2017 Fiscal Year Research-status Report

数理シミュレーションとそのUQを考慮した流体・構造・生産一貫設計法の基礎的研究

Research Project

Project/Area Number	17K06975
Research Institution	National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
Principal Investigator	一ノ瀬康雄国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00550021)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田原裕介国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (10264805) 高見朋希国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50586683) 松尾宏平国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00399528) 藤本修平国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80586686)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	船型開発 / プロントローディング / UQ
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、従来実施できていない流体・構造・生産の複合分野の一貫設計システムのプロトタイプを開発し、その有効性を評価することを目的としている。本年度は、それぞれの解析ツールのインターフェースを構築し、設計システムの動作を確認した。さらに、このシステムを使用して船舶を試設計することで、システムの有効性を確認し、これらの成果を2件（１．平水中性能・波浪中性能・構造強度の一貫評価、２．平水中性能・生産性の一貫評価）の学会発表として取りまとめた。まず、流体・構造・生産の異なる分野の設計手法について、IoT時代のビッグデータの設計応用を踏まえ、設計の将来像について研究者と実務設計者（造船・CADベンダー）で議論し、特に流体・構造設計では、実海域のオンボードデータの設計応用が重要であるとの結論を得た。これを具体化するため、実海域のオンボードデータを利用した平水中性能・波浪中性能・構造強度の一貫評価システムを作成し、バルクキャリア試設計して、システムの有効性と課題を検証した。次に、設計のフロントローディングを実現する平水中性能・生産性の一貫評価を構築し、４社の造船所の設計担当者と、構築したシステムとシステムを使用した試設計結果について評価した。その結果、この複合分野の一貫設計システムの構築について、実務に役立つシステムであるとの高い評価を得た。また、試設計結果で得られた流体（推進性能）と生産性とのトレードオフ関係について、従来定性的にそのような現象があることを想定していたものの、流体と生産では部署が違い、かつ流体部門は構造部門と、また構造部門は生産部門と業務上のやり取りをする業務フローのために、特に流体部門と生産部門の情報交換が行われることは稀である。このため、定量的な流体と生産性との一貫評価は従来実施されておらず、このため本試設計で得られた定量的解析は高い評価を得た。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画していた研究初年度の課題であるインターフェース構築は順調に進展し、その結果、設計実務者とのシステム評価は予定していたよりも多くのエフォートを割くことができた。そのため、想定よりも充実したシステム評価ができた。その結果、設計実務者から見たシステムの課題：生産分野では、当初予定していたぎょう鉄よりも溶接長の方が、実務の観点から重要性が高いこと、が明らかとなりこの新たな課題に対応するため、1年目に予定していた確率論であるUQの基礎的検討は、次年度に実施することにした。
Strategy for Future Research Activity	設計実務者とのシステム評価の中で、当初生産分野について熟練の職人技の要求されるぎょう鉄の作業量のみに着目して評価を実施したが、溶接線の長さである溶接長が生産性には大きく影響するために、この評価を組み込むことでシステムの実用性を高めることが出来ることが明らかとなった。そのため、今後溶接線等の評価を現在のシステムにどのように組み込むことが出来るかを検討する予定である。。また、本研究では設計案のロバスト性と市場環境等の不確定性の定量的評価するため、一貫設計システムにUQを考慮した確率的最適化理論の導入する予定であり、今後詳細な検討を予定している。
Causes of Carryover	研究進捗に合わせて当初予定していたデータ処理・作図に係る研究補助の人件費を使用せず、次年度に繰り越している。次年度では、研究進捗を加速しこれらの経費を使用することとする。