中村 匠

 

私は、2021年9月に株式会社大島造船所からMTIへ着任し、主に既存の新造船設計プロセスの合理化・最適化に向けた研究に携わっています。出向元の造船所でも新造船設計業務（初期設計）に関わっていましたが、MTIではそれらの業務を含むプロセスの改善に挑戦することとなり、積極的に貢献していきたいと考えています。

本研究の背景として、既存の新造船計画・建造プロセスは、下図の通り、数多くの問題点を含んでいます。例えば、昨今、船舶の設計段階では3D設計ツールが活用されるようになってきましたが、船級承認や船社との契約・交渉のプロセスは昔から変わっておらず、未だに紙やPDF形式の仕様書・図面を用いている状況です。この結果、造船所側は3D設計ツールの情報から提出用資料を作成することに時間を要しており、船の仕様を確認する船社側としても、紙・PDFの資料から船の仕様情報を読み取りづらく、仕様決定に時間がかかるという悩みがあります。

また、今後の燃料転換などの観点から、船舶の設計はより高度化することが予想されます。このような状況の中、昔のプロセスのまま業務を行うのは限界があると考えており、新造船計画・建造プロセスの合理化・最適化が急務であると言えます。

本研究では、プロセスの合理化・最適化に向けて、既存の紙やPDF形式の仕様書・図面ではなく、3Dモデルを活用することを考えました。3Dモデルを活用し、ステークホルダー間の契約・交渉のためのより良いコミュニケーションツールの開発に取り組んでいます。設計時に作成した3Dモデルを含むデジタル情報は、計画・建造時のみではなく、就航後も活用する想定です。機器メンテナンスデータや運航データの設計段階へのフィードバックを含め、船舶のライフサイクル全体のプロセスの合理化を目指します。

こういった取り組みにより、「設計フロントローディング」が実現すると考えています。イメージ図を以下に示しています。縦軸はコストおよびリソース、横軸は工程進捗を表しており、工程が進むほど設計変更にかかるコストは高くなり、設計変更は容易ではなくなることを表しています。この中で、現状では「詳細設計」「生産設計」の段階でピークが立っている造船所の作業量を、基本設計段階へ前倒しすることを目指しますが、ただ単に前倒しするだけでは、基本設計段階の負荷が高くなってしまいます。そこで、先に述べた3Dモデルやコミュニケーションツール等の優れた道具を活用することで、単純な作業量や後戻り作業を減らし、負荷そのものを低減したい考えです。

設計フロントローディングによるスムーズな意思決定を実現することで、競争力の高い設計・船舶調達が可能となり、将来的には、造船所と船社による「船舶の共同設計」の実現も可能であると考えています。

 

現在は、引き続きBDPの開発を進め、コンセプトとプロトタイプのブラッシュアップを行っています。以下にこれまでの検討成果のイメージ図を示していますが、要点について説明します。

• BDPの将来的な全体構想の整理
  将来的なBDPの全体構想として、それぞれのステークホルダーが有するデータベースを、BDPを介してリンクさせ、業界全体でBDPを活用することを想定しています。その際、BDPのデータベースと３Dモデルは、船級などの第三者機関によって保管・管理されることになると思われます。本共同研究の期間内では、船主－造船所間において部分的な実運用開始を達成することを目標としています。
• 3Dモデルの構築方法の検討
  既存の3D設計ツールの設計情報を組みわせて作成することで、造船所側にとってなるべく手間のかからない方法で構築します。ここでは、NAPA、CADMATIC、MATESから出力したデータを使用しており、区画、船殻、艤装の3Dモデルを１つのモデルに統合しているため、十分な情報量を含んでいます。
• 造船所内のデータベースの構成検討
  造船所側のデータベースは、造船所側が必要とする「設計」の情報を、Product Data Managementシステム上で、船舶のシステムベース（防火・消火・給水・係船など）で分けて管理する構想とします。
• 3Dモデルとデータベースの連携方法の検討 / 船主－造船所間交渉用インターフェースのプロトタイプ構築
  造船所が設計の過程で作る「3Dモデル」と「e-SPEC」を自動的に連携させるインターフェースを作成しています。このインターフェースは、船主側が必要とする「船の仕様」を確認するものであるため、造船所のデータベースの中で、船主側が必要な「仕様」の情報をピックアップして表示します。造船所のデータベースがシステムベースの構成になっていることから、システムベースで情報を見ることが可能です。
• 船主 – 造船所間協業のトライアル準備
  BDPをコミュニケーションツールとして活用したトライアルを準備しており、BDPを実業務に取り入れた際の業務プロセスについて協議予定です。

 

デジタル完成図書のユーザーは主に船舶管理会社を想定しています。現在、アジアパシフィックマリン株式会社にご協力いただき、実際にプロトタイプを試用いただいて検証を行っています。対象船の乗組員向けにデモを行った際には、以下に示すような前向きなご意見を多くいただきました。

• 配管工事をより詳細に計画でき、作業効率が向上した
• 乗組員同士で位置/場所の共有ができる
• 乗組員の乗船前の研修に活用できそうである
• 造船所や船級に情報共有する際に便利ではないか

一方で、まだ検証開始から日が浅いため、ある程度の期間試用していただいたうえで、コメント・フィードバックをいただき、引き続きデジタル完成図書の機能面の改善を行いたいと考えています。