ClassNK 海事デジタル化に関するセミナー 2017 年 11 月 30 日 ( 東京 ) 12 月 1 日 ( 神戸 ) 新スマナビ研の活動と海事デジタル化への挑戦安藤英幸株式会社 MTI 船舶技術部門長 ( 新スマートナビゲーションシステム研究会座長 ) 1

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1 ClassNK 海事デジタル化に関するセミナー 2017 年 11 月 30 日 ( 東京 ) 12 月 1 日 ( 神戸 ) 新スマナビ研の活動と海事デジタル化への挑戦安藤英幸株式会社 MTI 船舶技術部門長 ( 新スマートナビゲーションシステム研究会座長 ) 1

2 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 2

3 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 3

4 スマートシップ研究会環境への全体最適を狙ったスマートシップ研究会 (H22年 7月 H24年3月) 海運造船舶用工業及び国船級大学から47組織(56名)参加の研究会主催: 日本舶用工業会座長末岡東大特任教授(当時) 副座長: 大内東大特任教授(当時) WG1: WG2: WG3: WG4: WG5: WG6: スマートパワーマネージメント(日本郵船堀内氏) LNG燃料の利用(ヤンマー廣瀬氏) 情報通信技術の向上(MTI 安藤) 推進システムの高効率化(新潟原動機小林氏) 先進的制御(寺崎電気産業諸野氏) 自然エネルギーの活用(IHIMU 木田氏) 4

5 スマナビ研 ( スマートナビゲーションシステム研究会 ) Smart Ship Application Platform (SSAP) Project 日本海事協会と日本舶用工業会による JIP (Joint Industry Project) 研究期間 : H25 年 2 月 H27 年 3 月参加企業 : 26 社 + オブザーバー 9 社活動費 (2 年間 ) 26 社 x 100 万円 / 年 x 2 年間 + 6,000 万円 (ClassNK の研究支援を受けて実施 ) = 1.1 億円成果本船上データサーバーの設計実船試験船陸オープンプラットフォームのコンセプト設計 2 つの ISO NP の提案 (ISO NP 19847, ISO NP ) 5

6 新スマナビ研(新スマートシップナビゲーションシステム研究会) Smart Ship Application Platform 2 (SSAP2) Project 活動期間: H27年8月参加企業: 38社 + オブザーバー 10社活動費 (2年間) 新規メンバー (8社) x 100 万円 x 2年間 = 1,600 万円主な活動マーケティング試設計実用化推進国際規格策定プロモーション関連する取り組みとの連携 6

7 スマナビ研 & 新スマナビ研の目的船陸オープンプラットフォームの構築今後船舶の安全環境省エネ化が進む上で船上機器データへのアクセスへのニーズが高まる船上陸上での船上機器データを容易かつアクセスセキュリティがコントロールされたオープンプラットフォームが必要になる想定するアプリケーション機器のコンディションモニタリング状態監視機器の自動診断遠隔診断リモートメンテナンス本船実海域性能解析船体プロペラ汚損解析実船計測データを活用した最適トリム本船計測データを活用した高度ウェザールーティング航海計画と連携したパワーマネージメント 7

Logger Other Systems オンボードデータサーバー Weather Routing Engine Data Logger Engine Monitoring Remote

8 船陸オープンプラットフォームのイメージ① 現在目指す姿陸上データセンター/陸上アプリへ船上機器船上アプリ船上機器船上アプリ Optimum Trim Optimum Trim VDR VDR Performance Monitoring Performance Monitoring ECDIS ECDIS Weather Routing Engine Data Logger Other Systems オンボードデータサーバー Weather Routing Engine Data Logger Engine Monitoring Remote Maintenance Engine Monitoring Other Systems Remote Maintenance Cabling and interfacing one by one 8

9 船陸オープンプラットフォームのイメージ 2 船陸オープンプラットフォーム強固なセキュリティーデータへのアクセスコントロールの下 IoT データ活用サービス構築を進めるためのプラットフォーム 9

10 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 10

11 ISO/FDIS Shipboard data servers to share field data on the sea 船上データサーバーに求められる機能要件を定義船上データサーバー Input Data Input Function Output Function Output Data IEC /2 Sentence data Data Streaming Data Streaming Streaming Transport service IEC ISO FDIS Format data Data Stored Request-Response Transport service ISO FDIS Format data File based on ISO FDIS Stored Data File Transport service File based on ISO FDIS

ISO/FDIS 19848 Standard data for machinery and equipment part of ship

jp/imo1234567/ MainEngine/Cylinder2FO/In/Temp http://data.

jp/imo1234567/ MainEngine/Cylinder1/ExhaustGas/Temp ID of sensors URL

DNV-GL Data model Data channel list (meta data) Time series data (data)

12 ISO/FDIS Standard data for machinery and equipment part of ship IoT データ名称データフォーマットに関する規格 MainEngine/Cylinder2FO/In/Temp MainEngine/Cylinder1/ExhaustGas/Temp ID of sensors URL compliant naming scheme Dictionaries (informative) JSMEA( 日本舶用工業会 ) DNV-GL Data model Data channel list (meta data) Time series data (data) Unit: Range:0-700 Unit: Range:0-150 Data format XML with schema definition JSON (informative) CSV (informative) XML/JSON CSV TimeSeries Data XML DataChannel List 12

13 例 ISO/FDIS 19848におけるセンサー名称のつけ方引用) DNV-GL, STANDARDISATION AS AN ENABLER OF DIGITALISATION IN THE MARITIME INDUSTRY, GROUP TECHNOLOGY & RESEARCH, POSITION PAPER

14 船舶IoTデータのISO標準化プロセス (ISO FDIS19847, ISO FDIS19848) NP 年8月に ISOの新規案件(NP)として2件が登録 ISO NP 19847/19848 WD 2016年6月: 第一回の国際専門家会議 ISO/TC8/SC6/WGを東京で開催 2016年11月: CD案が各国投票で承認 2017年9月: DIS案が各国投票で承認 2016 S S A P 2 CD DIS 2017 Now (予定)2018年8月まで: ISO国際標準規格化 FDIS 2018 IS Aug 2018 Final dead line * NP: New work item Proposal, WD: Working Draft CD: Committee Draft, DIS: Draft International Standard FDIS: Final Draft International Standard, IS: International Standard SC6事務局一般財団法人日本船舶技術研究協会 14

15 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 15

16 Internet of Ships Open Platform構想データ収集保管をオープンプラットフォーム化し業界の各関係者がそれぞれの得意分野に特化することで船舶IoTデータ活用サービスの競争促進データの利活用を目指す 2018年1月本運用開始予定 IoS推進協議会でデータガバナンス等のルール審議中 16

17 IoS オープンプラットフォーム, 新スマナビ研の連携イメージ 2017 年 7 月 8 月 12 月 2018 年 1 月 9 月 2018 年 10 月 ShipDC IoS 推進協議会 ( 仮 )IoS 推進組合 ( ルール作り ) 提言協力新スマナビ研 (SSAP2) 活動の一部舶用工新スマナビ研 (SSAP2) 新スマナビ研 (SSAP2) 新研究会 (SSAP3?) 期間延長 2018 年 9 月まで 17

18 新スマナビ研今後の活動予定活動期間 H30 年 9 月まで ( 当初 H29 年 7 月終了予定を 1 年 2 ヶ月延長 ) 今後の主な活動マーケティングチームビジネスモデル検討標準データカタログ作成チーム ( マーケティングから別れて新設 ) データカタログの整備 IoS 推進協議会シップデータセンターとの連携実用化チーム各グループによる実用化推進活動 (4 グループでプロトタイプ構築中 ) 国際化推進チーム船技協と連携しての ISO FDIS 19847/19848 の IS 化フォローアッププロモーション ( ステアリングコミティーで担当 ) 2018 年 4 月シージャパン 9 月ドイツ SMM シンガポールでの講演スマナビ研 HP を利用したプロモーション 18

19 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 19

20 海運に押し寄せるデジタル化 1. 資産 ( 船 ) の有効活用航海運航への自動化技術の導入衛星通信を活用した船陸の協業フリートマネージメントシステムによるパフォーマンス向上ビッグデータの活用によるパフォーマンス改善とトラブル防止会社経営によるパフォーマンスの把握 2. 規則関係の情報提供のデジタル化 3. 一貫物流システム引用 ) Martin Stopford, Shipping s Next Techno-Economic Great Wave, Tokyo, Dec 2015 ( 20

例鉱山開発における価値を産み出す5 つのデジタライゼーション分野戦略的な保守保全計画産出の最大化最適な発破と掘削安全で安定したオペレーション継続的な学習 2. 3. 4. 5.

21 例鉱山開発における価値を産み出す5 つのデジタライゼーション分野戦略的な保守保全計画産出の最大化最適な発破と掘削安全で安定したオペレーション継続的な学習鉱山開発全体像の詳細把握最適オペレーション故障予測鉱山機械の自動化リアルタイムパフォーマンスモニタリングと予実管理掘削と物流の最適化鉱山開発全体像の俯瞰故障予測採掘場から港までの最適化予防保全継続的な改善 1. 最適オペレーション鉱山開発全体像の詳細把握より良い意思決定鉱山機械の自動化ドリル自動化移動機械の自動化プラントの自動化リアルタイムパフォーマンスモニタリングと予実管理遠隔オペレーションセンターパフォーマンスマネージメント引用)McKinsey Company, How digital innovation can improve mining productivity,

22 海運における価値を産み出すデジタライゼーション分野鉱山開発のデジタライゼーションからの類推 1. フリートオペレーション及びマーケットの全体像詳細把握 2. 最適オペレーション 3. 故障予測継続的な学習 4. 船舶機器システムの自動化 5. リアルタイムパフォーマンスモニタリングと予実管理継続的な改善より良い意思決定オペレーションハードの全体最適の追求安全で安定したオペレーション 22

23 デジタルツイン現実世界を IoT データで取り込みデジタルのコンピューティングパワーで計算シミュレートし現実世界の課題を解決最適化するアプローチ Physical (Product, Plant ) IoT data Problem solving Optimization Cyber (Engineering model, simulation) 引用 ) Michael Grieves, Virtually Perfect: Driving Innovative and Lean Products through Product Lifecycle Management (English Edition),

24 従来: エンジニアリング知識手法ツールの活用は専ら設計生産フェーズで利用される Design CAD, CAE Build Operation Dispose CAM Engineering knowledge Engineering knowledge 設計者が製品ライフサイクルを設計時に考慮 DfX (Design for X = manufacturability, maintainability, usability, disposability ) 24

25 IoTの時代: エンジニアリング知識手法ツールは製品ライフサイクルを通して求められる Design CAD, CAE Build Operation Dispose CAM Engineering knowledge 設計者の知識を活用した最適オペレーション新製品へのフィードバック最適設計の追求オペレーションハードの全体最適の追求 25

船会社におけるビッグデータビッグデータの例航海データ Automatically collected data (IoT) Noon report 機関データ Automatically collected data (IoT) Manual report data Maintenance data /

26 船会社におけるビッグデータビッグデータの例航海データ Automatically collected data (IoT) Noon report 機関データ Automatically collected data (IoT) Manual report data Maintenance data / trouble data AIS data Satellite AIS / shore AIS (IoT) 気象データ Forecast / past records Anemometer / wave measurement (IoT) ビジネスデータ Commercial data Market data 26

27 ビッグデータ活用の手法船会社におけるイメージ実現したいこと活用するデータ解析技術最適運航の実現 IoT Data エンジニアリング知識燃節マージンの最小化などビジネス戦略の策定レポート Data 配船戦略など AIS Data IT データ解析安全運航の推進気象海象この他にも使えるデータは積極的に活用運航データ航海スケジュール航路 CB HB 本船スペック試運転データ搭載機器データ付加物データ塗料データマーケット燃料油価格傭船価格市況データビジネス顧客船隊計画傭船 27

ビッグデータ活用の手法舶用メーカーにおける利用イメージ実現したいこと活用するデータ解析技術

製品設計へのフィードバック IoT Data メーカー Data 保守検査 Data 故障

28 ビッグデータ活用の手法舶用メーカーにおける利用イメージ実現したいこと活用するデータ解析技術機器トラブル原因の把握迅速正確なトラブル対応故障余寿命予測サービス状態診断製品設計へのフィードバック IoT Data メーカー Data 保守検査 Data 故障 DB エンジニアリング知識 IT データ解析この他にも使えるデータは積極的に活用運航データ航海スケジュール航路寄港地ドック情報製品スペック試運転データ搭載機器データ材料データ図面設計情報本船データ建造造船所船種要目建造年船主データ船主取引履歴船舶管理会社 28

29 発表の構成 1. 新スマートナビゲーション研究会 2. ISO FDIS 19847/ ShipDCとIoS オープンプラットフォーム 4. 海事デジタル化 5. まとめ我々の取り組みのメリットと課題 29

30 デジタル化時代のシップデータセンター及び IoS オープンプラットフォーム何が本質的なメリットか? 今後のビッグデータ高度な自動化を推進する上でより一層船上機器のデータへのアクセスが必要になる日本は技術制度をリードできるポジションにいる現場のデータを使った船のオペレーション船舶及び機器システムの設計の最適化を追求する時代 = デジタル化世界的なレベルの船級船社造船舶用機器をはじめ海事クラスターでその仕組みづくりをリードできる海事クラスターでこのアドバンテージを認識し活かしていきたい一方で船陸のデータ通信データ品質など新スマナビ研 ISO FDIS19847, の規格周辺でも次の標準化の課題ある 30

31 高度な自動化に向けた研究開発と技術開発例 ) 欧州におけるソフトウェア信頼性評価技術の体制対象ドメイン ) 航空宇宙自動車農業医療船舶鉄道 OEMs ( 最終製品提供者 ) TIER1 ( コンポーネントサプライヤー ) ツール提供者大学研究所方法論ツールプロトタイプ関連パートナー他の関連 PJ 標準化団体コンピタンスセンター引用 ) ENABLE-S3 Consortium より 31

32 デジタル化を進める上での課題我が国海事産業の場合海運造船 TIER1 舶用機器ツール提供者大学研究所方法論ツールプロトタイプ関連パートナー他の関連 PJ 標準化団体コンピタンスセンター日本においては特にツール提供者と TIER1 的な舶用機器ベンダーの役割を担うプレーヤーが従来少ない大学研究所の豊富な学術の蓄積のツール化システムコンポーネント毎に TIER1 を張れるプレーヤーが必要と思われる 32

高度な自動化の時代に向けた新たな課題② 船のサイバーセキュリティとサイバーレジリエント船海事分野におけるサイバーセキュリティに関するガイドライン等 IMO, MSC (98) Cyber risk management onboard ships should be included in SMS as of 1 Jan 2021 (Jun 2017) BIMCO the

33 高度な自動化の時代に向けた新たな課題② 船のサイバーセキュリティとサイバーレジリエント船海事分野におけるサイバーセキュリティに関するガイドライン等 IMO, MSC (98) Cyber risk management onboard ships should be included in SMS as of 1 Jan 2021 (Jun 2017) BIMCO the guidelines on cyber security onboard ships (Feb 2016) DNV-GL, LR, ABS Recommended practice or notation of cyber security onboard ships (2016) IEC Safety and security on IEC IACS Cyber systems panel BIMCO, Feb 2016 一般的なサイバーセキュリティに関するガイドライン等 NIST Framework and 800 series computer security policies, procedures and guidelines ISO ISMS: Information Security Management System 国内では船技協において海事分野におけるサイバーセキュリティ対策に関する調査研究が2016年8月から3年間の予定で進められている引用) BIMCO 33

34 まとめ日本においては他よりも早くスマートシップの議論に着手し研究開発に取り組みその上に新スマートナビゲーション研究会 ( 新スマナビ研 ) 及び船舶の IoT データに関わる ISO 国際標準化活動に取り組んできた 2 つの ISO 国際標準化は FDIS フェーズに移行し来年夏頃の IS 化の目処がたったまた陸側シップデータセンターについても IoS 推進協議会の審議を経て来年 1 月の稼働が予定されている船舶のデジタル化の時代にオープンプラットフォーム船舶 IoT に関する ISO 標準化をリード出来るポジションの優位性を認識し活かして行く同時にデジタル化を進める上での他の課題についても海事クラスターで共有し対策を進めていく必要がある 34

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PowerPoint Presentation Monohakobi Techno Forum 2017 船舶のデジタライゼーション現状と今後広島会場 : 東京会場 : 2017 年 11 月 17 日 2017 年 11 月 22 日株式会社 MTI 船舶技術部門安藤英幸 1 発表の構成 1. デジタライゼーション 2. ビッグデータ 3. デジタルツイン実海域性能を例として 4. 自動化技術への段階的な取り組み 5. まとめ 2 発表の構成

ClassNK 海事デジタル化に関するセミナー 2017 年 11 月 30 日 ( 東京 ) 12 月 1 日 ( 神戸 ) 新スマナビ研の活動と 海事デジタル化への挑戦 安藤英幸 株式会社 MTI 船舶技術部門長 ( 新スマートナビゲーションシステム研究会座長 ) 1

ClassNK 海事デジタル化に関するセミナー 2017 年 11 月 30 日 ( 東京 ) 12 月 1 日 ( 神戸 ) 新スマナビ研の活動と海事デジタル化への挑戦安藤英幸株式会社 MTI 船舶技術部門長 ( 新スマートナビゲーションシステム研究会座長 ) 1