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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Quatitative evaluation of pipe wall thinnings utilizing the combination of guided inspections and artificial intelligence

Research Project

Project/Area Number 21K03750
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

西野 秀郎  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (50316890)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords人工知能 / マルチレイヤーパーセプトロン / 超音波計測 / ガイド波 / 非破壊検査
Outline of Annual Research Achievements

本申請研究では,超音波ガイド波計測における重要かつ未解明な配管減肉の減肉深さの定量を人工知能(AI)によって実現できるか?に解を与えることを目的として,新たな2つの新規着眼点をもって研究を実施してきた。一つは多周波数のガイド波の反射率をAIの入力に用いることである。これまで多くの波動パラメータをAIに与える方法が示されてきたが,実機の減肉量の定量はできていない状況であった。本研究では多周波数のガイド波の反射率には,減肉量の情報が含まれることを間接的に証明し,結果としてAIでの減肉定量に成功している。他方の着眼点は教師ありAIにおける大量の学習データの収集方法の新たな方法の提案である。これまでの多くの方法では,学習データの収集にシミュレータを用いており,数千程度以上の学習データの収集は残念ながら困難であった。本研究では独自の数学モデルで反射波形を求める手法を提案して,数万程度以上の学習データの収集を可能としている。この大量の学習データを用いることで高い推定率を獲得できている。
21個の人工減肉を作成した配管に対して,多層パーセプトロンを用いた分類スキームを適用した結果。減肉分類幅0.5mmにおいて許容幅0.5mmにおける正答率は93%,減肉分類幅0.25mmにおいて許容幅0.5mmにおける正答率は89%であることを示せた。
さらに化学プラントの実機配管に発生した6つの減肉の推定においては,減肉分類幅0.5mmにおいて許容幅0.5mmにおける正答率は100%,減肉分類幅0.25mmにおいて許容幅0.5mmにおける正答率においても100%であることを示せた。
本手法が実機の配管減肉においても高い正答率を示せたことで次期の科研費研究基盤(C)へ繋ぐことができている。加えてIF=7の論文(Structural Health Monitoring誌)が2024年5月時点でアクセプトされている。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023

All Presentation (10 results)

  • [Presentation] 多周波もガイド波時間波形を入力とするDNNによる減肉位置と深さの同時推定法の実配管への適用2023

    • Author(s)
      多田康輝,石川真志,五家基樹,西野秀郎
    • Organizer
      日本機械学会2023年度年次大会
  • [Presentation] 板材の空中縦波透過率を利用した弾性物性測定2023

    • Author(s)
      澤田 朱莉,石川 真志,西野 秀郎
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2023年秋季大会
  • [Presentation] 塗膜/金属板を伝搬するS0 mode Lamb波のSheet波速度を利用した塗膜厚さの推定2023

    • Author(s)
      西川丈瑠,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2023年秋季大会
  • [Presentation] 多周波ガイド波反射率を入力とするDNNを利用した実機配管の減肉量推定2023

    • Author(s)
      多田康輝,入口智也,妹尾虎太郎,五家基樹,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2023年秋季大会
  • [Presentation] 多周波ガイド波反射率を入力とするDNNの減肉量推定におけるSHAPを用いた説明可能性2023

    • Author(s)
      入口智也,多田康輝,五家基樹,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2023年秋季大会
  • [Presentation] 円周方向に不等間隔に設置したセンサエレメントによる軸方向伝搬のT-modeガイド波励起における円周Lamb波の共鳴現象とその低減化に関する考察2023

    • Author(s)
      湯川宙,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
  • [Presentation] 多周波ガイド波反射率を用いた深層ニューラルネットワークを利用した実機配管の減肉量推定2023

    • Author(s)
      妹尾虎太郎,多田康輝,入口智也,五家基樹,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      NDEフォーラム2023
  • [Presentation] 多周波ガイド波反射率を用いた深層ニューラルネットワークの減肉量推定におけるSHAPを用いた説明可能性に関する研究2023

    • Author(s)
      入口智也,多田康輝,五家基樹,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      NDEフォーラム2023
  • [Presentation] 板材の空中縦波透過率を利用した弾性物性推定2023

    • Author(s)
      澤田朱莉,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      NDEフォーラム2023
  • [Presentation] 円周方向に不等間隔に設置したセンサエレメントによる軸方向伝搬のT-modeガイド波励起における円周Lamb波の共鳴現象とその低減化に関する考察2023

    • Author(s)
      湯川宙,石川真志,西野秀郎
    • Organizer
      NDEフォーラム2023

URL: 

Published: 2024-12-25  

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