
造船活動のマッピングにおけるサービスブループリントアプローチ
Posted on August 19, 2024
この論文は、オランダ・アムステルダムで開催された第15回国際海洋設計会議 (IMDC-2024) で初めて発表されました。
序論
ヨーロッパの造船業界は現在、激化するアジアの競争相手、経済の変動、そして環境に優しく技術的に進んだ船舶への需要の高まりなど、複雑な状況に直面しています (Seppälä et al., 2023)。本論文は、現在の障害に対処しつつ、将来の競争戦略を再定義し、より人間中心のパラダイムへの移行を受け入れるという点で、業界が直面しているこれらの課題を検討します。本論文は、Smart European Shipbuilding (SEUS) プロジェクト内で行われた研究に基づいています。
ヨーロッパの造船所が直面する主要な課題の一つは、韓国、中国、インド、ベトナムなどのアジア諸国からの競争の激化です。これらの競争相手は、力強い経済成長、政府の大規模な支援、低コストの生産、および技術革新などの要因によって、市場シェアを着実に拡大してきました (ECORYS, 2009)。持続可能な競争優位性を確保するために、ヨーロッパの造船所は、コンセプト設計段階により大きな重点を置くという賢明な決断を下すことができます。製品のライフサイクルコストの80%が、設計および計画段階で決定されると言われています。したがって、コンセプト設計は、製品開発全体のプロセスにおいて重要な役割を果たします (Ohtomi, 2005)。商業用船舶の建造には通常2~3年かかります (Payne & Chokshi, 2020)。新興技術、ビジネスの展望、人間の創意工夫を包括的に統合した構想力に優れたコンセプト設計は、競争優位性をもたらします (Agis, 2020)。この文脈において、より包括的かつ先進的な視点を採用することで、どのようにして革新を促進できるのでしょうか?
造船業界において、典型的な設計問題のニーズ、機能、構造は、潜在的な能力を考慮することで、レジリエンスを強化するためにコンセプト設計段階で適用されます (Pettersen, 2018)。価値に関する考慮事項は、設計プロセスの初期段階で明確にされるべきであり、これによってコンセプト設計段階を強化できます。これにより、デザイナーは十分な情報に基づいた意思決定を行い、技術革新に価値を統合することができ、責任ある設計結果をもたらします (Van Den Hoven et al., 2015)。したがって、プロジェクトが組織の多様な価値観や目標と一致するように、価値問題はコンセプト設計段階で対処されるべきです。価値観の視点を考慮することで、設計チームはプロジェクトが技術的に実現可能で効率的であるだけでなく、組織の使命、ビジョン、文化とも一致することを確保できます。造船活動は異なるコンテキストにより造船所ごとに異なります (Strandhagen et al., 2020)。様々な造船所は、環境の持続可能性への取り組みのような異なる価値観を優先し、先進技術への移行を強調することがあります (Oloruntobi et al., 2023)。さらに、意思決定プロセスで考慮されるべき追加の価値観があることを認識することが重要です。
現在の研究課題は、コンセプト設計、詳細設計、生産、運用・使用段階を含む造船プロセス全体を高レベルで網羅し、様々なステークホルダーの価値問題が反映されるように、多様な価値観の視点を統合的に考慮できる方法論を適切なツールと共に開発することです。本論文は、この研究課題に対処するアプローチをSEUSプロジェクトで開発中のものとして提示します。具体的には、造船活動の計画と管理、そして造船主、運航者、サービス提供者、さらにはユーザーや乗客など、様々な造船関係者の人間中心の表現と管理、相互作用と協力に重点を置いています。
本論文はまず、サービスデザインと、様々なステークホルダーの活動を設計し表現するために使用されるツールを含むサービスデザインの方法をレビューします。サービスデザインの結果は通常、サービスブループリントとして表現されます。次に、造船活動のマッピングについて簡単にレビューします。次に、造船活動の計画と管理を人間中心の視点に重点を置いて行うために、活動マッピングのサービスブループリントアプローチが概略されます。次のセクションでは、2つの造船所における活動マッピングの現行の実践に関する調査結果を要約し、彼らの未解決のニーズと期待に焦点を当てます。その後のセクションでは、コンセプト設計、詳細設計、生産、運用・使用段階を含む造船プロセスの包括的な統合を可能にするための提案されたフレームワークのスケッチ的な有用性を含む、構造化された活動マッピングフレームワークを提案し、詳細に説明します。最後に、提案された活動マッピングフレームワークの新しい特徴と将来の作業について議論し、本論文を締めくくります。
活動マッピングにおけるサービスブループリントアプローチ
サービスデザインとサービスブループリント
サービスブループリントは、サービスの設計に使用されており (Shostack, 1982)、サービス提供に関わるプロセスを視覚的に表現したもので、さまざまな活動間のリンクやサービス提供に関わる異なるアクターの役割を明示しています (Patrício et al., 2011)。サービスブループリントは、個々のタスクよりもアクターの役割や活動を優先します。サービスブループリントを利用することで、造船活動のマッピングプロセスは、人間中心の視点により重点を置くことができます。
サービスデザインとサービスブループリントは、顧客、組織、専門家と共に共創される新しい価値の形を創造する上で重要な役割を果たすため、より注目を集めています。また、サービスイノベーションは、人間中心で包括的な思考アプローチを通じて、サービスネットワーク内の1つ以上のアクターに価値を創造する新しいプロセスやサービス提供を含みます (Patrício et al., 2018)。簡単に言えば、サービスブループリントは、バリューチェーン全体における顧客、サービス提供者、その他のステークホルダーなどの人間中心の問題を優先します。サービスデザインの真の価値は、特に体験中心のサービスの文脈で、様々な業界でのケースによって検証されています (Zomerdijk & Voss, 2010)。さらに、サービス統合を通じて製造業中心の産業における人間中心主義の強調が、プロダクト・サービス・システム (PSS) の開発において増加傾向にあります (Goedkoop et al., 1999; Costa et al., 2018)。PSSとは、顧客のニーズを満たし、価値を生み出すために設計された製品、サービス、支援ネットワーク、インフラのシステムです (Goedkoop et al., 1999; Tukker, 2015)。なお、人間中心のPSS設計の最近の視点では、価値は直接アーティファクトからではなく、エコシステムの他のステークホルダーと協力して製品アーティファクトを使用することによって、人間のステークホルダーが行う活動や体験によって明らかにされるとされています (Kim, 2023)。
要するに、サービスデザインとは、サービス提供者とサービス受領者の人間の活動を設計するプロセスです。サービスブループリントは、システム全体のすべての活動を視覚的に表現するものであり、どのステークホルダーが、どの活動に、どの他のステークホルダーとどのように関わっているかを特定するのに役立ちます。つまり、サービスブループリントは、サービスデザインで使用されるツールであり、活動を設計し、誰が何を、いつ、誰と協力して行うかを決定することを扱います。
造船活動のマッピング
Bruce (2021) は、造船活動のマッピングについて詳しく説明しています。造船活動のマッピングとは、造船プロジェクトの概要を作成し、プロジェクトの各段階と造船所内の主要な機能を明確にするプロセスを指します。造船活動は、特定のプロジェクトに関連する一連のタスク、プロセス、またはイベントを指します。造船活動には、財務計画、スケジュール計画、設計作業計画、設計チームの編成、報告、スタッフ会議、アクションアイテム、マスターカレンダー、セキュリティ分類および文書のマーキングなどが含まれます。SEUSプロジェクトに参加している2つの造船所とのインタビューによると、第三セクションで要約されているように、現在の造船活動のマッピングの実践は、主にタスクとスケジュールに集中しています。この現在のアプローチは、進行中のすべてのタスクとリソースの計画、追跡、および監視をサポートし、船主へのタイムリーな納品を確保するのに役立っています。
人間中心の造船活動マッピングに向けて
造船活動には、広範で多様なステークホルダーや下請け業者が関与しています。これには、船主、政府機関の代表者、港湾技師、船舶監督者、リスク保険者、デザイナー、造船設計士、検査官、海洋技師、見積もり担当者、造船所の職員、大手ベンダー、大手下請け業者、コンサルタント、契約準備者、プロジェクトマネージャー、プロジェクトプランナー、スーパーバイザー、保守監督者が含まれる場合があります (Bruce, 2021)。これらの個々の人々は、意図、動機、専門知識、他のアクターとの関係を持つ能動的なアクターであることを認識することが重要です。人間中心主義の問題は、Industry 5.0 でも反映されているように重要です (Xu et al., 2021)。
従来の造船活動のマッピングは、主にタスクに焦点を当てています。つまり、活動マッピングは、リソースを考慮してタスクがどのように割り当てられ、タスクがいつ行われるかを扱います。タスクは、図1(a)のように、タイムラインの進行に沿って縦に表示されます。サービスブループリントアプローチを取り入れることで、アクター間の関係を含むアクター中心の考慮が主な焦点となります。このアプローチでは、アクターが図1(b)のように縦に表示され、タイムラインが横に進行します。さらに、文脈に基づく活動モデリング (CBAM) 方法を活用することで、多様な価値観を活動に具体的に関連付けることができます。CBAM方法は、サービスデザイン分野で、文脈要素と共に活動を正式かつ豊かに表現するために考案されたものであり、後のセクションで簡単にレビューされます (Kim et al., 2020)。

活動マッピングの実践における新たな要求: 2つの造船所のケース
スペインの造船所Aとノルウェーの造船所Bにおける活動マッピングの現行の実践について、半構造化インタビューを通じて調査が行われました。インタビューでは、現在の活動マッピングの実践方法、未解決のニーズと期待、次世代の活動マッピングに対するビジョンの3つの質問が行われました。インタビューの主な内容は表1に要約されています。これにより、造船プロジェクトの計画および管理に対する彼らのアプローチが理解され、いくつかの洞察が得られました。

スペインの造船所Aとノルウェーの造船所Bにおける活動マッピングの現行の実践について、半構造化インタビューを通じて調査が行われました。インタビューでは、現在の活動マッピングの実践方法、未解決のニーズと期待、次世代の活動マッピングに対するビジョンの3つの質問が行われました。インタビューの主な内容は表1に要約されています。これにより、造船プロジェクトの計画および管理に対する彼らのアプローチが理解され、いくつかの洞察が得られました。
提案された構造化活動マッピング表現フレームワーク
このセクションでは、構造化された活動マッピング表現が提案されています。現在使用されている造船活動マッピング (Bruce, 2021) とは対照的に、活動マッピングで取り扱う段階は、図2の活動マッピングフレームワークに示されているように、PSS(プロダクト・サービス・システム)コンセプトを反映して、保守、運用および使用段階まで拡張することができます。このフレームワークでは、造船プロセスに関与するさまざまなステークホルダーによって行われる活動が、これらの段階にわたって整理されており、サービスブループリントで使用されているように、ステークホルダーに対応するアクターのレーンに沿って活動が水平に記述されています。活動マッピングは、図2の右側に示されているように、対応する価値レイヤーに強調表示された特定の価値次元と共に表現することができます。人間中心の課題、PSS、およびナレッジマネジメントに関する価値を含むレイヤーが上部に表示されており、それぞれのこれら3つの価値観点を示すレイヤーが下に続きます。価値レイヤーの組み込みにより、特定の価値に関連する活動の迅速かつ効率的な特定と注目が可能となります。

段階
クルーズ船を例に取ると、その建造に必要な期間は通常2~3年とされています。たとえば、世界最大の船である「アイコン・オブ・ザ・シーズ」の建造には約29か月かかりました。これに対して、クルーズ船の運用寿命は一般的に20年以上にわたります。20年以上の運用期間と2~3年の建造期間を比較すると、運用および使用段階がはるかに長いことが明らかであり、PSSの視点を反映して、建造後の段階においても価値創造やビジネス展開の機会が豊富であることが示唆されます。図3では、現在の建造段階のみを重視する視点を広げ、保守、運用、および使用段階を含む視点に拡張しています。

アクター
Bruce (2021) が強調したように、造船活動には広範で多様なステークホルダーや下請け業者が関与しています。これらのステークホルダー、別名アクターは、重要な役割を果たしています。プロジェクトの活動をサービスブループリントで表現することにより、アクターに焦点を当てたプロジェクトのプロセス表現が可能になります。図4に示されているサービスブループリントは、PSS開発プロジェクトがどのように表現され、異なるステークホルダーの活動がどのように相互作用し、どのようにステークホルダーが協力して進行していくかを構造的に表現し、検証する方法を示しています (Kim and Lee, 2021)。この表現では、ステークホルダーが縦に配置され、彼らの中心的な役割が強調されています。矢印は、異なる活動間の相互関係を示しています。各ボックスは、特定のステークホルダーによって行われる高レベルのPSS開発活動を表します。青色の上部3レーンは、異なる責任を持つ企業の活動を示しています。PSSデザインチームの活動は、淡黄色の2つのレーンで示されています。他の関連ステークホルダーの活動も表示されています。第2列では、企業のCEOとPSSデザインチームのリーダーが協力してPSS開発のサービス化戦略を決定したことが示されています。次の進行ステップで示されているように、次に3つの組織の3人のステークホルダーによって協力して行われたサービス化方向の決定活動が続きます。このように、PSS開発プロセスのサービスブループリント表現は、誰がいつどのように協力してどの活動を行うかを示しています。私たちの目標は、船主、運用者、サービスプロバイダー、ユーザー、乗客などの多様なステークホルダー間の相互作用と協力を促進するための、包括的で人間中心の表現および管理フレームワークを造船において開発することです。このアプローチの中心は、ステークホルダーとその活動に重点を置き、役割、責任、協力関係の明確化を図ることです。

価値観
造船所や船主によって、個々の状況に応じて優先される価値観は異なる場合があります。図5に示されているように、価値レイヤーの統合により、特定の価値観に関連する活動に重点を置くことができます。たとえば、人間中心性の価値が強調される場合、対応する活動が緑色で強調表示されます。同様に、PSSやナレッジマネジメントの価値が優先される場合、それぞれの活動が赤色や青色で強調表示されます。複数の価値観が強調される場合には、すべての関連する活動がそれに応じて強調表示されます。

コンテキストベースの活動モデリング
人間の活動はサービス設計の対象となっており、CBAMメソッド (Kim et al., 2020) によって詳細な活動表現が実現されています。サービスブループリントにおける活動は、特にCBAMによって表現されることに注意してください。活動をモデリングするCBAMメソッドは、図6に示されています。活動の記述は、アクション動詞を中心に構成されます。アクションの対象は、活動の対象要素として指定されます。アクションを実行するのは、活動の主体となるアクティブなアクター(ステークホルダー)です。場合によっては、パッシブなアクターや第三者のアクターも指定されます。アクションにツールが使用される場合、そのツールが活動の要素として指定されます。CBAMにおける他の活動要素はコンテキストであり、以下の4つのコンテキスト要素で説明されます:目標コンテキスト、関連する構造、物理的コンテキスト、および心理的コンテキスト。目標コンテキストは、現在の活動が支援する他の活動、または現在の活動によって導かれる価値テーマである可能性があります。関連する構造は、アクション内のオブジェクト要素に関連するエンティティです。関連構造コンテキストは、この特定の活動におけるオブジェクトに関連するさまざまなエンティティを表します。これにより、オブジェクトとさまざまな特定の構造要素との関係を表現できます。場所や時間などの物理的コンテキストも指定されます。心理的コンテキストには、感情状態や動機レベルが含まれる場合があります。CBAMは、活動のコンテキスト情報を体系的かつ豊かに表現することができます。心理的コンテキストには、社会的コンテキスト、動機コンテキスト、感情体験などのサブフィールドが含まれ、特定の価値テーマやその明示されたレベルに対する具体的なプレースホルダーを含むことができます。このようにして、CBAMは、さまざまな価値項目と活動を具体的に関連付けることを可能にします。

包括的統合による次世代の造船へ
提案された構造化活動マッピングフレームワークを用いることで、データ駆動アプローチに支えられたスマートPSSの視点から、造船業務のステージ全体および長期間にわたる包括的な統合が実現できることが期待されます。クルーズ船の建造ケースを例に挙げると、図7に示されているように、以下の3つの重要な状況が想定されます。(1) 数年前にクルーズ船が完成した状況、(2) 新しいクルーズ船が現在建造中の状況、(3) 将来のクルーズ船建造の初期計画の状況。これらの状況は、それぞれ運用・使用、建造、設計のフェーズに対応しています。すでに運用中のクルーズ船は、エンドユーザー、船主、運営者、サービスプロバイダー、および関連コミュニティなどのさまざまなステークホルダーからデータを包括的に分析することで、洞察を得てニーズに対応する豊富な機会を提供します。新しいクルーズ船の建造は、造船業者、建築家/エンジニア、建設請負業者、下請業者、規制当局、供給業者などのステークホルダーを巻き込むことで、ニーズと洞察を特定する別の機会を提供します。運用中の船からのデータを通じて、新しい船の生産を改善することができます。さらに、運用中の船と現在の船の生産から得られた洞察や、さまざまなステークホルダーからの情報は、将来の船の設計にも役立ちます。
これらの3つの状況を横断して洞察と機会を統合し、ステークホルダーを協力的な取り組みに関与させることで、競争優位性を活用することが可能です。提案された活動マッピングフレームワークと、さまざまな船と造船所の活動マップのリポジトリを活用することで、設計データ、製造データ、使用データを包含したデータ駆動の船舶設計と建造による次世代の造船が構想できます。設計データを製造計画や造船に利用することを超えて、造船活動情報はメンテナンスと運用を支援することができます。さらに、使用、運用、サービスから得られたさまざまな使用データや体験データは、将来の船の設計を支援することができます。

考察と結論
SEUSプロジェクトの目的は、ヨーロッパの造船所に対してデータ駆動型造船のための統合プラットフォームを設計・開発し、人間中心性、スマート技術、デジタル化、サイバー・フィジカルシステムに重点を置くことで、効率を向上させ、エンジニアリング時間を削減し、コストと時間の節約を通じて競争優位性を提供することです (Seppälä et al., 2023)。SEUSフレームワーク内で、私たちの研究は造船活動を人間中心のアプローチを優先して表現することに焦点を当てています。この論文は、その全体的な目標に貢献しています。
具体的には、本論文では、SEUSプロジェクトで提案された構造化活動マッピングフレームワークに基づく造船の人間中心アプローチが説明されています。造船活動のサービスブループリント表現は、活動がタスクではなくステークホルダーのために配置されるため、ステークホルダーに焦点を当てています。これは、Bruce (2021) のように人々がリソースとして扱われる視点に対する重要な改善です。さらに、CBAMメソッドを活用することで、活動に特定の価値を関連付けることができます。このように、提案された構造化活動マッピングフレームワークによって実現された詳細な価値関連付けを伴う人間中心アプローチは、造船の生産活動に関するものであれ、顧客関与に関するものであれ、包括的に適用可能です。
さらに、アクターの相互作用と協力は、戦略や契約に関する活動であれ、製造やテストに関する活動であれ、活動管理の最も重要な部分です。デジタルトランスフォーメーションの時代における人間中心性には、多様な造船ステークホルダーの協力と調整の表現と管理が特に重要です。スマートネスは、造船活動のさまざまな部分でどれだけ豊かな共同創造活動が行われたかに基づいて評価できます。たとえば、造船活動の段階付け、すなわち、どのアクターがどのフェーズでどの他のアクターと協力しているかの決定は、提案された活動マッピングフレームワークで効果的にサポートされるべきです。
今後の活動マッピング研究では、以下のタスクが含まれます。異なる造船コンテキストや造船所の特性を体系的に活動マップに組み込む努力がなされます。これにより、さまざまな船舶設計と建造のケースのリポジトリが可能となり、スマートデータ駆動型の船舶設計と建造をサポートできるようになります。直近の研究課題としては、システム的なケースの開発が含まれます。これには、異なる造船所からのシナリオを選択し、組み合わせることが含まれ、それぞれ異なる優先事項とコンテキストを持つシナリオが含まれます。これには、計画および建造フェーズの造船所活動、設計フェーズの活動の戦略的マッピング、運用および使用段階での顧客体験に関連する船主活動の定義、さまざまなデータ駆動型方法に基づくシステム的考慮を指導するシナリオが含まれます。過去の造船ケースでの特定の協力がどのように行われたかを把握し、知識として表現することで、将来の造船ケースに役立てることができます。デジタル技術により、より広いパートナーシップでの協力が行われており、このような知識は、さまざまなステークホルダーからの密接なフィードバックを可能にする協力において重要です。
貢献声明
著者1: 概念化; 方法論; 監督; 原稿の執筆、レビュー及び編集。
著者2: 概念化; データキュレーション; 調査; ビジュアライゼーション; 原稿の執筆、レビュー及び編集。
著者3: 概念化; レビュー及び編集のための執筆。
謝辞
この研究は、Smart European Shipbuilding (SEUS) プロジェクトによって支援されました。SEUSプロジェクトは、Horizon Europe Framework Programme (HORIZON) EUプログラムの助成契約番号101096224の下で資金提供を受けています。情報は http://seus-project.eu/ で更新されています。本記事は著者の見解を反映したものであり、ヨーロッパ委員会はその内容の利用について一切の責任を負いません。
参考文献
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