2022 Fiscal Year Research-status Report
Research on development and training methods of marine engine simulator based on a real engine
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21K02876
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
今井 康之 東海大学, 海洋学部, 特任准教授 (90506510)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 機関シミュレータ / 組込み型UNIX / 燃料解析 / 拠点間通信 / 遠隔操縦装置 / 機能拡張 / 実習教育 / 操船シミュレータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実機ベースの機関シミュレータシステムに関する見直しを継続して行うと共に、学会や関連委員会を通して情報交換など行い必要な機能の整理を行っている。本年度は新しく擬似燃焼解析を組み込むために、実機関の燃焼データを収集する計測装置の設置方法を検討し燃焼状態の測定を行なった。これより学内の実習ではあまり取り扱われない主機の燃焼状態から運転状態の把握や補機との関連現象理解に繋げる装置の開発が期待できる。また遠隔操縦について遠隔地から装置のある現場にテレビ会議システムを用いた指示による実習を行った。機関の遠隔監視内容に加え、指示内容に対する行動の種類、伝達内容、指示に必要な内容、発生する課題の抽出ができ整理を実施している。補助金は機能拡張に必要な擬似装置を作成するための機器、通信や表示装置に関する設備に当て、シミュレータの拡張と遠隔で実習ができるシステムの整備を実施した。
実機ベースの機関シミュレータ機能の機能拡張の手法と実際については、論文執筆中であり、査読結果の修正を投稿している。遠隔で初学者を対象に実習を行なった場合、指示内容を理解せず遠隔者の意図しない行動をとることが見受けられ、現場状態の情報共有と指導につなげる実習教材とすべく課題点や、正しい機器操作を行なった場合においても機器のトラブルに対して電気的な信号処理では対応が困難な事例があることを確認した。このため、円滑な実習を行える様、組み込み装置の検討をはじめている。
さらに昨年度実施した大幅なシステム改良と機能拡張に着目した研究について、成果をシンポジウムで講演し、マリンエンジニアリング学会誌の表紙と本文に掲載された。併せて書類作業や操船シミュレータを利用した実習における行動分析を試み、開発するシステムの使用評価に繋げる基盤を構築した。これらより機器操作の体験だけではなく、プラントを体系立てて理解できる装置へと繋げていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、昨年度課題となっていた擬似バルブやその他擬似装置の検討・設計を継続して行った。研究環境が変わり、設計・試作環境を改めて構築する必要が生じたためシミュレータに組み込む機器の試作までに時間を要した。一方で、遠隔でシミュレート機能を使った実習をできる環境が整い、幾度か実施することで組み込む装置の課題点を新たに見つけることができた。これより従来組み込んだ装置の新たな改良点が分かりはじめ、対応検討を始めている。システムの改良としては昨年度分に加えて、機器操作や対応状況に合わせた完成図書の閲覧も可能とした。
機関シミュレータの調査に関しては海外の施設を訪問する計画を立て準備を行なったが天災の影響により中止せざるを得なかった。そこで機関シミュレータのみならず操船シミュレータなど他装置を使用する実習方法や機能内容を比較検討することとした。また研究会や学会にて情報交換も実施している。
昨年度導入した機関の燃焼状態を測定する計測機器は、研究用として一時的な計測に耐えられる仕様から、運転実習時にも計測、活用できる様設置方法や計測方法の検討、改善を行なった。具体的には自重が重く振動や熱の影響を計測結果に受ける計測器の取り付け箇所について、主機側の部品形状が一般的なものと異なり、主機側の部品や計測器自体の破損につながる可能性が見つかったための対応である。メーカーにおいても事例がなく、架台の設計を繰り返し行い、試験計測を実施する必要があり、測定方法の確立に時間を要した。機関と架台の振動を同期させながら軽減させる物とすることで、運転時の設置に耐えられるようにした。さらに燃焼状態をシミュレートするための基本データを収集した。
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| Strategy for Future Research Activity |
システムを拡張させる機能として燃焼解析装置を導入するため、実機で実際に燃焼圧力を測れる環境を構築した。従来組み込んできたシステムを用いて遠隔等での実習を行うことで、実際に利用できるものとするための課題抽出と、継続したバルブや導入機器の検討を行い、修正を加えている。これより、装置の修正や改善に時間を要することが想定されるが、他の組み込み機器に対して流用して使用できる機器やプログラムがあるため、これまで収集してきたシミュレータに求められる機能を見直すことで、新たに組み込む機能を精査し、実習プランの策定と共に組み込みを進めていく。
あわせて他のシミュレータや操船に関わる人の所作について分析を行う。実習中における実習生に見受けられる間違った対応やその時に使用した情報について、①どこで②どのようにして③何を使った、または行なったか、またその⓪行動のきっかけと対応により④至った結果などを整理することで、教育内容に合わせて重要となる情報をまとめ、実習プランに落とし込む。また分析により想定される各種対応や行動による結果、をもとに実際に行われる行動に対する評価方法についてまとめることで、実機への擬似装置の組み込みと実習プログラムと合わせて実用性の高いシミュレータとしていく。
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| Causes of Carryover |
研究調査としてトルコ共和国のイスタンブル工科大学への海外出張を実施するため準備を行なっていたが、直前にあった天災のため中止となった。このため予算計画で比較的大きな額をしめていた海外渡航としての旅費が使用できなかったため、計画と使用額に差額が生じた。次年度は別機関を視野に入れた調査研究を行い、実施できなかった内容を補う出張を検討すると共に、システム作成に必要となる機材への補填を行う。
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