Monohakobi Techno Forum 2018

自動運航船への取り組み
2018年11月16日 東京会場
2018年11月29日 広島会場

株式会社日本海洋科学
桑原 悟
株式会社MTI 船舶技術グループ
沓名 弘二

1

© Copyright 2018
MTI Co., Ltd.

“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み
6. まとめ2© Copyright 2018
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1．自動運航船開発の意義“自動運航＝機械によるヒューマンファクターの補完”
主要な原因はヒューマンファクターの解消し難い部分

原因

知識・スキル・ストレス・疲労集中力・モチベーション・適性等

要改善点
高度な機械支援により、ヒューマンファクターの殆どをフォロー可能

事故削減/労働負荷軽減に貢献可能
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1．自動運航船開発の意義

自動運航船開発によるメリットは？

機械による高度支援
必要な支援

現状の課題

方策目標

環境の変化
人間の処理能力を超えた
状況への対応・海上交通密度の増加

高度な支援

・規制の強化ヒューマンファクターをヒューマンファクターの補完補完する支援（情報処理速度、安定性）

負荷軽減等による労働環境の改善

4

人手不足

事故低減

安定的な支援労働環境改善労働負荷軽減© Copyright 2018
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“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み
6. まとめ5© Copyright 2018
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２．自動運航船の種類検討の対象とロイド船級自動運航レベル①現行
人間＋ECDIS②有人自律
人間＋高度支援③完全自律④遠隔（計画策定含む）

引用：.Edward Fort , Global Head of Engineering, Lloyds Register, “Autonomous ships – LR approach” January 20186

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2. 自動運航船の種類①現状の運航方式• 基本的に全ての認知プロセスを人間が行い、情報収集に関しては、ECDIS/INS等が補完する。
• ヒューマンファクターへの補完は限定的であり、更なる事故削減を行うには限界がある。
• ワークロード低減は困難であり、一方で海事労働条約等に対応する必要あり。

タスク

①現状

情報収集
乗組員
船上の機械

分析

計画

承認

乗組員

乗組員

乗組員

引用：Edward Fort , Global Head of Engineering, Lloyds Register, “Autonomous ships – LR approach” January 2018

7

より引用

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2. 自動運航船の種類②有人自律• 現実的なコストで高度な機械支援（分析、計画策定）を実施。
• 承認（判断）は人間に一任されており、現場の当直航海士が運航を行う。（機械はあくまで支援）

画像提供：日本無線株式会社

タスク

②有人自律

分析

計画

船上の機械

船上の機械

船上の機械乗組員

乗組員

乗組員

情報収集

引用：Edward Fort , Global Head of Engineering, Lloyds Register, “Autonomous ships – LR approach” January 2018

8承認

乗組員

より引用

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2. 自動運航船の種類③完全自律• 機器の信頼性を極限まで高め、人間に頼らず自律運航を行うために、高仕様の設備が必要。
• YARAプロジェクトが代表的。
• 一般商船において特殊な環境下以外では、中期的にコスト妥当性確保は困難。
• 増大するサイバーリスクに対応する必要あり。

タスク

③完全自律

情報収集
船上の機械

分析

船上の機械計画

承認

船上の機械

船上の機械

引用：Yara International ASA, The first ever zero emission autonomous ship, March 14, 2018, https://www.yara.com/knowledge-grows/game-changer-for-the-environment/

9© Copyright 2018MTI Co., Ltd.

2. 自動運航船の種類④遠隔• 超高速の通信回線を使用して現場の臨場感を高度に再現して遠隔操縦を行う方式。
• ロールスロイスが代表的。
• 一般商船において、中期的にコスト妥当性を見出すことは困難。
（極大の通信費と設備、追加人件費）• 増大するサイバーリスクに対応する必要あり。

タスク

④遠隔

情報収集

分析

計画

船上の機械

船上の機械

船上の機械

承認

遠隔オペレーター

引用：Rolls-Royce plc, AHEAD OF THE PACK, https://www.rolls-royce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/tug-brochure-2017.pdf

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2. 自動運航船の種類 “まとめ”
情報収集

分析

計画

乗組員

乗組員

船上の機械

船上の機械

船上の機械

乗組員

乗組員

乗組員

③完全自律

船上の機械

船上の機械

船上の機械④遠隔

船上の機械

船上の機械

船上の機械方式/タスク

①現状
②有人自律

乗組員
船上の機械承認

乗組員

乗組員

船上の機械遠隔オペレーター

いずれの方式も機械による高度支援が基本
引用：
1.
Yara International ASA, The first ever zero emission autonomous ship, March 14, 2018, https://www.yara.com/knowledge-grows/game-changer-for-the-environment/
2.
Rolls-Royce plc, AHEAD OF THE PACK, https://www.rolls-royce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/tug-brochure-2017.pdf

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“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み6. まとめ

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3．コスト試算と実効性の検証 “前提条件”• 試算対象となる運航方式① 現状の運航方式② 有人自律③ 完全自律④ 遠隔• 対象コスト
 船橋の当直要員コストと自動運航に関わるコストのみを抽出し比較
 基本建造費、燃料費等の共通コストは考慮しない•••

13フリート 使用期間コスト
 標準ブリッジ要員コスト（船長除く）
 陸上オペレーターコスト
 通常通信コスト（実効 0.1Mbps程度）
 超高速通信コスト（実効 10Mbps程度）
損失 重度の航海事故による損失（P&I 及びH&M）© Copyright 2018
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3. コスト試算と実効性の検証（外航一般商船）

①現状
事故リスク

Base

ワークロード軽減

Base

サイバーリスク

Base

総合信頼性

Base

コスト効率

Base

②有人自律

③完全自律

④遠隔Base

NYK/MTIが目指す開発方針は、有人自律
注記
1. 重質油の使用は自動運航船のための信頼性確保には不適。
2. 高度な自動運航船の一部は、現在の国際ルール、業界スタンダード、保険等ではカバーされていない。
引用：
1.
Yara International ASA, The first ever zero emission autonomous ship, March 14, 2018, https://www.yara.com/knowledge-grows/game-changer-for-the-environment/
2.
Rolls-Royce plc, AHEAD OF THE PACK, https://www.rolls-royce.com/~/media/Files/R/Rolls-Royce/documents/customers/marine/tug-brochure-2017.pdf

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“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み
6. まとめ15© Copyright 2018
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4. 海外の取り組み
欧州

日本

MUNIN

主体 ：EU
方向性：操船支援/遠隔（無人化）

One Sea

主体：ABB/WARTSILA
方向性：遠隔/自律

プロジェクトYara

主体：Kongsberg
方向性：有人自律/自律（無人化）/電動化

Revolt

主体：DNVGL
方向性：自律（無人化）/電動化

・i-Shipping (Operation) *1 国・自動運航船実証事業*2 国ー自動操船機能ー遠隔操船機能ー自動離着桟機能

MAXCMAS

主体：LR
方向性：COLREG遵守

特徴•••

メーカー、クラスが主導
モーダルシフトが大きなモチベーション
環境対応の要素も強い••国と船主が主導しつつ、メーカー、造船所などの多くの主体が参画
高度支援がモチベーション＊１: 国土交通省が推進する海事生産革命 (i-Shipping) における支援事業「船舶の衝突リスク判断と自律操船に関する研究｣として平成28年度「先進安全船舶技術研究開発支援事業」の補助対象事業に採択＊２: 国土交通省が実施する「操船支援機能と遠隔からの操船等を活用した船舶の実証事業」の実施者として採択

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“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み
6. まとめ17© Copyright 2018
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5-1. NYKの取り組み “自動運航船イメージ『有人自律』“
APS: Action Planning System＜分析支援＞
衝突リスク判断 (気づき)
衝突危険エリア (判断)
＜計画支援＞
幾何学的モデル
自律操船 AI

Control unit/
Actuators

Human’s verification

Human in the loop

Action Planning Unit

Action Planning
Analysis

ECDIS/ARPASensors

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Information integration(INS:航海統合システム)© Copyright 2018
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5-2. NYKの取り組み “自動運航船イメージ『有人自律』“<モニタリング>
航行状況
機関状況

RemoteConcierge
Value added
Information

APS
SIMS

19NeCST<情報提供>
気象海象
輻輳状況
長期航海計画<操船支援>
大洋における遠隔操船
避航行動提案避航動作承認© Copyright 2018
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5-3. NYKの取り組み “プロジェクト相関図“
認知・把握支援画像処理・認識技術 *1

実船実証
国

各種研究開発技術の実船実験

カメラ技術
AR/VR

陸上支援

分析支援
衝突リスク判断指標 *1

衛星通信技術国

自動着桟基礎技術(特許出願中)幾何学的モデルを利用した避航支援

サイバーセキュリティ
陸上支援の構築 *1 国

計画支援
AIによる避航支援 *2(強化&深層学習)

有人遠隔操船の設計と構築 *3 国

情報ネットワーク高度化
国

船舶運航支援装置【NeCST】
船舶IoTプラットフォーム 【SIMS】＊１: 国土交通省が推進する海事生産革命 (i-Shipping) における支援事業「船舶の衝突リスク判断と自律操船に関する研究｣として平成28年度「先進安全船舶技術研究開発支援事業」の補助対象事業に採択＊２: 国立大学法人神戸大学と共同で研究する「人工知能をコア技術とする内航船の操船支援システム開発」として国土交通省の「平成 30 年度交通運輸技術開発推進制度」に採択＊３: 国土交通省が実施する「操船支援機能と遠隔からの操船等を活用した船舶の実証事業」の実施者として採択

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5-4. NYKの取り組み “社会実装に向けた環境整備“【船技協】自律型海上輸送システムの社会実装に向けた研究
 親委員会: 自律型海上輸送システム研究委員会
 RG1： 無人運航ビジネスモデルの調査研究
 RG2： 自律型海上輸送システムの技術コンセプト開発協同研究体
 RG3： 自動運航船の開発・実装に係る制度に関する調査研究(自動運航船プロジェクト)【NK】自動運航・自律運航に関するガイドライン策定
 自動運航船・自律運航船概念設計ガイドライン【日本財団】 無人運航船がもたらす将来図にかかる検討委員会

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“自動運航船への取り組み”
目次
1. 自動運航船開発の意義
2. 自動運航船の種類
3. コスト試算と実効性の検証
4. 海外の取り組み
5. NYKの取り組み
6. まとめ22© Copyright 2018
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6. まとめ いずれの方式も機械による高度支援(有人自律)を通過→まず目指すべき方向は『有人自律』
 要素技術は既存船にも展開可能
既存船への展開
完全自律
リスク監視
リスク評価
適切なI/F

補完が必要な要素技術

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機械による高度支援(有人自律)

基礎的な技術開発
（通過点）

遠隔操船
遠隔監視

高度な技術開発© Copyright 2018
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ご清聴ありがとうございました

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