2020 Fiscal Year Research-status Report
トレンド再生過程を用いた小型船舶機関の年齢特性の把握及び予防保全方策への応用
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17K12986
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| Research Institution | Japan Coast Guard Academy (Center for Research in International Marine Policy) |
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Principal Investigator |
齋藤 靖洋 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 准教授 (20787254)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 故障時刻データ / トレンド再生過程 / ノンパラメトリック推定 / モンテカルロシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、船舶運航中に確率的に発生する機関故障のふるまいを確率点過程を用いてモデル化し、その年齢特性を把握した上で効率的な予防保全（予防的修理）を提案して、危機的な機関故障の回避を実現する枠組みを提供することを最終的な目的としている。具体的には、故障データ解析に用いることが可能な強力な数理モデルであるトレンド再生過程を導入し、船舶使用者にとって最適な予防保全スケジューリング問題を定式化して、その経済的効率性について検証することとしている。
小型船舶の機関故障に起因する海難発生数の減少を目指す本研究においては、海上という特殊な条件下における年齢特性について把握することが必要不可欠である。これまでに、海上におけるプレジャーボート等の機関故障データの収集やトレンド再生過程に従うか否かを把握するための仮説検定法を考案してきた。更には、カーネル推定や制約付きノンパラメトリック最尤推定に基づく各種推定手法を考察し、データ適合性の観点から推定手法の優劣について確認してきたところである。
令和２年度については特に、開発したトレンド再生過程のノンパラメトリック推定手法を用いて、小型船舶機関の年齢特性の推定を行った上で、その結果に基づいて任意の時刻において機関が故障する確率や次の故障が発生するまでの平均時間などといった定量的な信頼評価指標の算出方法を構築した。具体的には、推定されたトレンド再生過程に従うデータ群をモンテカルロシミュレーションにより生成することで、各種信頼性評価指標の導出を行った。これら定量的な指標が利用可能となることで、従来感覚的にしか議論されてこなかった小型船舶運航者における機関故障リスクを正確に見積もることが可能となり、ひいては小型船舶事故における機関故障の回避に繋がるものと考える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の研究計画においては、令和2年度の進捗状況の想定として、トレンド再生過程のノンパラメトリック推定手法を活用して小型船舶機関の年齢特性を把握した上で、定量的な保全指標を示すだけでなく機関故障を回避するための経済的な予防保全方策の立案を行うことまでを視野に入れていた。しかしながら、昨今の新型コロナウイルスの蔓延を受け、本研究の肝となる『経済的な予防保全方策の立案』のために必要な各種情報の入手が著しく困難な状況となったことから、研究期間の延長を選択することを余儀なくされた。具体的には、対面での活動が大きく制限されたことに加え、有益な情報を多く保有する海上保安庁（東京霞ヶ関）への出張・情報収集が困難となったことで、機関故障に纏わる費用面での各種情報を正確に見積もることが困難となったためである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で目的としている小型船舶の機関故障を回避するために、小型船舶運航者に自らの意思で行動してもらうには、経済的な予防保全方策の立案が欠かせないと考える。単なる故障の可能性を伝えるだけでなく、故障が発生した場合の経済的な損失を根拠として示すことにより、より合理的な選択として予防保全を行う頻度の改善が検討されるべきである。その結果として、小型船舶の機関故障数が減少することが期待されている。このような提案を行うにあたっては、小型船舶事故の実情をよく知る海上保安庁の協力が必要不可欠であり、昨今の新型コロナウイルスの状況下においても、非対面・非接触を維持したままオンラインにて情報収集する方法を検討・模索してきたところである。一部機密性の高い情報を含む可能性があることから、高いセキュリティを確保したまま情報交換する手段を構築し、確度の高い情報に基づいて研究を遂行させる予定である。
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| Causes of Carryover |
令和2年度は1年間に亘って新型コロナウイルスの影響を強く受けることとなり、学会への参加費用として見積もっていた出張費が未使用となったことから、残額が生じているものである。研究期間の延長を申請したことで発生する通常の研究活動を行うにあたっての各種雑費に加え、研究の最終目的を達成するにあたってはよりコストの大きな計算を行う必要があることから、計算環境の更新を含めて計画的な使用に努めたい。
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Research Products
(1 results)
