Monohakobi Technology Institute 自動計測装置を用いた省エネ付加物の 実船効果検証 ㈱MTI ○戸来直樹 石井智憲 安藤英幸 角田 領 平成22年 船舶海洋工学会春季講演会 講演資料 1 ©©Copyright Copyright2006 2008 Monohakobi MonohakobiTechnology TechnologyInstitute Institute Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ 2 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 1 Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ 3 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 背景 ・国際的な環境問題への取り組み ・燃料費高騰による収益への影響 省エネへの関心の高まり 省エネ付加物の開発・搭載が活発化 実船での効果を把握することが重要 4 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 2 Monohakobi Technology Institute 省エネ付加物 5 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 省エネ付加物の実船効果検証 • 従来手法と課題点 – 海上公試での同型船比較 • 満載状態での効果は推定値となる – 1日1点の航海レポート解析（アブログ等） • ばらつきが大きく、長期間を要する 新たな計測方法、解析手法を提案 6 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 3 Monohakobi Technology Institute 省エネ付加物の実船効果検証 • 数%オーダーの効果を検証するには… 計測精度の 向上 詳細な計測 ・自動計測 同条件で の比較 ・（並走試験） ・フィルタリング ・自動計測 ・データの精査 7 結果の 信頼性検証 ・信頼区間推定 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ 8 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 4 Monohakobi Technology Institute 開発要件 • 長期間、安定稼動する信頼性の高い連続計 測装置 • 工業用コンピュータ(PLC)の採用 • 陸からの信号収録状況のモニター • 柔軟なシステム構成 • データロガー、ECDIS /VDR等、既設の サーバーとのインターフェース • アナログ、パルス、NMEA、船内LAN等、 標準的な信号への対応 • 乗組員への負荷を極力低減 • 電子アブログとの連携 フローメーター © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 9 Monohakobi Technology Institute システム構成 serial SIMS junction box GPS (speed, course) NMEA Doppler log (speed) NMEA Gyro compass (heading) NMEA Anemometer (rel. wind) Inmarsat-F modem Server PC (data storage) Ship’s LAN Motion sensor serial ECDIS or IBS or VDR BOX PC (data storage) NMEA Manual input serial serial Bridge • FO density FuelNavi (PLC: Mitsubishi MELSEC) • FO backwash Data monitor -Data Processing -Calculation serial GOT monitor E/C Data Logger RPM 4-20 mA F.O. flow meter Master clock Sea water temp. pulse S.H.P 4-20 mA F.O. temperature E/R temp. pulse 4-20 mA 4-20 mA 4-20 mA 10 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 5 Monohakobi Technology Institute 船陸通信システム • 陸へのデータ送信 • データ回収作業の省略、陸上からのシステム監視 • 陸側発呼、船側発呼の2方式 データセンター からCall INMARSAT-F MODEM Server PC INMARSATモデムを直接接続 陸側からCall してデータをダウンロード 通信費が割高 データ センターへ 本船E-mail用PC 陸側発呼方式 INMARSAT-F MODEM 11 船側発呼方式 本船のメール用PCを利用 通信費が船側に課金される 他の通信費との切り分けが困難 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 陸上モニタリング • トレンドデータ表示 – 船速、回転数、燃費、 主機負荷等の毎時 間データ • 電子アブログとの連携 – 航海情報、排水量、 喫水など、レポート データと陸で同期 – 入出港情報と数値 データをリンク – データ解析を航海単 位で行える • 30隻以上に導入 12 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 6 Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 13 Monohakobi Technology Institute 省エネ付加物の実船効果検証 • 数%オーダーの効果を検証するには… 詳細な計測 ・自動計測 計測精度の 向上 同条件で の比較 ・（並走試験） ・フィルタリング ・自動計測 ・データの精査 14 結果の 信頼性検証 ・信頼区間推定 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 7 Monohakobi Technology Institute データの精査 • ドップラースピードログ – 据付誤差による定常的な船速誤差 – 泡影響等、外乱影響による精度低下 • 馬力計測 – 複数の計測方法を採用し、信頼性の高いデータを使用 →軸馬力計、ロードインジケータ、燃料消費量… 15 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute データの精査 • ドップラースピードログ – 据付誤差による定常的な船速誤差 – 泡影響等、外乱影響による精度低下 • 馬力計測 – 複数の計測方法を採用し、信頼性の高いデータを使用 →軸馬力計、ロードインジケータ、燃料消費量… 16 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 8 Monohakobi Technology Institute データの精査 • 泡影響による精度低下 [knot] LOG Speed 16 15 14 13 12 11 10 9 8 正常時 精度低下時 5/16 0:00~0:03 5/17 17:00~17:03 0 60 [sec] 120 180 ・精度低下時は、変動が大きい ・標準偏差で信頼性を判別 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 17 Monohakobi Technology Institute 同条件での比較 計測データ • 並走試験 O.G.Speed 16 SHIP A (auto logging) SHIP B (auto logging) SHIP A (daily report) SHIP B (daily report) – 同型船2隻による並走 [knot] 15 14 13 12 14-May – 計測条件の一致 15-May [ton/day] 24 – 明確な性能差を確認 17-May 18-May SHIP A (w) auto logging SHIP B (w/o) auto logging SHIP A (w) daily report SHIP B (w/o) daily report 22 20 18 16 14-May – 荒天時の効果検証 16-May M/E Fuel Oil Consumption 付加物有り 15-May 16-May 付加物無し 17-May 18-May [rpm] Shaft Revolution 18 121 120 119 118 117 116 115 14-May SHIP A (auto logging) SHIP B (auto logging) SHIP A (daily report) SHIP B (daily report) 15-May 16-May 17-May 18-May © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 9 Monohakobi Technology Institute 同条件での比較 • フィルタリング – 排水量 • 任意の基準排水量から±5%以内のデータで比較 • （±5%以内ではCadm一定として排水量補正実施） – 風・波影響 • 風速及び船体動揺データでフィルタリング • 穏やかな海気象条件のデータを抽出 – 安定航海データの使用 • Headingの変動、舵角 19 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 同条件での比較 • フィルタリング – 排水量 • 任意の基準排水量から±5%以内のデータで比較 • （±5%以内ではCadm一定として排水量補正実施） – 風・波影響 • 風速及び船体動揺データでフィルタリング • 穏やかな海気象条件のデータを抽出 – 安定航海データの使用 • Headingの変動、舵角 20 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 10 Monohakobi Technology Institute 同条件での比較 6000 航海データ 4000 5000 BF2以下 2000 3000 SHP(kW) M/E F.O.Consumption[ton/day] 3000 4000 5000 BF 6~ BF 5 BF 4 BF 3 BF ~2 2000 SHP(kW) M/E F.O.Consumption[ton/day] 6000 • 風影響分析 8 10 12 14 16 18 10 12 LOG SPEED (knot) 14 16 18 LOG SPEED (knot) © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 21 Monohakobi Technology Institute 結果の信頼性検証 • 信頼区間推定 – 無作為に抽出した標本から、未知の母集団の平均値を 区間で推定する – 抽出されたデータ（標本）を用いて区間推定を実施 母集団 標本 母分散 母平均 標本分散 母平均を推定 22 標本平均 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 11 Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ 23 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 効果検証事例（MT-FAST） • MT-FAST効果検証 – Pre-swirlタイプの省エネ付加物 – 装備船、未装備船2隻による同型船比較解析を実施 24 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 12 Monohakobi Technology Institute 効果検証事例（MT-FAST） • 性能解析（満載状態） 25 – フィルタリング条件 Ship A (with FIN） 24 • 真風速 3.3m/s以下 • ピッチング 0.5°以下 23 22 21 20 18 • 平均・・・3.4% • 95%信頼区間・・・2.0～4.5% 19 – 性能差 M/E F.O.C.[ton/day] ＋ Ship B（without FIN.） 11 12 13 14 15 16 Log Speed [knot] 25 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 効果検証事例（バウスラスターカバー） • バウスラスターカバー – バウスラスタートンネルにカバーをすることで抵抗低減 – 装備船・未装備船2隻による同型船比較解析を実施 26 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 13 Monohakobi Technology Institute 効果検証事例（バウスラスターカバー） • 性能解析 BF2以下、Roll2度以下、Pitch1.5度以下 Displacement=13000t Displacement=26000t 満載状態 16 11 12 13 14 with cover 10 11 12 13 14 with cover 15 without cover M/E F.O.Consumption[ton/day] 15 without cover 10 M/E F.O.Consumption[ton/day] 16 バラスト状態 11 12 13 14 11 15 12 13 14 15 LOG Speed [knot] LOG Speed [knot] 性能差 平均 約1.8% 信頼区間・・・ -2.4～5.9% 性能差 平均 約0.9% 信頼区間・・・ -2.9～4.8% 統計的に有意差がない 27 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 発表の構成 1. はじめに 2. 自動計測装置 3. 解析手法 4. 効果検証 5. まとめ 28 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 14 Monohakobi Technology Institute 結言 • 省エネ付加物の効果検証手法として自動計測装置を用いた 解析手法を構築した • 詳細データの計測、データ送信機能を有した自動計測装置を 開発し、従来手法と比べ迅速な詳細解析が可能となった。 • 省エネ付加物の効果検証を実施し、解析手法の有効性を確 認した。 29 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute Monohakobi Technology Institute 今後の課題 • ドップラースピードログ精度確認手法のさらなる検討 • 馬力計測の精度検証、補正方法の検討 • 波データに関する気象解析データの利用 • 波浪解析装置の併用 • 風・波補正の導入 30 © Copyright 2007 Monohakobi Technology Institute 15 Monohakobi Technology Institute END ご清聴ありがとうございました 31 ©©Copyright Copyright2006 2008 Monohakobi MonohakobiTechnology TechnologyInstitute Institute 16
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