Sea Japan 2018
Ships and Marine Technology Seminar - Introduction of SSAP2 Project(船舶海洋技術セミナー 新スマートナビゲーションシステム研究会の活動紹介)

11th April 2018 @ Tokyo Big Sight(2018年4⽉13⽇

於:東京ビッグサイト 展⽰会場内セミナー会場 C)

The Role of Open Platformin the Coming Era of Ship Digitalization(船舶デジタライゼーション時代に向けた船舶オープンプラットフォームの役割)

Hideyuki Ando (安藤 英幸)
Senior General Manager, MTI (株式会社MTI 船舶技術部門長)(Chairman of Smart Ship Application Platform 2 (SSAP2) Project)(新スマートナビゲーションシステム研究会座⻑)Outline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2) Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)

4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISOFDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)Digitalization in Shipping (海運におけるデジタル化)
1. Use assets more efficiently (資産(船)の効率活⽤)– Automate ship operations & navigation (船の運航や航海の⾃動化)– Manage ship/shore personnel into a single more productive team (船陸協業)– Integrate fleet systems to improve asset performance (統合フリートシステム)– Use big data to find ways to improve performance & reduce accidents(ビッグデータ活⽤によるパフォーマンス改善と事故削減)– Inform management on how the business is performing (経営との情報共有)

2. Produce regulatory information digitally (規則対応のデータ作成のデジタル化)
3. Develop global through transport system(グローバルに統⼀された輸送システム)

Reference)
Martin Stopford, Shipping’s Next Techno‐Economic Great Wave, Tokyo, Dec 2015(http://www.jpmac.or.jp/forum/pdf/106_1.pdf)

IoT (Internet of Things)
Operation Technology (OT)

Information Technology (IT)(制御技術)(情報技術)

Automation
Serial, Serial Bus

PLC*Serial, Serial Bus, Analog

Actuator

IP connected
Computer(IoT gateway)

IP/Ethernet

IP NetworkSensor

Machinery* PLC: Programmable Logic Controller“Operation Technology (OT)” and “Information Technology (IT)” are to be bridged via IoT gateway.
The era of “transparency” where user can access field data.

(OT(制御技術)とIT(情報技術))がIoTゲートウェイを介してつながる。IoTによる“透明性”の時代に、ユーザーは現場のデータにアクセス出来るようになる)Big data in shipping(海運におけるビッグデータ)

For operational efficiency, safety operation and business decision support(オペレーションにおける効率性、安全性、ビジネスの意思決定⽀援)

Examples of Big data in shipping(海運におけるビッグデータの例)

Voyage data (航海データ)• Automatically collected data (IoT)• Noon report
Machinery data (機械データ)• Automatically collected data (IoT)• Manual report data
• Maintenance data / trouble data
AIS data (AISデータ)• Satellite AIS / shore AIS (IoT)
Weather data (気象データ)• Forecast / past records• Anemometer / wave measurement(IoT)
Business data (ビジネスデータ)• Commercial data
• Market data

IoT for Ship Equipment & Machineries(舶⽤機器におけるIoT)

Target (⽬的)• Prevent unpredicted downtime (予期せぬダウンタイムの防⽌)(メンテナンスコストの削減)• Reduce maintenance cost
• Energy efficiency in operation (オペレーション効率の向上)
Measure• Condition monitoring (状態診断)• Big data analysis (ビッグデータ分析)• Support service engineer (サービスエンジニア⽀援)• Intelligent machinery (機械の知能化)– Self diagnostics (⾃⼰診断)Working style will be changed(仕事の仕⽅が変わる)Digital Twin (デジタルツイン)
Capture real world by IoT, compute & simulate with vast computing power indigital, and solve & optimize real world problems(現実の世界をIoTで捉え、コンピューターの圧倒的な計算能⼒を使って、デジタルの世界で計算やシミュレーションを⾏い、その結果を現実の世界に戻して、問題解決する)

Physical(Product,Plant…)

IoT data
Problem solving
Optimization

Cyber(Engineeringmodel,simulation)

Reference)
1. http://www.gereports.com/post/119300678660/wind‐in‐the‐cloud‐how‐the‐digital‐wind‐farm‐will/
2. Michael Grieves, Virtually Perfect: Driving Innovative and Lean Products through Product Lifecycle Management (English Edition), 2012

Before IoT: (IoT以前)
Design knowledge, simulations and tools have beenused for design and production(設計知識、シミュレーション、ツールは設計・製造段階で活⽤)

Design

Build

CAD, CAE

CAM

Engineering knowledge

Operation

DisposeEngineering knowledge• Designers consider life cycle values of products only at design
stage (設計者は製品のライフサイクル価値を設計時に考慮)– Manufacturability, usability, maintainability, disposability …
(造りやすさ、使いやすさ、メンテナンスしやすさ、廃棄しやすさ)Era of IoT: (IoT以降)
Design knowledge, simulations and tools are now
demanded through life cycle of products(設計知識、シミュレーション、ツールが製品のライフサイクルを通して必要)

Design

Build

CAD, CAE

CAM

Operation

Engineering knowledge•Designers can access actual products via IoT data
(設計者は実際の製品にIoTデータを介してアクセス可能に)– New services in operation (オペレーション向けの新しいサービス)– Feedback to new design (新設計へのフィードバック)•Engineering knowledge become more available in operation(オペレーターは、オペレーションで設計知識を利⽤できるように)

DisposeUtilizing Big data in Shipping(海運におけるビッグデータの活⽤)

Identifying the right issues are the most important(正しい課題の特定が最重要)

Identified issues (課題の特定)Big data (ビッグデータ)

Optimum operation

IoT Data(運航の最適化)‐‐(分析技術)Engineering knowledge(エンジニアリング知識)(IoT データ)

Fuel saving
Reasonably minimized marginAnalysis

Report data(レポート データ)Support business decision(ビジネスの意思決定⽀援)‐Data analytics & IT

AIS data

Tactical ship/fleet allocation(AISデータ)(データ分析 & 情報技術)

Safe operation(安全運航)

Any useful data
(使えるデータは何でも使う)

Weather data
(気象データ)Operation data

Technical data

Market data

Commercial data

(オペレーションデータ)(技術データ)(マーケットデータ)(コマーシャルデータ)••••

Schedule
Route
CB/HBAIS••••

Performance
Sea trial
ParticularPaint•••

Bunker cost
Hiring costMarket•••Contract
Fleet plan
Owner info.

Utilizing Big data in manufacturerʼs services(メーカー・サービスにおけるビッグデータ活⽤)

Identify right issues (課題の特定)Big data (ビッグデータ)

Trouble shooting of Machineries

IoT Data

・Quick trouble shooting(サービス データ)・Condition‐based Maintenance

Maintenance
Record(保守修理記録)(保守サポート)

Feedback to New Design

Operation Data

(オペレーションデータ)•••

Voyage schedule
Calling ports
Dry Dock info.

Data analytics & IT

(データ分析 & 情報技術)

Trouble DB(設計へのフィードバック)(使えるデータは何でも使う)(エンジニアリング知識)

Service Data

Machinery maintenance support

Any useful data

(分析技術)Engineering knowledge(IoT データ)(トラブルシュート)

Analysis(トラブルDB)

Product Spec.

Ship info.

••••

Trial data
Machine spec
Material info
Software version

Owner info.

(船舶情報)(製品データ)••••Builder
Ship type
SpecYear Built(船主情報)•••

Owner
Transaction
Ship management

IoT and Big data application areas(IoT、ビッグデータの活⽤エリア)
Role (役割)Ship owner(船主)

Function (機能)

Example of IoT and Big data application (例)Technicalmanagement• Safety operation (安全運航)• Condition monitoring & maintenance (保守、状態診断)• Environmental regulation compliance (規制対応)• Hull & propeller cleaning (船体・ペラクリーニング)• Retrofit & modification (改造、レトロフィット)(技術マネージメント)

New building (新造船) • Design optimization

Ship operator(運航者)(設計最適化)Operation• Energy saving operation (省エネ運航)• Safe operation (安全運航)• Schedule management (スケジュールマネージメント)

Fleet planning• Fleet allocation (フリート配船)• Service planning (サービス計画)• Chartering (サービス計画)(オペレーション)(フリート計画)

In‐service ship (就航船) • Ship performance analysis (性能解析)
Shipyard(造船所)

New building (新造船)

Manufacturer(メーカー)Maintenance (保守)• Design optimization (設計最適化)• Automation (⾃動化)(状態ベース保守、診断)• Condition‐based maintenance & diagnostics

Other stakeholders in value chains, such as cargo owners, class societies and insurance companies, have alsointerests in ship Big data. With appropriate data governance and business rules, IoT data will be widely used.
荷主、船級、保険等、バリューチェーンのステークホルダーもビッグデータに関⼼を持っている。適切なデータガバナンスとビジネスルールの整備が進めば、データ活⽤が広がるOutline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2) Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)

4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISOFDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)Open platform for maritime industry(海事業界のためのオープンプラットフォーム)
IoT Open platform(Industry standard)
Ship

Application / services(Competition)
Shore

Data center(operated byneutral body)

LAN
M/E
D/G

Softwareagent

Boiler
T/G…

Asia

broadband

Onboarddata server

Security / access control

Data Center

requestService Provider

User

Performancemonitoring

Ship
operator
Ship
owner

Weather routing
Ship
Managementcompany

Enginemonitoring

VDR

Class Society

Radar

dataBMS

Onboard application

Cargo
crane•••….
•

Weather routing
Performancemonitoring
Enginemaintenance
Plant operation
optimization

Data center(operated byneutral body)
EuropeEnergymanagement
Security / access control

ECDIS

Shipyard

Engine maker

RemotemaintenanceMarketingandBig dataanalytics

Ship
equipment
maker.
.
.

Standardized shipboard data server(標準化された船上データサーバー)

As‐is

To‐be(現状)(⽬指す将来像)

Onboard system

Applications

Shore data center / Shore applications

Onboard system

Optimum
Trim

Applications
Optimum
Trim

VDR

VDR

Performance
Monitoring

Performance
Monitoring
ECDIS

ECDIS

Weather
RoutingEngineData Logger

Other Systems

Shipboard
DataServer

Weather
RoutingEngineData Logger

EngineMonitoring

RemoteMaintenance

Cabling and interfacing one by one

EngineMonitoring

Other Systems

RemoteMaintenanceWhat are the benefits of open platform ?

(オープンプラットフォームのメリットは？) Service providers can easily provide variable services to shipowners, who can accumulate vast amount of ship operation data.
(サービス提供者は、船主が蓄積しうる膨⼤な運航データを、多様な⽤途で活⽤するためのサービスを容易に提供できる)

 Ship owners investment cost (CAPEX and OPEX) for onboard datacollection and using application services will be reduced bysharing the data collecting platform(船主は、オンボードデータ収集とアプリケーションサービス利⽤に関するコスト(CAPEX, OPEX)を、削減することが出来る) Shipyards and equipment manufactures can access their productoperation data through life-cycle and can provide new services(造船所やメーカーは、⾃社の製品が実運⽤されているデータにライフサイクルを通してアクセス出来るようになる) Ship owners can manage/control data transmission between shipand shore(船主は、船陸間通信で送信されるデータを管理・コントロール出来るようになる) Standardized format and protocol will enhance more IoT
application services development(フォーマット・プロトコルの標準化により、それに対応するアプリケーションサービスの開発が容易になる)Outline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2)
Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)
4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISO
FDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)Smart Ship Application Platform (SSAP) Project

SSAP Project (Dec 2012 – Mar 2015)(スマートナビゲーションシステム研究会)• Participants(参加者)– Members: 27 organizations– Observers: 9 organizations• Joint Industry Project (JIP)(メンバー27組織)(オブザーバー9組織)(ジョイント・インダストリー・プロジェクト)– JSMEA + ClassNK• Achievements (成果)– Design specification of shipboard data server(船上データサーバーの仕様設計)– Implementation of shipboard data server and trials(船上データサーバーの試作とトライアル)– Ship – shore open platform design for ship IoT(船陸オープンプラットフォームの設計)– Proposed 2 ISO NPs (ISO NP19847 / ISO NP19848)(2つの新規ISO提案)

Onboard trials in SSAP (2014)(スマナビ研での実船実験)
RORO Ferry
SUNFLOWER SHIRETOKO

Crude‐Oil Tanker
SHINKYOKUTO MARUSSAP2 Project (Aug 2015 – Sep 2018)(新スマートナビゲーションシステム研究会)•Participants(参加者)– 38 members– 10 observers•(メンバー38組織)(オブザーバー

Joint Industry Project (JIP)

10組織)(ジョイント・インダストリー・プロジェクト)– JSMEA + ClassNK•

Action items(アクションアイテム)

1.

Marketing & promotion of the open platform concept2.

System design and prototyping of open platform

3.

Standardization – ISO FDIS19847/FDIS19848

4.

Development of data catalogue

5.

Public relations(オープンプラットフォームコンセプトのマーケティング)(オープンプラットフォームの試設計とプロトタイピング)(ISO標準化活動)(データカタログの構築)(PR活動)

Organization of SSAP2 Project
SSAP2 all members(新スマートナビゲーションシステム研究会(全体会合)
Members: 38 organizations
Observers:10 organizations
Chair:‐ Dr. Ando (MTI)
Chief secretary:‐ Mr. Morono (Terasaki Electric)

MarketingTeam(マーケティング・チーム)
Leader:‐ Dr. Ando (MTI)
Sub‐Leader:‐ Mr. Fujii (Diesel United)‐ Dr. Hiekata (U. of Tokyo)

Steering
Committee‐ Chair (ステアリング・コミティー)‐ Chief secretary‐ All leaders and sub‐leaders組織図)

ISOCorrespondenceTeam(Working with JSTRA
correspondence group)

Correspondence members:‐ Mr. Morono (Terasaki Electric)‐ Mr. Yamada (Uzushio Electric)‐ Dr. Ando (MTI)

System Design &Prototyping
Team(試設計・チーム)

Leader:‐ Mr. Moritani (ClassNK)
Sub‐Leader:‐ Mr. Nakano (JRCS)‐ Mr. Ikeda (ClassNK)

Ship Data Center(ClassNK)(シップデータセンター(ClassNK))

Standardization
TeamData CatalogueTeam(標準化チーム)(データカタログチーム)

Leader:‐ Mr. Morono (Terasaki Electric)
Sub‐Leader:‐ Mr. Yamada (Uzushio Electric)‐ Mr. Hara (Furuno Electric)

Leader:‐ Mr. Fujii (Diesel United)
Sub‐Leader:‐ Mr. Miyake (Akishima Lab (Mitsui))‐ Mr. Shibata (MTI)2018年2⽉現在©2017 JSMEA

22

Outline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2) Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)

4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISO
FDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)Open platform for maritime industry(海事業界のためのオープンプラットフォーム)
IoT Open platform(Industry standard)
Ship

Application / services(Competition)
Shore

Data center(operated byneutral body)

LAN
M/E
D/G

Softwareagent

Boiler
T/G…

Asia

broadband

Shipboard
Onboarddata
data
serverserver

VDR

Security / access control

Data Center

requestService Provider

User

Performancemonitoring

Ship
operator
Ship
owner

Weather routing
Ship
Managementcompany

Enginemonitoring
Class Society

data

New ISO regarding Ship IoTECDIS•

BMS

Onboard application

Cargocrane•••….
•Weather routing
PerformancemonitoringEngine
maintenance
Plant operationoptimization(Ship IoTのための新規ISO)

EnergyShipyard
Data centermanagement(operated byISO/FDIS19847 ‐ Shipboard
data servers to share field data on the seaneutral body)(船上データサーバーの要求仕様)•

Specifications of shipboard data server
Europe•Security / access control

RadarEngine maker

RemoteShip part of ship
ISO/FDIS19848 ‐ Standard data for machineryand equipment
maintenanceequipment• Specifications of dictionary and format (辞書とフォーマットの要求仕様)
maker

MarketingandBig dataanalytics.
.
.

Process for ISO (ISO FDIS 19847/19848)(ISO化プロセス)

PWI

Preliminary work Item （予備業務項⽬）NP

New work item Proposal （新業務項⽬提案）

2014

SSAP

 2014.10 ‐ ISO PWI 19847/19848 wereaccepted as NP by ISO/TC8/SC6
 2016.1 ‐ 2 NPs were accepted2015 2016.5 ‐ 2WDs were accepted

WDWorking Draft （作業原案）

 2016.11 ‐ 2CDs were accepted

2016
SCD

S

Committee Draft （委員会原案）

 2017.9 ‐ 2 DISs were accepted
P‐member voting results

ADIS

PDraft International Standard （国際規格案）

2017

FDIS

Final Draft I S （最終国際規格案）

ISInternational Standard （国際規格）––2DIS 19847 11/12 (92%) approve
DIS 19848 12/12 (100%) approve 2018.5 – FDIS voting will start 2018.7 – ISO process will be completed2018※ This ISO processes are supported by JSTRA(本ISO化は、(社)船舶技術研究協会の⽀援により進められています)©2017 JSMEA25

Outline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2) Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)

4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISO
FDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)Open platform for maritime industry(海事業界のためのオープンプラットフォーム)
IoT Open platform(Industry standard)
ShipApplication / services(Competition)
Shore

Data center(operated byneutral body)

LAN
M/E
D/G

Softwareagent

Boiler
T/G…

Asia

broadband

Onboarddata server

Security / access control

Data Center

requestService Provider

User

Performancemonitoring

Ship
operator
Ship
owner

Weather routing
Ship
Managementcompany

Enginemonitoring

VDR

Class Society

Radar

dataBMS

Onboard application

Cargo
crane•••….
•

Weather routing
Performancemonitoring
Enginemaintenance
Plant operation
optimization

Data center(operated byneutral body)
EuropeEnergymanagement
Security / access control

ECDIS

Shipyard

Engine maker

RemotemaintenanceMarketingandBig dataanalyticsShipequipment
maker.
.
.

Internet of Ship (IoS) open platform (IoSオープンプラットフォーム)
Roles are defined and each player provides their expertise on the Internet of Ship(IoS) platform. Data
governance and business rules had been built by IoS OP consortium under ShipDC.
(IoSオープンプラットフォーム上での各プレーヤーの役割が定義され、それに基づいたサービスが各プレーヤーから提供される。データ
ガバナンスとビジネスルールについてShipDCが主催するIoS OPコンソーシアムによって規定されている。)

Solution

User (SU)

Platform

User (PU)Ship owner

Operator

Ship management

Operator

PPPlatform
ProviderProvider ofonboard datacollection
equipmentand services

IoS Open Platform

SP
Ship data center

Data collection,storage,
standardizationand provision
Data integrationfrom othersources

Ship ownerSolution
ProviderOperator
Application
serviceproviderbased onIoT data of
ShipDC

Ship management

Crew

Data Buyer
Shipyard, manufacturer, weather service, insurance etc.

Use Case scenarios of ShipDC

Shipping (海運)• Safety operation• Vessel
performance
analysis• Fleet operation
optimization• Weather routing

Shipyard (造船)• In‐service
performance
analysis ofdelivered ships• Feedback to newship design(ShipDC活⽤のユースケース)

Manufacturer (舶⽤)• Remote condition
monitoring• Remotediagnostics• After service
supportClass Society (船級)• Utilization in classinspection
Insurance (保険)• New servicesRegulatory use (規則)• Data reportingOutline (発表の構成)
1. Digitalization and IoT (デジタル化とIoT)
2. Open platform (オープンプラットフォーム)
3. SSAP2 (Smart Ship Application Platform 2) Project(新スマートナビゲーションシステム研究会)

4. Standardization ‐ ISO FDIS 19847/19848(標準化 ISO
FDIS 19847/19848)

5. Ship Data Center (シップデータセンター)
6. Summary (まとめ)R&D examples of using ship IoT data (Ship IoTデータを活⽤したR&D事例)‐ R&D of application services are in progress by industry collaboration‐(業界のコラボにより、アプリケーションサービスの研究開発は進んでいる)

iCollision avoidanceand autonomous ship
(衝突防⽌と⾃律操船)

i

Simulation of LNG cargo transport(LNGカーゴ輸送シミュレーション)(推進効率モニタリング)(構造ヘルスモニタリング)i

Propulsive efficiency
monitoring

Structural Health Monitoringi(機関プラントダメージ予防)
Damage prevention of engine-power plant

Courtesy of NYK Linei

i-Shipping(Operation): Japanese
government funding R&D projects –IoT for safety (2016-2020)
Joint research with ClassNK

国交省・ClassNK「先進船舶技術研究開発⽀援事業」

Summary (まとめ)• SSAP2 has proposed a open platform for sharing Ship IoT data
(新スマナビ研は船舶IoTデータを共有するためのオープンプラットフォームを提案してきた)• ISO Standardization of shipboard data server are in progress(船上データサーバーに関する標準化プロセスが進んでいる)• Data governance and business rules of utilizing Ship IoT data
have been built under Ship DC(船舶IoTデータの活⽤におけるデータガバナンスとビジネスルールがシップデータセンターの下で協議されてきた)• The open platform is expected to be a foundation for variableapplication services for the coming era of ship digitalization(このオープンプラットフォームが今後やってくる船舶のデジタル化における多様なアプリケーションサービスのプラットフォームとして活⽤されることが期待される)

Thank you very much for your attention(ご静聴いただき有難うございました)

For further information, please contact
Mr. Takachika Bunya, bunya@jsmea.or.jp
TEL: +81‐3‐3502‐2041
JSMEA, Japan Ship Machinery and Equipment Association
お問い合わせ先：(⼀社) ⽇本舶⽤⼯業会 技術部 ⽂屋孝哉