－うみそら研の7ヵ年の研究成果総括と今後の展望－

先端技術研究で海事産業の未来を拓く－海技研研究総括－
国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
海上技術安全研究所
所 長 安部 昭則

海技研の組織
監

事理事
経営戦略室

理事長

【研究系】
中長期計画に基づく研究を実施し、一定の継続性をもった研究組織とシーズ発掘、ボトムアップ型テーマ提言を行う。

研究監

総務部

海上技術安全研究所

企画部

フェロー

管理調整・防災部

研究統括監
特別研究主幹国際主幹
産学連携主幹研究特命主管
港湾空港技術研究所
電子航法研究所

流体設計系

デジタルトランスフォーメーションPT

流体性能評価系

GHG削減PT

構造・産業システム系

自動運航船PT

環境・動力系

洋上風力発電PT

知識・データシステム系
海洋リスク評価系
海洋開発系
海洋先端技術系

プロジェクトチーム
DPシステム運用・安全情報室【センター】
所の横断的な組織として連携研究等を行う。
海難事故解析センター

国際連携センター
1

海上技術安全研究所の重点研究分野
海上輸送の安全の確保

海洋環境の保全①先進的な船舶の安全性評価手法及び更なる合理的な安全規制の体系化に関する研究開発②海難事故等の原因究明の深度化、防止技術及び適切な対策の立案に関する研究開発①環境インパクトの大幅な低減と社会合理性を兼ね備えた環境規制の実現に資する規制手法に関する研究開発②船舶のグリーン・イノベーションの実現に資する革新的な技術及び実海域における運航性能評価手法に関する研究
開発

海洋の開発

海上輸送を支える基盤的技術開発①海洋再生可能エネルギー生産システムに係る基盤技術及び安全性評価手法の確立に関する研究開発②海洋資源開発に係る生産システム等の基盤技術及び安全性評価手法の確立に関する研究開発③海洋の利用に関連する技術に関する研究開発①海事産業の発展を支える技術革新と人材育成に資する技術に関する研究開発②海上輸送の新たなニーズに対応した運航支援技術・輸送システム等に関する研究開発2

「海上輸送の安全の確保」の主要な成果①船体荷重・構造一貫解析強度評価システム（DLSA）
荷重解析プログラム(NMRIW-Lite)の動画（左）と縦曲げ荷重の空間分布の解析例（右）②船体構造モニタリング／デジタルツイン

ハルモニタリングシステム
応力データにより推定した
疲労被害の海域による蓄積分布
疲労被害度と成長曲線
疲労被害度GAP

GMP,GMS
BMC

GFP

北大西洋
東アジア-欧州

Ship DDLSA-Basic
波浪荷重の長期予測と応力最大期待値

船体構造デジタルツイン(統合システム「i-SAS」のGUI)

3

「海上輸送の安全の確保」の主要な成果②海上交通の安全性向上のための評価手法
伊豆大島西岸沖海域における推薦航路の設計

推薦航路導入の効果確認(反航船遭遇頻度の変化)③海難事故防止 / 走錨リスク判定システム

PC版・Webアプリ版「走錨リスク判定システム」
2021年7月1日無償公開・提供開始
船種, 錨重量, 錨鎖長など計算条件の設定(自主分離通行帯)

漁場

反航船事故多走錨リスク判定結果(自主分離通行帯)

4

「海洋環境の保全」の主要な成果①SOｘ等排ガス処理技術、計測及び分析技術の高度化
2020年燃料油中硫黄分規制導入前に低硫黄適合油の燃焼試験・性状試験・実船試験を実施（12隻）②アンモニア／水素等多様なエネルギーを用いた新たな舶用エンジンの開発等
水素・アンモニアの燃焼制御技術の高度化によるGHG削減

規制導入前の海運会社等の懸念点

アンモニア混焼技術の高度化により、約70%のGHG削減を実証

適合油の性状、船舶での使用条件、従来油との混合によるトラブル・・・

約96%減
14000GT RoRo船499GT貨物船

749GT電気推進船

総トン数：499～1000GT
出力：800～1800kW

総トン数：10000～14000GT
出力：14000～18000kW

8000GT貨物
総トン数：8000～10000GT
船

水素混焼ガスエンジンの研究で96％のGHG削減を実現

2050カーボンニュー
トラルを目指す

出力：3500～10000kW

4ストロークエンジン
2ストロークエンジン

アンモニア燃焼の可視化

アンモニア層状噴射

100%セタン噴射アンモニア層状噴射と100%セタン噴射での燃焼比較
実船試験の対象船（12隻）

本研究成果は、国交省「2020年SOx規制適合舶用燃料油使用手引書」に反映

Injector inlet fuelpressure [MPa]

懸念点払拭し、使用条件等を明らかにした。

GHGを

アンモニア層状噴射

1209060300100%セタン噴射

0 5 10 15 20 25 30 35 40Time after start of injection, ASOI [ms]5

「海洋環境の保全」の主要な成果④船舶の総合性能評価のためのCFD技術の高度化③実海域の実船性能評価法の開発

実船馬力推定OCTARVIAプロジェクト（25社）を立ち上げて実施

実船値

実海域実船性能のモノサシ（ライフサイクル主機燃費評価法）を開発

計算値

NMRIクラウドアプリとして公開
モノサシ(ton/day)
実船データ
からの入力

燃料消費量[ton]

汚損影響

入渠
0

水槽試験での検証

1船速[knot]

34

就航からの年数[year]

5

フィッティング点
評価点
実船カーブ

拡大図

主機出力[kW]

主機出力[kW]

実船データから性能の推定

2船速[knot]

6

「海洋の開発」の主要な成果①海洋再生可能エネルギー生産システムの研究開発
ssemisub middle y bend moment(kNm)at end B

浮体式風力発電施設建造・運用コスト低減技術
400e3
200e3

②海底熱水鉱床に関する研究開発

スラリー流を考慮した移送管の挙動解析プログラム

シミュレーション値と実験値の比較

0-200e3-400e3-600e3-800e3-1e6-1.2e6

1000

2000
Time(s)3000

中央コラム底部の曲げモーメント時系列

浮体式洋上風力発電施設技術基準等の安全ガイドライン改正
合成繊維索への生物付着影響評価

損傷時復原性の適用条件の明確化

傾斜角：90deg

傾斜管内の固気液三相流に関する実験
傾斜角：45deg

可視化画面

7

「海洋の開発」の主要な成果③海洋資源探査システム / 複数AUV同時運用技術
伊豆諸島東青ヶ島カルデラ
熱水地帯調査(2018.10.)④環境モニタリング/海中構造物保守・点検へのAUV展開
式根島御釜湾でのCO2ガス計測試験

銚子沖洋上風力発電施設の基部点検

AUV-ASV連結システムによるリアルタイム海中画像転送

AUV隊列制御システムの駿河湾実海域実証試験(2022.9.)
4機同時潜航から得られた駿河湾
1400m海域の高解像度海底地形
3号機

2号機

KaiKoo4号機
AU3

8「海上輸送を支える基盤的技術開発」の主要な成果
建造シミュレーションの開発①「デジタルシップヤード」の構築
設計－製造のデータ連携。データの標準化、造船PLMシステムの開発
基本設計

基本計画

詳細設計

生産計画

生産設計

主要目、船型、区画配置、中央横断面、鋼材配置、ブロック割、組立ツリー、施工要領、先行艤装品、機器配置

外板展開、構造図

部品名、溶接情報

治具類

CADシステム

図面・帳票類

各種システム

…

…
…
…
…
…
…
…
…

A

B

C

D

⑥設計、計画の再検討①設計データの製品、工程、設備のデータ構造（PLMシステム）

収集、管理

M-BOM

BOE

BOP

FACTORY

SHIP
PROCESSFACILITY An
FACILITY B1‥

BLOCK

…

BLOCK

FACILITY A1

OP00
…
…

PART

…

…

‥

WORKER An
WORKER B1…

WORKER Bn

‥

計画

…

BLOCK
PART

…

OP10
OP20

OUTFITTINGWELDING LINE

OP n

⑤BOM, BOP

…

…

PART
OUTFITTING…のデータ利用

WELDING LINE
PROCESS

…

BLOCK
BLOCK

PROCESS…

PARTOUTFITTING…

～～…

WELDING LINE

分析，FB
実績管理

PROCESSOUTFITTINGWELDING LINE

手順

②BOM, BOP としてのデータ管理

…

PART

作業

…

…

…

WELDING LINE

④シミュレーション
結果の利用

WORKER A1…

OUTFITTINGWELDING LINEBLOCK

FACILITY Bn

…

への利用

…

‥

…
PART
OUTFITTING

…

BLOCK

③建造シミュレータ

建造シミュレータ

OP00

OP10OP n

調達・部材管理9

「海上輸送を支える基盤的技術開発」の主要な成果③自動運航船の安全性評価に関する技術の開発②自動運航船 / 自動離着桟技術 / 遠隔操船技術の開発
自動離着桟技術の実証試験

自動運航船の安全性評価のための総合シミュレータの機能

船橋モニター②ファストタイムシミュレータ①新操船シミュレータ(人間‐機械系シミュレーション） （自動化ソフト評価システム）

仮想桟橋

因島マリーナ

遠隔操船システムと計画航路追従機能の実証試験

航跡

因島

ウェイポイント③センサシステム
等の評価手法開発⑤機関遠隔監視の要件の明確化④避難の安全確保の要件の明確化

三鷹通信状況確認画面

10

今後の展望の主要な課題【海洋環境の保全】【海上輸送の安全の確保】
安全性向上&運航コスト削減を実現した自動避航・自動離着桟システムを、無人化・省力化のためのシステムとして開発し、実験船により検証。

実船計測

診断・改善

連携
ファストタイム
シップシミュレータ

ゼロエミッションにむけ実運航時のGHG排出量・燃費評価
技術を開発

解析・評価

操船シミュレータ
インテグレーションによる運航・設計の診断・改善提案システム11

今後の展望の主要な課題【海洋の開発】【海上輸送を支える基盤的技術開発】

マリンオペレーションに関する安全性・稼働性評価技術

造船MBSE

DX造船所の実現に向けた研究開発

海底熱水鉱床開発の全体システムイメージ

工場デジタルツイン

Numerical Simulation
Roll (Bunker ship)

Effective Tension

複数AUV同時運用による海底調査

Model Test

バンカリングの安全性評価

12

ご清聴ありがとうございました13