海事自治：現実

世界で最も先進的なケーブル層の1つをつなぐ実世界でのサポートには、時々個人的なタッチが必要です。 ABB Marine Serviceは、必要な部品やツールを予測しながら、船上で必要な適切なスキルセットに関して正確に準備するために、リモートデータを活用することができます。写真：ABB

「私たちは15年の寿命を期待していた製品を開発していましたが、今日は新製品の寿命が4年か5年になると見込んでおり、それから新しい技術に置き換えられつつあります。」 O. Paulsen、テクノロジーGM、KMテクノロジー、リサーチ＆イノベーション、Kongsberg Maritime AS

「近い将来に私が目にする最高レベルの自治権は、非常に現地の小型フェリーやタグボートに搭載されています。外航船は特定の自律技術を適用しますが、人々を船上に維持します。状況認識や安全性と効率性の向上に使用されます。」ABBのデジタルソリューション担当上級副社長、ミッコ・レピスト氏

「大幅な資本収益をもたらす製品に基づく大きな移行を振り返ってみると、「将来の船」が業界の70％に採用されるには約20年かかります。例として、読者は業界の大部分が無人エンジンルームを採用するのに要した時間を考慮する必要があります。」Sea Machinesの創設者兼CEO、Michael G. Johnson

「無人化するのではなく、増加するシステムを自動化し、より少ない人員でオンボードで操作し、機械操作などの操作の特定の部分をターゲットにして自動化することに関心を持っている人が増えています。 DNV GLのMaritime ResearchのプログラムディレクターであるBjorn Johan Vartdal氏は次のように述べています。

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merriam-webster.comはその「自律型」の定義を簡潔に示していますが、海洋部門の10人の人々に「自律型」船舶とはどのような意味を持つのかを尋ねてください。自律的な無人操業を達成することは、今日では、多くの（もしあれば）船主の議題では高くない。何が彼らの注意を引くのですか？乗組員の規模（およびコスト）を削減し、最終的にはより安全で効率的な運航を可能にする一方で、追加の意思決定プロセスを実行する統合されたコネクテッドシステムによって、ますます「スマート」になる船舶の構築。

商業船や無人操縦に焦点を当てた研究やプロジェクトは確かに数多くありますが、一般的に話題が海洋と自治になると、オンボードシステムがますます接続され、スマートになり、可能になるステップチェンジテクノロジとして位置づけられています。ほとんど人間の介入なしに決定を下す。
ABBのデジタルソリューション担当シニアバイスプレジデント、ミッコレピスト（Mikko Lepisto）は、次のように述べています。 「自律性は「無人」にすぎないと言うのは正しくありません。人間が関与しなくてもあらゆる機能を実行できる自律型船がありますが、人間の役割は自律制御システムが行うことを監督することの1つです。それは有人でも無人でも構いません。」

Kongsberg Maritime ASの技術開発のさまざまな分野で30年以上の経験を持つ、KM Technology - Research＆Innovationの技術ゼネラルマネジャーであるKetil O. Paulsenも同意します。今日、彼は新技術を評価し、それらがKongsberg Maritimeのポートフォリオに収まるかどうかを確認します。

「私たちはフェリーがA地点からB地点に行き、自分で係留できるようにフェリーの機能を開発しています。しかし、ほとんどの「自律」機能は乗務員を船上で支援することであり、必ずしも乗務員を連れ去ることではありません。 Kongsbergは自律型海上運航に関する共同研究や共同研究に投資しています。その頂点は、ゼロエミッションを実現した世界初の完全に電気自律型のコンテナ船であるYARA Birkelandです。 （37ページの関連記事を参照）。

自律型船舶開発の分野におけるもう1つのリーダーはシーメンスであり、シーメンスガバメントテクノロジーズ社の米海兵隊長であるデイビッド・グルツァ氏によれば、シーメンスの見解は若干異なります。 「一部の人は自治についての「ブリッジ中心」の見方をしています。自律性に対する私たちの見解は、私たちが電化、デジタル化、および自動化に関わる船舶インフラプロバイダーであるという事実に根ざしています。私達は統合された電力と電気システムからそれを見ます。インフラストラクチャの観点から自治を見ています。」

自律的な海上プッシュをリードしている企業の多くは 'Fortune 500'ですが、Sea Machinesのようにうらやましいスピードと力で動く若くて革新的な企業も非常に短期間で関与しています。大物Maerskの出荷を含むいくつかの知名度の高い試験では。

Sea Machinesの創設者で最高経営責任者（CEO）のMichael G. Johnsonは、次のように述べています。 「これらの多くは、テクノロジが直接制御で人間よりも優れたパフォーマンスを発揮できる状況で、タスク駆動型の操作を実行しています。」

Sea Machinesの創設者で最高経営責任者（CEO）のMichael G. Johnsonは、次のように述べています。 「比較例として、従来のオートパイロットは、処理すべきフィードバック信号が1つしかないとしても、実際の進路と進行方向と設定進路と進行方向の関係がないため、単純な自動化と見なされます。つまり、人間のオペレータは、見出し以外のすべてのものの認識義務を管理する必要があります。自律型自動操縦装置は「よりインテリジェント」であると考えられており、図表化されたリスクに対する船舶の位置、ドメイン内の交通量、船舶の意図する進路との関係など、より多くの情報を考慮します。あるいはミッションを成功させるためにコースを一時的に遅くしたり変更したりする必要があるかもしれません。 「自律性」レベルは、人間のオペレータが直接制御から抽出することを可能にするためのシステムの全体的な知能または能力を指す。私たちは現在の自律製品であるSM300をレベル3システムと呼んでいます。これは、認識と緊急制御のループの一部にアクティブなオペレータがいることを意味します。
クラスの観点から見ると、DNV GLのMaritime ResearchのプログラムディレクターであるBjorn Johan Vartdalは簡潔です。自律海上作戦は、アルゴリズムによって制御される作戦です。多くの人がこれをリモートコントロールやオートメーションと混ぜ合わせていますが、それと自律性には違いがあると思います。」

今何が起こっているの？
シーメンスのGrucza氏は、次のように語っています。 「彼らはその原則を取り入れ、それらを新築デザインに適用しています。自律性への先駆けだと私は思うより堅牢で信頼性の高い発電所を見るようになると、当然これは船上にエネルギー貯蔵システムを追加することにつながります。」

世界最大の船主/運航会社の1つであるNYKは、この評価に一歩近づいているようです。

Monohakobi Technologyの工学博士、海事技術部門シニアジェネラルマネージャー、安藤英之氏は、次のように述べています。「私たちは海運会社です。自律的な船を実現することは私たちの目的ではありません。インスティテュート（MTI）有限公司は、日本の大手海運会社NYKが100％所有する研究開発会社です。 「私たちの目標は、最も信頼性の高い貨物運送業者になることです。オートメーション技術が私たちの目的を支えていると考えています」

それでは、自律型船が最初に発達するのはどこでしょうか。規制当局や意思決定者の数が少ないため、一般的なコンセンサスは地方または地域のルートを示しています。 ABCのレピスト氏は、遠隔操縦式のアイスクラスの旅客フェリー、スオメンリンナIIの革新的な自主的プロジェクトに携わっていると述べています。 （ストーリー34ページを参照）。 「そこでは、数年以内に商業運営が行われるでしょう。自律および自律技術が最も早く発展する場所は、乗組員がより少ない船が船上にある場合であり、そこでは「自律」システムが安全性と効率を高めるために利用されています。それらの船は自律型船と同じ技術を持つでしょうが、船上には人間がいるでしょう…それは船長と乗組員にとって無料のシステムです。規制上の障害がないため、これは最速になります。」
すべての輸送モードで自律性を推進することは、技術の進化のスピード、つまり製品とシステムの陳腐化を記録的なペースで加速させるスピードです。

Paulsen氏またはKongsberg氏は、次のように述べています。「今日の新製品の寿命は、おそらく4年から5年です。新しい技術によって。」

Johnson of Sea Machinesは同意する。 「業界を供給するOEMは、何十年もの間それらに役立ってきた主要なアナログおよび機械製品ラインの終わりを発表し始めています、そして新しい技術は大手レガシーで若い会社によって大いに売り出されています。大幅な資本利益率をもたらす製品に基づく主な移行を振り返ってみると、「将来の船」が業界の70％に採用されるには約20年かかります。例として、読者は業界の大部分が無人のエンジンルームを採用するのに要した時間を考慮する必要があります」とジョンソン氏は述べた。

大企業の成長とともに、このテクノロジのスピードは海上での企業統合を促進し、協力とパートナーシップの時代を築きました。 「私たちは自分たちのほとんどすべてを自分たちで発展させてきました。今私たちがしていることは、さまざまな企業や研究機関とのより多くのパートナーシップです」とPaulsenは述べました。そして、テクノロジーは一般的には中心的な段階でのショーストッパーですが、Paulsenはテクノロジーが主な推進力ではないと主張しています。 「何年も前、ドライバーはテクノロジーでした。現在、主な推進力の1つが持続可能性です。持続可能性は、私たちが今日することすべてを推進します。それはすべて持続可能性に関連しています」と自律性にも結びついています。

次のステップは？
「デジタル化」や「ビッグデータ」などの用語はすでに海事界では古くなっていますが、今日の海運業界では可用性の向上、シームレスな転送、効率的な利用が主な技術的要因となっています。 「10年前、ほとんどのプロジェクト（MTIでの）はハードウェア、より優れたプロペラ、球状の弓、省エネルギー機器に関するものでしたが、それらは従来の方法で発見され、テストされ、そして試行されました。 MTIのAndoは次のように述べています。 「たとえば、エネルギー効率に関する（ハードウェア）プロジェクトを実行するとき、現在および将来の船舶の真の性能を理解するにはデータが不可欠であることがわかりました」と彼は述べました。 830隻の船のNYKの艦隊で、同じ技術が同じような船で試されたとき、本当の「アイオープナー」は来ました、そして、ある船は文字通り2倍の量の燃料を消費することがわかりました。 「データの重要性を認識した後、私たち（NYK）はNYKの全車両にデータ収集システムのインストールを拡大しました。私達は私達の自身の船、約200隻の船に私達自身のデータ収集箱を設置しました。」

当初の計画では、エネルギー効率を改善するためにデータを収集することでしたが、「2012年から安全データとエネルギー効率も収集するようにシステムを更新しました」。今日の2000データポイント「利用可能なデータはすべて収集しています」と安藤氏は述べています。

データは自律の「血」ですが、力は「心」であると主張することができます。

ABBのLepisto氏は、次のように述べています。 「開発面では、機械面への関心が高まるでしょう。今日では、ナビゲーションの側面に大きな焦点が当てられていますが、自律性に対応するために船舶のメンテナンスプロセスが変更されるなど、機械分野に関する議論は少なくなっていますか。冗長性と信頼性を向上させるには、より多くの電力を使用するように変更する必要があります。電気システムはより少ないメンテナンスを必要とし、冗長性で造ることはより簡単です。」

「私は、単調さか安全性のどちらかのためにあなたがそれから人的要素を取り除くことができる地域的な船舶タイプを探しましょうと言うでしょう。調査船で見ることになると思いますし、作業船で見ることになると思います。沿岸防護船で見ることができると思います。シーメンスガバメントテクノロジーズの米海兵隊長、デイビッド・グルツァー氏は次のように述べています。

SiemensのGruczaも同意します。 「私たちは、発電および推進プラントをシステムとしてより総体的に見ています。自律船に着くと、ダイナミックも変化し始めていると思います。たとえば、船舶に搭載されている電気負荷のうち、人に対する負担やシステムをサポートしている人の人数などです。推進力と支援システム力の比率は変化します。今日の作業船では、力の大部分は推進力のためのものであり、一部はクルーと補助システムのためのものです。その比率は変化し、推進力が増すにつれて、重要なテクノロジは、単なる部品やコンポーネントではなく体系的に表示することです。堅牢性について、信頼性について、そして力と推進力が問題の核心です。

しかし、DNV GLのVartdal氏によると、電子機器とセンサーの側面、つまりナビゲーションが、理由の1つとして注目を集めています。 「複雑さという点では、ナビゲーション部分は高度な状況認識を必要とするため、自律的にするための最も複雑な部分です。それは複雑な状況です。機械機能では定義された一連の故障モードを設定できるため、ナビゲーション機能では無限の可能性があります。それこそがそれを最も複雑なものにしているのです。」

ジョンソン氏は、次のように述べています。 「我々はまた、船舶の知覚技術、すなわち、大きなデータセットとAIを利用して交通と障害物を識別、分類、追跡することによって運航船舶の周囲の領域を「見る」と解釈する長距離マシンビジョンの進歩に深く取り組んでいます。このSea Machinesテクノロジは現在、バルト海のAP Moller-Maerskコンテナ船で試運転中です。」

世界の水路を船が横切って進むという考え方は、将来の芸術家の印象に残る印象を与えますが、MTIのAndo氏は、膨大な量の信頼できるデータに支えられたこのプロセスは魅力的だと主張します。 「多くの所有者や船舶管理者がデータの力を十分に活用するレベルにはありません」と彼は付け加え、「私たちはそれを信じていますが、データの収集、整理、そして効果的な活用は大きな努力です。それはステップバイステップのボトムアップアプローチです。」

課題は何ですか？
MTIのAndo氏は、「技術的には、それほど大きな課題ではないと思います」と述べています。 「より大きな課題は、規制、保険、および責任、そして社会的受容にあると思います。」

最終的には、利害関係者が所有者や運営業者から港湾や物流業者、テクノロジーメーカー、資金調達や保険に至る立法者まで一斉に動くことが、海上自治を前進させることと同じです。

SiemensのGruczaは同意する。 「規制や法的な問題は、完全に自律的になるための大きな制約だと考えています。今日のインフラではすでに多くの段階の自治が見られていると思います。私たちは、チェーン内のさまざまなプレーヤーすべてを調整するのは難しいと思います（世界中の船舶から港湾、ロジスティクスに至るまで）。。。集まって同意する必要がある規制機関は少なくなります。」

ABBのLepisto氏は、次のように述べています。 「事業者が無人船や乗員の少ない船に向かって移動するには、ビジネスケースが必要です。私達がまた論議したように、規則はきちんと整っている必要があり、それはローカルに始まり、国内および国際に成長する。これにより、例えば衝突回避に関して業界内で標準化が必要であると私は考える。」

ほとんどの人が法的および財政的問題がつまずくことを引き起こすと言っていますが、Johnson of Sea Machinesは海上空間での自律性を向上させるための技術は、些細な問題ではないと警告しています。ジョンソン氏は、次のように述べています。 「現在の目標は、十分な数のSM200およびSM300ユニットをアクティブなオペレータの手に渡せるようにすることです。彼らの世界で使用すると、継続的な開発に力を与えるのに必要なフィードバックが得られるからです。」
KongsbergのPaulsenも規制を大きなハードルと見なしていますが、彼もまた考えなければならない2つ目の課題を指摘しています。第二の課題は、有人船と無人船の混在です。例えば自動車の分野では、すべての車が自律的でお互いに話すことができれば、問題は少なくなります。人が運転する車と自律走行車がある限り、もっと多くの問題があります。」

そして、技術、規制、機械、そして船体についての会話と多くの議論が渦巻いている間、MTIのAndoはその問題をはっきりとそして単純に見ています。 「私たちは魅力的な技術を適用することができますが、乗組員がその技術を理解（または使用）しなければ意味がありません。船長、乗組員、船の管理 - すべての利害関係者 - が有効になるためには、新しい技術のアップグレードのために船上にいる必要があります。

ケーススタディ：Suomenlinna II ABBと遠隔操作の旅客フェリー

もともと2004年に建てられたSuomenlinna IIは、ABBのアイスブレイクAzipod電気推進システムが装備されています。さらに、フェリーは2017年にABBアビリティマリンパイロットビジョン状況認識ソリューションで改良されました。画像：ABB
フィンランドのヘルシンキで行われた最近の試験では、自律配送の「次のステップ」を証明することを目的としていました。 ABBとヘルシンキシティトランスポートによるこの試験は、遠隔操作の氷上旅客フェリーSuomenlinna IIを中心に行われました。 ABBは、既存の旅客フェリーでは世界初となる遠隔試験で、ほぼあらゆる種類の船舶ですでに利用可能な技術を使用して船舶運航の強化をテストしました。試験のために、Suomenlinna IIはABBの新しい動的測位システムであるABB Ability Marine Pilot Controlで改良され、通常ヘルシンキからスオメンリンナIIの近くの島のユネスコの世界遺産に登録されています。遠隔操縦試験のために、フェリーはヘルシンキのマーケット広場、Kauppatoriを出発し、そしてHeinonen大尉はABB Ability Marine Pilot Controlを備えたSuomenlinna IIをヘルシンキ港の事前に選択された区域を通して無線で操作した。
裁判は、乗客が乗っていない岸から離れた船舶の他の船舶がない場所で行われました。現在は新しい動的ポジショニングシステムが装備されていますが、船舶は従来のオンボードコントロール一式を介して動作し続け、リモートモードは試験中のみ展開されます。研究開発はフェリーと彼女の乗組員で続けられます。
もともと2004年に建てられたSuomenlinna IIは、ABBのアイスブレイクAzipod電気推進システムが装備されています。さらに、フェリーは2017年にABBアビリティマリンパイロットビジョン状況認識ソリューションで改良されました。


ケーススタディ：YARA Birkeland

「今日最もエキサイティングなプロジェクトはYARA Birkelandです。 KongsbergのPaulsen氏は、次のように述べています。それを達成するために、プロジェクトを現実のものにすることにつながるテスト、リスク分析がまだたくさんあります。 YARA Birkelandは、ゼロエミッションの世界初の完全電気自律型コンテナ船です。 Kongsbergは、電気駆動、バッテリーおよび推進制御システムに加えて、遠隔および自律的な船舶運航に必要なセンサーおよび統合を含むすべての重要な実現技術の開発および提供を担当しています。革新的な船の設計は、2017年に完成したMarin Teknikkによって行われました。この船は、2020年の第1四半期にVard Brevikから納入される予定で、2022年までには、有人運用から完全自律運用に移行します。

Yara Birkeland主な詳細
長さ×幅×奥行79.5 x 14.8 x 10.8 m
ドラフト（フル/バラスト）：6 m / 3 m
サービス速度：6ノット
最高速度：13ノット
積載量：120 TEU
おもり：3,200 mt
推進システム：電気
プロペラ：2方位ポッド
スラスタ：2トンネルスラスタ
バッテリーパック：7 - 9 MWh