連載-ボートデザイン開発編(第1回)


 
まえがき
“ボートデザイン入門“を公表して数年が経ち、船舶設計に関心のある方々から開発の進め方について相談を
受けることがあり”ボートデザイン開発編“をまとめることにした。                  
ボートデザインに興味を持つ多くの方々は船舶が人類の成長に大きな役割を果たして来た歴史や史実に  
魅力を感じたのかもしれない。                                  
船舶の役割は現代でも“物流の担い手“であり、”戦争の兵器“であり、”冒険や遊びの道具“である。   

企画推進者(プロジェクトリーダー)は実際の船舶建造企画を実現させるプロセス(開発)に大きく関与する。
大型船舶の開発ではプロジェクトの規模が大きく詳細な検討が必要なので分業となるが企画を検討する船舶設計者
は可能な限り多くの知識と能力を有することが望ましい。                        
近年は地球環境やコストなどの経済性がより重視されるようになり開発技術者も社会的背景を理解することが求め
られており小型船舶設計者は船(ボート)の外観(感性)、性能(技術)、社会で受け入れられる魅力を総合的に
表現する能力が求められる。                                     
そこで“ボートデザイン開発編“では開発のプロセスで留意すべきことを解説しながら執筆することにした。 
現代の船舶企画には多くの意匠デザイナーが関与するようになったがボートデザインには定まった手法がある訳
ではないので船舶が魅力ある外観や室内が実現することは多いに結構である。              
ただ、乗り物開発には“人の命をあずかる“ことを忘れてはならないし、建造コストへの配慮も大事である。
近年の小型船舶の開発に古典的な船舶設計者より意匠デザイナーを重用する面が目立つように感じるのは気の
せいではないと思う。                                       
これは船舶設計者の感性能力不足もあるが、重要な技術的要素が無視されてはならない。         
つまり、船舶は自然に翻弄される流体に浮かんでいることを忘れてはならないのである。         
安全性を確保するベースとなる喫水線や重量重心の検討は常に意識して外観や配置を決めることは基本で外観
の魅力はこれを満たしていることが重要である。                           
意匠デザイナーが船舶工学のプロ知識があれば問題はないがこれを学ぶことは容易ではない。      
また船舶技術者が感性を磨くことも重要であるがこれも容易ではない。                 
そうであれば意匠デザイナーと船舶技術者がお互いにリスペクトすることが重要である。          
残念ながら最近建造された小型船舶で著しい重量超過の例を知り心配になって来た。           
建造途中で重量超過に気がつき対策が講じられれば良いがそのまま完成させるのは造船所の組織機能が働いてい
ないことを意味する。                                       
乗り物開発では開発日程遅延とコストアップ問題でプロジェクト中止や撤退のニュースを聞くことが多々ある。
戦時では目的がはっきりしており新しい技術を優先し短期間で人材育成も成果があり、戦後の日本の経済成長は
この優れた人材により支えられたと言えるが、現代社会はこのような余裕はないので適材適所の組織確立が  
プロジェクトの成否となる。                                    
事業経営ではプロジェクト失敗は大きな損失であるが技術者には能力アップと貴重な経験となるので事業撤退で
はなく再度のチャレンジ機会があることが望ましい。                          
平時の人材育成は企業努力も採算重視では限界があり、国の方針や教育機関の充実が大事なファクターとなる。
日本ではある時期(1960年代後半)から教育機関が政治に翻弄された結果、体系的な人材育成が壊れて    
しまったように思われる。                                      
その結果、日本の製造業の危機が問題となり久しいがこれを解決するには国の方針や教育機関の修正が必要で
時間がかかる課題である。                                      
優秀な人材の定義はないが活動でそれぞれ成果が認められる人は優秀と言って良いが同じように頭の良いことが
優秀と勘違いすることも多いようだ。                                
現代社会は性別、学歴、学閥、業歴で組織が編成され評価される傾向が長年続いている。         
人の才能は記憶力、思考力、感性など同列では評価できないはずだが現代社会は教育が重視されるようになると
教育を受けるのに競争原理が取り入れられビジネス化されて弊害も多く見受けられる。          
本来、人の成長と教育の最高学府(大学、大学院)は最も高度の教育や研究を受ける場であるはずだが現実は人
として最も大事な理念形成や人格形成が多いに成長する大事な青少年期が学歴を取得するためにスポイルされ
てはいないだろうか?                                       
もちろん日本は多くの高等教育を受けた人材が社会へ供給されているはずだが、長年の経済停滞や閉塞感の
ある社会構造は教育のスキルと思考判断力のバランスが採れていないように考えられる。          
さて、ボートデザイナー育成の観点で述べると優秀な人材は開発作業では高度な設計スキルと判断力とのバランス
能力を発揮することが重要である。                                  
ボートデザイナーは得意とする素質は多いに活かすべきだが拘ってはならないのである。          
プロジェクトリーダーが万能であるのは困難だが専門以外でも評価や判断できる能力は持つべきである。   
ただ、小型船舶のボートデザイナーは万能に近い能力を持つよう努力すべきだろう。           
利益が求められる事業開発は企画の要点を満たす技術力、コスト意識、開発期間の厳守が極めて重要であり 
プロジェクトリーダーはバランスの採れた作業を実施することが求められているのだ。          
残念ながら日本が閉塞感に陥ったころからコストや技術を無視し感性を優先し、バランスが崩れた商品開発
も多々見受けられるようだ。                                  

筆者は幼少期から船に興味を持ち18才頃には漠然とボートデザイナーを意識するようになり55年以上が経過した。
その間の業歴等は“ボートデザイナー入門”でも記述したが今回の“ボートデザイン開発編”では過去の開発案件で得
られた必要な技術や考え方を判り易く解説したい。                            
開発作業で使用したアプリや図面等も可能な限り公開する方針なのでボートデザイナーを目指す若者の参考と 
なれば幸いである。                                         
筆者の近況は“物作り”で始まった活動も、老後の生き甲斐として“環境に優しい船“をストックデザインとして
マルチハルモーターセーラーの設計を続けているが高齢となり少し限界を感じる毎日である。       
                         令和7年4月22日  中尾 浩一
以下は準備中

■目次
まえがき                                   1.  舟艇に関する基礎知識                           1-1 船舶用語                                1-2 船体形状に関する基礎知識                        1-3 抵抗及び推進                              1-4 速度チャートの使用法                          1-5 船体構造及び安全性                           1-6 船舶関連法規                             2.  新時代のマリン事業                            2-1 船の歴史と高速化                             2-1-1 新型式船とは                              2-1-2 新型式船の種類                            2-1-3 ハイテク造船業とは                         2-2 環境に優しい船                            2-2-1 再生可能エネルギーの利用                       2-2-2 風力利用の活用                 2-2-3 期待される“環境に優しい船”                    2-3 マリン事業の方向性    2-3-1 マリン事業の留意点                             2-3-2 日本でマリン産業が発展しない理由    2-3-3 問題点に対する対策         2-3-4 マリン事業の基本方針   2-4 商品企画    2-4-1 舟艇の分類       2-4-2 市場分析    2-4-4 事業企画(開発艇の選択)    2-4-5 企画開発及び開発コスト 3. 企画開発および管理  3-1企画(例:超高速海上タクシー)   3-1-1企画の背景   3-1-2企画の解説   3-1-3企画の課題   3-1-4モデル開発   3-1-4水面効果翼船の課題  3-2インテグリティスタンダード(適用法規、目標基準)   3-2-1目標基準(インテグリティスタンダード)   3-2-2開発報告書(インテグリティレポート)  3-3開発組織(プロジェクト)の編成(開発技術力の基礎)   3-3-1人材選抜   3-3-3組織編成(役割と人材配置)  3-4標準化(開発技術力の基礎)   3-4-1 はじめに   3-4-2 標準化の範囲   3-4-3 標準化の準備    ●システム番号付与規定    ●図面番号及び部品番号の採り方     ●標準部品番号の採り方    ●専用部品番号の採り方    ●固着釘部品番号の採り方    ●パーツ用語集(パーツリストのひな形)   3-4-4 標準化の例(ボート設計標準-Boat Design Standard)    ●ボート設計標準    ●標準化の体系 ● ボート設計標準(基準)の分類表 ● 設計基準の例    ●大型艇の設計標準化    ●ボートデザインハンドブック(BDH)    ●製図基準    ●設計承認資料申請(JCI,NK) 4. 実際の開発作業(環境に優しい船の試験艇)  4-1企画の狙いと評価(PHASE-0)    4-1-1企画のながれ   4-1-2企画書作成(カタマランモーターセーラーCAT33)   4-1-3初期製造仕様書の作成   4-1-4外観スケッチ、一般配置図作成   4-1-5簡易ラインズ、中央横断面図作成   4-1-6初期開発大日程の作成   4-1-7フィージビリティスタディ    ●インテグリティスタンダード(適用法規、目標基準) ● 基準(インテグリティスタンダード)    ●機関機器配置図    ●配管検討図    ●電気艤装検討図    ●居住区検討   4-1-8企画会議(プレゼンテーション)    提出する資料等(外観スケッチ、一般配置図、技術資料、開発大日程            コスト検討資料、インテグリティレポート)  4-2企画開発稟議(開発会議、稟議) 4. 基本設計(技術検討及び基本設計)   4-1 PHASE-1(外形寸法、一般配置、主要目、性能検討、予算、開発日程)    ●ハルラインズ、デッキラインズ    ●一般配置図検討    ●スケルトン図による検討    ●重量重心の検討(ハル外板重量重心、ハル補強材重量重心、デッキ重量        重心計算、艤装品重量重心)    ●完成、軽荷および重荷重量重心計算    ●速力性能検討(サビツキー法による性能推定)    ●安全性検討(排水量等計算、トリム計算、傾斜、復元性、定員計算        ●区画浸水計算(フローテーション基準、耐久テスト)    ●総トン数検討    ●オプション艤装図   4-2 PHASE-2(船体構造、機関配置、室内配置、主要機器配置、仕様検討)  4-2-1主要構造図(ハル、デッキ、上部構造、中央横断面)       ●ハル、デッキ、構造詳細図       ●強度検討(軽構造船暫定基準、FRP船特殊基準)     4-2-2機関機器配置図(機関関連配管、排気装置、燃料装置他)       ●機関機器配置図(換気計算)       ●プロペラ軸系図(プロペラ直径、ピッチ、プロペラ軸の検討)       ●機関冷却排水装置図(海水、清水)       ●防音防熱装置図     4-2-3操縦操舵装置図(操舵装置、機関制御、航海機器制御)       ●舵強度検討(舵断面および打軸強度検討、舵取り装置力量検討)       ●操舵装置図       ●機関制御装置       ●航海機器装置図     4-2-4諸管検討(海水、清水、汚水配管)        ●諸管系統図(海水、清水、汚水)       ●海水配管装置図       ●清水配管装置図       ●汚水配管装置図(グレーウォーター、ブラックウォーター)       ●ビルジ配管蔵置図     4-2-5甲板艤装の検討       ●係船揚錨装置       ●安全レール類       ●ハッチ倉口、コーミング       ●生簀       ●甲板艤装図     4-2-6室内配置検討       ●室内配置図       ●室内艤装図     4-2-7電気装置検討       ●電気系統図(直流、交流)       ●電気艤装図(電装品配置、配線他)     4-2-8パーツリスト(部品表)の検討       ●主要注文仕様書検討(船体材料、主機関等)       ●初期パーツリスト(寸法、重量、購入価格他)     4-2-9ヤード設計引継ぎ会議 5. ヤード設計(詳細設計、製造検討)   5-1 PHASE-3(構造詳細、艤装詳細、試作検討、予算、開発日程)     5-1-1構造図       ●ハル構造図、中央断面図       ●ハル補強材一覧図       ●デッキ構造図       ●デッキ補強材一覧図       ●上部構造図       ●上部構造補強材一覧図     5-2-2機関機器艤装図(機関関連配管、排気装置、燃料装置他)       ●機関機器艤装図(換気計算)       ●プロペラ軸系図             ●機関冷却排水装置図詳細(海水、清水)       ●防音防熱装置図詳細     5-2-3操縦操舵装置詳細図(操舵装置、機関制御、航海機器制御)       ●操舵装置図詳細       ●機関制御装置詳細       ●航海機器装置図詳細     5-2-4諸管艤装詳細(海水、清水、汚水配管)        ●諸管艤装図詳細(海水、清水、汚水)       ●海水配管装置図詳細       ●清水配管装置図詳細       ●汚水配管装置図詳細(グレーウォーター、ブラックウォーター)       ●ビルジ配管蔵置図     5-2-5甲板艤装詳細       ●甲板艤装図詳細       ●係船揚錨装置詳細       ●安全レール類詳細       ●ハッチ倉口、コーミング、生簀詳細     5-2-6室内配置詳細       ●室内配置図詳細(関連部品、人間工学的検討、スケルトン図)       ●室内艤装図詳細(外注)     5-2-7電気装置詳細       ●電気系統図詳細(直流、交流、電力計算書)       ●電気艤装図詳細(外注、電装品配置、配電盤、配線他)     5-2-8パーツリスト(部品表)詳細       ●注文仕様書詳細(船体材料、機関、艤装品注文書等)       ●パーツリスト詳細(寸法、重量、購入価格他)     5-2-9開発設計仕様最終確認(基本設計部門へフィードバック)       ●船体構造重量重心集計(ハル構造、デッキ構造、艤装品)       ●室内艤装品の重量重心集計       ●総合重量重心のまとめ       ●完成、軽荷および重荷重量重心計算       ●速力性能検討(計算、水槽試験)       ●安全性検討(浮き姿、復原性、GM値、定員、区画浸水)       ●耐久テスト、品質管理基準 6.  PHASE-4(試作、試験、評価、承認作業)   6-1試作艇建造(FRP艇建造の場合)    6-1試作行程検討    6-2原図    6-3木型製作(オス型)木型プレゼンテーション(モックアップ)    6-4メス型製作(型磨き、仕上げ、からめくり)    6-5ゲルコート吹付け(バックアップゲルコート)    6-6 基本積層    6-7 補強材取付け    6-8 離型    6-9 トリミング    6-10 ハル組立て(ハルライナー、エンジンベッド、トランサムボード)    6-11 デッキ艤装(回り止め、デカワッシャー、カップリング前に行う作業)    6-12 電気艤装(ワイヤーハーネス)    6-13 完成仕上げ(ショーモデル)    6-14 試運転(性能確認、耐久テスト、強度試験、設計承認申請、テスト方案、試験成績)    6-15完成仕上げ    6-16船体検査(型式承認、予備検査)    6-17保管、輸送    6-18商品プレゼンテーション(商品性、カタログ、マニュアル、意匠登録)     6-19  市場発表(取材、ディーラーショー)  6-20 モニタリング 7 生産(量産)  7-1 生産用図の作成(改訂、型改造、生産移行説明)    量産開始に備えて設計や製造部門も最終的な準備が始まるが試作艇で発生した不都合箇所はすべて   修正し、図面は改定通報を添えて関係部署に通知する。   また生産技術部門では製造ラインが無理なく稼働し、また品質を保って生産できる為の準備を行う。   例えば試作で離型に時間がかかり過ぎる場合はその対策を行い型の改造を行うこともある。   またガラス繊維の裁断は型紙や型板を作成し材料の無駄を省きコスト低減も図る。   資材加工に関するジグや関連資料の作成は重要だ。   資材部門も量産に備えて資材発注を行うが納期が長い輸入部品はリードタイムを把握するのが重要だ。  ボート部品に限らないが部品メーカーは効率良く生産するためにまとめて生産する場合も多く、年に   2ケ月しか生産しない場合はこれらも考慮してまとめ買いをしなければならず、その判断は設計と良く   打ち合わせなければならない。これらの問題点は生産移行会議などでお互いそれぞれの部門の課題や   問題点として認識しておくのである。  7-2 生産試作問題点会議    これでいよいよ量産へ移行するのであるが最初の数十隻までは何かと問題が発生するので関係者が   現場で立会うことが重要で、この時点で問題点を解決し更に生産性が高まればメーカーにとって利益   の高い商品となり、お客にとっても品質の高い商品となる。  7-3 量産移行(改訂通報、マーケッティングニュース)    量産が軌道に乗っても各部門は忙しい。   特に問題点がなくても現場からは更なる改善提案などが提出され、採用されれば設計は図面を改定しな   ければならない。   また毎年3月を過ぎ顧客に実際に販売されたボートが走り出すと市場から営業を通じてマーケッティン   グニュースが上がってくる。   市場での高い評価は良いが改善要望が多い場合は対策の必要性や対策時期などを回答せねばならず、   量産数の多いボートを開発すると量産後1年間、設計者はその対策で忙しい。その改定通報の発行数は   数百枚を越える場合もある。  7-4 品質管理    量産ボートの品質管理は大変重要である。   市場で部品を交換する必要が発生した場合、取り替えが簡単に行なえるか、市場で同型艇が並んだ場合、   違いが合ってはならない。   更にメーカーのブランドに合致した管理が行なわれているかは極めて重要な項目である。   量産ボートの品質管理は乗物であるから安全性は最重要項目であるが、事業である限り利益を生み出す   のに最適な基準で管理することが求められている。   言い換えればどこまでまずく作っても許されるかと言うこともできるのだ。  7-5 量産艇生産-輸送、保管(シュリンクラップ)    量産はディーラーショーで発表後の10月頃から開始されるがニューモデルが実際に市場に出回るのは   翌年の3月以降である。   それまでは生産したボートを作り溜めし一定期間保管する必要性がある。    舟艇の保管は小型とは言え乗用車に比べるとはるかに大きく自動車のように場所さえあれば良いわけで   はなく保管場所の確保と簡単な船台が必要だ。   しかも前述のようにFRPは製造後およそ3ケ月樹脂が完全に固まっていないので保管の仕方が悪いと   船底が変形して思わぬトラブルが発生する。   メーカーが保管する場合は情報も管理されているが一旦工場から出荷されるとその管理は難しい。   長期間の保管が予想される場合は日本ではボートカバーを使用するが外国ではシュリンクラップと称す   るプラスティクの皮膜で覆うのは前述のとおりである。   ●試運転、テスト方案、試験成績書(性能確認、耐久テスト、強度試験)   ●船体検査(型式承認、予備検査)   ●輸送、保管   ●商品プレゼンテーション(商品性、カタログ、マニュアル、意匠登録、公表諸元)   ●設計承認申請 7. PHASE-5 (生産移行、品質管理、保管、アフターサービス)   ●市場発表、取材、ディーラーショー   ●モニタリング   ●生産用図の作成(改訂、型改造、生産移行説明)   ●生産試作問題点会議   ●量産移行   ●品質管理(改訂通報、マーケッティングニュース)   ●輸送、保管(シュリンクラップ) 8.  あとがき        付録リスト ●船舶用語集(エクセル) ●システム番号付与規定(エクセル) ●パーツ用語集(エクセル) ●サイズ別パーツリストサンプル(エクセル) ●固着釘部品番号の採り方(ワード) ●標準部品番号採り方の採り方(ワード) ●専門部品番号の採り方(ワード) ●固着釘部品番号の採り方(ワード) ●JCI設計承認検査申請書(エクセル) ●アルファクラフトボート製図基準(ワード、Vellum-CAD-30ページ) ●軽構造船の構造検討(エクセル) ●FRP構造船の構造検討(エクセル) ●耐久テスト検討(エクセル) ●区画浸水およびフローテーション検討(エクセル) ●ハイドロ計算(エクセル) ●復原性書式(エクセル) ●縦及び横傾斜計算(エクセル) ●舵強度検討(エクセル) ●総トン数計算(エクセル)                                ●電力計算(エクセル) ●船体断面係数検討(エクセル) ●建造工程表(エクセル) ●開発工程管理(エクセル) ●図面リスト(エクセル) ●開発工程管理表(エクセル) ●作業工程検討(エクセル) ●高速艇の抵抗および走行トリムを検討(エクセル) ●最大搭載人員計算書(エクセル) ●ガラス板厚計算(エクセル) ●適正機関出力基準(エクセル) ●最適プロペラ直径の検討(エクセル) ●最適プロペラ軸径の検討(エクセル) ●プロペラの性能検討(エクセル) ●設定プロペラの加速特性を検討(エクセル) ●設計承認検査申請書(エクセル) ●アルミ構造コスト設計計算(エクセル) ●FRP構造コスト設計計算(エクセル) ●換気区画計算書(エクセル) ●縦曲げ試験の省略(エクセル) ●生け簀の要件(エクセル) ●試運転方案および成績書サンプル(エクセル) ●試運転方案および成績書サンプル(エクセル) ●静荷重試験方案および成績書サンプル(エクセル) ●作図で使用する艤装品ツール(CADおよびグラフィックソフト) 8.  あとがき                                付録                                      ●船舶用語集                                 ●システム番号付与規定                            ●パーツ用語集                                ●標準部品番号、専門部品番号、固着釘部品番号の採り方             ●製図基準                                 次回の予定 第2回 1.舟艇に関する基礎知識