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行政企劃處企推管考組 林韻麟
行政企劃處企推管考組 林韻麟
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風浪影響下船舶自主航行技術
技術現況敘述:
本技術研發的船舶受風浪影響下之導航操控法,可以提供俥舵操控建議,改進船舶在風浪干擾下航行偏移的問題,用於自駕船上則可以大幅提升自駕船舶於海上航行的穩定,達成循跡自航的功能。
可應用範圍:
自主航行船舶、輔助駕駛
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶或輔助船舶靠泊使用。
直流系統保護裝置
技術現況敘述:
傳統機械式斷路器反應時間較長,此技術使用第三代半導體SiC JFET作為開關,可改善反應時間較長之問題,能快速地保護裝備,開關跳脫則可透過遠端通訊進行復歸。
可應用範圍:
自主航行船舶電動推進系統
潛力預估:
可適用於需要快速跳脫保護的系統或當開關跳脫後無法透過船員復歸之船舶使用。
離岸風場海纜交會之散熱評估技術
技術現況敘述:
考量不同土層及防護工程的影響,進行電力輸出之評估;並且蒐集整理風場維運之國內相關規定,以及離岸風電維運安全規劃與策略研析。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
透過運用數值模式模擬分析,藉此判斷海底電纜過熱的風險,以供施工的廠商預先防範,或維運廠商規劃後續之維護策略,進而建置國內技術指標與推動產業發展。
船舶追蹤暨監控系統及其運作方法
技術現況敘述:
現有的監測技術必須以人工觀看的方式確認並追蹤進出港的船舶,針對進出港船舶的辨識以及偵測均尚處於較為原始的時期。此追蹤系統於港口監測並追蹤船舶進出港的AI影像辨識技術。
可應用範圍:
AI船舶追蹤、監控系統、輔助駕駛
潛力預估:
可依情境需求進行多種船舶種類追蹤及非船舶海上物件追蹤。
港區海際多船監控系統及其運作方法
技術現況敘述:
以攝影機拍攝描監控區域,藉由AI影像辨識進行船舶等辨識物件。搭配AIS、雷達等輔助系統,進行影像中的物件身份確認。無法第一時間辨識時,則採用PTZ控制鏡頭位置與光學變焦功能,鎖定船舶進行影像放大與辨識。並將物件資訊、影像與位置紀錄於系統內並持續追蹤。
可應用範圍:
AI船舶追蹤、監控系統、輔助航行、港區管理
潛力預估:
可搭配不同感測器進行影像智慧監控整合,應用於港區安全、船舶航行安全等應用。
船舶身份影像即時辨識疊合系統及其運作方法
技術現況敘述:
透過攝影機與AIS接收器,整合船舶資訊和船舶影像,標註以及更新的船舶身份影像即時辨識疊合,有效即時識別水上物件身分。
可應用範圍:
自主航行船舶、輔助駕駛
潛力預估:
於未來發展之各式自主航行船舶提供詳細感知資訊,並可應用於輔助航行中,提供航行者船舶各視野物件資訊。
智慧船舶遠端岸台監控系統
技術現況敘述:
本套智慧船舶遠端岸台監控系統包含數台顯示器、控制電腦、操車操舵器、無線通訊模組、喇叭麥克風,透過團隊自行開發之岸台監控程式,可從台北辦公室透過無線通訊對遠在高雄外海的智慧船舶進行遠端監控,操作人員可以畫面中取得船舶的即時資訊,如:船速、船艏向、轉速、舵角、攝影機影像等,同時使用電子地圖,將本船位置與障礙船位置進行可視化顯示,讓使用者能更清楚地掌握裝況,採取正確的應變措施。遠端控制包含循跡自航、定航向自航、遠端遙控等模式,通訊資料均經過加密,已於實場域進行驗證。
可應用範圍:
智慧船舶遠端監控
潛力預估:
智慧船舶需求與發展漸趨蓬勃,為增加其安全性,一套可讓操作員從岸上進行遠端監控的設備是不可或缺的,透過本套雛型開發,未來可根據不同的智慧船舶進行調整客製,甚至把船與岸台整合成一套進行販售或承租。
水上物件資訊融合系統及其運作方法
技術現況敘述:
本發明涉及一種漂浮物體資訊融合系統及其操作方法。 漂浮物資訊具體是指某種感測器或接收器可以取得或收集的與船舶或其他水面交通工具相關的資料。
可應用範圍:
自主航行船舶電動推進系統
潛力預估:
於未來發展之各式自主航行船舶提供詳細感知資訊,並可應用於輔助航行中,提供航行者船舶各視野物件資訊。
水上載具運動模擬裝置的運作方法
技術現況敘述:
依據實際船舶姿態的設定,控制平台移動模擬船舶運動,包含Roll、Pitch、Heave三自由度運動。可模擬載具於多樣環境下運動姿態,如船舶運動狀態。
可應用範圍:
自主航行船舶電動推進系統
潛力預估:
可應用於未來發展各式船舶設備時,模擬船舶運動姿態,加速產品開發速度,節省開發人力成本。
具通訊復歸之直流系統保護裝置
技術現況敘述:
固態式斷路器採用功率半導體元件來中斷故障電流,搭配控制電路和電壓鉗位電路使電流快速關斷功能;關斷過程無電弧產生、跳脫速度快(<200μs)、使用壽命長,可以滿足直流系統快速及可靠保護之需求,固態式斷路器被廣泛應用電力電子領域。
可應用範圍:
純電動推進船舶、自主航行船舶、直流再生能源微電網系統
潛力預估:
本產品可應用於再生能源、海上風場及電動船舶等直流微電網領域,用於保護電路並可快速脫離,同時可透過外部通訊方式進行復歸。
浮動式風電海事工程技術
技術現況敘述:
蒐集離岸風電浮動式平台之運輸拖帶、濕拖分析案例、繫纜、錨碇種類與特性及安裝船機之文獻資料,建立浮動式平台濕拖技術、浮式平台濕拖與多拖船、配置分析評估技術、浮式平台錨碇系統繫纜張力與強度分析技術、錨碇拖力分析技術。
可應用範圍:
浮式風場
潛力預估:
帶動國內離岸風電海事工程業量能,更提升國內造船產業及其相關供應鏈,提前佈局可應付未來大水深風場船機需求。
離岸風場海纜淘刷與渦流評估技術
技術現況敘述:
研究海底沙波運動造成之海纜裸露議題,建立海纜裸露後流體動力學分析技術,考量不同海底地形及海流的影響進行淘刷模擬與渦流效應。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
於海纜裸露區域,藉由數值模擬,針對相關的電纜模型、海流速度、埋設深度、覆蓋物質特性與成分比例等進行評估,得出電纜渦激振動之負荷,進而評估結構完整性。並且建立相關之埋設工法、監測規劃與保護策略,提供開發商或維運廠商參考使用,除可節省廠商成本,增加本土廠商的競爭力外,並可增加風力供電的穩定度。
港區海際多船監控系統及其運作方法
技術現況敘述:
以攝影機拍攝描監控區域,藉由AI影像辨識進行船舶等辨識物件。搭配AIS、雷達等輔助系統,進行影像中的物件身份確認。無法第一時間辨識時,則採用PTZ控制鏡頭位置與光學變焦功能,鎖定船舶進行影像放大與辨識。並將物件資訊、影像與位置紀錄於系統內並持續追蹤。
可應用範圍:
AI船舶追蹤、監控系統、輔助航行、港區管理
潛力預估:
可搭配不同感測器進行影像智慧監控整合,應用於港區安全、船舶航行安全等應用。
船舶智慧操縱系統循跡自航技術
技術現況敘述:
提供自主航行船舶智慧操縱系統循跡自航控制核心技術,可設定目標軌跡點位,控制核心據以控制推進器轉速及舵角,操縱自主航行船依目標軌跡點位航行
可應用範圍:
自主航行船舶
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶
水下可調式導樁樣架原型開發技術
技術現況敘述:
水下導樁樣架具備補償海床高低差能力,其被放置於海床上作為引導基樁與固定各基樁之間的相對位置及垂直度,用以確保套管式基礎可以順利的與預先安置好的基樁相連接。本打樁樣架亦具備樁頂高程量測系統,可於打樁過程中即時量測樁頂高度,提高基樁安裝效率。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業
潛力預估:
國內離岸風場後續區塊開發將有大量水下基樁安裝之需求,利用可調式導樁樣架可縮短打樁作業時間,並提高作業成效。
吊重系統主動起伏補償技術
技術現況敘述:
開發離岸風場時,需以浮吊方式進行各式吊裝工作,開發吊重系統主動起伏補償技術,於吊重系統上以回授控制降低吊物隨波浪之起伏運動量,可減輕吊重系統負荷,依法規要求標準,進行懸吊機構設計及強度安全評估,可支援作業水深30m ,1.5m有義波高為作業要求,可應用於離岸風電之施工安裝船,如WTIV、浮吊船等相關吊裝安裝船隻。增加作業窗,提昇現有吊裝作業品質,並滿足設施強度與海事擔保調查(MWS)之操作要求。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程、船舶結構、船舶設備
潛力預估:
國內離岸風場在於區塊開發及大規模開發過程,將有大量吊裝安裝需求,利用具有主動起伏補償功能之吊重系統,將可減輕吊重系統負荷,增加可作業時間,提昇現有吊裝作業品質。
船用直流微電網均流控制技術
技術現況敘述:
船用直流微電網均流控制技術,並完成250kW電能驅動模組、250kW直流雙向轉換器的電力潮流調變控制,轉換效率>95%,電流均流控制誤差<10%,以此提升船舶直流微電網在系統功率輸出調變時的穩定度與控制精度。
可應用範圍:
造船廠、遊艇廠、裝備機電廠商
潛力預估:
國內離岸風場在於區塊開發及大規模開發過程,將有大量吊裝安裝需求,利用具有主動起伏補償功能之吊重系統,將可減輕吊重系統負荷,增加可作業時間,提昇現有吊裝作業品質。
水下可調式導樁樣架技術
技術現況敘述:
可調式導樁樣架機構可調平因海床不平之基樁高度差,針對不同尺寸之套管式基礎,可在岸進行小幅度改裝動作即可。水下導樁樣架調平系統可接收海床上導樁樣架之水平儀資訊,推算樣架各基樁導槽建議作動量,以調平水下導樁樣架。水下可調式導樁樣架入樁輔助系統可提供樣架水下位置資訊,並配合一操作介面,輔助作業人員可以精準將樁體吊掛至樣架導槽內。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程
潛力預估:
國內在海氣象觀測塔完成安裝後,後續之示範風場及區塊開發時,即有大量基樁安插之需求,利用可調式導樁樣架可縮短打樁作業時間。
千噸級水下基座施工船機技術
技術現況敘述:
我國離岸風場開發已逐步展開,三座示範機組建設亦將逐步完成,然而即使是第一階段近岸之風場建設,已深為構件重量超過預期值所困擾,造成工程延誤、施工偏差,各種問題仍在努力克服中,將來面對大規模區域開發時,水深更深、海況更差、風機更大,再加上強颱侵襲、強震土壤液化及深厚的台海底泥特殊地質,其結果必然是風機水下基座需加強、加高、加大,超過千噸的基座如何岸置、運輸及安裝是必須面對的難題。提昇施工機具能力是解決基座大型化的最有效方法,但具有1500噸級吊車的自升式安裝船造價將超過2億美金以上,再加上本土離岸風場初期市場規模有限,迫使有意投資之廠商視之為畏途,短期間需尋求可行替代方案,以增加國內海事工程業者參與施作之佔比。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程、船舶結構
潛力預估:
開發千噸級水下基座施工船機系統技術,運用現有海事工程船舶,搭配小型自升式安裝船以及自行研發之基座輔助浮具,可將基座施工安裝量能提升至千噸級,創造國內業者商機,減少離岸風電之建置成本,突破國內缺乏機具需巨額投資之困境。
船艦電力品質控制技術
技術現況敘述:
船舶微電網控制技術,藉由儲能電池系統之搭配運用可完成主動式負載分配,以削峰填谷之方式使船上相關負載平整化(如發電機),提高全系統之電能使用效率。
可應用範圍:
100噸級或以上相關複合電力推進船舶
潛力預估:
可應用於渡輪、拖船、海事工作船、遊艇。
船艦靜音減振技術
技術現況敘述:
對於水下載具螺槳而言,偶極子噪音是最主要噪音來源,本技術結合計算流體力學,將螺槳偶極子輻射噪音計算之能力建立,有助提升未來國艦國造之設計能力,達到水下聲場事先評估的目的。
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、螺槳產業
潛力預估:
充分利用黏性流CFD技術,對於足以影響水下噪音之船艦線型以及附屬物等對推進器之影響進行評估,藉以大幅縮減模型試驗之成本以及設計時程。有助於降低國內業者對於投入船艦(尤其是水下艦艇)產業之不確定性,進而提昇其參與之意願。
船艇複合動力整合技術
技術現況敘述:
1. 船艇複合動力節能技術所需之齒輪箱工程設計(PTO:引擎380HP/ 馬達PTI:20kW),並以20~50噸級的觀光娛樂用船為技術應用載具,柴油引擎結合馬達輸出主軸。
2. 船艇複合動力零組件功能測試技術,具備可編程直流電子負載放電能量與高壓直流電源的供電能量,上述裝備周邊與電腦整合成一精密測試平台,作為船艇複合動力節能技術分析的依據,並完成20kW隔離型直流對直流轉換器(DC/DC)的開發,全載轉換效率達90%以上。
3. 行船模式分析軟體(Hybrid Office V2):能提供工程師與船東討論營運時的經濟可行性與安裝規格分析之軟體應用,同時考慮油耗與經濟考量整合的估算介面。配合上述關鍵零組件的整合控制等硬體,為國內首套針對複合動力船應用系統評估的整體解決方案
可應用範圍:
造船廠、船舶電機裝備廠
潛力預估:
1. 完成船舶專用之複合動力齒輪箱、並開發出PLC based 船艇能源核心控制器與20kW直流電力轉換器達轉換效率90%以上,經上述系統整合後,並搭配電腦分析可節省燃油成本15%以上。
2. 提供業者與船東討論營運時的經濟可行性與安裝規格分析之軟體應用,同時考慮油耗與經濟性之整合估算介面
大型船舶自推模擬與端板螺槳分析技術
技術現況敘述:
本技術針對大型船舶進行流黏性分析,由於大型船舶所造成船艉跡流影響後端端板螺槳設計為重要參數,本技術能夠有效分析船艉跡流與端板螺槳相互作用後,準確評估有效跡流與推減係數,並提供給大型船用端板螺槳進行設計,評估整體推進效率,以及其他螺槳改善措施建議。
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、螺槳產業
潛力預估:
國際法規趨於嚴格,主機廠家為符合Tier III要求,陸續推出更低轉速之G-Type引擎,造成螺槳最佳直徑加大,船艉空間不足安放,而端板螺槳有效直徑大於傳統螺槳特性,可避免問題產生。
水陸兩用全地型車收折式懸吊機構系統技術
技術現況敘述:
水陸兩用載具下水之後,其傳動輪以及懸吊機構在水中所造成的阻力對載具水中運動性能影響甚鉅,本技術開發出專利迴避收折式懸吊機構系統,可避開國際專利佈局,達成收折式懸吊的效果,減少載具水中行進阻力,增加能源效率。
可應用範圍:
ATV車廠、小型車輛製造廠
潛力預估:
ATV車廠,救災用特種車輛改裝廠。
水陸兩用全地型車適配船型規劃設計技術
技術現況敘述:
傳統全地型車(All Terrain Vehicle, ATV)區分為運動(Sport)以及多功能(Utility)用途,顧名思義此類車輛大多行駛在泥濘或崎嶇不平的路面,目前而言,ATV遇到水域區域的行駛深度有所限制,水深超過1米便會產生行駛障礙,本技術可依照ATV廠商之產品重量與動力特性,開發出適配的船型,使得ATV跨過水域深度的限制,提高產品價值。
可應用範圍:
遊艇漁船廠、ATV車廠
潛力預估:
水域休憩活動業者、縣市消防局、遊艇廠
精準拋石護樁落管控制技術
技術現況敘述:
船舶精準拋石落管系統控制技術,整合DGPS與船舶運動感測器,即時分析取得落管系統受風浪之運動狀態,以液壓系統回授補償控制落管末端之位置及高度,達到精準拋石之目的。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程
潛力預估:
拋石落管機構設計,具3自由度運動,可回授控制落管位置,針對不同船型,只須依安裝位置不同而作小幅修改即可使用。
船艏安全登塔系統原型技術
技術現況敘述:
整合船舶運動感測器,以液壓系統回授補償控制登塔梯最前端位置,降低登塔梯最前端垂向加速度,並輔以船艏登塔運動監測系統,即時監視船舶運動姿態,據以提示安全登離塔作業時機,確保安全登離塔作業之安全。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程、船舶結構
潛力預估:
配合離岸風場建置後之營運維護需求,結合性能較佳的人員運輸船,搭配船艏安全登塔系統,可有效執行相關維修任務。
精準拋石護樁船循跡操控技術開發
技術現況敘述:
離岸風電水下基座在建造前需進行整地及拋石以改善地質條件,基座安裝後需進行拋石防護以防淘刷,營運期間更需定期檢視基座及電纜之拋石防護層是否損壞而即時填補,以免危及風機營運安全、降低營運效益,但傳統拋石作業有精度不足、費工費料、成果不彰、甚至損傷基座及電纜結構等諸多缺失,為求風場建置及營運如預期運行,研發精準準拋石護樁船實屬必要,其中在狹窄風場有諸多障礙物之環境下,如何環繞指定標地物配合側落管拋石作業進行循跡、停留、填補及即時成果檢測之船舶操拴技術,是達成功能目標之關鍵技術。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程
潛力預估:
離岸風場先期建置、水下基座(含電纜架設)完成及營運期間淘刷及時修補皆有需求。
單樁水下基礎淘刷監測技術
技術現況敘述:
離岸風機水下基礎安裝後,立即受到波浪與海流作用影響,海床逐漸淘刷,將可能影響到風力機運作安全。國際上常使用單音束測深聲納,即時監控水下基礎附近的海床深度變化,評估防淘刷工法補強時程。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程
潛力預估:
未來離岸風場水下結構皆需要即時監測海床淘刷狀況。
兩岸快速運輸船型先期開發技術
技術現況敘述:
適合台灣海峽獨特海況及航線,且在穩度、阻力、耐海性能、燃油效率及旅客舒適度等方面來綜合考量下之最適宜之三體船型。
可應用範圍:
造船業
潛力預估:
本船型產值,以100公尺長之高速鋁合金三體(Trimaran)運輸船為例,每艘約新台幣20餘億元,屬高附加價值船型,能為國內造船產業開創未來於高值船舶的潛在商機。
兩岸快速運輸航線海況分析
技術現況敘述:
蒐集與研究台灣海峽區域內之海氣象基本資料,並進行統計分析,探討兩岸航線之海象特性,由波浪模式推算兩岸運輸航線上的歷史風速、波浪資料。
可應用範圍:
航運、造船、海工及國防業
潛力預估:
作為兩岸海上運輸之營運規劃,如船舶可營運天數的評估、運輸航期安排等的重要參考。作為兩岸海上運輸之高速船設計重要依據如船舶耐海性能分析、船型開發等。
兩岸海上快速運輸航運資訊分析
技術現況敘述:
兩岸海上快速運輸航運詳細資訊,包括天然環境及地理、港口硬體設施、兩岸直航政策等。
可應用範圍:
航運、造船業
潛力預估:
作為規劃具體可行兩岸海上快速運輸模式重要參考依據。作為船型擇優評估及最適船型概念設計重要依據。
快速鋁合金多體船結構疲勞強度分析技術
技術現況敘述:
採用全頻譜疲勞分析法(Spectrum Fatigue Analysis)以應力RAO配合海域波譜求解應力變動範圍之短期分布,結合波浪頻度表與實際航線,計算應力變動範圍之長期分布。利用S-N曲線評估構件累積損傷比,進而推算其疲勞壽命。
可應用範圍:
造船業
潛力預估:
快速計算船結構疲勞壽命,整合並簡化高速船疲勞分析流程,縮短人力工時80%以上。
人員安全疏散分析技術
技術現況敘述:
符合海事安全委員會議第1166號通報人員安全疏散分析。
可應用範圍:
航運、造船業
潛力預估:
為旅客船之重要安全評估項目,具有重大經濟指標意義。
增加螺槳抗攻角能力技術開發
技術現況敘述:
快速客輪的操作範圍由低速20節上下到高速的40-50節左右,因此可以知道高速推進器的重要性,而常用的高速推進器大致分為三類:超空化螺槳、穿水式螺槳、以及噴水式推進器。這些推進器在高速時效率都相當卓越,但是在低速時卻反而沒有傳統型螺槳有效率,這是因為在中低速度域傳統螺槳的設計概念是無空化,但是空化現象在高速區域卻是無法避免,因為兩者的設計基礎是不相同的;而空化會使螺槳推力突降、效率降低、葉片侵蝕以及產生震動噪音。由於上述兩種推進器在基礎上是背道而馳的,所以想要開發先進螺槳能兼顧各方面需求在技術上相當困難,因此若能研發出兼顧中低速效率及能達到高速推進的螺槳,將使業界的技術獲得提昇,並提昇國內螺槳產業的競爭力。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業
潛力預估:
在中小型高速艇螺槳之國際市場中,國內的螺槳製造商已佔有一席之地位,因此持續深化螺槳流場的分析能量,專注於建立高性能推進裝置之研發能力,有助於協助國內螺槳製造廠商保有開發產品的領先技術,並積極強化高速艇螺
複材構件纖維疊層預裁規劃
技術現況敘述:
現行船廠對FRP構件製造尚未能有效管控構件三維複雜部位纖維疊層搭接原則及精確裁剪不同部份纖維形狀,屢造成施工現場髒亂,產生廢料,施工費時。以3D建模方式,規劃複材構件結構積層疊層鋪設順序,並以平面展開,達到單件纖維預裁後彙整成裝箱套件(Kit),以提升製程效率縮短工時,減少浪費並減輕構件重量的精實生產方法。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業
潛力預估:
推動遊艇製造專業分工概念,將製程中較具污染可能之FRP船艇大型構件交由專業廠承作,船舶中心負責各遊艇廠主要FRP構件疊層三維建檔及二維展開後,交由專業廠購置之裁剪機裁切,並配送各遊艇廠施作。船舶中心負責各遊艇廠主要FRP構件纖維疊層三維建檔及二維展開,交由裁剪機廠家排版及裁切後交由各遊艇廠施作。
量產型遊艇生產系統整合
技術現況敘述:
傳統遊艇製作大都採站艙施工,無法將粗胚標準化之缺點,開發FRP各部件模組化內襯模(Liner),包含船底結構系統,住艙區隔間,整合式地板,甲板上構及駕駛台等大型部件,具有組裝快速定位明確可標準化施工等優點,亦可提供結構性支撐,有助於全船重量輕量化。
可應用範圍:
遊艇產業
潛力預估:
國內遊艇廠多數屬客製化型態,惟考量市場定位及需求,量產型業者也有逐年增加趨勢。有別於狹義的生產線式小型艇量產型態,量產(Mass Production)工作站組裝概念也可套用到中大型船艇,以獲取最高利潤。
兩岸快速船舶先導研究
技術現況敘述:
本計畫所開發之兩岸快速船舶營運模式研究,適合進行航線及航點選定,港口快速運輸配合設施評估及船舶快速裝載系統之擇優安排,將來再配合符合台海特殊海況之高速運輸船舶設計開發,可開拓兩岸快速運輸之新市場,提供第二空運管道選項,以量大、價廉、空間更舒適之特性形成兩岸一日生活圈,使農產、物流、冷鏈製品及快遞、網購等需要快速運輸之事業,具有航空的速度,1/3~1/2的費用,提昇市場競爭力。
可應用範圍:
遊艇產船舶運送業、物流業、快遞網購業
潛力預估:
可加速兩岸快速運輸市場之發展,形成海上快捷通道,以海西地區為跳板,北通長三角,南達珠三角,形成海西地區24小時內可提供戶對戶快速送達之新網鏈,以每年成長約100萬之陸客市場,可運輸三成,而兩岸飛機航程1.5小時內之區域內,幾可全數替代航空貨運。
變形蟲船型優化技術
技術現況敘述:
隨著船舶流體力學理論的不斷進步,電腦技術的飛躍發展,基於流體力學理論的船體線型最優化設計已經被應用於實際的船型設計中,而在滿足一定的裝載和佈置要求條件下,船體最佳線型的確定是船舶設計過程中既繁複而又關鍵的設計技術之一。本技術結合阻力預估及優化技術,研究船體線型優化設計方法及開發船體線型優化設計程式。在優化計算過程中把降低波浪中總阻力作為主要目標,設計船的船體型值利用母型船型值和船型修改函數來表達。
可應用範圍:
造船業
潛力預估:
協助造船產業除了提升技術水準及發展高附加價值船型之開發能力外,促成船舶節能與環保技術之開發具有持續強化需求之趨勢,進而可創造船廠、船東更多新的商機。
快速直流充電控制器
技術現況敘述:
國內陸續推廣綠能船舶計畫,部分日月潭船隻已改型為觀光電動船,但一般充電時間約6到8小時,僅適合用於隔夜充電模式,營運模式有所限制,若引進日本直流快充系統技術,依照電動車充電模式來對電動船充電,則能將每次充電時間壓縮到1小時以內,但目前國內電池廠商技術尚無符合直流快充的充電能力及通訊方式。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業、電力推進系統
潛力預估:
可帶動台灣遊艇及觀光產業投注資源往快速直流充電模式發展,加入國際競爭行列。
複合動力管理系統
技術現況敘述:
船舶設備數目愈來愈多而功用造型複雜,但船員人力卻日趨精簡,發展高智能之輔助設備,提昇船舶航行的安全性、航行的舒適性及更方便人性化操縱船舶的操控環境為重點項目,亦是推動國內自製船舶高效率裝備之指標性工作。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業、電力推進系統
潛力預估:
可帶動台灣遊艇產業投注資源往複合綠色能源發展,加入國際競爭行列。
離岸風場佈局與葉片負荷計算評估工具
技術現況敘述:
本計畫所開發離岸風場佈局與葉片負荷計算評估工具,係結合計算流體力學與葉片動量元素法所發展之運算方法,本模型同時考慮入流風經過風力機後之尾跡流效應與波浪效應,可準確評估出風機以前後排列時,尾跡流造成發電效率折損程度,並由此評估風力機以前後與左右方式排列之風場整體發電效能;此外,亦可得到葉片負荷,故可同時兼具風場佈局規劃軟體WAsP的發電效能預估和氣彈力分析軟體BLADED所能提供的風機葉片負荷計算。
可應用範圍:
風場開發業、風力機葉片設計
潛力預估:
可因應台灣之風況條件,進行較為準確之風場發電量評估,有效利用風能,提升台灣風場規劃自主技術能量。
水下噪音量測與分析技術
技術現況敘述:
國內並無水下噪音的管制標準,因此在量測裝備及分析方法上,亦無國家標準。本計畫從相關的學理方法與實務經驗,包括水下聲學技術、海洋環境、海事工程、生態學概念等,以綜合性之概念提出水下噪音量測的程序與資料分析的方法,並使用本計畫研發的水下噪音計作為量測工具,將可提供一套完整的量測與分析技術。
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業
潛力預估:
因應海洋生態保育及海事工程施工衝擊,水下噪音之量測作業及評估工作不斷地增加,以離岸風場開發為例,在施工前應調查水下噪音的背景值,在開發中與營運時應持續監測水下噪音值,因此,產業與學界的需求日益增大。
現成船改裝為自升式安裝船可行性評估技術
技術現況敘述:
本計畫所開發之現成船改裝為自升式安裝船可行性評估技術,係結合海域環境之水深、風波流及海床地質環境條件、風力機規格、可施工期間,進行一般佈置規劃、穩度分析、荷載分析及結構寸法檢核等,以符合法規要求,並由此評估改裝船之能量、規格、限制及效益,包括工作水深、樁腿長度、甲板面積、吊裝能力、支撐腳直徑、舉升能力、舉升速度、及適航性等,以支援離岸風電之施工安裝作業。
可應用範圍:
離岸風電產業、造船業。
潛力預估:
可帶動台灣離岸風電產業施工安裝能量並加入國際競爭行列。
導風式機艙散熱節能技術
技術現況敘述:
利用船舶高速航行特性,採用特殊的進風口與進風管道,將船側的高速空氣導入機艙,減少進氣風機的耗能。
可應用範圍:
各型船舶
潛力預估:
機艙通風系統節能可達30~50%
高速船結構輕量化技術
技術現況敘述:
由於摩擦阻力佔高速船航行阻力的比例相對較高,因此輕量化可有效降低高速船阻力。本技術除了採用輕質材料以外,考慮各種佈置輕量化與結構輕量化設計,以線性規劃法進行結構輕量化分析來減重,可有效減輕船結構重量。
可應用範圍:
高速船舶
潛力預估:
高速船阻力減少7%,以一天耗費22噸燃油,每噸新台幣18,500元,一年航行300天計算。每年約可節省約855萬元,以壽期25年為例,可省下2.1億元
風浪中船舶航行輔助系統
技術現況敘述:
在惡劣海況下,船舶之實際營運時將造成航行速度之減損,同時影響船舶之運動性能與舒適度。對於風浪中船舶性能之掌握,傳統上均需依賴操船人員(船長)之經驗,本技術擬整合手持式平板電腦裝置、衛星定位系統(GPS)以及船舶計算流體動力技術,即時掌握風浪中船體之速度減損以及運動狀態,提供操船人員之參考。
可應用範圍:
造船、航運
潛力預估:
即時掌握風浪中船體之速度減損以及運動狀態,提供操船人員之參考。
水陸兩用載具共用底盤系統
技術現況敘述:
因應政府黃金十年政策,推動台灣轉型為觀光島國,2012年來台觀光客人數熟諳此技藝之人超過700萬人,已見初步成效。水陸兩用載貝串聯陸域及水城的特性使其成為推展水岸城市水上休閒活動的利器。國內曾引進外國半成品改裝,但其無法滿足國內車船法規需求,且維修零件取得不易。反觀國內車廠與船廠早己在各自領域累積相當經繪及技術,本分項計畫結合國內車船界潛力廠商,開發符合台灣車船法規要求之水陸兩用載具共用底盤系統以及適配該底盤之船型設計分析技術,為國人自製之水陸兩用原型載具開發奠立良好基礎。
可應用範圍:
船舶產業、車輛產業、旅遊服務業
潛力預估:
可帶動國內水岸城市與景點的水上休憩產業發展,如台北市、新北市、高雄市、台南市、日月潭等地皆可引進本計畫開發之底盤系統,預計原型品完成後可創造6艘之載具需求,產值約1.5億元。
高速船最省能之俯仰角度分析與控制技術
技術現況敘述:
高速船在航行時之動態俯仰對其阻力有很大的影響,本技術係以數值模擬與船模試驗找出目標船航行時最省能的俯仰角度,並利用可變式截流阻控制船舶之俯仰角,使高速船在各種航行狀況均能以最省能的俯仰角度航行,經船模實驗證實阻力可減少7%以上。
可應用範圍:
高速船,佛勞得數範圍在0.4至0.9
潛力預估:
高速船阻力減少7%,以一天耗費22噸燃油,每噸新台幣18,500元,一年航行300天計算。每年約可節省約855萬元,以壽期25年為例,可省下2.1億元
風浪中船速減損分析技術
技術現況敘述:
在惡劣海況下,船體所遭受之總阻力除了一般的靜水阻力外,尚包含因船體在波浪中運動產生之附加阻力,此一波浪中附加阻力分量在惡劣海況下,其對船舶阻力特性之影響不下於靜水中之阻力,而此附加阻力將造成船舶實際營運時船舶航行速度之減損,進而影響油耗以及時間成本。
可應用範圍:
造船業
潛力預估:
協助造船產業除了提升技術水準及發展高附加價值船型之開發能力外,促成船舶節能與環保技術之開發具有持續強化需求之趨勢,進而可創造船廠、船東更多新的商機。
遊艇製程模擬技術
技術現況敘述:
目前遊艇廠的製程規劃僅依個人經驗,不但耗費時間長、成本高且效率低,而於量產後又無法訂立明確的生產指標,所以無法得知現有生產效率,難以提出改善方案。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業
潛力預估:
本技術可協助評估如產能、生產資源配置、生產動線分佈、及製造?程規劃等,提高船廠的生產效率及降低生產成本,以增加在國際間競爭力,此技術未來為建構遊艇船廠的投資效益評估與生產效率驗證之最佳方法。
快速直流充電控制器
技術現況敘述:
國內陸續推廣綠能船舶計畫,部分日月潭船隻已改型為觀光電動船,但一般充電時間約6到8小時,僅適合用於隔夜充電模式,營運模式有所限制,若引進日本直流快充系統技術,依照電動車充電模式來對電動船充電,則能將每次充電時間壓縮到1小時以內,但目前國內電池廠商技術尚無符合直流快充的充電能力及通訊方式。
可應用範圍:
遊艇產業、造船業、電力推進系統
潛力預估:
可帶動台灣遊艇及觀光產業投注資源往快速直流充電模式發展,加入國際競爭行列。
水下環境監控系統
技術現況敘述:
適用於經濟部「風力發電離岸系統示範獎勵辦法」的海氣象觀測塔之海洋環境(波浪、海流、海水鹽溫深度、潮位)測量規格,可整合水下噪音計、海底地震儀、其他水下儀器,技術突破在於可利用水下連接器之節點技術,整合跨廠牌的水下儀器,並可即時傳送測量資料。水下連接器可控制每組水下儀器的開關及設定,具備彈性與自主能力。採用光纖與電力的水下複合電纜,可實現超長距離傳輸電力與資料之能力。具有發報時間同化技術,所有控制器與儀器的時間可自動同步。
可應用範圍:
離岸風場海氣象觀測塔之海象與水下測量、港灣監測海象、離岸工程水下監測、反潛作戰軍事應用、海洋防災監測等。
潛力預估:
水下環境監控系統雛形之材料與組裝成本約700萬元,產品生命週期預估5年,每年維護成本(不含儀器)約100萬元。
水下噪音計
技術現況敘述:
國內並無水下噪音的管制標準,因此在測量裝備及分析方法上,亦無國家標準。本技術研發係從相關的學理方法與實務經驗,包括水下聲學技術、海洋環境、海事工程、生態學概念等,以綜合性之概念提出水下噪音計之技術規格,由計畫經費設計與製造出一套雛形系統,目前已有業者有意技轉水下噪音計之設計製造技術,未來將應用於離岸風場施工監測,亦可設置於海氣象觀測塔旁進行長期監測。
可應用範圍:
首先應用於離岸風場開發前(背景)、施工中、營運期、除役作業之各種水下背景與人為噪音測量作業,其他範圍還包括船舶自身水下噪音測量、軍事反潛作戰、港灣防護、海洋動物生態調查等。
潛力預估:
環保署已開始制訂「離岸風力發電機組水下噪音評估作業要點(草案)」,未來離岸風場開發的各階段,包括開發前、施工中、營運期、除役期等,皆須設置水下噪音監測系統。預估在示範風場設置階段的每處調查的設備成本約300萬元,大範圍風場開發時期,每處調查將增加至1,000萬元。設置於海氣象觀測塔旁的底碇式水下噪音計之初期成本約100萬元,每年維護成本(不含水下麥克風)約30萬元。
自升式安裝船支撐腳掌貫穿評估技術
技術現況敘述:
貫穿破壞是造成自升式平台船發生事故的主要原因之一,尤其在強度較低之軟質海床地質。本評估技術以程式化之SNAME規範搭配數值模擬計算Updated Lagrangian與Coupled Eulerian-Lagrangian方法評估土壤承載力。計算結果可以有效模擬土壤破壞狀況與深度-承載力曲線趨勢,在搭配現地土壤資料後,將可評估支撐腳掌是否產生貫穿風險,可快速做為支撐腳腳掌設計評估與設計改善之參考。
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業、大地工程業。
潛力預估:
因應國內推動之離岸海事工程產業,不論在離岸風機水下基礎或自升式安裝船施工安裝階段等,皆需以海床地質之承載能力判斷施工作業之可行性,因此,對於未來海事工程產業發展有相當之助益。
自升式安裝船支撐腳設計及不同操作模式之安全評估
技術現況敘述:
本評估技術已建立台灣西部海域風、浪、流環境之統計評估方法,藉由統計分析結果可做為設計重要參考,依據ABS規範對於安裝船相關設計及安全評估標準,已建立搭配法規要求之介面程式,可加快整體設計評估速度。根據船東需求及目標區域之風浪流與地質土壤等海域環境條件,可快速進行自升式安裝船支撐腳與腳掌設計及不同操作模式之安全評估。
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業、自升式安裝平台船設計。
潛力預估:
可因應台灣海域之風浪流等環境條件,提供設計自升式安裝船所需之環境荷載資料,利用自行開發介面程式評估安裝船在不同操作模式下之安全性,可作為安裝船設計及安全性評估之參考。
高性能端板螺槳技術
技術現況敘述:
端板螺槳黏性流計算分析,經過與模型試驗結果比較,本黏性流計算有一定準確性,並作為設計端板螺槳基礎
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、螺槳產業
潛力預估:
目前陸續應用在遊艇、高速旅客船與漁船上,預計將來商船端板螺槳技術開發完成,將應用在一萬噸雜貨船及貨櫃輪上
全速度域節能線型
技術現況敘述:
考量船東營運模式下,開發一全速度域節能線型,利用參數化船型建立兩個劍艏及兩個球艏參數船型,利用最適化評估,以船東營運模式為加權值,計算加權後總阻力值為參考值後,決定出最適化節能線型,並作阻力試驗驗證
可應用範圍:
造船產業、航商
潛力預估:
目前線型為單一吃水與單一船速下設計,造成非設計點下的能源浪費,將來考量船東營運模式分析,計算出之線型,可以符合船東真正營運需求,並可以隨時建議本船適合的營運吃水與船速,調整最佳營運船況
船體可變形技術開發
技術現況敘述:
開發1型水面水下同具優化載具船體外形分析經水槽船模阻力試驗驗證完成,經可變形船體機構分析並由縮尺比例模型驗証可行性並已提申請發明專利案。—建立水密人員艙載台原型開發技術,並完成船體艙結構耐壓模擬分析。
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、水下載具技術開發廠商
潛力預估:
目前我國水域用載具開發商,尚無產製水面水下兩用途遊憩載具實績,藉由本計畫研究開發潛水深度可達30公尺水上水下遊憩艇原型載具,未來與合作廠商攜手具有打入國際市場技術實力
水陸兩用載具水中穩度感測與抗側翻安全氣囊系統
技術現況敘述:
目前水陸兩用載具並未配置類似裝置,國外水陸載具有固定式氣囊,下水前展開,較為佔用行李艙間,同時增加水陸船航行阻力。
可應用範圍:
各型水陸兩用船、小型工作船艇
潛力預估:
高雄市觀光水陸船兩艘,安平水陸船、泰國水陸船訂單觀望中
水下液壓機械手臂系統
技術現況敘述:
國際上使用於離岸風場及海事工程的工作級水下遙控載具皆須配備水下液壓機械手臂,以安裝水下設備、水下工程等。國內尚無產出水下液壓機械手臂之實績,缺乏水下液壓零件及產品整合技術。
可應用範圍:
搭配水下遙控載具(remotely operated vehicle, ROV)
潛力預估:
水下液壓機械手臂可客製化產品,國際上的標準可分為採樣用的5軸以上或工作級7軸以上的機械手臂,每套約在100萬元至1000萬元之間,在國際市場上以海上油氣產業、離岸工程、軍事用途、科研用途為主,產值包含產品銷售及售後的維護服務,非常適合國內產業切入。
海氣象觀測塔水下環境監控整合系統
技術現況敘述:
適用於經濟部「風力發電離岸系統示範獎勵辦法」的海氣象觀測塔之海洋環境(波浪、海流、海水鹽溫深度、潮位)測量規格,可整合水下噪音計、海底地震儀、其他水下儀器,技術突破在於可利用水下連接器之節點技術,整合跨廠牌的水下儀器,並可即時傳送測量資料。採用光纖與電力的水下複合電纜,可實現超長距離傳輸電力與資料之能力。
可應用範圍:
離岸風場海氣象觀測塔之海象與水下測量、港灣監測海象、離岸工程水下監測、反潛作戰軍事應用、海洋防災監測等。
潛力預估:
水下環境監控整合系統之水下連接器以離岸風場海氣象觀測塔之用途來推估,每套約200萬元,水下波紋鎧裝複合光纖電纜每100公尺約20萬元,觀測塔上控制系統及資料儲存裝置每套約60萬元。系統海上安裝費用依照水深、儀器數量及觀測塔水下結構複雜度而調整,約需4-7工作天,費用約在200至400萬元之間。國內市場預估每年需求在1-2套,客戶包括離岸風場、中央氣象局、港務公司、海軍等。
船舶動態定位控制技術
技術現況敘述:
因應海洋研究及海事工程的發展需求,國內目前有動態定位系統的產業需求,但國內目前無廠家生產動態定位系統產品,國內學界曾有動態定位之理論研究,但並無實際產品驗證。
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業、海洋研究及救援業。
潛力預估:
國內目前正積極發展海上綠色能源,船舶動態定位系統正是發展海事工程及海洋資料不可或缺之重要船舶裝備
海上繫固治具開發技術
技術現況敘述:
離岸風機及各型水下基礎等籌載是以特殊的繫固治具鎖固於風電安裝船甲板,以免籌載因船體運動而脫離。由於風機與塔架均為高值貨品,且其表面已在陸上完成嚴格的防蝕處理,海上繫固治具必須考慮對這些籌載提供足夠的保護,避免造成籌載表面的任何損傷,同時還要掌握籌載裝卸的時效,增進安全性及提高操作效率。
可應用範圍:
離岸風場開發商、海事工程顧問
潛力預估:
應用於離岸風機之塔架、機艙、葉片以及管樁之海上運輸繫固,本計術開發之繫固治具可快速鎖固與快速釋放風力機之塔架、機艙、葉片等酬載,增進操作安全性、提高安裝效率。
安裝船動態反應荷載分析與強度評估技術
技術現況敘述:
本計畫已建立風、浪、流不同狀態環境負荷及動態反應分析評估方法與流程,考慮預壓、操作及風暴三種狀態,主要參數包括波高、週期、風速、海流速度、離水面高度及作業水深等。動態反應分析包括靜態與動態兩部份,涵蓋本身荷載、風荷載、波流荷載、慣性力荷載,並考慮p-delta效應。依據結構自然振頻分析結果計算動態放大因子(DAF),再找出最大與最小的波流力,以求算增加慣性力,提供整體動態反應分析評估用。根據廠家針對安裝船的需求及目標區域之風浪流等海域環境條件,可快速進行自升式安裝船支撐腳及不同操作模式之安全評估。
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業、離岸風電支援船機產業
潛力預估:
可因應台灣之風海流等環境條件,依據設計自升式安裝船所需之環境荷載資料,並評估頂升機房規劃設計、支撐腳尺寸及考慮動態放大因子之安裝船動態反應,可作為安裝船設計及強度評估之參考依據。
安裝船平台上浪抑制技術
技術現況敘述:
離岸風機安裝船(WTIV)為擴大其可應用於施工的天數,需考慮在風浪不好的最大可操作海況中執行風機安裝及各種補給任務,由於太高的乾舷會影響海上工作進行,且增加空船的重量,不利升降作業,乾舷低及在不佳的風浪下作業又容易導致甲板上浪問題。離岸風機安裝船載運價值昂貴的風力機組件,一旦長時間上浪嚴重,容易損傷裝備,甚至危及操作人員安全,如何降低甲板上浪問題又能夠提高作業效率,一直是離岸風機安裝船設計上的重要議題,藉由安裝船平台上浪抑制技術開發將使上浪問題得以工程方法有效控制。
可應用範圍:
造船業
潛力預估:
自升式安裝船的操作必須在特定的天候海況條件限制下始可進行,本計術開發將使本土生產之自升式安裝船在環境要求最嚴格的下腿(lowering legs)狀況,仍能在2m以下有義波高營運,增進全年可施工天數。
智慧化艙間進排氣散熱系統
技術現況敘述:
透過物聯網技術,配合載具艙間散熱通風流場分析結果,研究開發適用於載具艙間內部的智慧化通風散熱系統,透過監測設備掌握艙間環境狀況,近一步以智慧化控制達成節能條件下,維持艙間環境條件。
可應用範圍:
遊艇產業,造船產業,水陸兩用載具開發商,量測設備產業
潛力預估:
台灣目前尚無獨立開發的船舶用物聯網系統,本計畫研究開發艙間進排氣散熱系統,未來可與家用型物聯網廠商整合,並配合適當監控元件,與船舶控制專家系統結合,共同開發成原型物聯網監控產品。
遊憩艇水下維生系統開發
技術現況敘述:
研究開發水下遊憩艇密閉空間空氣監測,並建立水下乘員艙維生系統技術,分別於一般使用狀況、與緊急狀況下可維持空氣維生狀態。
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、水下載具技術開發廠商
潛力預估:
台灣目前尚無製造水下遊憩載具實績,本計畫研究開發水下遊憩艇密閉空間空氣監測與維生系統技術建立,未來可與技轉廠商共同開發原型產品。
高性能端板螺槳技術開發
技術現況敘述:
端板螺槳黏性流計算分析,經過與模型試驗結果比較,本黏性流計算有一定準確性,並作為設計端板螺槳基礎。
可應用範圍:
遊艇產業、造船產業、螺槳產業
潛力預估:
目前陸續應用在遊艇、高速旅客船與漁船上,預計將來商船端板螺槳技術開發完成,將應用在一萬噸雜貨船及貨櫃輪上。
整流導罩節能裝置技術開發
技術現況敘述:
根據1萬噸級中型商船,所開發的整流導罩計算,配合網格建立技術與黏性流分析計算,評估模擬自推試驗,並與船模試驗報告驗證,其導罩與端板螺槳推進整合之效益。
可應用範圍:
造船產業、航商
潛力預估:
目前雜貨船、貨櫃船與油輪等,因船型最為肥胖,船速較低,船艉後端流場較易產生分離流現象,螺槳入流不均勻,因此整流導罩可以改善此問題,提昇推進效益。
船艇複合動力控制技術
技術現況敘述:
1. 電子操俥器整合船艇能源核心控制器:提供電力推進船全系統解決方案之整合設備,並與船上相關主要零組件連動並經程式自動判斷開關時間,最大化整體系統的使用效率,除能提供馬達通訊控制之電路板,並可應用於安全範圍的短時間的超轉加速性能
2. 行船模式分析軟體(Hybrid Office V1):能提供工程師與船東討論營運時的經濟可行性與安裝規格分析之軟體應用,同時考慮油耗與經濟考量整合的估算介面。配合上述關鍵零組件的整合控制等硬體,為國內首套針對複合動力船應用系統評估的整體解決方案
可應用範圍:
造船廠
船舶電機裝備廠
潛力預估:
1. 提供馬達通訊控制之電路板,並可應用於安全範圍內短時間的超轉加速性能,為國內首套針對電動馬達應用於船隻加速性能提升之裝備
2. 提供業者與船東討論營運時的經濟可行性與安裝規格分析之軟體應用,同時考慮油耗與經濟性之整合估算介面
SWATH維修船性能優化技術
技術現況敘述:
離岸風電維修船大都為30公尺以下之小船,為提供更舒適的人員搭乘環境、更優越的可出航耐海性能及更安全的登塔作業保證,採用小水面雙體船(Small Water Area Twin Hull,SWATH)技術正日益受到注目,同時加強船艏登塔作業安排與監控輔助,或配置主動式制動登塔梯,更可強化登離塔安全性,使離岸風機維護修理作業不中斷,確保營運可靠度與利得。
可應用範圍:
海事工程業
造船業
設備製造業
潛力預估:
以15架離岸風機建置及維護需要一艘維修船計算,台灣西海岸預計安裝600架風機,故需40艘維修船隊,且需依使用年限更新,生生不息。
使用本技術可確保船舶性能可符合作業需求,全年有效支援維修任務,確保風機營運妥適率,使投資風險降低,營利獲利更有保障。
極限淺吃水進出港接載技術
技術現況敘述:
台灣西海岸平直多沙岸,且大部分河川西流將高山砂石外移出海,造成港口淤積水淺,再加上海峽兩瑞開闊中間狹窄之窄管效應,使潮差由南北兩端向台中附近不斷提昇,中部海域潮差可達4~6公尺,而維修船需就近使用漁港停泊,即面臨水深不足難以24小時可進出港,形成維修斷鏈,危及風機妥適率及營收利得。
而臺灣海峽海況惡劣,小型維修船若不使用SWATH船型,其適航性將大打折扣,但SWATH天生吃水深、重量重,更形成其停泊與出航之多重困難。
可應用範圍:
海事工程業、造船業、設備製造業
潛力預估:
以15架離岸風機建置及維護需要一艘維修船計算,台灣西海岸預計安裝600架風機,故需40艘維修船隊,每艘配附一套本系統,即可安全無限制進出西岸漁港,就近進行風場維修任務。
船舶動態定位系統原型
技術現況敘述:
因應海洋研究及海事工程的發展需求,國內目前有動態定位系統的產業需求,但國內目前無廠家生產動態定位系統產品,國內學界曾有動態定位之理論研究,但並無實際產品驗證。”
可應用範圍:
離岸風場開發業、海事工程業、海洋研究及救援業。
潛力預估:
以15架離岸風機建置及維護需要一艘維修船計算,台灣西海岸預計安裝600架風機,故需40艘維修船隊,每國內目前正積極發展海上綠色能源,船舶動態定位系統正是發展海事工程及海洋資料不可或缺之重要船舶裝備。
金屬板厚測量技術
技術現況敘述:
離岸風機水下基礎每年需要檢測腐蝕情況,使用非破壞性檢測技術可評估金屬結構的使用壽命,超音波技術測量板厚原理與應用,在離岸工程已屬成熟,但必須克服在複雜結構及海洋環境中的影響問題,例如配合水下遙控載具ROV作業時,必須準確平貼結構體,且已知金屬材料的聲速值,達到標準檢測作業流程。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程、船舶結構
潛力預估:
未來離岸風場水下結構皆需要此項非破壞性檢測技術,並由檢測結果評估使用年限。
單樁水下基礎淘刷監測技術
技術現況敘述:
離岸風機水下基礎安裝後,立即受到波浪與海流作用影響,海床逐漸淘刷,將可能影響到風力機運作安全。國際上常使用單音束測深聲納,即時監控水下基礎附近的海床深度變化,評估防淘刷工法補強時程。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程
潛力預估:
未來離岸風場水下結構皆需要即時監測海床淘刷狀況。
精準拋石護樁船循跡操控技術開發
技術現況敘述:
離岸風電水下基座在建造前需進行整地及拋石以改善地質條件,基座安裝後需進行拋石防護以防淘刷,營運期間更需定期檢視基座及電纜之拋石防護層是否損壞而即時填補,以免危及風機營運安全、降低營運效益,但傳統拋石作業有精度不足、費工費料、成果不彰、甚至損傷基座及電纜結構等諸多缺失,為求風場建置及營運如預期運行,研發精準準拋石護樁船實屬必要,其中在狹窄風場有諸多障礙物之環境下,如何環繞指定標地物配合側落管拋石作業進行循跡、停留、填補及即時成果檢測之船舶操拴技術,是達成功能目標之關鍵技術。
可應用範圍:
離岸風電、海事工程、油氣產業、離岸工程
潛力預估:
離岸風場先期建置、水下基座(含電纜架設)完成及營運期間淘刷及時修補皆有需求。
250kW級電能併聯同步技術
技術現況敘述:
250kW級電能併聯同步技術,電能驅動零組件總計功率>1MW 級距之電能驅動技術,與船舶微電網的關鍵:開放式 IGBT 整合模組硬體平台,透過全船 SAE J-1939 通訊協定進行系統零組件整合,其中包含船舶直流微電網交流電壓總諧波失真THD<5%,保險絲融斷時間<500us、電能轉換效率>95%,掌握全船電機設備的暫態、動態與穩態性能,藉此提升可靠度。
可應用範圍:
100噸級或以上相關複合電力推進船舶,如渡輪、拖船、海事工作船、遊艇等
潛力預估:
高
船舶智慧操縱系統避碰控制技術
技術現況敘述:
當自主航行船感測到航行前方出現船舶或其他障礙物時,程式可研判是否遭遇碰撞的可能,並視兩船相對航向、位置、速度選擇適當的避碰動作,下達合理之俥舵命令給於船舶控制器進行操船動作。
可應用範圍:
自主航行船舶
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶
自駕船航行紀錄器
技術現況敘述:
無人船航行紀錄器具有將原始資料儲存成二進位檔並利用AES128加密保護資料及利用雜湊索引值功能計算雜湊值以確認所存之資料未遭他人擅改。
可應用範圍:
船舶工程、車輛工程、航太工程
潛力預估:
可應用於各類型載具之資料安全儲存設備
多船遠端岸控航行技術
技術現況敘述:
岸控系統多船自航管理技術開發與功能建置,可整合多艘船舶的航行資訊,讓操控人員透過岸控系統進行船舶間的整合指揮與管理。
可應用範圍:
自主航行船舶
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶
自動程序復歸功能之電源管理系統
技術現況敘述:
在擁有高度自動駕駛程度的自駕船不再需要人類駕駛船舶,當船上任一動力系統發生故障或異常時,在沒有船員配置的自駕船,是無法讓發生故障或異常的動力系統重置(reset),故電源管理系統具有自動程序復歸功能顯得格外重要。
可應用範圍:
自主航行船舶電推動力系統
潛力預估:
目前具有船員配置的電推船舶,一旦動力系統發生故障或異常時,可以由船員立即排除,若電源管理系統具有自動程序復歸的功能,可以減少船員配置
船舶智慧操縱系統避碰控制技術
技術現況敘述:
當自主航行船感測到航行前方出現船舶或其他障礙物時,程式可研判是否遭遇碰撞的可能,並視兩船相對航向、位置、速度選擇適當的避碰動作,下達合理之俥舵命令給於船舶控制器進行操船動作。
可應用範圍:
自主航行船舶
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶
自駕船航行紀錄器
技術現況敘述:
無人船航行紀錄器具有將原始資料儲存成二進位檔並利用AES128加密保護資料及利用雜湊索引值功能計算雜湊值以確認所存之資料未遭他人擅改。
可應用範圍:
船舶工程、車輛工程、航太工程
潛力預估:
可應用於各類型載具之資料安全儲存設備
多船遠端岸控航行技術
技術現況敘述:
岸控系統多船自航管理技術開發與功能建置,可整合多艘船舶的航行資訊,讓操控人員透過岸控系統進行船舶間的整合指揮與管理
可應用範圍:
自主航行船舶
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶
自動程序復歸功能之電源管理系統
技術現況敘述:
在擁有高度自動駕駛程度的自駕船不再需要人類駕駛船舶,當船上任一動力系統發生故障或異常時,在沒有船員配置的自駕船,是無法讓發生故障或異常的動力系統重置(reset),故電源管理系統具有自動程序復歸功能顯得格外重要。
可應用範圍:
自主航行船舶電推動力系統
潛力預估:
目前具有船員配置的電推船舶,一旦動力系統發生故障或異常時,可以由船員立即排除,若電源管理系統具有自動程序復歸的功能,可以減少船員配置
船舶高精度自動靠泊技術
技術現況敘述:
此船舶自動靠泊系統,可透過毫米波雷達、光學雷達等設備進行測距,並配合DGPS與控制電腦模組,達到精準定位、感知測距與精準操控等系統,使船舶能配合輔助設備導引,完成自動停靠船任務。
可應用範圍:
自主航行船舶、輔助駕駛
潛力預估:
可應用於未來發展之各式自主航行船舶或輔助船舶靠泊使用。
船舶自動靠泊無線充電整合系統及其運作方法
技術現況敘述:
當高度自動駕駛程度的自駕船不再需要人類駕駛,當船舶靠岸需要繫纜或充電時,則須一套智能化自動靠泊無線充電整合系統來輔助完成。
可應用範圍:
自主航行船舶電動推進系統
潛力預估:
大部分船舶繫纜任務都是由船員負責,全無人化船舶已沒有船員可以完成船舶繫纜或充電之任務。此時,船舶繫纜及電動推進船舶充電之工作將完全交給智能化靠泊輔助裝置及無線充電系統去完成。智能化靠泊輔助裝置或無線充電系統操作更安全,且可減少船員人事成本。
海纜挖埋作業與風險評估技術
技術現況敘述:
建立海纜埋設風險評估方法,以一種標準化、可重複和定性的方法,改善離岸風場對海底電纜的風險管理,提高對殘餘風險的保守估計。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
事先評估海纜損傷的可能性。減少海底電纜的運維成本。
大構件海事安裝規劃評估技術
技術現況敘述:
浮裝法為離岸設施之上部結構的安裝方法,大構件海事安裝分析技術藉由模擬與分析來評估其海事作業安全,模擬分析包含安裝船進入套管架槽口、船位調整及結構對接流程,並檢核安裝船運動容許值、套管架與對接裝置結構強度,以確保符合海事保證鑑定之準則要求。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
藉由建立大構件海事安裝分析技術,掌握施工船、吊裝機具相關動態反應,及安全評估標準之應用,對我國海事作業之事前評估、規劃工法可行性,有相當大之助益,並可以此基礎研發新工法。
海纜維修與鋪設穩定度評估技術
技術現況敘述:
建立海纜維修作業分析技術與海纜穩定度分析技術,確保施工過程能因應天候條件、系統規格及彎曲半徑限制,事先評估海纜損傷的可能性。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
離岸風場海纜維修與穩定度評估技術,藉由建立關鍵作業分析評估能力,掌握船舶及海纜相關動態反應,及安全評估標準之應用,對我國海事作業之事前評估、規劃工法可行性,有相當大之助益。
大構件運輸規劃評估技術
技術現況敘述:
拖船配置與拖纜分析之評估技術,包含海事操作時之環境負荷分析,並評估拖船馬力與配置可在作業環境下執行,最後檢核拖纜相關設備之強度;大構件自走式模組化運輸車裝載分析與評估技術,包含裝載物於自走式模組化運輸車上之穩定性分析,並檢核自走式模組化運輸車與裝載物之結構強度,以確保符合海事保證鑑定之準則要求。
可應用範圍:
離岸風場海纜
潛力預估:
建立國內離岸風電海事作業分析與評估技術之能力,可協助國內海事工程業者在符合國際標準之狀況下,提升產業技術能力及競爭力。
海洋研究船船型設計評估
技術現況敘述:
目前國內僅具有開發較小型、功能少、一般性海洋研究船之能力。2.國外已應用先進的海洋研究船為探索海洋最重要的工具。其船型設計所需要的技術除了傳統一般造船工藝外,特別著重以下相關技術;計算流體動力學分析技術、耐海性能評估技術、動態定位能力評估技術、研究儀器與裝備之規劃技術、電力系統分析技術等。
可應用範圍:
1.特殊用途船舶設計開發。
2.海洋研究船船型之設計及評估。
3.整合下列項目之船舶設計:海洋研究設備之佈置、計算流體動力學分析。耐海性能分析、船舶動態定位系統規劃、電力推進系統之建置。
潛力預估:
1.提供國內規劃籌建大型海洋研究船時之相關資料及數據。
2.提供船廠具市場競爭力船型之報價相關資料。
3.提供船廠相關技術,成為船廠爭取業務時之技術支援。
4.擴展將來海洋研究與探索工作,未來可以以此技術再規劃其他從事較為特殊任務的船型,例如,緊急救援、高解析度深海探勘、海嘯測量等。
30公尺長程巡弋型遊艇開發
技術現況敘述:
國內現有長程巡弋型遊艇產品之現況約為60~70呎遊艇,委由國外設計國內代工居多,而國際市場上,本項產品技術較成熟,如荷蘭、美國、加拿大等知名遊艇廠均有長程適航船型開發成功案例,一般來說其造型大多為傳統型式 ,此一項產品以美國為主要消費大國,技術也是領先地位。
可應用範圍:
應用適合於中低速度長程航行、耐海性能佳之長程巡弋型遊艇船型開發。遊艇於長程巡弋時引擎性能與推進系統整合應用。
潛力預估:
1.長程巡弋型遊艇船型,為極具國際遊艇市場性之利基遊艇船型,預期未來將成為我國遊艇外銷主力船種之一,進一步提高台灣遊艇產品單價與產值。
2.本型開發遊艇船型具有較佳之長程耐海性能,提昇產品附加價值。
混成型環保船技術應用
技術現況敘述:
國內已具造船設計之技術,對於太陽能電池,小型充放電控制,馬達及馬達轉速控制等皆有相當基礎,然而整個混成型電力系統及控制仍有待整合,而較大型控制系統亦有待發展。
可應用範圍:
1.太陽能應用:環保無污染、取之不盡,用之不竭。
2.鉛酸電池快速充電:提高充電效率,增長電池壽命。
3.混成型環保船:低污染、低濺浪,開發觀光資源,提昇國際形象。
4.太陽能風帆:非僅具有環保概念,造型醒目具廣告效益,有利商業發展。
潛力預估:
1.航行於民生飲用水源如水庫、湖泊及對污染敏感水域如港口、河川、沙洲、沿岸等的船隻,對無污染的電力推進船舶,未來市場需求大。
2.航行於上述水域之觀光船舶不僅可以環保為主要訴求,尚可以醒目之造型吸引觀光客。
3.環保船未來的市場需求極大,並極具國內與國際間環保宣傳之價值。
整合式船舶數位監控系統規劃
技術現況敘述:
為提昇船舶產業客製化之能力,開發本土化之船舶用高附加價值組件,而國內業者尚未建立整合監控之技術,且駕駛台儀器廠家眾多,訊號皆採封閉系統,並無統一規格,經與先期參與廠家詳細討論,為符合船廠需求,整合全船上各式分散獨立設備之信號,應用數位信號匯流排以簡化施工與維護成本,並規劃整合?集各種監測及控制訊號於具簡易圖控介面之智慧型電腦系統雛型。
可應用範圍:
數位式監控系統可廣泛應用於船舶以外之領域,具有控制機儀裝備、通訊、駕控自動化設備等整合電子、機電技術之智慧型船舶輔助監控系統設計規劃。
潛力預估:
1.利用國內日趨成熟之自動化、電子、機電整合等技術,結合不同領域專才,開發本土化之船用組件與裝備,規劃發展整合式船舶數位監控系統,集整合各種監測控制及通訊訊號於具簡易操作介面之船舶數位監控電腦系統,以提高我國客製化、差異化遊艇產品之附加價值,與業界亟望提高我國遊艇外銷單價之努力相配合,提昇船舶產業之競爭力。
2.人性化及友善之監控系統,可提高船舶之附加價值及船主之青睞,數位式監控系統可大量減低船廠佈線安裝之困難度,節省人工成本及縮短工期。
噪音防制評估技術
技術現況敘述:
對FRP材料之振噪特性,其計算方法尚待開發;而量測上,國內進行過單板的實驗,然實際的應用,則尚待進行。至於統計能量法,國內常應用於金屬船舶,在FRP船舶之案例較少。故本技術對FRP進行振噪特性計算及複雜構件之量測,並將之應用於AutoSEA統計能量軟體,以建立FRP船舶艙區噪音之評估能力。
可應用範圍:
遊艇艙間之噪音評估、防制設計與規劃及材料組合應用。
潛力預估:
1.可於FRP船舶設計階段及必要時之艙間噪音特性之評估。
2.應用噪音預估技術,幫助國內業界面臨噪音問題時,以軟體模擬取代現場試誤,降低建造低噪音、高舒適性船舶之成本。
3.提昇我國船舶建造之減振防噪能力。
船舶產業電子化研發中心建置--技術網開發
技術現況敘述:
國內尚未建立藉由網際網路服務方式之船艇線上設計系統之平台,本船舶技術網主要提供整個船舶產業設計電子化之平台,即時提供給船廠最新的設計系統、施工及監造技術。船舶技術網網站規劃採用動態伺服網頁設計技術(Active Server Page),資料庫存取技術、照片藝廊展示技術(Photo gallery ),線上繪圖技術等網際網路資訊技術,以達到Design On Demand網際網路化之技術服務。
可應用範圍:
「船舶技術網」內容可協助基本設計之阻力估算、穩度安全及船型評估,結構設計之施工檢驗、結構強度計算,輪機設計之軸徑、泌水管徑、泌水泵及消防泵容量計算,電機設計之電流負載及電壓降估算,艤裝設計之舵矩、屬具及通風空調計算,提供給船廠設計師、建造人員、監工及航運公司迅速處理技術上之問題。
潛力預估:
1.開發完成後可提供目前國內船舶常用網際網路方式之設計計算模組,協助強化船廠設計能力,迅速回應客戶之需求。
2.提供船廠施工標準程序及檢驗標準之參考基準,控管船舶建造品質,提昇船廠競爭力。
五葉新系列螺槳效率與性能應用技術
技術現況敘述:
國內已應用新系列螺槳技術於三葉與四葉之設計開發工作,並成功應用於高速艇市場,為配合業界與市場低振動螺漿需求,亟待開發高速艇用以低空蝕、高效率、低振動為設計主軸之新系列螺槳,本年度規劃五葉螺槳性能實驗之完成,可協助螺槳廠家切入對於有船艙低振動與低噪音等舒適性要求較為嚴苛之高階市場,可再次提昇廠商的競爭能力。
可應用範圍:
1動力遊艇螺槳設計。 2.高速艇螺槳設計。 3.高值船艇使用之低振動與低噪音四葉及五葉螺槳設計。
潛力預估:
1.四葉及五葉螺槳性能實驗之完成,可協助螺槳廠家切入對於有船艙低振動與低噪音等舒適性要求較為嚴苛之高階市場,大大提昇了廠商的競爭能力。
2.新系列螺槳局部性能的改善,使得螺槳廠家得以進一步提昇螺槳品質,為公司形象建立良好國內螺槳口碑。
3.計畫完成後國內螺槳產值可提高約70%。
4.新系列螺槳已成為我國螺槳廠在國際上競爭之利器,在高速艇螺槳世界市場占有率三年內將超過15%。
遊艇造型與內飾之設計能力提昇
技術現況敘述:
國內遊艇產業對造型與內飾設計之應用技術,屬於技術萌芽階段。
可應用範圍:
遊艇造型與內飾設計。
潛力預估:
提升遊艇的精緻度及美學理念,將工業產品提升為藝術品的價值。
FRP超級遊艇開發技術
技術現況敘述:
國內現有產製豪華遊艇產品的現況,已略具有超級遊艇技術的雛形,有潛力的遊艇產商例如:嘉信遊艇公司於2004年,開發一艘推出115呎豪華巨型遊艇。嘉鴻遊艇公司於2004年推出112呎豪華巨型遊艇,此遊艇是由歐洲客戶委託設計建造。
可應用範圍:
1.複合材料船體超級遊艇產品開發規劃之應用。 2.超級遊艇符合國際相關法規設計與建造之應用。
潛力預估:
運用超級遊艇相關法規研究與船型開發之原型設計概念,將來可再進一步開發超級遊艇船型設計產品,以協助國內遊艇業界更進一步往高附加價值遊艇發展,提昇產業競爭力。
舒適豪華超級遊艇發展技術
技術現況敘述:
1.建立70公尺級鋁合金超級遊艇之構想設計關鍵技術。
2.建立主要裝備整合及施工程序圖說之能力,使輕船重量控制精度達3%以內。
可應用範圍:
全鋁合金超級遊艇。
潛力預估:
提升國內中型船廠建造鋁合金遊艇實力。
太陽能電源控制系統開發
技術現況敘述:
1.整合太陽能發電、蓄電池、發電機等電力系統設備,建立最適並聯模式建議及電力架構 。
2.太陽追控系統:追控太陽即時之位置角度,以控制太陽能板面對方向,達最佳效能;配合太陽追控系統之太陽能發電,其電池提供能量預期較不含追控系統增加20%。
可應用範圍:
1.可應用於移動式載具。2.可應用於太陽能電力載具。
潛力預估:
1.太陽能為主要環保能源,其應用十分廣泛,相關之組件及設備皆有相當之利潤空間。其中為增加太陽能板之發電效率,除原有太陽能晶片效率的提升外,追控系統則為主要選擇,相信在佈設空間及成本的考量下,追控系統之應用會逐漸廣泛。
2.成本及風險評估工具可為太陽能電動船提供船舶設計時之參考,進一步提高船舶電力系統之最佳配置,並節省建造成本。
船舶整合式數位監控系統開發製造
技術現況敘述:
1.監控電腦可整合顯示船舶上各項零星機電設備資訊及生活機能設定調整。
2.利用區域控制硬體模組進行機電設備線路佈置,降低船廠佈線施工人力及成本。
可應用範圍:
數位式監控系統可廣泛應用於船舶以外之領域,具有控制機儀裝備、通訊、駕控自動化設備等整合電子、機電技術之智慧型船舶輔助監控系統設計規劃。
潛力預估:
利用國內日趨成熟之自動化、電子、機電整合等技術,結合不同領域專才,開發整合式船舶數位監控系統,集整合各種監測控制及通訊訊號於具簡易操作介面人性化之船舶數位監控電腦系統,可提高船舶之附加價值及船主之青睞,數位式監控系統可大量減低船廠佈線安裝之困難度,節省人工成本及縮短工期。
四葉殿緣高弦拱螺槳設計分析
技術現況敘述:
目前業界對於彎殿緣的應用主要有兩二:其一是當螺槳設計不準確以致無法充分吸收主機馬力時,可以加彎殿緣,以增加吸收主機馬力,而提高船速;其二是當螺槳葉片空化很嚴重時,則於艉緣加彎殿緣以使拱高增加,將可以有效緩和推力突降之缺點,甚至可以避免葉片浸蝕之發生。
可應用範圍:
1動力遊艇螺槳設計。 2.高速艇螺槳設計。 3.高值船艇使用之低振動與低噪音四葉螺槳設計。
潛力預估:
1.本計畫完成後,預期可以找到操作於空化係數為0.5狀況下具有良好效率,以及不容易發生浸蝕之螺槳,如此即可確保我國在傳統高速螺槳研究方面之領先地位,並建立適合於各種船速使用之螺槳與其性能特性。
2.全期計畫完成後國內螺槳產值可提高約30%。3.新系列螺槳已成為我國螺槳廠在國際上競爭之利器,在高速艇螺槳世界市場占有率三年內將超過15%。
全電力推進型船舶電力系統分析技術
技術現況敘述:
國內已有全電力推進船舶之建造實績,惟相關技術、設備仍倚賴國外協助、提供,國內尚缺自主規劃設計能量。本技術研發旨在推動國內船廠自主規劃、設計分析全電力推進型船舶電力推進系統之技術能力,結合知識經濟之手段,加速國內造船產業升級,培植建造高價值船舶能量,以提昇國際市場競爭力;進而結合國內既有成熟之機電產業,促進產業合作,開展新市場。
可應用範圍:
1.各種軍、民用全電力推進型船舶電力推進系統之規劃、特性分析、設備規格評選、規範撰寫及空間需求分析等。
2.對船舶全電力推進設備組件產製有興趣之機電產業。
潛力預估:
全電力推進船舶具有操控性佳、省能源及減少污染之環保優勢,被視為極具潛力之船舶推進系統改進方式之一,為高值船舶、軍艦採用趨勢,國內應積極培養自主規劃設計能量,在此新應用逐步開展之際,創造自己的技術經驗及成果,維持競爭力。
船舶參數橫搖運動分析技術
技術現況敘述:
超大型貨櫃輪在波浪中航行發生船舶參數橫搖運動已經被証實,並有相關國外研究者研究發表相關文獻,雖然相關數學理論早在20年前已被展出來,但直到近二、三年才應用至超大型貨櫃輪在波浪中發生船舶參數橫搖運動上,國外相關研究目前仍仰賴船模試驗中獲得相關數據及運用費工耗時的複雜運動程式來模擬及驗証。本計畫運用自行發展簡易一維參數橫搖運動程式,並佐以相關文獻結果驗証,並以此程式來分析船型,探討參數橫搖運動現象,以作為未來若干不同設計時考量,另外也積極發展時域三維類線性小板法船舶運動程式,與國外大振幅船舶運動程式達到相同分析能力。
可應用範圍:
超大型貨櫃船、駛上駛下(RORO)船 、小型漁船
潛力預估:
超大型貨櫃船為我國大型船廠主要銷售項目,以8,000TEU貨櫃輪為例,造價每艘至少達壹億美元,為極具潛力及高獲利船型,藉由本國自行獨力發展參數橫搖運動程式分析及預測,可有效掌握超大型貨櫃船在波浪中運動過遽等現象,對於貨物損失,甲板上鎖固系統及航行安全,皆有相當助益,並與歐美先進國家達到相同水準。
全電力推進型船舶電力管理系統設計分析技術
技術現況敘述:
為追求既經濟且可靠之船舶電力系統設計,船舶上的發電機容量配置,係以船舶運作時實際耗電需求為依據;一般估算方式係經”電力負載需求調查”後,加以數值計算分析,得出各種運轉狀況下最大耗電量結果,作為決定該船發電機配置容量。實際上,船上負載是繁複變動的,且易受用電負載操作影響之電力系統,故單以定量分析,並未能得到最適化發電機配置及電力系統規劃目標,造成船舶建造成本增加,甚至影響未來營運效益。本技術以改善此船舶規劃設計缺點為目標,發展Matlab應用程式,以動態方式分析全電力推進型船舶電力系統在不同運轉狀況下之動態電力需求,提供船舶規劃、設計有效依據;進一步可模擬現成船電力系統動態電力需求,與實際比較,提供具體改善建議及電力調度指引資料。
可應用範圍:
先進全電力推進型船舶之電力系統規劃、設計;電量需求變化大之特殊船舶的電力系統規劃、設計;一般傳統推進型船舶之電力系統規劃、設計;現成船舶電力系統運作之模擬分析,以改進系統性能及建立電力調度指引;可延伸應用於陸上獨立電力系統模擬分析。
潛力預估:
全電力推進船舶具有操控性佳、省能源及減少污染之優勢,為高級船舶(如郵輪、遊艇、軍艦)等未來應用趨勢,且每艘造價可達傳統推進船舶之1.4~2倍,大幅提昇船廠產值與技術層次;此技術可應用於此類型船舶之電力系統於規劃、設計階段及建造前進行模擬分析,提供較具體數據資料,達成船舶最適化電力系統配置目標,提昇國內高級船舶電力系統設計、規劃的品質與能力,降低船舶動力源(發電機)總配置容量,節省建造及營運成本,維持市場競爭力;對於現成船舶,則可進行電力系統模擬分析,提供具體改善建議及建立電力最適化調度指引,節省燃料費用,降低營運維護成本。
船用先進複合材料應用技術
技術現況敘述:
玻纖與聚酯樹脂在積層組合之在強度與剛性上均屬有限,所以在船體設計時,為因應結構需求,船殼厚度與補強材尺寸需要之積層數目與尺寸往往較多且大,尤其船體補強材之高度常常限制內遊艇內部之空間。再者,較重的船殼也會限制裝潢材料之選擇性,因此,遊艇內可供室裝之空間運用有限制,在結構與造型裝飾其設計上之彈性與功能亦屬有限,為提升國內遊艇品質與附加價值,有必要採用材料特性較佳之船用先進複合材料,以兼顧遊艇之安全性與價值感,並提升我國遊艇之精緻化與競爭力。
可應用範圍:
一般複合材料結構船,含遊艇與公務船用之結構設計、較傳統遊艇結構強度標準為高,如強度高於30kg/mm2結構之設計、其他複合材料相關產業,如風機葉片。
潛力預估:
高單價與高附加價值之遊艇與其他對材料特性要求較高之FRP產業。
中低速長程適航遊艇
技術現況敘述:
台灣遊艇廠目前最大尺寸訂單為130英呎,較小尺寸面臨新興遊艇國家掘起的競爭,對於更高價值之超級遊艇產品卻付之闕如。
可應用範圍:
150呎基準型線型及相關圖說、此船型基本技術資料及報告、縮尺模型及模型試驗報告 。
潛力預估:
期望協助台灣遊艇業者開發新產品優先佈局,市場上164呎超級遊艇的賣價接近新台幣10億元,是呎寸一半遊艇的10倍以上,開發本型超級遊艇及其相關技術,將為台灣遊艇業界拓展世界遊艇市場及增加產值。
鋁合金超級遊艇舒適度控制與提昇技術
技術現況敘述:
目前國產一般FRP遊艇之住艙區噪音均值約70dB(A),而振動均值約4mm/s,遠超過鋁合金超級遊艇可容許標準。國內剛跨入此領域,對此類遊艇常用構件之振噪特性尚不了解;也未掌握振噪分析與控制技術。
可應用範圍:
鋁合金遊艇振噪防治規劃;鋁合金高速艇振噪防治規劃
潛力預估:
本計畫完成後,預期可以使國內廠家之產品達成超級遊艇嚴格之舒適度標準,頂級艙噪音均值55dBA,振動均值2mm/s。
智慧型風帆控制技術
技術現況敘述:
因應環保意識高漲,以及石油價格昇高,使得各類環保能源受到重視及開發,太陽能及風力成為首選而廣泛應用。船舶在風力的應用歷史相當久遠,而太陽能部份近年來也開始大量使用。澳洲2000年發表了第一艘太陽能風帆船,其創新的設計受到世界的注目。中心所發展之智慧風帆控制系統可同時監測太陽能、風力與船舶行進方向,以控制複合型太陽能風帆,得最佳之自然能源。
可應用範圍:
環保能源應用之船舶
潛力預估:
隨著環保議題的日趨重要,未來再生能源必將更廣泛使用於各領域之中,尤其於船舶於海洋環境中使用太陽能或風力更是擁有絕佳的條件,目前雖因經濟效益未能普遍拓展,其創新的設計也將引起廣泛注意,為船舶設計帶入未來於生態敏感地區及休閒遊艇市場有很大的潛在市場。
智慧型船舶運動分析系統
技術現況敘述:
1.智慧型船舶運動監測系統,內置GPS及運動感測器,建立全天候船舶遭遇航況監測紀錄。
2.智慧型操船導引軟體,以二維船舶運動數值計算為核心,搭配船舶運動監測系統,提供降低特徵運動量之操船建議船速與航向。
可應用範圍:
適用貨櫃船、散裝貨船大型商船等。
潛力預估:
1.此類產品屬於新創性產品,預期在實績累積下,可望成為船用航儀之標準配備
2.可成為國內進入高階航儀市場之試金石。
四葉低面積比螺槳設計與導罩螺槳流場分析技術
技術現況敘述:
目前業界對於彎殿緣的應用主要有二:增加吸收主機馬力,而提高船速;或是使螺槳葉艉緣拱高增加,可以有效緩和推力突降之缺點,甚至可以避免葉片浸蝕之發生。而低面積比螺槳雖有利於節省材料卻有推力突降太嚴重之缺點。
可應用範圍:
動力遊艇螺槳設計、高速艇螺槳設計、高值船艇使用之低振動與低噪音四葉螺槳設計。
潛力預估:
1.本計畫完成後,預期可以找到操作於空化係數為0.5狀況下具有良好效率,以及不容易發生浸蝕之螺槳,如此即可確保我國在傳統高速螺槳研究方面之領先地位,並建立適合於各種船速使用之螺槳與其性能特性。
2.全期計畫完成後國內螺槳產值可提高約30%。
3.新系列螺槳已成為我國螺槳廠在國際上競爭之利器,在高速艇螺槳世界市場占有率三年內將超過15%。
創意船型開發技術
技術現況敘述:
應用計算流體動力(CFD)技術,計算船舶之阻力、推進與運動特性,輔助創新新船型之開發。
可應用範圍:
排水型船舶。
潛力預估:
船廠
時域船舶與控制翼運動分析技術
技術現況敘述:
以線性假設計算船舶在波浪中之幅射及繞射波浪力,並考慮船舶所承受浮力及入射波力,以及運動控制水翼之控制力,搭配時域積分法,模擬船舶在波浪中時間域之運動行為。
可應用範圍:
排水型船舶。
潛力預估:
船廠
FBG光 纖偵測系統
技術現況敘述:
國內大學曾以傳統式系統研究「船舶網路式安全監控」。當時是以加速規、應變規以及熱電耦等傳統感測器進行船體結構應力、機艙設備的油水溫度以及船體運動的物理量的模擬監測,並著重於發展網路式監測系統。在實作上,採用LabVIEW與VisualBasic搭配National Instruments SCXI、PXI等各式介面硬體,以傳遞數位訊號的方式克服了傳統量測BNC纜線距離上的限制,亦嘗試使用光纖進行訊號的傳遞。可惜近年來並未看到此計畫的後續發展與實船安裝的案例。
可應用範圍:
光纖式結構反應監測系統有不受電磁性干擾、在同一光纖纜線上可以提供多個感應器同時量測、聯結系統單純、信號穩定雜訊少且使用光學式信號無引發火災危險等優點,可應用於任何重要結構,其主要振動頻率在70Hz以下。
潛力預估:
以國際間使用經驗,尤其適合於油氣有關結構的監測。其他如風力發電機葉片的長期監測等
貨櫃導槽量測輔助設備
技術現況敘述:
改善傳統之貨櫃導槽檢驗方法,採用貨櫃導槽量測輔助設備進行檢驗,以雷射測距儀分別量測高度及導槽縱向與橫向距離,可半自動控制將輔助設備移動至定位,進行量測,並傳回量測數據,進行導槽精度判斷。
可應用範圍:
貨櫃導槽檢驗
潛力預估:
貨櫃船舶建造
真空輔助樹脂轉注成型(VARTM)工法灌注三明治結構之製程模擬技術
技術現況敘述:
真空輔助樹脂轉注成型法(VARTM)係採用真空之方式將樹脂引入模具中含浸纖維,具有成品空洞率低、纖維含量高、材料特性佳之優勢,其施工之關鍵在於樹脂是否能確實於纖維中含浸,由於樹脂之流動與管路之配置有關,故本技術係針對船用纖維與芯材組成之三明治結構的樹脂流動行為進行探討,應用模流分析軟體RTM-Worx建立不同船用纖維與芯材搭配下三明治結構疊層之樹脂流動預估能力,以在不增加額外材料成本下,能於施工前對各種不同之佈管方式可行性先行評估,以增加施工之成功率與效率。
可應用範圍:
以玻璃纖維為主之相關結構製造,如船體、巴士車體,風機葉片。
潛力預估:
民用船舶如漁船及遊艇產業、風機產業、運輸工具產業
環場影片導覽技術
技術現況敘述:
環場影片導覽系統是以全球衛星定位與風景影片作同步環場影片播放,可利用預先拍攝的影片,隨著船的航行,遊客在船艙內不僅隨時可同步欣賞船外風景,同時亦可播放附近沿岸景點之影片,讓遊客能欣賞風光明媚之景色及了解岸邊更多名勝古蹟的資訊;並提供交談式及自動式模組,以配合業者的營運。
可應用範圍:
可應用於船舶內河旅遊,亦可推廣到各類大眾運輸系統上,例如火車、公車、客運及捷運等系統,提供此類固定路線之旅遊觀光資訊。
潛力預估:
可增加與遊客的互動讓旅遊業更能來滿足遊客的需求,提升旅遊品質及吸引更多人潮之回流。
貨櫃船之貨艙通風負荷與風場計算設計系統
技術現況敘述:
由於貨艙中冷凍貨櫃裝載數量近年來有明顯增加之趨勢,使得貨艙通風系統之承載能量受到嚴苛的考驗,目前多數貨艙通風負荷之評估多利用經驗公式計算,但無法看出風管及冷凍貨櫃佈置之差異,利用計算流力分析貨艙流場儼然成為市場之趨勢,國外亦有多篇研究文獻,然國內則仍為起步階段。
可應用範圍:
貨櫃船貨艙載貨量與通風系統估算、大型公共空間之通風佈置與能量運用最佳化、精密儀器廠房之空調解決方案。
潛力預估:
運用本項技術預估能根據實際邊界選用最適化之通風設備與佈置,達到節省成本之目的,同時使國內船舶產業得以跨入先進國家之林。
抑制螺槳根部空化技術
技術現況敘述:
目前業界對於螺槳根部空化現象之控制,主要依靠各廠家之經驗並輔以實船測試驗證。新翼型螺槳的應用上為避免此狀況發生,於設計階段時便考慮對根部負荷做負載下降的動作,但效果並不明顯。如能建立抑制螺槳根部空化技術,可避免新翼型螺槳根部產生空化所造成效率下降及結構破壞。
可應用範圍:
本項技術可應用於所有傳統斜軸快艇螺槳,可避免螺槳根部產生空化造成效率下降及結構破壞,屬船舶推進系統整合技術智財值,可提升螺槳售價約20%。
潛力預估:
本年度選出對於根部發生空泡控制最有效之方法,解決根部浸蝕問題,使高速螺槳之使用範圍得以擴大,並發展以數值計算螺槳根部流場之分析技術,可協助廠商建立改善根部空化現象之能力,減少交船之紛爭,而增加其銷售之價值,同時為建立控制空化螺槳設計技術奠下重要基礎,確保我國在高速船螺槳研究之領先地位。
建造成本最佳化分析系統
技術現況敘述:
本系統結合生產導向結構佈置合理化分析專家系統、結構輕量化系統與結構建造成本評估模型,以尋求結構建造成本最佳化。
可應用範圍:
造船產業。
潛力預估:
對新設計之各式貨船減少結構焊接長度、構件數量及船體建造成本3~6%,縮短船體構造建造時程5~10%。
傢俱預製規格化技術
技術現況敘述:
本技術目前可滿足傢俱製造基礎資料的建構功能,達到傢俱規格化模組與參數化的調整,為製造傢俱上的輔助工具。
可應用範圍:
傢俱製造業與遊艇產業。
潛力預估:
本技術目前可滿足傢俱製造基礎資料的建構功能,為製造傢俱上的輔助工具,未來可推廣建築/室內傢俱製造業與遊艇產業,提高內裝傢俱製造優勢。
船舶操縱運動數模分析技術
技術現況敘述:
國內之船舶操縱運動模式研究多以學術研究為主軸,其中成大之操船模擬器及交通部港研中心之研究計畫中皆採用單一節點計算之架構,未來擴充性較受限制。
可應用範圍:
國內之船舶相關學術界與業界使用。
潛力預估:
配合船舶操縱運動模式參數修正方法,利用船舶操縱性能測試報告資料,進行參數修正及模擬驗證,並提出參數修正調整方法,利用設計階段即可進行模擬。
全電力推進型船舶動態電力系統模擬及油耗分析技術
技術現況敘述:
本計畫以Matlab/Simulink 程式語言為基礎,建立適用於實際海況下之全電力推進型船舶動態電力及燃油消耗模擬分析工具,可應用於造船前評估及交船後營運規劃分析,以驗證電力系統之可靠度及安全性,達到建構既經濟且合乎法規、船東需求之船舶中央電力系統。進一步結合航路計畫、氣象預報資料、水流資料及載重吃水狀況,可即時估算該航路之油耗狀況,評估航路規劃之最適化;在海面風浪狀況良好下,模擬結果與實際耗油量差異在10%以內。藉由此模擬工具評估,可提供國內船廠規劃、設計全電力推進型船舶電力系統時,實際有效之驗證依據,提昇船型競爭力;此外,亦可供船東模擬現成船電力系統動態運轉狀況,並與實際比較,提供具體改善建議及電力調度指引資料,做為船東營運規劃最適化航行營運模式之重要依據,掌握勝出關鍵。
可應用範圍:
1.先進全電力推進型船舶之電力系統規劃、設計及燃油效益分析
2.電量需求變化大之特殊船舶的電力系統規劃、設計及燃油效益分析
3.一般傳統推進型船舶之電力系統規劃、設計及燃油效益分析
4.現成船舶電力系統運作之模擬分析,以改進系統性能及建立電力調度指引及燃油效益分析; 5.可延伸應用於陸上獨立電力系統模擬分析。
潛力預估:
船舶推進系統創新為船舶產業未來研發主要方向,其中船舶全電力推進系統之應用,在日新月異的電力電子新技術發展趨勢下,已克服早期船舶電力推進系統效率不彰、系統複雜等缺點,新技術、新設備的引進能簡化船舶機艙之設備,增加營利空間,提昇推進系統之後援能力與操縱靈活度,進而解脫船型設計受主機、軸系限制之束縛;被視為未來船舶推進最具潛力改進方式之一,目前已逐漸成為郵輪、研究船及軍艦等高值船舶推進系統運用主流。而電力系統為全電力推進船舶最重要之核心,且屬高度系統整合工程,不同元件、產品匹配,至為重要。建立此關鍵技術及分析工具,可促成國內船廠具備全電力推進型船舶電力推進系統自主規劃、設計分析、驗證之技術能力。
一種可以減少複合材料積層板表面螺紋印現象的製程
技術現況敘述:
目前的複合材料製作,常面臨螺紋印現象的困擾,使複合材料表面產生影像扭曲,或光澤降低的現象。本技術乃於膠殼與結構層之間,增加一複合式阻擋層。可有效將膠殼面主要波紋的波長與平均波高,使複合材料積層板的膠殼表面達到鏡面效果。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇、汽車或航空產業等。
潛力預估:
可大幅提升上述產業之產值與產品品質。
一種可同時量測板材粗糙度及平面度之光帶投影量測系統
技術現況敘述:
目前的機密量測系統,多使用接觸式量測,速度較慢且設備建構費用昂貴;本技術開發之光學量測系統,為以一具有等間距明暗對比之結構光為主動光源,結合三角量測原理所發展出的光學式掃描量測系統,經適當的校正後可同時用來量測工件表面的表面粗糙度與三維輪廓。
可應用範圍:
可應用於精密量測產業等。
潛力預估:
可應用於多種類型的產品表面品質檢驗,預估有相當市場。 所需軟硬體設備:須添購特定之光源供應器、攝影機、鏡組與夾治具等,並需搭配特定軟體使用。
高速排水型船型開發技術
技術現況敘述:
高速排水船型接近阻力峰值,船型設計難度較高,遷就船型則必需對空間有所犧牲且對船重有所控制,此速度域船型多半用於軍艦,而國內累積多年針對海巡署及軍用艦艇開發的經驗,藉此計劃開發此級距基準船型,適用速度域更廣兼顧中低速時之經濟性而高速時進入高速排水型速度域則有優異之耐海性能,開發業者需求之船型。
可應用範圍:
本項技術可應用於20節以上之軍用巡防艦艇及超級遊艇設計,配合業者修改後可直接生產成品。
潛力預估:
本計劃所開發之基準船型在國際遊艇市價達4億台幣以上,極具開發價值,並協助台灣遊艇業者開發新產品優先佈局。本型超級遊艇及其相關技術,可為台灣遊艇業界拓展世界遊艇市場,對於提升遊艇產值及高附加價值將為重要基礎。
高速多體船波浪負荷分析
技術現況敘述:
傳統波浪中船舶運動與受力分析程式以二維截片法(strip method)為之,對於多體船船型不能適用。又受限於理論基本假設之限制,一般船舶運動程式亦不適用於高速航行狀況下之運動與受力計算。
可應用範圍:
適用多體船舶運動之波浪負荷數值計算,以符結構設計所需。
潛力預估:
建立高速多體船波浪中之運動與受力分析技術,確保我國在高速多體船船運動、受力研究之領先地位。
高速多體船操縱性能評估程式
技術現況敘述:
MMG操船數值分析模式已廣泛應用於一般船舶之操縱運動模擬,其所需流體動力係數,一般係取自於統計之經驗圖表或公式,對於叫新型之船舶不盡然適用,故需考慮可接受使用者另行指定流體動力係數之方式,以提昇其精確度。另現今高速船常用之噴水推進器之出力模擬模式亦需加以考慮,以新型符合高速多體船操縱模擬之需求。
可應用範圍:
適用一般船舶及高速多體船之操縱運動模擬。
潛力預估:
高速多體船相關技術尚於研究開發階段,已建造之實船有限,透過數值模擬技術有助於初期掌握多體船之操縱性能。
螺槳及舵型整體性能分析
技術現況敘述:
l.技術領先國已經擁有不同舵型設計,可減少大型商船之舵型因不均勻入流所產生之空化現象,如Twist rudde (德國)及Flap rudder (德國)。目前業界對於高馬力輸入螺槳後之舵型之空化現象主要藉由空蝕試驗之觀測,實際設計分析之實績尚待建立。
2.國內有關大型高歪斜螺槳型式螺槳的採用尚不多見,分析能力亦有所不足,以國內知名的螺槳廠商宏昌螺槳公司及宏昇螺旋槳公司為例,其本身所能製造的固定螺距螺槳直徑大慨不超過4公尺,可變螺距螺槳直徑大慨不超過5公尺,對於大型高歪斜螺槳的設計與分析缺乏經驗。
可應用範圍:
1.本計劃所開發的技術產品,可以普遍應用於一般的海上大型船舶:如大型貨櫃輪、大型散裝貨輪、及大型油輪等商船,可增加螺槳效率、降低螺槳運轉所引起的船殼表面激振力、減輕螺槳重量。
2.舵型方面可減少舵空蝕效應、增加操縱性能,降低日後維修費用的增加;提昇船廠市場競爭力,並作為船廠爭取業務時之技術支援。
潛力預估:
1.可以協助國內船舶產業相關業者規劃設計高價值船舶時,在螺槳部份擁有高效率、低激振力、重量輕、強度足的螺槳;在舵型部份擁有高效能、低空蝕的舵型。
2.不但可減少建造成本,同時增加螺槳與舵的壽命、減少日後維修費用,進而降低船舶將來的營運成本,大幅提昇業界的設計能力及國際競爭力,和業者共同立基台灣,走向全球市場。
50公尺級金屬質豪華遊艇基準型
技術現況敘述:
1. 俄國與中東為主要高價遊艇之新興市場,本船型發展兼具一般豪華及冰區船級特色。
2. 本船之船速及耐海性能優越,適合遠洋航行,最大試?航速約18節,阻力較一般遊艇降低5%,總推進效率增加3%。
可應用範圍:
可應用於造船廠或遊艇廠等。
潛力預估:
除滿足50公尺級遊艇一般需求外,尤其針對北歐及俄羅斯船東市場,是極具吸引力的一種大型金屬質遊艇船型。
生產設計之結構模型自動產生系統與法規要求知識庫
技術現況敘述:
由於船體結構相當複雜,且涉及法規與強度要求,使得結構設計生產作業相當耗費時間,而且上游概念設計也不易與下游生產之前置作業直接結合,成為船舶設計生產過程之瓶頸。本技術乃利用船舯段基本資料及一般佈置資訊,以巨集程式配合Tribon建立貨艙段生產設計之結構模型自動產生系統,並結合知識工程建立船舶結構法規要求知識庫雛型。此系統利用資訊科技結合不同專業領域知識,有效建置一套專業支援系統,以協助設計者加速設計研發工作之進行。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業。
潛力預估:
可大幅提升上述產業之生產效率與設計品質。
波浪中船舶操縱運動模擬技術
技術現況敘述:
國內之船舶操縱運動模式皆於學術研究,其中成大之操船模擬器及交通部港研中心之研究計畫中皆採用單一節點計算。國內少有針對實船操縱性能測試結果進行船舶操縱運動模式,亦缺少利用不規則波來模擬實際海域狀態的模擬設施,僅有學術研究針對國外船舶或國內小型船進行修正。
可應用範圍:
本項技術可應用於國內之船舶操縱模擬器中心及學界與業界教學使用。
潛力預估:
可提升上述產業之產值與產品品質。
改質型層狀黏土、包含該改質黏土之不飽和聚脂樹脂複合材料及其製造方法
技術現況敘述:
不飽和聚酯樹脂在硬化時常伴隨有較大的收縮,體積收縮率可達10%以上。收縮會使材料嚴重變型、破裂,產生螺紋印現象等。本發明主要方法,在於利用添加少量改質型層狀黏土,可有效改善不飽和聚脂樹脂的收縮率。
可應用範圍:
應用於不飽和聚脂樹脂(UP)生產
潛力預估:
低收縮UP樹脂可應用於造船、遊艇、汽車或航空產業等。
可攜式表面反射特性量測裝置
技術現況敘述:
過去進行精密量測多使用接觸式的機械量測方法,例如表面粗糙度量測儀與三次元座標量測儀。這類儀器的可靠度雖高,但儀器本身的價格昂貴,動則百萬元以上,且量測速度較慢。本裝置系統的特殊之處,就在於利用光學量測方法,可同時量測表面粗糙度與三維輪廓。
可應用範圍:
可應用於3C產業、遊艇、汽車或航空產業等。
潛力預估:
可協助品管工作、提升上述產業之產品品質。
遊艇傢俱組合安裝扣合技術
技術現況敘述:
目前遊艇船舶室內艙間朝向模組化製程技術,以預製家具單元模組於工廠製造、預組裝、編碼後再運送至組裝地安裝扣合的製作方法或加工的裝飾完成品安裝扣合的一種輔助扣件技術。本技術成果是個模組製程的觀念為概念產生的一個五金扣件,此扣件技術是由安裝扣合設計與對位固定設計組成,使模組式工法的製程得以達到快速安裝與拆卸的施工效率與工程品質。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇、汽車或航空產業等。
潛力預估:
可大幅提升上述產業之產值與產品品質。
70呎級Sport Fisherman基準船型
技術現況敘述:
70呎級Sport Fisherman基本設計圖說,包含船殼線圖、一般佈置圖、船體結構圖、全船3D造形設計,本船型適用於高速航行,搭配低阻力艉隧道設計,能有效降低螺槳協軸角度以及減少最深吃水。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業
潛力預估:
可協助業者增加產品多元性、開拓新市場
船舶附屬物之計算流體力學分析技術
技術現況敘述:
本技術針對螺槳與周邊附屬物之設計方案做初步的性能預估以減少開發時程中各方面之消耗。
可應用範圍:
動力遊艇或高速艇之附屬物設計。
潛力預估:
可提升上述產業之產值與產品品質。
螺槳平軸空化數值分析計算技術
技術現況敘述:
本技術建立平軸高速螺槳空化分析計算之數值分析技術,模擬螺槳空化現象及性能,預估空化之影響。
可應用範圍:
動力遊艇或高速艇之螺槳分析與設計。
潛力預估:
建立可預測空化產生之數值分析計算方法,減少由螺槳所空化現象衍生之振動與噪音現象,而增進遊艇舒適性,增加螺槳之整體價值。
非織型UD玻纖布技術
技術現況敘述:
經由近年來的研究發現,螺紋印現象的發生主要起源於樹脂硬化時的體積收縮將內層玻璃纖維表面編織之紋路顯現於最外層膠殼表面;因此,本技術研究開發出不同的玻纖編織方式—非織型UD玻纖布,應用於複合材料積層,可有效改善複合材料表面品質精緻度。
可應用範圍:
應用於各類型纖維之生產
潛力預估:
非織型UD纖維布可應用於造船、汽車或航空等纖維複合材料產業。
50呎級量產型遊艇
技術現況敘述:
(1) 模組化設計,以一組生產模具可以變化出多種不同造型,滿足不同使用者的喜好。 (2) 創新的4間雙人艙房佈置設計,為市場上60呎以下遊艇之首見 (3) 最適化船型線型,適合安裝整合式推進系統,整體推進效率較傳統推進系統增加35%以上。
可應用範圍:
可應用於造船廠或遊艇廠等。
潛力預估:
本計劃所開發之模組化生產模式之量產型遊艇,用以建構國內遊艇業者完整的產品線,並結合客製化經驗,從而達到產值倍增之目標。量產型遊艇遊艇船長58英呎,界於入門的50呎遊艇及進階的70呎遊艇之間,正好補足市場的空缺。
90呎級 Express 船型
技術現況敘述:
90呎級 Express 船型開發基本設計圖說,包含船殼線圖、一般佈置圖、結構總圖等完整設計圖說以及技術報告。 傢俱重量減輕技術以及開發新式結構設計工具,運用三明治構造於傢俱製作上,獲得高剛性低重量之傢俱。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業
潛力預估:
可協助業者增加產品多元性、開拓新市場
積層環境溫濕度監測系統
技術現況敘述:
以RFID感測元件結合WSN之無線監控系統,其中包含無線感測器、多功能警示顯示器、網路閘道器,讓現場環境資訊不只在廠內顯示警戒,也能儲存於遠端的資料庫,透過網路無遠弗屆地傳遞資訊,以達到遠端即時監控的效果。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產協助遊艇廠針對FRP積層施工建立品質控管。
潛力預估:
建立適用於量產型遊艇生產流程架構,將生產架構細分為工段-工作群組-工作項目,建立線上資訊化遊艇生產管理監控系統之基礎,並導入RFID+WSN無線數據辨識資通訊技術,建立廠房溫濕度監測系統,掌握環境因數於積層品質之影響性;生產線及機具設備等產能明細,作為生產排程的基礎,同時,製作生產排程計畫書,未來將再配合模組化模具提升裝配效率,以各工段同步加工方式作業將有效縮減人力工時,發揮量產型遊艇生產效益。
參數化船型開發技術
技術現況敘述:
本技術蒐集船舶節能減碳相關技術資料,其中以節能線型開發技術為主要關鍵技術,傳統線型開發方法相當費時費力,而節能線型開發技術利用參數化建模技術開發線型,開發自動化產生勢流計算網格與CFD計算連結程式,藉此連結程式將參數化模型技術與CFD計算程式連結,可快速產生線型並計算結果,以獲得最佳化船型。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業
潛力預估:
以節能線型開發技術為例,本技術之研發測試載具為40,000噸級油輪船型,在14.8節之設計船速下,國際類似船型每日燃油消耗量為27.7公噸,如能節省燃油消耗量5%,即節省1.4公噸燃油,以全年營運以300日計,每年節省燃油420公噸,相當於每日減少二氧化碳排放量約4.41公噸,每年可減排二氧化碳之數量將達1,323公噸,對造船廠而言可在國際市場上拓增商機助益甚大,對船東而言,以每噸燃油平均價格為500美元計算,全年將可節省21萬美金之燃料費用,對船東之營運成本將可大量的降低。
外型及排煙分析技術
技術現況敘述:
進行計算氣動力學分析其造型流線,減低風阻;另外亦可改良傳統煙囪設計方法,分析其排煙能力。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業
潛力預估:
由於上構外型流線化,對遊艇整體航行穩度也有莫大助益
船舶操縱數位儀表模擬裝置
技術現況敘述:
利用本數位儀表模擬裝置,可以對於每一艘要進行模擬的船隻,針對它實體上的配置方式,設計出符合其實際狀況的數位航儀,只要配置幾面觸控螢幕,即可取代傳統實體表頭,再配合船舶虛擬實境(Virtual reality)畫面即可達到相當擬真的船舶操控模擬課程。特別是現今台灣造船產業的主流-遊艇,因其空間不如大型商船,所以在數位儀表的使用將越來越普及,而操船模擬器也應當針對這些要點進行改進。
可應用範圍:
可應用於中小型船舶遊艇產業或相關模擬器等。
潛力預估:
可提供中小型船隻或高科技船舶更精進、更便利、更人性化的操控環境,提升產品品質及多樣性
適用於多速度域之先進螺槳
技術現況敘述:
傳統的NACA或KCA系列螺槳在超過30節候效率會從65%以上快速下降;而超空化螺槳的情形則是相反,在30節以上時效率良好,但不到30節時則會產生效率突降的狀況,而現在市面上較新的噴水式推進器則有著與超空化螺槳類似的問題。因此我們發現以上幾種推進器都只能在某些速度域中發揮性能,一旦超過範圍性能便會大幅下降,有鑑於此,我們希望能開發出一種能跨速度域的螺槳,在現今一般船舶最常航行的速度域20-40節,都能維持高效率的使用。
可應用範圍:
軍艦或高速艇之螺獎設計
潛力預估:
可提升上述產業之產值與產品品質。
緩衝型船艏設計技術
技術現況敘述:
船舶緩衝艏的設計原則是具可壓潰性以及具高撞擊能量吸收能力,兩項設計原則其實有互相衝突之處,造成工程設計上的困難。先前的解決方案是以鈍型球艏配合橫向肋骨系統,利用加大接觸面積,同時達到大的能量吸收能力及低壓潰強度的要求。但是實際設計條件往往不會如此理想,例如像貨櫃船之類的船速較高船舶通常具有較尖細的球艏,不適於採用鈍型球艏。此外,艏前端因同時存在胸肋骨、水平縱桁與中心線縱桁等縱向強固結構,故不易壓潰。
可應用範圍:
具有球型艏之船舶
潛力預估:
減少船舶撞擊事故中被撞船之損傷程度,減少油料外洩事故,增加被撞船之存活能力, 減少人命財產損失與環境污染。
分離式無段傳動發電裝置
技術現況敘述:
再生能源需一直是各先進國家所追求,風力發電產業發展各是各國所追求目標之一,全球風力發電市場新增裝置容量持續創新高,至2007年底裝置容量已達1979萬瓩,與2006年新增裝置容量相比,成長32%;然而風力發電機需相當大的土地空間,台灣是海島型國家,能夠提供安置風力發電機的土地相當有限,但是台灣四面環海,因此若能利用這個天然條件將風力農場遷移至風能條件更佳的外海,效益更能顯現,因此離岸型風力發電機之研究亦個得到各界關注與重視,但離岸型風力發電機,必須藉配備大型吊具之特殊船舶進行吊裝,故減低機艙重量將可簡化吊裝組立作業時間及成本,對離岸型風力發電機發展有重大助益。
可應用範圍:
風力發電機系統
潛力預估:
可方便系統維修及降低建設風機成本
光纖光柵感測器於FRP真空樹脂灌注製程之應用
技術現況敘述:
真空樹脂轉注成型法(VARTM)在使用擴散毯(distribution medium)輔助樹脂流動時,易觀測得之近擴散毯面流得較無法觀測得之近模具面為快,本技術藉由光纖光柵感測器(FBG)之埋設,監測VARTM製造時樹脂之流動過程,以確認積層內部之含浸狀況,增加品質管制之驗證標準、確保積層品質,以利於VARTM工法於產業界之推廣。
可應用範圍:
可應用於造船、遊艇產業
潛力預估:
可增進積層品質控管,協助業者增加產品多元性、開拓新市場
高速艇用螺槳空化性能分析與評估技術
技術現況敘述:
本技術建立高速螺槳空化分析計算之數值分析技術,模擬螺槳空化現象及性能,預估空化之影響。
可應用範圍:
動力遊艇或高速艇之螺槳分析與設計。
潛力預估:
建立可預測空化產生之數值分析計算方法,減少由螺槳所空化現象衍生之振動與噪音現象,而增進遊艇舒適性,增加螺槳之整體價值
船舶多人操控模擬系統
技術現況敘述:
本技術是立基於聯合船舶設機中心開發之船舶運動操控模擬系統,將原先的單人操船模擬程式精進為多船多人操控模式,讓操船模擬機不單只能由一人操縱,而能達到多人同時體驗虛擬操船,可用於協助船員進行船隻避碰、訓練危機處裡能力,讓使用者可因應多人操控船舶航行模擬狀況,進行各種正確的反應訓練,減少因恐懼或不熟悉而造成的人為災害,亦或者是讓特殊需求單位進行多人艦隊模擬、登艦訓練等,用途相當廣泛。另外,該技術亦整合了船體運動計算程式、雷達模擬系統、電子海圖系統,再經過船舶虛擬實境(Virtual reality)畫面及六軸運動操控平台,即成為一套完整的操船模擬系統,儼然成為台灣第一套自製的大型操船模擬訓練平台,可達到相當高品質的即時(real time)船舶操控模擬訓練。
可應用範圍:
可應用於各型船舶產業、船員訓練或特殊用途模擬器等。
潛力預估:
本技術是利用Fortran及C#程式語言編寫一套可供多人同時船舶的模擬系統,整個船舶模擬系統是整合了船舶模擬技術、虛擬實境技術、多人操控技術,並考慮船舶間的相互效應,如船舶追越或交會時的船吸船推現象或是船舶間碰撞等反應。為實現多船同時模擬訓練,分別針對運動模擬程式及虛擬實境進行開發,建立多人控制環境介面,及訊號傳輸機制,程式內容包含船隻選擇、多船間互相影響效應、整體環境控制等,目標讓多位使用者都能獨自操控一艘船舶,在同一個海域下進行艦隊模擬。目前該系統可進行八艘船隻即時同步模擬,並可視硬體程度增減使用者,讓系統即時性更加。
船舶低速穩定系統開發
技術現況敘述:
本計畫採用新設計之輕量化飛輪,重量較傳統飛輪減少68.7%,已申請台灣專利–TW 99127148。由於重量大幅減輕,故僅需單相220V 2hp高速馬達即可轉動,便於配合船艙空間與發電機容量。
可應用範圍:
主要應用於遊艇、娛樂船舶以及工作船舶,提供在海上遊憩、作業時較穩定之平台,減少人員不適並提高安全性。
潛力預估:
台灣近兩年平均每年出口206艘遊艇,總價87.887億,遊艇廠預估本項高質化產品可提升10%船價,故預估每年增加出口產值8.7887億。
探索型遊艇船型開發技術
技術現況敘述:
由於國際石油價格不斷攀昇,高速化已經不是目前動力遊艇的發展趨勢,船型已由滑航型轉變為低速排水量型;而國內生產低速探索型遊艇的產家很少,且受制於國外技術的提供,因此開發探索型遊艇設計技術能量,對於增加國內遊艇廠家產品多樣性 、競爭力以及提升國內遊艇出口年產值而言將具有相當正面的效益。
可應用範圍:
本開發技術可應用於探索型遊艇製造
潛力預估:
以國內個別遊艇廠的生產規模,至少有8家遊艇廠具有生產95呎探索型遊艇的能力,國際遊艇市場上每艘探索型遊艇的售價通常介於台幣3億至10億之間,依建造材質及裝備不同而有所差異,以此初估未來國際經濟情勢好轉時,預期每年至少可達台幣20億之產值。
不同吃水狀況下之最適俯仰分析技術
技術現況敘述:
利用既有船形於靜水中不同航速與吃水條件下,於特定俯仰角變化區間內所建構阻力性能圖表與資料庫,搭配專家診斷建議介面,能直接提供出航前的壓艙水位置的安排與調整建議,以達到減阻省油的目的。
可應用範圍:
可應用於造船、航運產業
潛力預估:
利用既有船形於靜水中不同航速與吃水條件下,於特定俯仰角變化區間內所建構阻力性能圖表與資料庫,搭配專家診斷建議介面與即時油價,本程式可以提供出航前的壓艙水位置的安排與調整建議,進而達成低阻航行、降低耗油及二氧化碳排放的效益。
跨速度域螺槳開發
技術現況敘述:
我們發現以上幾種推進器都只能在某些速度域中發揮性能,一旦超過範圍性能便會大幅下降,有鑑於此,為了確保推進器在各速度域都能發揮其最佳效率,我們開發跨速度域螺槳,在現今一般船舶最常航行的速度域20-40節,都能維持高效率的使用,並且可以技術移轉給國內業者,使其在國際市場上更具競爭力。本計劃的研究成果在今年度已提出國內發明專利申請ㄧ件、國內新式樣專利申請並獲得ㄧ件、國外發明專利申請ㄧ件、國外新式樣專利申請兩件。
可應用範圍:
軍艦或高速艇之螺獎設計
潛力預估:
(1)因為跨速度域螺槳空化過渡帶很短,可以迅速切換成超空化,所以能有效避免高速艇螺槳常發生的根部浸蝕問題,大幅降低螺槳廠的客訴及售後維修更換成本
(2)製造原料約可減少30%,高低速效率均佳,平均約可省油3%,發展潛力大
連續纖維毯(CFM)於增進VARTM製程效率之應用
技術現況敘述:
真空輔助樹脂轉注成型法(VARTM)製程中,當纖維疊層表面加入擴散毯(distribution medium)且遇積層較厚之單板結構時,因臨擴散毯面與無擴散毯之模具面的樹脂流動速度差異甚大,使得流動較慢之臨模具面不易含浸樹脂而有形成封包之風險,若應用具輔助樹脂流動功能之纖維材料(CFM-Continuous Filament Mats)於VARTM製程,將其置於纖維疊層內,將可提升樹脂流動速度並使上下表面滲透率差距減少,促進含浸效率,且施工後CFM留在構件內亦可提供結構強度,足以減少整體構件切股氈(CSM-Chopped Strand Mats)的需求量。本技術即針對CFM材料之樹脂流動及力學特性詳加探討,以正確使用、發揮其優點,於VARTM製程中做最有效之應用。
可應用範圍:
遊艇業、大型複合材料結構製造業
潛力預估:
可增進積層品質,促進結構輕量化
側彎式緩衝型船艏設計技術
技術現況敘述:
船舶緩衝艏的設計原則是具可壓潰性以及具高撞擊能量吸收能力,兩項設計原則其實有互相衝突之處,造成工程設計上的困難。由於船舶斜向撞擊時,被撞船的船側則會因肇事船的相對移動及船艏的側彎變形而形成範圍較廣但深度較淺的損傷。因此本技術的重點在於利用船艏側彎變形以增大接觸面,發揮緩衝效能。本技術已申請國內發明專利申請1件,國外發明專利申請2件。
可應用範圍:
具有球型艏之船舶
潛力預估:
減少船舶撞擊事故中被撞船之損傷程度,減少油料外洩事故,增加被撞船之存活能力, 減少人命財產損失與環境污染。
遊艇生產資訊平台
技術現況敘述:
遊艇生產資訊平台主要包含物料管裡及遊艇建造管理之資訊系統,整合業務、技術、施工、倉管、採購等相關部門資訊,讓現場施工物料需求與庫存管理相結合,並提供船隻物料及各類工種工資之成本分析,與建造排程及進度之比較,讓管理者即時了解建造狀況,掌控交船之時程,提升客戶滿意度及免於信譽受損。
可應用範圍:
協助量產型及客製化之遊艇廠生產管理電子化
潛力預估:
遊艇生產資訊平台主要包含物料管裡及遊艇建造管理之資訊系統,設計時及分為兩個模組,視船廠所可需,可分別轉移其所需之資訊系統,而系統考慮船廠之差異性,其基本資料皆以表單設計,落實船廠移轉之彈性及效率。
3D人因工程數位裝配技術
技術現況敘述:
以實體模版預組再拆卸進行艙內組裝耗費時間及成本。
可應用範圍:
遊艇業
潛力預估:
提供造型優劣判斷及提昇組裝速度
全船電源管理系統
技術現況敘述:
船舶設備數目愈來愈多而功用造型複雜,但船員人力卻日趨精簡,發展高智能之輔助設備,提昇船舶航行的安全性、航行的舒適性及更方便人性化操縱船舶的操控環境為重點項目,亦是推動國內自製船舶高效率裝備之指標性工作。
可應用範圍:
造船業、遊艇業
潛力預估:
可降低船舶操控複雜度
即時船重監測系統
技術現況敘述:
船廠對船艇製程中重量變化渴望能嚴密掌控,惟苦於無適當工具,始終無法達成。對製程中設變要求未能有精確數據判斷可否。
可應用範圍:
遊艇業
潛力預估:
船重資訊(含總重及重心位置)逐日即時記錄於管理者電腦及船廠資訊中心資料庫。提供設變影響評估能力。
省能低橫搖遊艇船型開發
技術現況敘述:
本計畫所開發之具有低阻力遊艇船型,經由航行效能的提升而達到節省能源的效果,本船型適合於目前國際上所著重的混合動力遊艇,同時滿足中低速長程航行與必要時較高速度域航行使用需求
可應用範圍:
遊艇產業、造船業
潛力預估:
可帶動台灣遊艇產業投注資源往省能長航程遊艇加入國際競爭行列。
風浪中船體結構強度分析模式
技術現況敘述:
船舶中心已發展相關運動、受力與結構分析技術多年,2D運動分析技術漸不敷新船型所需,且分析所需工序過於繁複。
可應用範圍:
造船、船舶設計、顧問
潛力預估:
提昇風浪中船體結構分析作業效率
高容量鋰電池可編程充電平衡系統技術
技術現況敘述:
高壓或大電力鋰電池堆的單電池數超過上百顆,必須建立一能量管理單元處理相關事宜,例如防止各單電池產生過放電,各單電池過充電及各電池充電之平衡等。
可應用範圍:
電動載具相關業者
潛力預估:
可縮小電池平衡差異,達到≦±5V
推進系統技術開發
技術現況敘述:
完成跨速度域螺槳生產開發平台,可快速的設計出20-40節效率都維持67%以上的推進器,並成功建立數值分析及疲勞分析之流程,能符合DNV法規。
可應用範圍:
遊艇業、螺槳廠、造船廠
潛力預估:
平均省油3%、螺槳製造成本降低30%
船舶風浪中水下船型阻力性能分析技術
技術現況敘述:
國內產業界目前尚無預估風浪中分析相關技術。
可應用範圍:
造船、船舶設計、顧問
潛力預估:
提供風浪中船舶附加阻力評估技術
船體艙櫃技術
技術現況敘述:
複材遊艇運用FRP船體櫃有很大優點,但其施工不易常有滲漏問題,若以船艙本體結構作為艙體櫃使用,則以該船艙空間為裝載燃油的艙櫃,以船側板作為櫃體的側板、船底板為櫃體的底板、主甲板為櫃體的頂板,因此需考慮各所相對應船體的部位考量不同部位於各種海況下的負載外,還需考慮本體裝載燃油所受的液體壓力。可有效增加燃料承載率
可應用範圍:
遊艇產業、複合材料建造業
潛力預估:
可促進台灣遊艇產品專注研發複材船體櫃
智慧型中央生產資訊監測平台
技術現況敘述:
智慧型中央生產資訊監測平台
可應用範圍:
遊艇業、大型複合材料結構製造業
潛力預估:
生產及廠房環境資訊即時監測及記錄,提昇產品品質,建構舒適施工環境。
節能觀光船舶雙體船型開發
技術現況敘述:
本計畫協助節能船艇技術開發規劃,建立符合流體動力性能參數弗勞得數(Froude number)0.2至0.7之雙胴船型開發技術。由於傳統船速馬達預估模型,在低速領域必須進行修正,且雙胴體船造波之交互作用亦會影響船速馬力,因此針對雙胴船型進行船模試驗,以建力合適之雙胴船型低速船速馬達預估模型。
可應用範圍:
造船業、遊艇業
潛力預估:
可降低1/3船舶阻力
模組化遊艇傢俱組裝技術
技術現況敘述:
傳統站艙式的製作流程依賴木工師傅手藝已不足以趕上現今激烈競爭的國際情勢,且與其它製程工種間的衝突及因而所造成的損傷、修護,大幅影響交船期程。
可應用範圍:
遊艇業
潛力預估:
遊艇傢俱組裝模組化技術的建立有助於將傳統遊艇製造概念轉型為組裝經營模式,其附加價值不僅可扭轉遊艇製造給外界為污染行業的印象,在組裝模式下可達分工目的。
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