PM-S19-20（社）日本船舶海洋工学会

船舶海洋分野への人工知能（ＡＩ）の導入可能性の調査と評価
ストラテジー研究委員会

最終報告書

令和２年８月

研究組織氏

名

影本 浩
（委員長）
松岡 和彦
（幹事）
天谷 一朗

長野元睦

所

属

長崎総合科学大学 船舶工学コース 教授
ジャパンマリンユナイテッド

第４回委員会海上物流イノベーション推進部 統括スタッフ

まで

ジャパンマリンユナイテッド

第５回委員会

技術本部 ＩＣＴセンター 企画開発グループより

長崎総合科学大学 船舶工学コース 教授一色 浩（有）数理解析研究所 代表

岩田 拡也

海上技術安全研究所 流体設計系 流体制御研究グループ
産業技術総合研究所 知能システム研究部門
フィールドロボティクス研究グループ

梶原 宏之

長崎総合科学大学 特命教授（九州大学名誉教授）

金井 健

日本造船技術センター 試験センター技術部

北澤 大輔

東京大学 生産技術研究所 教授

尊田 雅弘

菱友システムズ インダストリーソリューション事業部

土井 憲治

中村 真也

考

長崎総合科学大学 船舶工学コース 教授

石川 暁

一ノ瀬 康雄備

第２回委員会より第４回委員会からＮＴＴデータエンジニアリングシステムズ
エンジニアリングアドバイザー
川崎重工業 船舶海洋カンパニー 技術本部基本設計部
性能開発課

並川 俊一郎Representative, NAVIKA Consulting稗方 和夫

東京大学 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 准教授

藤田 智

三井造船昭島研究所 技術統括部 性能開発部

古野 弘志

長崎総合科学大学 船舶工学コース 准教授

山田 智章

日本海事協会 技術研究所

Xin Wang

Newcastle University in Singapore, Assistant Professor

1

第２回委員会より

研究発表
１．「成果報告書」を作成・製本し、関係者に配布した。
（残部がまだあるので、適当な方法で希望者に配布予定。
）
２．今後、学会講演会や会誌など適切な場で成果を発表する予定。

2

目次

１．研究の背景と目的
２．研究成果２．１ AI に関する研究のレビュー
２．２ 船舶海洋分野への AI 導入のレビュー（１）船舶分野（２）海洋分野（３）海外動向（４）船舶海洋分野へ導入できそうな AI 技術の調査
２．３ AI 導入効果の評価法のレビュー
２．４ AI 導入のために利用可能な既存データの調査と今後整備すべきデータの提言
２．５ 造船所の各工程へ導入が期待される AI 技術の調査
２．６ 「未来の AI 造船所」に向けて
２．７ おわりに

3１．研究の背景と目的
2000 年代前半まで建造量世界一を誇った日本の造船も近年韓国と中国にその地位を奪われ、高度な技術を要する LNG 運搬船や大型コンテナ船の分野でも日本船社がこれら両国で建造するなど後塵を拝している。また典型的な 3K（きつい、汚い、危険）職場とされる造船業では、若い労働力からは敬遠され、少子高齢化の今日、労働力の確保が困難になってきており短期の外国人労働者への依存が高まっている状況である。また熟練ベテラン作業員の匠の技を伝えるべき若い人材が不足して、貴重な技術の伝承が途絶えてしまうことが危惧されている。
こういった状況を踏まえ、日本の造船・海運業の安定的な維持発展のためには、大幅な自動化と高度な知能化環境を構築することにより、労働力不足を補いつつ、継続的にコスト競争力を強化することで、高性能の船を楽に建造できるようにすることが求められる。
一方、深層学習の出現により、再び注目を集めつつある人工知能（AI）は、我々のまわりのあらゆる分野に急速に浸透しつつあり、当初の AI の主たる応用分野であった製造技術の自動化やロボットの高知能化などにとどまらず、今や投資の判断・推薦を行う金融コンサルタントやコールセンターのオペレータなどすらも AI によって置き換えられつつある。
このように、近い将来、世の中のあらゆる分野を席巻すると考えられている AI は、たとえば船舶分野では、建造部門のみならず設計部門・研究開発部門、引渡し後のオペレーション部門さらには事務部門などあらゆる部門への導入可能性を秘めている。日本船舶海洋工学会が主催する情報技術研究委員会が発行している機関誌「すうちせいぎょ」第 127 号の企画として実施された「造船業における AI への期待に関するアンケート」では、造船現場にAI が適用されることへの期待が最も大きいという集計結果となっている。近年の IoT, Big
Data, AI などの技術開発にはめざましいものがあり、それらの技術を駆使して理想の造船所を構想することが可能になった。さらに、Digital twin と呼ばれる Virtual Shipyard を創れ
ば、リアルタイムで造船工程と経営状況を監視し、管理することも可能である。これをもっと発展させれば、引き合い、見積もり、設計、購買、納品検収、資材管理、工程・工数管理、各種検査、品質管理、Project P/L 管理、引き渡し、メンテナンス、アフターサービス、スクラップ廃船までを含めた船の一生を通じた造船・海運一貫システムを構築することまでも可能となるものと思われる。
また、船舶分野だけでなく、海洋エネルギー利用、海洋資源開発、養殖、海中探査などの海洋利用・開発関連の分野にも、様々な形で AI は利用できると考えられる。今後、船舶海洋分野への AI の導入はおそらく必然であり、船舶海洋分野の各部門を根底から大きく変えるほどのインパクトを持つであろう
このような背景のもとに、本ストラテジー研究委員会を立ち上げた。本研究会では、研究会の名称から推測されるように、研究そのものを行なうのではなく、
１）船舶海洋分野のどのようなところに AI を導入できるであろうかにつき調査すること、２）AI 導入効果の定量的評価法を調査・検討すること
4

を目的として活動を行なった。
また、「未来の AI 造船所」は、どのような AI 造船所になるであろうか、あるいはどのような AI 造船所にすべきかといったブレーンストーミングも行なってみた。

5

２．研究成果
２．１ AI に関する研究のレビュー
AI の理論・応用に関する研究のレビューを行った。
２．２ 船舶海洋分野への AI 導入のレビュー（１）船舶分野
自動操船・遠隔操船に関するプロジェクトや、船舶分野への AI 応用に関する講演会、学会誌特集や研究会・ワークショップなど、さらに主として船舶建造への AI 応用に関する国土交通省、海上技術研究所、日本船舶研究技術協会などにおけるプロジェクトのレビューを行った。
（２）海洋分野
オフショア石油・ガス開発、洋上風力発電、養殖、海中ヴィークル、海洋環境保全などの海洋分野における AI 応用についてレビューを行った。
（３）海外動向
海外における AI の応用動向につき、主として自動操船・遠隔操船に関するプロジェクトのレビューを行った。
（４）船舶海洋分野へ導入できそうな AI 技術の調査
世の中のいろいろな分野における AI に関する理論・応用の発展や導入例を、新聞その他のメディア、インターネットなどで調査し、その中で船舶海洋分野特に造船所の各建造工程へ導入できそうな AI 技術を抽出し、一覧表としてまとめた。
２．３ AI 導入効果の評価法のレビュー
多種の人員と製造設備によって建造される船舶においては、その建造過程に AI のような新しい技術・コンセプトを導入することによる効果（経済的な効果、作業効率の向上など）を評価するには、製品や工程の依存関係や部門間の複雑なインタラクションを予測・評価できるシミュレータの利用が必要となることをふまえ、予測・評価手法やそのための既存のシミュレータモデルのレビューを行った。
２．４ AI 導入のために利用可能な既存データの調査と今後整備すべきデータの提言
AI を用いた造船所自動化（無人化）システムの構築に必要なデータをリストアップし、リストアップされたデータについて、現在利用可能なものを調査すると共に、将来に向けて整備しなければならないもの、自動化に関わる従来の研究、保有者、公開可能性等を検討し、一覧表としてまとめた。

6

２．５ 造船所の各工程へ導入が期待される AI 技術の調査
AI の適用範囲は、はるか上流で幅広いものから非常にニッチなことがらに至るまでバラエティに富んでいる。造船所業務に関しても経営管理の視点からの AI 応用から、たとえば溶接の X 線検査の画像判定に至るまで多岐多様である。造船所経営に資すると思われ現在でも応用できると思われる既存の業務基幹システム、業務進行に対応して適用できる既存のまたは今後開発が期待される AI 技術を調査した。さらに、造船所のどの業務が AI 化の検討対象になり得るであろうか、そしてその AI 化のために適用できると期待される AI 技術はどのようなものになるであろうかにつき、造船所における標準的な計画・設計工程及び建造工程毎に細かく調査・検討し、一覧表としてまとめた。
２．６ 「未来の AI 造船所」に向けて研究委員会内に委員若干名で構成するサブグループを時限的に立ち上げ、そのグループの中で「未来の AI 造船所」の可能性を検討した。特に、人工知能（AI）、3D プリンター、ドローン、IoT、拡張現実（AR）等あらゆる情報通信技術（ICT）を造船所に徹底的に適用して、究極まで省人化を図った未来の造船“現場”に焦点を絞ってブレーンストーミングし、「AI 造船所のバーチャル見学ツアー」を語るという形でまとめてみた。
２．７ おわりに約１年半の本研究委員会の活動により、船舶海洋分野の多くの場面への人工知能の導入可能性が再確認され、また従来指摘されていなかった場面への人工知能導入可能性も掘り起こすことができた。人工知能のみならず、技術の進歩が加速度的に速くなっている昨今において「未来のＡＩ造船所」がどのようになっているであろうか、あるいはどのようにすべきかというイメージ作りにおいては、それぞれの委員によって異なり、ひとつのものに収束させることができなかった。それ故、２．６節で描いた「未来の AI 造船所」はそのようなもの、即ち各委員が描く「未来の AI 造船所」の一つという位置づけである。
手塚治虫さんであれば、どのような「未来のＡＩ造船所」のイメージを描いてくれたであろうか。
本研究委員会では人工知能の船舶海洋分野への導入可能性を机上で示しただけであるが、それぞれの可能性を現実のものとするには、非常に大きな労力とコストと粘り強い意志と協働が必要であると思われる。本研究委員会での成果をシーズとして、人工知能を船舶海洋分野へ実際に導入するための様々な展開が生まれることを期待したい。

7