕方が異なることによって相互に区別され得るものとして構成されるようしたりする。

なお、位置認識用ターゲット２のＩＤ情報としての仕様（言い換えると、仕掛け）は、光の反射パターンに限定されるものではなく、撮像された画像内で（特に、光学的に）認識・検出されて複数の位置認識用ターゲット２を相互に区別し個別に識別して特定するための識別子として機能し得る適当な仕様（仕掛け）が適宜選択され得る。具体的には例えば、反射光の波長が位置認識用ターゲット２のＩＤ情報として利用されるようにしても良い。

位置標定具１に取り付けられている位置認識用ターゲット２それぞれのＩＤ情報としての例えば光の反射パターンや反射光の波長は、後述する画像処理・画像認識において利用可能な態様で予め記録・登録される。

位置認識用ターゲット２は、ターゲット支持体３が管理対象物の表面に取り付けられた状態において反射部を備える面が前記管理対象物とは反対側に向くように、そして管理対象物の表面へと向けて計測手段から出射される光を反射し得るように、ターゲット支持体３へと取り付けられる。

ターゲット支持体３へと取り付けられた状態での、隣り合う位置認識用ターゲット２同士の間隔の寸法は、特定の値に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測手段の仕様や計測作業の態様が考慮されるなどした上で、計測の間中常に複数の位置認識用ターゲット２の像が同時に撮像範囲（言い換えると、撮像される各画像の範囲）に含まれるように調節される。

なお、隣り合う位置認識用ターゲット２同士の間隔は、全ての間隔において寸法が同一である必要は無く、上記のようにして調節されて設定された値を最大の寸法としつつ不揃いであっても構わない。付け加えると、位置認識用ターゲット２は、特定の極りに従って規則正しく配列される必要は無く、最大の寸法を超えない限りにおいて無作為であって構わない。

ターゲット支持体３は、管理対象物の表面の、計測表面に対応する位置（言い換えると、計測表面と重なる位置）に取り付けられ、計測が行われる間中、管理対象物の計測表面に対して位置認識用ターゲット２を位置固定して保持する働きをする。

ターゲット支持体３は、特定の形状や大きさに限定されるものではなく、例えば管理対象物の表面、特に計測表面の形状や大きさなどが考慮されるなどした上で、適当な形状や大きさに形成される。

ターゲット支持体３は、具体的には例えば、あくまで例として挙げると、縦横の辺の長さが１０ ｃｍ 〜２０ ｍ 程度の範囲に設定された矩形（例として図４を参照）や、直径が１０ ｃｍ 〜２０ ｍ 程度の範囲に設定された円形（例として図５を参照）に形成され得る。

ターゲット支持体３は、例えば管理対象物の表面の形状に合わせる（言い換えると、沿わせる）ことが考慮されるなどして、平面的な形態として形成されるようにしても良く、或いは、曲面的／立体的な形態として形成されるようにしても良い。

具体的には例えば、ターゲット支持体３は、管理対象物の周囲全体を取り囲む形態に形成されるようにしても良く（例として図６を参照）、また、管理対象物の側面をＬ字で囲む形態に形成されるようにしても良い（例として図７を参照）。

ターゲット支持体３は、位置認識用ターゲット２を位置固定して保持しつつ、撮影／計測を行うために計測手段から出射される光が管理対象物の計測表面へと照射され得るように、位置認識用ターゲット２同士の間に空隙５が設けられて形成される。

ターゲット支持体３の空隙５は、例えば、ターゲット支持体３が格子状や網状に構成されることによって形成されたり（例として図４を参照）、相互に直径が異なる複数の環状の部材が同心円状に配置された上で一本若しくは複数本の棒状部材によって前記複数の環状の部材が相互に固定されることによってターゲット支持体３が構成されることによって形成されたり（例として図５を参照）する。

ターゲット支持体３の材質は、特定の種類に限定されるものではなく、位置認識用ターゲット２を固定して保持することができる程度の強度を有するものであることが考慮されるなどした上で、適当なものが適宜選択される。

ターゲット支持体３は、管理対象物の表面に取り付けられた状態で、撮影／計測が行われる間中その形状を維持し得るものとして構成される。したがって、ターゲット支持体３自体が剛体として形成されるようにしても良く、或いは、ターゲット支持体３が可撓性を備えるものとして形成された上でターゲット支持体３が取付具４によって管理対象物の表面へと取り付けられた状態でその取り付け状態の形状が維持されるようにしても良い。

ターゲット支持体３は、具体的には例えば、金属，木，樹脂，テグスなどによって形成され得る。

ターゲット支持体３の態様、延いては位置標定具１の態様に関連し、ターゲット支持体３を含む位置標定具１は、管理対象物の表面へと取り付けられる際の形態のまま運搬が行われるようにしても良く、或いは、折り畳まれたり巻き取られたりして運搬が行われるようにしても良い。

ターゲット支持体３は、管理対象物の表面へと、取付具４を介して取り付けられる（言い換えると、据え付けられる，付着させられる，設置される）。

取付具４は、例えば管理対象物の計測表面部分の部材の材料（言い換えると、材質）とターゲット支持体３の材料（材質）とが勘案されて計測表面部分の部材に対してターゲット支持体３を着脱可能に固定し得ることが考慮されるなどした上で、適当な材質で適当な態様に形成される。

取付具４として、具体的には例えば、管理対象物とターゲット支持体３とがどちらも磁性を有する材質である場合には、磁石が用いられるようにしても良い。取付具４として、或いは、両面テープや吸盤が用いられるようにしても良い。

なお、計測表面の全体にわたって欠落の無い表面位置データ（即ち、点群データ）が取得されるようにするため、ターゲット支持体３の大きさと共に取付具４の配設位置が、計測表面の外側に取付具４が配置されるように調節されることが好ましい。

計測表面の全体にわたって欠落の無い表面位置データ（即ち、点群データ）が取得されるようにするため、言い換えると、計測表面の外側に取付具４が配置されるようにするため、取付具４は、ターゲット支持体３の端部に配設されるようにし、ターゲット支持体３の端部よりも内側に入り込んだ位置には配設されないようにすることが好ましい。

位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で撮影／計測が行われると、計測手段と計測表面との間に本来的な計測対象ではない位置標定具１（特に、位置認識用ターゲット２やターゲット支持体３）が存在することになり、計測手段から管理対象物の表面へと向けて照射される光が位置標定具１で反射して計測結果に位置標定具１の像が含まれることになる。

このとき、位置認識用ターゲット２やターゲット支持体３が管理対象物の計測表面に密着したり近接したりするように取り付けられると、計測手段からみて位置認識用ターゲット２やターゲット支持体３の後ろ側（特に、真後ろ）の部分は計測することができず計測表面に関する表面位置データ（即ち、点群データ）を取得することができない。

そこで、位置認識用ターゲット２が取り付けられているターゲット支持体３が管理対象物の表面から離された状態で設置されるようにすることにより、計測表面の全体にわたって欠落の無い表面位置データ（即ち、点群データ）を取得することができるようにする。

具体的には例えば、取付具４が所望の寸法及び形状を有するものとして形成されることにより、管理対象物の表面から離された状態でターゲット支持体３が設置されるようにし、当該ターゲット支持体３と共に位置認識用ターゲット２が管理対象物の表面から離された状態で固定されるようにすることができる。

また、ターゲット支持体３が立体的な形態を有するものとして形成されることにより、管理対象物の計測表面と重なる範囲では、管理対象物の表面から離された状態でターゲット支持体３が位置するようにし、当該ターゲット支持体３と共に位置認識用ターゲット２が管理対象物の表面から離された状態で固定されるようにすることができる。

管理対象物の表面（特に、計測表面）とターゲット支持体３及び位置認識用ターゲット２との間の間隔は、特定の寸法に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測手段の仕様（特に、光照射部及び一対の受光部の仕様・性能）が考慮されるなどした上で、計測手段から出射される光がターゲット支持体３の位置認識用ターゲット２同士の間に形成されている空隙５を通過してターゲット支持体３や位置認識用ターゲット２の後ろ側の計測表面へと斜めに入り込んで撮影／計測が行われ得るように、適当な寸法に適宜設定される。管理対象物の表面（特に、計測表面）とターゲット支持体３との間の間隔は、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、０．１〜２０ ｃｍ 程度の範囲で設定され得る。

また、上述したように位置標定具１が管理対象物の表面へと設置された状態で撮影／計測が行われると計測結果に位置標定具１の像が含まれることになるものの、管理対象物の表面から離された状態でターゲット支持体３及び位置認識用ターゲット２が設置されるようにすることにより、管理対象物の表面から所定の距離だけ離れている表面位置データ（即ち、点群データ）は位置標定具１に該当するものであるとして所定の基準に従って機械的に取り除くことができ、表面形状データの作成の処理を効率的に行うことができるようになる。

《減肉量予測》
例えば上述の計測手段及び位置標定具が用いられるなどして管理対象物の三次元形状の計測が行われ、その上で管理対象物における減肉量の予測が行われる。

本発明に係る減肉量の予測方法の実施の手順は、予測１回目と予測２回目以降とで異なる。

（１）予測１回目
はじめに、予測１回目（即ち、管理時点<１>において行われた計測結果が用いられて実行される管理時点<２>を目標とする予測）についての、減肉量の予測方法の実施の手順、また、減肉量の予測装置における処理の手順を説明する（図１参照）。

まず、位置標定具１が、管理対象物の表面の、計測表面に対応する位置に取り付けられて設置される（Ｓ１−１）。

なお、一連の撮影作業として行う際に、管理対象物の表面に対し、位置標定具１が一つのみ設置されるようにしても良く、或いは、位置標定具１が複数設置されるようにしても良い。

続いて、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、位置認識用ターゲット２が計測手段の一対の受光部（即ち、ステレオカメラ）によって撮像される（Ｓ１−２）。

Ｓ１−２の処理では、計測手段の光照射部からラインレーザなどの形状計測に用いられる計測光が出射される必要は無く、一方で、各位置認識用ターゲット２の反射部が鮮明に反射して各位置認識用ターゲット２からの反射光が計測手段の受光部によって適切に受光されるように照明光（具体的には例えば、ＬＥＤ光）が出射されるようにしても良い。

計測手段による位置認識用ターゲット２の撮影・撮像により、各位置認識用ターゲット２の像を被写体として含み、且つ、各画像に含まれている位置認識用ターゲット２を基準点として重ね合わせて（言い換えると、連ねて，繋げて）合成することができるステレオ画像（ステレオペア画像）の一群が取得される。

そして、取得されたステレオ画像のデータが用いられて、例えば画像処理・画像認識技術によって（特に、光学的に処理されて）位置認識用ターゲット２のＩＤ情報が利用されつつ各画像内に含まれている各位置認識用ターゲット２の像が抽出され個別に識別されて特定されると共に、各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標が特定される、言い換えると、管理対象物の計測表面に対応する空間に、個別に識別されている各位置認識用ターゲット２が基準として用いられる三次元座標系が定義される（尚、原点は任意に定められる）（Ｓ１−３）。ここでの三次元位置座標は、平面位置(ｘ，ｙ)と高さ(ｚ)とからなる直交座標系における位置座標であり、例えば（ｘ，ｙ，ｚ）のように表現される。

なお、ステレオ画像（ステレオペア画像）を用いて三次元位置座標を算定する手法は、特定の計算方法に限定されるものではなく、従来若しくは新規の計算方法の中から適当なものが適宜選択される。具体的は例えば、三角測量法を測定原理として空間演算が行われて各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標が計算されるようにしても良い。本発明の説明における他の処理で行われる空間演算でも、具体的には例えば三角測量法を測定原理とする演算が行われて三次元の位置情報が計算される。

次に、後述するＳ１−７の処理において肉厚が実測される箇所に、肉厚実測箇所を示すためのマーカ（「肉厚実測マーカ」と呼ぶ）が取り付けられる（Ｓ１−４）。

肉厚実測マーカは、撮像された画像内において例えば光学的に抽出され把握され易いものであれば良く、例えば位置認識用ターゲット２と同様のもの（但し、位置標定具１に取り付けられている位置認識用ターゲット２とは別個に更に取り付けられるもの）であっても良い。

肉厚実測マーカは、管理対象物の計測表面に対応させて位置標定具１が設置された状態で、計測手段によって明瞭に撮像され得るように、つまり位置標定具１の後ろ側になって隠れない位置に、管理対象物の計測表面へと貼付などされることによって直接取り付けられる。

肉厚実測マーカの個数（即ち、後述するＳ１−７の処理において肉厚が実測される箇所数）は、特定の個数に限定されるものではなく、一個でも良く、肉厚／減肉量の分布を精度良く求めるためには複数個であることが好ましい。

そして、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置されていると共に肉厚実測マーカが管理対象物の計測表面へと取り付けられた状態で、計測手段により、肉厚実測マーカとその周辺を対象として、光照射部からレーザ光（例えば、ラインレーザ）などの計測光が出射されると共に、照射された前記計測光（の反射光）と位置認識用ターゲット２とが同時に一対の受光部（即ち、ステレオカメラ）で撮像される（Ｓ１−５）。

Ｓ１−３の処理で特定された各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標の情報と、肉厚実測マーカとその周辺を対象とする計測表面上の計測光及び位置認識用ターゲット２の撮影によって取得されたステレオ画像とが用いられて、空間演算が行われて肉厚実測マーカの三次元位置座標が取得される（Ｓ１−６）。

次に、肉厚実測マーカの取り付け位置に於ける肉厚の実測が行われる（Ｓ１−７）。

肉厚は、後述するＳ１−１２の処理において計測結果の表面形状データにおける裏面の位置を特定する際の基準（言い換えると、計測結果の表面形状データと設計形状データとを重ね合わせる際の基準）として用いられるものである。

ここで、管理対象物における、計測表面とは反対側の形状を構成する面（言い換えると、計測表面と対向する面）であって計測表面からみて内側の面（即ち、計測手段による撮影／計測では認識され得ない面）のことを「裏面」と呼ぶ。

肉厚が実測される箇所数（即ち、Ｓ１−４の処理において取り付けられる肉厚実測マーカの個数）は、特定の箇所数に限定されるものではなく、一箇所でも良く、肉厚／減肉量の分布を精度良く求めるためには複数箇所であることが好ましい。

肉厚の実測では、肉厚実測マーカが取り付けられている箇所毎に、肉厚実測マーカが取り外されて当該肉厚実測マーカが取り付けられていた位置に於ける肉厚が実測される。

肉厚を実測する際に用いられる機器や手法は、特定の機器や手法に限定されるものではなく、例えば実測作業の実施可能性や計測精度などが考慮されるなどした上で、接触式若しくは非接触式の計測機器・手法の中から適当なものが適宜選択される。肉厚の実測は、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、超音波厚さ計が用いられて行われるようにしても良い。

そして、本実施形態では、実測の結果得られた肉厚のデータがデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される（図３において符号３１）。

なお、実測結果の肉厚データは、例えば、各種記録媒体に記録・保存されるようにしても良く、或いは、減肉量の予測装置２０とバス等の信号回線によって接続されているデータサーバに記録・保存されるようにしても良い（尚、この取り扱いは、他のデータ３２乃至３４についても同様である）。

次に、肉厚実測マーカは取り外されて位置標定具１のみが管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、計測手段により、光照射部から管理対象物の計測表面へと向けてレーザ光（例えば、ラインレーザ）などの計測光が出射されると共に、計測表面へと照射された前記計測光（の反射光）と位置認識用ターゲット２とが同時に一対の受光部（即ち、ステレオカメラ）で撮像される（Ｓ１−８）。

Ｓ１−３の処理で特定された各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標の情報と、計測表面上の計測光及び位置認識用ターゲット２の撮影によって取得されたステレオ画像とが用いられて、空間演算が行われて管理対象物の計測表面の三次元形状が認識される（具体的には、表面形状に関する三次元の点群データが取得される）（Ｓ１−９）。

次に、取得された点群データが面形式のデータへと変換され、管理対象物の計測表面の三次元形状に相当するメッシュデータが作成される（Ｓ１−１０）。

なお、点群データを面形式のデータへと変換する手法は、特定の変換方法に限定されるものではなく、従来若しくは新規の変換方法の中から適当なものが適宜選択される。具体的は例えば、ドロネー三角形分割を演算原理として変換処理が行われて点群データが面形式のデータへと変換されるようにしても良い。

このＳ１−１０の処理で作成されるメッシュデータのことを「計測結果の表面形状データ」と呼ぶ。

そして、本実施形態では、上述の処理によって作成された管理対象物に関する計測結果の表面形状データがデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される（図３において符号３２）。

次に、設計寸法に基づく三次元形状データの作成が行われる（Ｓ１−１１）。

具体的には、管理対象物の計測表面を構成・形成している部材の、設計寸法に基づいて、三次元形状データ（具体的には例えば、ＣＡＤサーフェースデータ、つまり、パラメトリック曲面で構成され厚さを有しない三次元形状データなど）が作成される。

ここで、上述のＳ１−１０までの処理によって作成される計測結果の表面形状データは、計測手段による撮影／計測において認識され得る面に関する形状データである。そこで、計測手段による撮影／計測において認識され得ない面に関する形状を、設計寸法に基づく三次元形状データを用いて補充・補完する。これにより、計測表面を構成・形成している部材について、計測表面に加えて側面・裏面や内部構造を含む、当該部材の構造そのもの全般を表す三次元構造データが作成される。

なお、計測手段による撮影／計測において認識され得ない面は、主に、例えば表面に於ける腐食や摩耗等による減肉などに伴う変形が考慮される必要が無く形状計測の対象になっていない部分である。

そして、設計寸法に基づく三次元形状データは、管理対象物を構成する部材の供用開始時における形状を表し、腐食や摩耗などによる減肉が生じていない元々の形状を表す。

本実施形態では、上述の処理によって作成された管理対象物の計測表面を構成・形成している部材の設計寸法に基づく三次元形状データ（「設計形状データ」と呼ぶ）がデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される（図３において符号３３）。

次に、Ｓ１−１０の処理で作成された管理対象物に関する計測結果の表面形状データとＳ１−１１の処理で作成された設計形状データとの結合が行われる（Ｓ１−１２）。

すなわち、計測結果の表面形状データと設計形状データとが重ね合わされて、計測結果の表面形状データとして作成されていない部分については設計形状データが適用されることにより、計測結果の表面形状データと設計形状データとが結合されて（言い換えると、組み合わされて）管理対象物の計測表面を構成・形成している部材に関して計測表面に加えて側面・裏面や内部構造を含む当該部材の構造そのもの全般を表す三次元構造データが作成される。

ここで、計測結果の表面形状データは管理対象物の表面の形状に関する情報のみから構成され、設計形状データは管理対象物の表面の形状に関する情報と側面・裏面や内部構造の形状に関する情報とを有するものとして構成される。

したがって、（裏面では腐食等による減肉が生じることがなく形状が変化しないと仮定される場合には、）計測結果の表面形状データについて裏面の位置が特定されれば、当該裏面の位置と設計形状データにおける裏面の位置とを合致させることにより、肉厚方向において計測結果の表面形状データと設計形状データとを正しい位置関係で重ね合わせることができ、計測結果の表面形状データにおける表面形状と設計形状データにおける側面・裏面や内部構造の形状とを結合させることができる。

そこで、Ｓ１−７の処理において実測された肉厚実測マーカの取り付け位置に於ける実際の肉厚が利用されて、計測結果の表面形状データにおける表面の位置から、実測された肉厚の分だけ厚さ方向に離れた位置（言い換えると、ずれた位置）に設計形状データにおける裏面の位置を合わせることにより、計測結果の表面形状データと設計形状データとが正しい位置関係で重ね合わせられる。

ここで、肉厚が実測された位置は肉厚実測マーカの取り付け位置であり、当該位置はＳ１−６の処理において位置座標が取得されている。したがって、Ｓ１−６の処理において取得された位置座標に於いて、計測結果の表面形状データにおける表面の位置から、実測された肉厚の分だけ厚さ方向に離れた位置（言い換えると、ずれた位置）に設計形状データにおける裏面の位置を合わせるようにすることにより、二つの形状データの重ね合わせが正確に行われるようになる。

なお、厚さ方向と垂直な方向（言い換えると、垂直な面）についての位置合わせは、例えば画像内で抽出・把握し易い管理対象物の表面上の特徴的な部分や後述する位置基準打痕の位置が一致させられることによって行われる。

裏面の位置が一致させられた状態で、計測結果の表面形状データにおける表面形状と設計形状データにおける側面・裏面や内部構造の形状（具体的には、計測結果の表面形状データにおける表面形状に相当する部分を除く形状）とが結合される。当該結合によって作り上げられる形状は、管理対象物の（言い換えると、管理対象物の表面を構成する部材の）計測表面に加えて側面・裏面や内部構造を含む当該部材の構造そのもの全般を表す三次元構造である。

また、三次元構造データは、上述の通り、計測結果の表面形状データにおける表面の位置から、実測された肉厚の分だけ厚さ方向に離れた位置に設計形状データにおける裏面の位置が合わせられている。したがって、この状態における計測結果の表面形状データにおける表面と設計形状データにおける裏面との差（言い換えると、間隔）は、計測表面を構成・形成している部材の、管理時点<１>における肉厚の分布である。

本実施形態では、制御部２１のデータ結合部２１ａにより、記憶部２２に保存されている実測結果の肉厚データ３１が読み込まれる。

なお、実測結果の肉厚データは、例えば、各種記録媒体に保存されている場合には当該記録媒体が減肉量の予測装置２０の記録媒体接続用端子（図示していない）へと差し込まれて前記記録媒体から読み込まれるようにしても良く、或いは、減肉量の予測装置２０とバス等の信号回線によって接続されているデータサーバに保存されている場合には前記信号回線を介して前記データサーバから読み込まれるようにしても良い（尚、この取り扱いは、他のデータ３２乃至３４についても同様である）。

制御部２１のデータ結合部２１ａにより、さらに、記憶部２２に保存されている計測結果の表面形状データ３２及び設計形状データ３３が読み込まれる。

そして、データ結合部２１ａにより、読み込まれた実測結果の肉厚データ３１並びに計測結果の表面形状データ３２及び設計形状データ３３が用いられて、計測結果の表面形状データにおける表面の位置から、実測された肉厚の分だけ厚さ方向に離れた位置（言い換えると、ずれた位置）に設計形状データにおける裏面の位置が合わせられた上で、計測結果の表面形状データにおける表面形状と設計形状データにおける側面・裏面や内部構造の形状（具体的には、計測結果の表面形状データにおける表面形状に相当する部分を除く形状）とが結合されて三次元構造データ（具体的には例えば、ＣＡＤソリッドデータ、つまり、パラメトリック曲面で構成され体積を有する三次元形状データなど）が作成される。

作成された三次元構造データは、計測表面を構成・形成している部材に関する三次元構造データに係るデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される（図３において符号３４）。

次に、管理対象物における温度分布が推定される（Ｓ１−１３）。

この処理では、上述のＳ１−１２までの処理によって得られた管理対象物の三次元構造データに基づく形状（構造）が考慮・反映された定常熱伝導解析が行われて管理対象物に関する温度分布の推定が行われる。

具体的には、上述のＳ１−１２までの処理において計測の対象とされた計測表面を構成・形成している部材のうちの解析領域に関する、上述のＳ１−１２の処理において作成された三次元構造データが用いられる。

計測表面を構成・形成している部材から選定される解析領域の一例として、発電用ボイラの水冷壁管一本，軸方向長さ１００ ｍｍ 程度の領域を図８に示す。

続いて、選定された解析領域についての解析メッシュが作成される。解析メッシュは、例えば、管理対象物の温度分布を詳細に推定するためには解析メッシュが計測表面の形状を可能な限り忠実に反映していることが望ましいことや、メッシュサイズを無闇に小さくすると要素数や節点数の増加によって計算時間の増加や解析領域の制限を招くことが考慮されるなどした上で、メッシュサイズが適当な大きさに適宜設定されて作成される。解析メッシュは、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、メッシュサイズが２ ｍｍ 程度に設定されて作成されることが考えられる。

また、解析に用いられる条件として、解析領域に係る部材の熱伝導率，伝熱面における境界条件が設定される。本実施形態のように管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であって石炭焚きボイラが想定される場合には、伝熱面における境界条件として、炉内側熱流束［Ｗ／ｍ²］，管内蒸気温度［℃］，及び管内面熱伝達率［Ｗ／(ｍ²・Ｋ)］が設定される。

また、解析領域に係る部材へと与えられる熱流束については、例えば、炉内側表面では輻射伝熱のみが考慮され、水冷壁に対して鉛直方向に発生する熱流束がモデル化されるために炉内側表面の入射角に応じて熱流束の値が調整されるようにしても良い（図９参照）。また、管内面では対流熱伝達による伝熱がモデル化され、炉外側表面は断熱面とされるようにしても良い。

解析に用いられる条件は、管理対象物や解析手法に応じて必要とされる項目が、例えば、減肉量の予測プログラム２７内に予め規定されたり、データファイル等として記憶部２２に記録・保存されて必要に応じて読み込まれたりする。

本実施形態では、制御部２１の温度分布推定部２１ｂにより、記憶部２２に保存されている三次元構造データ３４が読み込まれる。

そして、温度分布推定部２１ｂにより、三次元構造データ３４が用いられて解析領域についての解析メッシュが作成されると共に定常熱伝導解析が行われて管理対象物に関する温度分布が推定される。

推定された温度分布は、管理対象物に関する温度分布の推定結果としてメモリ２５に記憶させられる。

次に、管理対象物における腐食減肉量が予測される（Ｓ１−１４）。

この処理では、Ｓ１−１３の処理において推定された管理対象物に関する温度分布の推定結果が用いられて、腐食に伴う減肉量が予測される。

腐食に伴う減肉量の予測には、例えば、腐食速度予測式（南島晋・森永雅彦：「還元性硫化腐食雰囲気における微粉炭火力ボイラ蒸発管材の腐食速度予測手法の提案―静止場ガス腐食雰囲気における腐食速度予測式―」，電力中央研究所報告 Ｑ１００１９，２０１１年）が用いられ得る。

上記の文献では、水冷壁管の還元性硫化腐食に対し、ボイラ内雰囲気のガス種から算出される見かけの酸素分圧と見かけの硫黄分圧との組み合わせによる分類で整理することで皮膜構造の異なる三つの領域（具体的には、Ｉ：硫化物生成が主体の領域，III：酸化物生成が主体の領域，及びII：ＩとIIIとの間の遷移領域）に分けることができることを明らかにした上で、以下の数式１に示す腐食速度予測式を用いて腐食に伴う減肉量を予測するようにしている。

（数１） δ(ｔ，Ｔ) ＝ ｋ・ｔⁿ ＝ Ａ・exp(−Ｅ_a／ＲＴ)・ｔⁿ

数式１における各記号の意味は以下の通りである。
δ：推定減肉量［ｍｍ］
ｋ：腐食速度定数［ｍｍ／ｈⁿ］
Ａ：図１０のＰ_O2−Ｐ_S2相関図内の腐食領域毎に定まる定数［ｍｍ／ｈⁿ］
Ｅ_a：図１０のＰ_O2−Ｐ_S2相関図内の腐食領域毎に定まる見かけの活性化エネルギー［Ｊ／ｍｏｌ］
Ｒ：気体定数（＝８．３１［Ｊ／(ｍｏｌ・Ｋ)］）
Ｔ：材料温度［Ｋ］
ｔ：腐食時間［ｈ］
ｎ：図１０のＰ_O2−Ｐ_S2相関図内の腐食領域毎に定まる腐食速度則を示す指数

数式１によると、腐食に伴う減肉量δは、温度Ｔと時間ｔとに依存する。したがって、Ｓ１−１３の処理において推定された管理対象物（即ち、水冷壁管）に関する温度分布の推定結果、及び、管理時点<１>から管理時点<２>までの間について予想される運転時間を数式１に適用することによって腐食減肉量が予測される。

ここで予測される減肉量は、管理時点<１>から管理時点<２>までの間において計測表面に於いて生じる減肉量の予測値である。したがって、Ｓ１−１２の処理で作成される三次元構造データから把握される管理時点<１>における肉厚の分布から前記減肉量が差し引かれたものは、計測表面を構成・形成している部材の、管理時点<２>における予測としての肉厚の分布である。

本実施形態では、制御部２１の減肉量予測部２１ｃにより、Ｓ１−１３の処理においてメモリ２５に記憶された管理対象物に関する温度分布の推定結果が読み込まれ、数式１が用いられて推定減肉量δが算定される。

そして、算定された推定減肉量δの値や肉厚の分布は、予測１回目の結果として、必要に応じ、データファイル等として記憶部２２に保存されたり、表示部２４に表示されたりする。

なお、数式１が用いて行われる予測１回目の減肉量の予測結果は、腐食による減肉量が対象であり、摩耗による減肉量は考慮されていない。

（２）予測２回目以降
次に、予測２回目以降（即ち、管理時点<２>以降において行われた計測結果が用いられて実行される管理時点<３>以降を目標とする予測）についての、減肉量の予測方法の実施の手順、また、減肉量の予測装置における処理の手順を説明する（図２参照）。

《位置基準打痕》
予測２回目以降では、管理対象物の表面のうちの所定の計測表面（言い換えると、同一の範囲，同一の箇所）について計測を行うとき、前後の計測の合間に位置標定具１を一旦取り外す必要がある場合は、特定の箇所が時系列でどのように変化したかを把握するために、時点が異なる計測データ同士を正確に位置合わせした上で比較することが必要とされる。

このため、位置合わせをする際の基準点として利用するため、図１１に示すように、凹部として最深の一点（言い換えると、頂点；図１１において符号１１）を有すると共に当該最深の頂点１１から管理対象物の表面９へと連なる傾斜面１２を有する形状の、すなわち開口部１３及び傾斜面１２と最深の頂点１１とを有する形状（「錐体状」と呼ぶ）の打痕（「位置基準打痕１０」と呼ぶ）が形成される。

位置基準打痕１０は、特定の寸法に限定されるものではなく、例えば計測に用いられる計測手段の測定精度や複数の表面形状データにおける位置合わせ（言い換えると、複数の表面形状データの位置を合わせた上での重ね合わせ）の処理における便宜が考慮されるなどした上で、適当な寸法に適宜設定される。位置基準打痕１０は、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、最小寸法及び最大寸法が１〜１０ ｍｍ 程度の範囲に設定されて形成され得る。

位置基準打痕１０は、管理対象物の所定の計測表面に対応させて位置標定具１が取り付けられて設置されて行われる撮影／計測において、その像が撮像範囲／計測範囲に含まれるようにする。

そして、位置標定具１が一旦取り外された上で所定の期間が経過して上記所定の計測表面についての計測があらためて行われる際には、上記所定の計測表面に対応させて位置標定具１があらためて取り付けられて設置されて撮影／計測が行われる。

この際、位置標定具１は、上記所定の計測表面を対象として既に行われた計測の際に位置標定具１が取り付けられた位置と同じ位置に取り付けられる必要は無く、更に言えば既に行われた計測の際に用いられた位置標定具１と同一の位置標定具１である必要は無いものの、上記所定の計測表面に対応づけられている位置基準打痕１０の像が撮像範囲／計測範囲に含まれるように取り付けられて設置される。

管理対象物の表面９に錐体状の位置基準打痕１０が形成されると共に当該位置基準打痕１０が表面形状と一緒に撮影／計測されて撮像された画像内で認識・検出されることにより、錐体状の凹部における最深の頂点１１が位置の基準として用いられて、例えば時点が異なる計測結果の表面形状データ同士の位置合わせが正確に行われて表面形状データ同士の比較が適切に行われるようになる。

管理対象物の表面９に錐体状の位置基準打痕１０が形成されると共に当該位置基準打痕１０が表面形状と一緒に撮影／計測されて撮像された画像内で認識・検出されることにより、さらに、当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける管理対象物の表面９の腐食や摩耗などによる減肉の状況が把握され得るようになる。

具体的には、例えば位置基準打痕１０が形成される際に用いられた器具の形状や実際に形成された位置基準打痕１０の計測結果などに基づいて、位置基準打痕１０の、管理対象物の表面９に於ける開口部１３の（言い換えると、平面視における，開口面視における）所定箇所の寸法Ｌや面積Ｓと管理対象物の表面９から位置基準打痕１０の最深の頂点１１までの寸法Ｄとの間の関係が特定される。

そして、計測された位置基準打痕１０'の、管理対象物の表面９に於ける開口部１３'の所定箇所の寸法Ｌmや面積Ｓmに対応する管理対象物の表面９から位置基準打痕１０'の最深の頂点１１までの寸法Ｄmが算定されることにより、寸法Ｄと寸法Ｄmとの差分ｄが管理対象物の表面９における腐食や摩耗などによる減肉量として求められる。

図１１に示す例では所定箇所の寸法Ｌ，Ｌmとして開口部１３，１３'の四角形の辺の長さが用いられるようにしているが、上記所定箇所の寸法として他の箇所の寸法が用いられるようにしても良い。上記所定箇所の寸法として、具体的には例えば、対角線の長さが用いられるようにしても良く、或いは、各角から最深の頂点１１までの寸法が用いられるようにしても良い。

また、図１１に示す例では開口部１３，１３'の形状が四角形であるようにしているが、開口部の形状は他の形状であっても良い。開口部の形状は、具体的には例えば、三角形や五角以上の多角形でも良く（即ち、位置基準打痕が三角錐や多角錐の形状に相当する凹部として形成される）、或いは、円形でも良い（即ち、位置基準打痕が円錐の形状に相当する凹部として形成される）。なお、開口部の形状が、種々の多角形である場合には上記所定箇所の寸法として辺の長さや各角から最深の頂点までの寸法が用いられるようにしたり、円形である場合には上記所定箇所の寸法として直径が用いられるようにしたりすることが考えられる。

管理対象物の表面９に形成される位置基準打痕１０の個数は、特定の個数に限定されるものではなく、管理対象物の所定の計測表面を対象として位置標定具１が設置されて行われる撮影／計測作業によって取得される、取得時点が異なる複数の表面形状データの位置合わせをするのに適当な個数に適宜設定される。

具体的には例えば、管理対象物の表面９上に経年によっては変化せず且つ画像内で抽出・把握し易い特徴的な部分がある場合には、位置基準打痕１０が一個形成された上で、当該位置基準打痕１０の位置が一致させられると共に当該位置基準打痕１０の位置を回転中心として前記特徴的な部分が重ね合わせられて複数の表面形状データの位置合わせが行われるようにしても良い。あるいは、位置基準打痕１０が複数個形成された上で、これら複数の位置基準打痕１０の位置がそれぞれ一致させられて複数の表面形状データの位置合わせが行われるようにしても良い。

《予測２回目以降の減肉量予測》
予測１回目において、或る計測表面について計測結果の表面形状データと設計形状データとを初めて重ね合わせる際には、計測結果の表面形状データについて裏面の位置を特定するために肉厚の実測が必要とされる。

一方で、予測２回目以降における、上記或る計測表面についての、計測結果の表面形状データと設計形状データとの重ね合わせの際には、上述の錐体状の位置基準打痕１０が形成されると共にその形状が計測されることにより、肉厚の実測は不要になる。

具体的には、計測表面に対応させて管理対象物の表面９に位置基準打痕１０が形成される。このとき、位置基準打痕１０は、管理対象物の表面９に於ける開口部１３の（言い換えると、平面視における，開口面視における）所定箇所の寸法Ｌや面積Ｓと管理対象物の表面９から位置基準打痕１０の最深の頂点１１までの寸法Ｄとの間の関係が特定され得るものとして形成される（例としての図１１を参照）。

その上で、予測１回目に関する処理について、上述のＳ１−１乃至Ｓ１−７の処理が上述の通りに行われ、続く管理対象物の計測表面へと照射された計測光（の反射光）と位置認識用ターゲット２とが同時に撮像される処理（Ｓ１−８）において撮像範囲に位置基準打痕１０が含められ、そして、計測表面に加えて位置基準打痕１０の形状を含む管理対象物の表面９の三次元形状が認識されて点群データが取得される（Ｓ１−９）と共に計測表面に加えて位置基準打痕１０の形状を含む管理対象物の表面９の三次元形状に相当するメッシュデータが作成される（Ｓ１−１０）。そして、管理時点<１>に関する計測結果の表面形状データ３２がデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される。また、Ｓ１−１１乃至Ｓ１−１４の処理が上述の通りに行われる。そして、管理時点<１>に関する三次元構造データ３４がデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される。

そして、予測２回目以降については、上述のＳ１−１乃至Ｓ１−３の処理と同様に、位置標定具１が、管理対象物の表面の、計測表面に対応する位置に取り付けられて設置され（Ｓ２−１）、位置標定具１が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、位置認識用ターゲット２が計測手段の一対の受光部（即ち、ステレオカメラ）によって撮像され（Ｓ２−２）、各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標が特定される（Ｓ２−３）。

続いて、上述のＳ１−８の処理と同様に管理対象物の計測表面へと照射された計測光（の反射光）と位置認識用ターゲット２とが同時に撮像される際に撮像範囲に位置基準打痕１０が含められ（Ｓ２−４）、上述のＳ１−９の処理と同様に管理対象物の表面９の三次元形状が認識されて点群データが取得される際に計測表面に加えて位置基準打痕１０の形状が含められ（Ｓ２−５）、上述のＳ１−１０の処理と同様に管理対象物の表面９の三次元形状に相当するメッシュデータが作成される際に計測表面に加えて位置基準打痕１０の形状が含められる（Ｓ２−６）。そして、管理時点<Ｎ>に関する計測結果の表面形状データ３２がデータファイル等として記憶部２２に記録・保存される（但し、Ｎ＝２，３，４，…）。

そして、位置基準打痕１０の、管理対象物の表面９に於ける開口部１３の形状（具体的には、寸法Ｌや面積Ｓ）の変化に基づいて当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける減肉量が特定される（Ｓ２−７）。

具体的には、位置基準打痕１０について特定された、管理対象物の表面９に於ける開口部１３の（言い換えると、平面視における，開口面視における）所定箇所の寸法Ｌや面積Ｓと管理対象物の表面９から位置基準打痕１０の最深の頂点１１までの寸法Ｄとの間の関係が用いられて、計測された位置基準打痕１０'の、管理対象物の表面９に於ける開口部１３'の（言い換えると、平面視における，開口面視における）所定箇所の寸法Ｌmや面積Ｓmに対応する管理対象物の表面９から位置基準打痕１０'の最深の頂点１１までの寸法Ｄmが算定される。

そして、管理時点<Ｎ−１>における寸法Ｄ若しくはＤmと管理時点<Ｎ>における寸法Ｄmとの差分が求められる（但し、Ｎ＝２，３，４，…）。この差分は、位置基準打痕１０の形成位置に於ける減肉量である。

本実施形態では、制御部２１の減肉量算定部２１ｄにより、記憶部２２に保存されている管理時点<Ｎ−１>に関する計測結果の表面形状データ３２と管理時点<Ｎ>に関する計測結果の表面形状データ３２とが読み込まれ、位置基準打痕１０，１０'の開口部１３，１３'の形状に基づいて最深の頂点１１までの寸法Ｄ，Ｄmが求められて位置基準打痕１０の形成位置に於ける減肉量が算定される。

算定された減肉量は、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの間において位置基準打痕１０の形成位置に於いて生じた減肉量の値としてメモリ２５に記憶させられる。

次に、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの減肉量Δｗの分布が算定される（Ｓ２−８）。

この処理では、管理時点<Ｎ−１>の計測結果の表面形状データと管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データとの差分が算定され、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの間において生じた減肉の量Δｗの分布が求められる。

ここで、Ｓ２−７の処理において位置基準打痕１０の形成位置に於ける減肉量が算定されているところ、管理時点<Ｎ−１>の計測結果の表面形状データに対して管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データを、位置基準打痕１０の形成位置に於いて前記減肉量の分だけ厚さ方向にずらした状態が、管理時点<Ｎ−１>の表面形状データに対する管理時点<Ｎ>の表面形状データの位置である。

つまり、位置基準打痕１０は、錐体状の凹部として形成されることにより、特に最深の頂点１１が利用されて平面視（言い換えると、開口面視）における位置決めの基準として機能すると共に、開口部１３に纏わる寸法Ｌや面積Ｓと最深の頂点１１までの寸法Ｄとの間の関係が利用されて深さ方向（即ち、開口面と垂直の方向，肉厚方向）における位置決めの基準として機能する。

そして、管理時点<Ｎ−１>の計測結果の表面形状データに対して管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データを、位置基準打痕１０の形成位置に於いて前記減肉量の分だけ厚さ方向にずらした状態での、管理時点<Ｎ−１>の表面形状データと管理時点<Ｎ>の表面形状データとの差分が算定されることにより、管理対象物の表面９における減肉量Δｗの分布が求められる。

本実施形態では、制御部２１の減肉量分布算定部２１ｅにより、記憶部２２に保存されている管理時点<Ｎ−１>の計測結果の表面形状データ３２と管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データ３２とが読み込まれると共にＳ２−７の処理においてメモリ２５に記憶された位置基準打痕１０の形成位置に於ける減肉量の値が読み込まれ、管理時点<Ｎ−１>の表面形状データに対して管理時点<Ｎ>の表面形状データを、位置基準打痕１０の形成位置に於いて前記減肉量の分だけ厚さ方向にずらした状態で、管理時点<Ｎ−１>の表面形状データと管理時点<Ｎ>の表面形状データとの差分が算定される。

算定された差分は、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの間において生じた減肉の量Δｗの分布としてメモリ２５に記憶させられる。

次に、管理時点<Ｎ＋１>における表面形状が予測される（Ｓ２−９）。

この処理では、管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データからＳ２−８の処理で算定された減肉量Δｗの分布が差し引かれ、管理時点<Ｎ＋１>における予測としての表面形状データが算定される。

ここで、予測１回目のＳ１−１２の処理において、設計形状データにおける裏面に対して正しい位置関係で管理時点<１>の計測結果の表面形状データにおける表面が配置される。また、予測Ｎ回目のＳ２−８の処理において、管理時点<Ｎ−１>の計測結果の表面形状データに対する管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データの位置関係が把握される（但し、Ｎ＝２，３，４，…）。したがって、Ｓ２−８の処理の結果として設計形状データにおける裏面に対して管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データにおける表面が配置され、これにより、計測表面を構成・形成している部材の、管理時点<Ｎ>における肉厚の分布が把握される。

そして、上記のように把握される管理時点<Ｎ>における肉厚の分布から、Ｓ２−８の処理で算定された減肉量Δｗの分布が差し引かれたものが、管理時点<Ｎ＋１>における予測としての肉厚の分布である。管理時点<Ｎ＋１>は、表面形状の予測の目標時点であり、任意に設定される。

ここで、Ｓ２−８の処理においてメモリ２５に記憶された減肉量Δｗの分布は、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの運転時間（実績）に対応して生じた減肉の量の分布である。このため、必要に応じ、Ｓ２−８の処理において得られた減肉量Δｗの分布は、管理時点<Ｎ>から管理時点<Ｎ＋１>までの予想される運転時間に比例した減肉の量の分布に調整される。

そして、管理時点<Ｎ>の計測結果の表面形状データから上記予想される運転時間に合わせて必要に応じて調整された減肉の量の分布が差し引かれることにより、管理時点<Ｎ＋１>における予測としての表面形状データや肉厚の分布が計算される。

本実施形態では、制御部２１の形状予測部２１ｆにより、記憶部２２に保存されている管理時点<１>に関する三次元構造データ３４が読み込まれると共に、管理時点<２>から当該の管理時点<Ｎ>までに関連する計測結果の表面形状データ３２や位置基準打痕１０の形成位置に於ける減肉量の値が記憶部２２やメモリ２５から読み込まれ、さらに、Ｓ２−８の処理においてメモリ２５に記憶された管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの間における減肉の量Δｗの分布が読み込まれる。

そして、形状予測部２１ｆにより、管理時点<Ｎ>における三次元構造データが計算されると共に、当該管理時点<Ｎ>における三次元構造データの表面形状から上記予想される運転時間に合わせて必要に応じて調整された減肉の量の分布が差し引かれて管理時点<Ｎ＋１>における予測としての表面形状データや肉厚の分布が計算される。

そして、計算された表面形状データや肉厚の分布は、管理時点<Ｎ＋１>における表面形状データや肉厚の分布データとして、必要に応じ、データファイル等として記憶部２２に保存されたり、表示部２４に表示されたりする。

そして、制御部２１は、当該の管理対象物の計測表面についての管理時点<Ｎ>に関する処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上のように構成された減肉量の予測方法、予測装置、及び予測プログラムによれば、管理対象物の表面形状を対象とした計測が行われた上で当該計測によって取得される三次元表面形状データを用いて管理対象物の表面に於ける減肉量の分布を算定すると共に当該減肉量の分布を用いて管理対象物の将来の表面形状を予測することができる。このため、管理対象物における減肉の状況を面として把握して管理することが可能になり、最大減肉部の見落としを防止し、さらに、例えば必要最小肉厚を下回ってしまうほどの将来の減肉の進行に関する情報を提供して検査・管理手法としての信頼性及び有用性の向上を図ることが可能になる。

なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。

例えば、上述の実施形態では管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管である場合を例に挙げて説明したが、本発明における管理対象物は特定のものに限定されるものではなく、例えば建物等の建築構造物，プラント等の機械構造物，車両等の製品，配管等の構成部材や部品などを管理対象物としても本発明は適用され得る。

また、上述の実施形態では位置認識用ターゲット２が撮像される処理（Ｓ１−２，Ｓ２−２）及び各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標が特定される処理（Ｓ１−３，Ｓ２−３）が独立した処理として行われるようにしているが、これらの処理が独立した処理として行われることは本発明において必須の構成ではない。例えば、計測手段として各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標の取得と肉厚実測マーカの三次元位置座標の取得や管理対象物の計測表面の三次元形状の認識とを同時に行うものが用いられる場合には、位置認識用ターゲット２の撮像や各位置認識用ターゲット２の三次元位置座標の特定が独立した処理である必要は無く、上述の実施形態におけるＳ１−２及びＳ１−３の処理並びにＳ２−２及びＳ２−３の処理が独立した処理として行われなくても良い。つまり、上述のＳ１−２及びＳ１−３の処理がＳ１−５及びＳ１−６の処理やＳ１−８及びＳ１−９の処理と同時／一緒に行われるようにしたり、上述のＳ２−２及びＳ２−３の処理がＳ２−４及びＳ２−５の処理と同時／一緒に行われるようにしたりしても良い。

また、上述の実施形態では位置認識用ターゲット２のそれぞれがＩＤ情報を有するようにしているが、位置認識用ターゲット２がＩＤ情報を有することは本発明において必須の構成ではない。具体的には例えば、計測手段が撮像した各位置認識用ターゲット２を追跡しつつ相互の位置関係によって位置認識用ターゲット２のそれぞれを相互に区別して個別に識別する機能を備えている場合には、位置認識用ターゲット２のそれぞれがＩＤ情報を有していなくても良い。

さらに言えば、上述の実施形態では複数の位置認識用ターゲット２とターゲット支持体３とを有する位置標定具１が利用されるようにしているが、位置認識用ターゲット２やターゲット支持体３（延いては、位置標定具１）が利用されることは本発明において必須の構成ではない（即ち、上述のＳ１−１，Ｓ１−２，及びＳ１−３の処理並びにＳ２−１，Ｓ２−２，及びＳ２−３の処理は本発明において必須の処理ではない）。例えば、計測対象物との相互の位置関係が固定されて計測を行って形状を認識する計測手段や、任意／所定の原点座標を有する三次元直交座標系を計測手段自体が適宜設定して計測を行うと共に形状を認識する計測手段が用いられる場合には、位置認識用ターゲット２が利用されること無く計測対象物の表面の形状が認識され得る。

また、上述の実施形態では肉厚実測箇所を示すためのマーカ（即ち、肉厚実測マーカ）が利用されるようにしているが、肉厚実測マーカが利用されることは本発明において必須の構成ではない（即ち、上述のＳ１−４，Ｓ１−５，及びＳ１−６の処理は本発明において必須の処理ではない）。例えば、計測対象部の計測表面における或る一点若しくは複数点に於いて計測表面を構成する部材の肉厚が実測され、当該肉厚が実測された位置座標に於いて、計測結果の表面形状データにおける表面の位置から、実測された肉厚の分だけ厚さ方向に離れた位置（言い換えると、ずれた位置）に設計形状データにおける裏面の位置を合わせることにより、二つの形状データの重ね合わせが行われるようにしても良い。なお、この場合には、例えば、管理対象物の表面上の、画像内で抽出・把握し易い特徴的な箇所に於いて肉厚が実測されて当該特徴的な箇所の位置座標が特定されるようにすることが考えられる。

また、上述の実施形態ではＳ１−１３の処理において定常熱伝導解析が行われて管理対象物に関する温度分布の推定が行われるようにしているが、管理対象物の温度分布を推定する手法は定常熱伝導解析に限定されるものではなく、他の手法が用いられるようにしても良い。

また、上述の実施形態ではＳ１−１４の処理において管理対象物に関する温度分布の推定結果と共に腐食速度予測式（南島晋・森永雅彦：「還元性硫化腐食雰囲気における微粉炭火力ボイラ蒸発管材の腐食速度予測手法の提案―静止場ガス腐食雰囲気における腐食速度予測式―」，電力中央研究所報告 Ｑ１００１９，２０１１年）が用いられて管理対象物の腐食に伴う減肉量の予測が行われるようにしているが、管理対象物の減肉量を予測する手法は前記腐食速度予測式に限定されるものではなく、他の手法が用いられるようにしても良い。

さらに言えば、上述の実施形態におけるＳ１−１３及びＳ１−１４の処理は本発明において必須の処理ではなく、これらの処理が行われること無く管理時点<１>に纏わる処理が終了するようにしても良い。この場合でも、管理時点<２>以降において、管理対象物の表面９に於ける位置基準打痕１０の開口部１３の形状の変化に基づいて当該位置基準打痕１０の形成箇所に於ける減肉量の特定（Ｓ２−７）は可能であり、そして、管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの減肉量Δｗの分布の算定（Ｓ２−８）及び管理時点<Ｎ＋１>における表面形状の予測（Ｓ２−９）も可能である。

１ 位置標定具
２ 位置認識用ターゲット
３ ターゲット支持体
４ 取付具
５ 空隙
９ 管理対象物の表面
１０ 位置基準打痕
１０' 位置基準打痕（減肉発生時）
１１ 最深の頂点
１２ 傾斜面
１３ 開口部
１３' 開口部（減肉発生時）
２０ 減肉量の予測装置
２１ 制御部
２１ａ データ結合部
２１ｂ 温度分布推定部
２１ｃ 減肉量予測部
２１ｄ 減肉量算定部
２１ｅ 減肉量分布算定部
２１ｆ 形状予測部
２７ 減肉量の予測プログラム

Claims (7)

1. 管理時点<１>について、
   管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状が認識され、
   前記管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測され、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の設計寸法に基づいて当該部材の表面の形状及び裏面の形状が特定され、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記肉厚が実測された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理対象物の前記表面の形状から前記肉厚の分だけ離れた位置に前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面の位置が合わせられることによって前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面に対して前記撮影によって認識された管理時点<１>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置され、
   管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、
   前記管理対象物の表面へと向けて前記光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された前記位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが前記一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状が認識され、
   前記位置基準打痕の前記管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量が特定され、
   前記位置基準打痕が形成された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分だけずらした位置に前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置された状態で前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状と前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布が算定され、
   前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における前記管理対象物の前記表面の形状が予測される
   ことを特徴とする減肉量の予測方法。
2. 管理時点<１>について、
   複数の位置認識用ターゲットとこれら複数の位置認識用ターゲットが取り付けられると共に前記位置認識用ターゲット同士の間に空隙が形成されているターゲット支持体とを有する位置標定具が管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、前記管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に前記位置標定具の前記位置認識用ターゲットと前記管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状が認識され、
   前記管理対象物の表面を構成する部材の肉厚が実測され、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の設計寸法に基づいて当該部材の表面の形状及び裏面の形状が特定され、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記肉厚が実測された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理対象物の前記表面の形状から前記肉厚の分だけ離れた位置に前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面の位置が合わせられることによって前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面に対して前記撮影によって認識された管理時点<１>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置され、
   管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、
   前記位置標定具が前記管理対象物の表面へと取り付けられて設置された状態で、前記管理対象物の表面へと向けて前記光照射部から計測光が出射すると共に前記位置標定具の前記位置認識用ターゲットと前記管理対象物の表面に形成された前記位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが前記一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状が認識され、
   前記位置基準打痕の前記管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量が特定され、
   前記位置基準打痕が形成された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分だけずらした位置に前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置された状態で前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状と前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布が算定され、
   前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における前記管理対象物の前記表面の形状が予測される
   ことを特徴とする減肉量の予測方法。
3. 前記管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であることを特徴とする請求項１または２記載の減肉量の予測方法。
4. 管理時点<１>について、
   管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から認識された前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状と、
   前記管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記肉厚が実測された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理対象物の前記表面の形状から前記肉厚の分だけ離れた位置に前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面の位置が合わせられることによって前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面に対して前記撮影によって認識された管理時点<１>における前記管理対象物の前記表面の形状を配置する手段と、
   管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、
   前記管理対象物の表面へと向けて前記光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された前記位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが前記一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から認識された前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状を用いて、
   前記位置基準打痕の前記管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量を特定する手段と、
   前記位置基準打痕が形成された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分だけずらした位置に前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置された状態で前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状と前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する手段と、
   前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における前記管理対象物の前記表面の形状を予測する手段と
   を有することを特徴とする減肉量の予測装置。
5. 前記管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であることを特徴とする請求項４記載の減肉量の予測装置。
6. 管理時点<１>について、
   管理対象物の表面へと向けて光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された錐体状の位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から認識された前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状と、
   前記管理対象物の表面を構成する部材が実測されて取得された肉厚と、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の設計寸法に基づいて特定された当該部材の表面の形状及び裏面の形状とを用いて、
   前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記肉厚が実測された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理対象物の前記表面の形状から前記肉厚の分だけ離れた位置に前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面の位置が合わせられることによって前記設計寸法に基づいて特定された前記管理対象物の表面を構成する前記部材の前記裏面に対して前記撮影によって認識された管理時点<１>における前記管理対象物の前記表面の形状を配置する処理と、
   管理時点<Ｎ>について（但し、Ｎは時系列の序次を表す連続番号で２以上の自然数）、
   前記管理対象物の表面へと向けて前記光照射部から計測光が出射すると共に前記管理対象物の表面に形成された前記位置基準打痕を含む前記管理対象物の表面へと照射された前記計測光とが前記一対の受光部で撮影されて前記一対の受光部で撮影された前記計測光から認識された前記位置基準打痕の形状及び前記管理対象物の表面の形状を用いて、
   前記位置基準打痕の前記管理対象物の表面に於ける開口部の形状の管理時点<Ｎ−１>から管理時点<Ｎ>までの変化に基づいて当該位置基準打痕の形成箇所に於ける減肉量を特定する処理と、
   前記位置基準打痕が形成された位置に於いて前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分だけずらした位置に前記撮影によって認識された前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状が配置された状態で前記管理時点<Ｎ−１>における前記管理対象物の前記表面の形状と前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状との差分が計算されて減肉量の分布を算定する処理と、
   前記管理時点<Ｎ>における前記管理対象物の前記表面の形状から前記減肉量の分布が差し引かれることによって管理時点<Ｎ＋１>における前記管理対象物の前記表面の形状を予測する処理と
   をコンピュータに行わせることを特徴とする減肉量の予測プログラム。
7. 前記管理対象物が発電用ボイラの水冷壁管であることを特徴とする請求項６記載の減肉量の予測プログラム。