【手続補正書】
【提出日】平成21年8月11日(2009.8.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料効率に関して最適化された船舶のコンピュータシミュレーションモデルを作成する方法であって、
所定の制約に基づいて前記船舶のコンピュータシミュレーションモデルを作成するステップと、
前記コンピュータシミュレーションモデルを最適化するステップであって、それにより、最適化された目的関数を得る、最適化するステップと、
前記コンピュータシミュレーションモデルをシミュレートするステップと、
前記最適化された目的関数を解析するステップと
を含み、
前記コンピュータシミュレーションモデルを作成することは、
式群から少なくとも１つの式を選択することであって、該式群は、
船体コア式と、
推進システムコア式と、
機械・構造コア式と
を含む、選択すること、及び
船舶のコア構成要素及び構造の特徴を説明するデータ群からデータを選択すること
を含み、
前記コンピュータシミュレーションモデルをシミュレートすることは、
構成要素の特徴を説明する前記データ群からの値を前記式群に適用することであって、それにより、前記船舶の前記燃料効率を最適化する、適用すること
を含み、
前記最適化された目的関数を解析することは、前記最適化されたコンピュータシミュレーションモデルの設計パラメータを前記所定の制約と比較することを含み、
前記構成要素の特徴を説明するデータ群は前記コンピュータシミュレーションモデルにおけるモデル構成要素として説明され、前記モデル構成要素は共に縦続されていることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記コンピュータシミュレーションモデルを作成することは、
式群から少なくとも２つの式を選択することであって、該式群は、
船体が構成要素としてモデル化されている、船体コア式と、
推進システムが構成要素としてモデル化されている、推進システムコア式と、
機械・構造アイテムが構成要素としてそれぞれモデル化されている、機械・構造コア式と
を含む、選択すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記船体コア式は、
方形係数と、
水線面積係数と、
船体中央横断面係数と、
長手方向柱形係数と、
摩擦抵抗と、
長手方向浮心と、
付加物抵抗と、
波抵抗と、
渦抵抗と、
船首圧力抵抗と、
空気抵抗と、
伴流速度と、
プロペラ抵抗と
を含む式群から選択される１つ又は複数の式を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記推進コア式は、
拡張可能翼面積比と、
プロペラ効率と、
スラスト係数と、
トルク係数と
を含む式群から選択される１つ又は複数の式を含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
他の機械・構造コア式は、
燃焼プロセスと、
総合効率と、
平均圧力と、
特定燃料の消費量と、
燃焼空気過剰率と、
冷却水熱交換機を通じての熱損失と、
潤滑油熱交換機を通じての熱損失と、
周囲への伝熱と、
伝熱管内部の圧力損失と、
浸漬沸騰プロセスと、
対流沸騰プロセスと、
核沸騰プロセスと、
伝熱係数と、
蒸発管外部の流動と、
レイノルズ数と、
凝縮温度と、
プラントル数と、
ヌッセルト数と
を含む式群から選択される１つ又は複数の式を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記コンピュータシミュレーションモデルをシミュレートすることは、
ａ）制御パラメータを初期化するステップと、
最適解が得られるか、又は最高試行数を超えるまで以下のステップを実行することにより前記コンピュータシミュレーションをシミュレートするステップと
を含み、前記以下のステップは、
ｂ）新テストセットを生成するステップと、
ｃ）旧テストセットを前記新テストセットで一時的に置き換えるステップと、
ｄ）制約変数を数えるステップと、
ｅ）前記モデルを解いて目的関数を計算するステップと、
ｆ）目的関数を最適化するステップと、
最適解に達しない場合、
ｇ）制約違反を計算する追加ステップと、
ｈ）最適値を計算する追加ステップと、
前記ステップｂ）からもう一度開始する追加ステップと
を実行するステップと、
ｉ）最適化された目的関数を記憶するステップと、
ｊ）繰り返し数が制限内であるか否かを調べるステップと
であり、
前記その結果得られる最適化されると共にシミュレートされた目的関数は、所定の要件及び制約に従った前記船舶の最適な設計を表し、
前記シミュレーションのそれぞれで複数の制約変数を同時に選択することができる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記制約変数は、
主エンジンの最大数／最小数及び仕様、
補助エンジンの最大数／最小数及び仕様、
プロペラの最大数／最小数、種類、及び仕様、
プロペラの最大径／最小径、
船体全体の最大長／最小長及び設計、
冷蔵ユニットの最大数／最小数、種類、及び仕様、並びに
排気の最大量／最小量
のうちの１つ又は複数の制約を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記最適化関数は費用主導である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記最適化関数は造船費用を最小限にする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記最適化関数は船舶の動作コストを最小限にする、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記最適化関数は船舶の現在価値を最大にする、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
プロセッサで実行されると、前記プロセッサに請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を実行させるように構成されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム一式。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム一式のうちの少なくとも１つを記憶するコンピュータ可読データ記憶媒体。
【請求項１４】
データベースが前記コンピュータプログラム製品と同じコンピュータにある、請求項１２又は１３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
データベース及び前記コンピュータプログラム製品が別のコンピュータにある、請求項１２又は１３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
船舶の、最適化されたコンピュータシミュレーションモデルを作成するシステムであって、
ヒューマンマシンインタフェースと、
計算手段と、
請求項１２又は１３に記載のコンピュータプログラム製品と、
データベースと
を備え、
操作者は、前記ヒューマンマシンインタフェースに設計パラメータを伝えることにより前記船舶のコンピュータシミュレーションモデルを作成し、
前記シミュレーション及び前記コンピュータプログラム製品に符号化されている最適化方法を実行するように前記計算手段に指示することにより、前記コンピュータシミュレーションモデルを最適化し、
前記計算手段は、前記ヒューマンマシンインタフェースを介してその結果得られるモデルを前記操作者に伝え、随意に、前記結果をメモリに記憶する、システム。
【請求項１７】
前記データベースが前記コンピュータプログラム製品と同じコンピュータにある、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記データベース及び前記コンピュータプログラム製品が別のコンピュータにある、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のシステムを使用して燃料効率に関して造船プロセスを最適化する方法。
【請求項２０】
船舶の燃料効率を最適化する方法であって、
前記船舶のコンピュータシミュレーションモデルを記憶するステップであって、該モデルは、燃料効率に関して最適化される、記憶するステップと、
１つ又は複数のセンサから少なくとも１つの信号を受け取るステップと、
前記信号に依存して、前記コンピュータ生成シミュレーションモデルから１つ又は複数の最適化パラメータを生成するステップと、
前記パラメータを出力するステップと
を含み、
前記コンピュータシミュレーションモデルにおいて、前記船舶のコア構成要素及び構造を構成要素の特徴を説明するデータ群から定義された特徴をもってモデル構成要素として説明し、前記モデル構成要素は共に縦続され、前記最適化されたパラメータは各種構成要素の入力パラメータであることを特徴とし、前記最適化されたパラメータはモデル化された船舶のエネルギーシステムのシミュレーションに基づく、方法。
【請求項２１】
前記センサ信号は、前記船舶を監視するセンサネットワークから受け取られ、該ネットワークは、
エンジンパラメータ、
構造パラメータ、
外部パラメータ、及び
他のパラメータ
のうちの１つ又は複数を監視するように構成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記エンジンパラメータは、
排気ガス温度と、
給気圧と、
給気温度と、
エンジン速度（ＲＰＭ）と、
冷却水温度と、
潤滑油温度と、
潤滑油圧と、
燃料油温度と、
燃料油圧と、
燃料消費量と
を含むパラメータ群から選択される１つ又は複数のパラメータを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記構造パラメータは、
燃料油タンクの液面高さと、
水タンクの液面高さと、
バラストタンクの液面高さと、
保持温度と、
実速度と
を含むパラメータ群から選択される１つ又は複数のパラメータを含む、請求項２１又は２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記外部パラメータは、
天気状況と、
位置と、
実速度と、
時刻と、
海流と、
天気予報と
を含むパラメータ群から選択される１つ又は複数のパラメータを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記他のパラメータは、
電力出力と、
プロペラパワー出力と、
必要冷蔵能力と、
冷蔵リソースと、
補助パワーリソースと、
船舶表面速度と
を含むパラメータ群から選択される１つ又は複数のパラメータを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記出力は、ヒューマンマシンインタフェースを介して操作者に伝えられる、請求項２０〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記出力パラメータは、前記船舶システムを制御するコントローラに伝えられる、請求項２０〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記コントローラは、前記出力パラメータに依存して前記船舶システムを制御する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
プロセッサで実行されると、前記プロセッサに請求項２０〜２８のいずれか１項に記載の方法を実行させるように構成されるコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム一式。
【請求項３０】
請求項２９に記載のコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム一式のうちの少なくとも１つを記憶するコンピュータ可読データ記憶媒体。
【請求項３１】
船舶の燃料効率を最適化するシステムであって、
プロセッサと、
前記船舶に関連するコンピュータシミュレーションモデルを記憶するデータ記憶装置であって、前記モデルは、燃料効率を最適化する、データ記憶装置と、
前記船舶を監視するセンサネットワークと
を備え、
前記プロセッサは、使用に際して、前記センサネットワークから受け取る１つ又は複数の信号に依存して、前記コンピュータシミュレーションモデルから１つ又は複数の最適化パラメータを生成すると共に、該最適化パラメータを出力するように構成される、システム。
【請求項３２】
前記船舶を監視する前記センサネットワークは、
エンジンパラメータを監視するセンサ又はセンサ群、
構造パラメータを監視するセンサ又はセンサ群、
外部パラメータを監視するセンサ又はセンサ群、及び
他のパラメータを監視するセンサ又はセンサ群
のうちの１つ又は複数を含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記エンジンパラメータを監視する１つ又は複数のセンサは、
排気ガス温度センサと、
給気圧センサと、
給気温度センサと、
エンジン速度（ＲＰＭ）センサと、
冷却水温度センサと、
潤滑油温度センサと、
潤滑油圧センサと、
燃料油温度センサと、
燃料油圧センサと、
燃料消費量センサと
を含むセンサ群から選択される１つ又は複数のセンサを含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記構造パラメータを監視する１つ又は複数のセンサは、
燃料油タンクの液面高さを監視するセンサと、
水タンクの液面高さを監視するセンサと、
バラストタンクの液面高さを監視するセンサと、
保持温度を監視するセンサと、
実速度を監視するセンサと
を含むセンサ群から選択される１つ又は複数のセンサを含む、請求項３１又は３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記外部パラメータを監視する１つ又は複数のセンサは、
天気状況を監視するセンサと、
位置を監視するセンサと、
実速度を監視するセンサと、
タイマ又はクロノメータと、
海流を監視するセンサと、
天気予報受信機と
を含むセンサ群から選択される１つ又は複数のセンサを含む、請求項３１又は３２に記載のシステム。
【請求項３６】
前記他のパラメータを監視する１つ又は複数のセンサは、
電力出力センサと、
プロペラパワー出力センサと、
必要冷蔵能力を監視するセンサと、
冷蔵リソースを監視するセンサと、
補助パワーリソースを監視するセンサと、
船舶表面速度を監視するセンサと
を含むセンサ群から選択される１つ又は複数のセンサを含む、請求項３１又は３２に記載のシステム。
【請求項３７】
前記プロセッサは、ヒューマンマシンインタフェースを介して出力パラメータを操作者に伝える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３８】
前記船舶システムを制御して、該船舶の前記燃料の使用法を改良するコントローラをさらに備える、請求項３１〜３７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記コントローラは、前記プロセッサから前記最適化パラメータを受け取ると共に、該最適化パラメータに依存して前記船舶システムを制御する、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記コンピュータシミュレーションモデルは履歴データに基づいて最適化される、請求項２０に記載の方法。