【2022年版】建設DXとは?課題と技術、事例4選

2022年3月31日掲載

【2022年版】建設DXとは?課題と技術、事例4選

建設業の労働力不足と高齢化が深刻さを増しています。安全性の向上や人手不足の解消、熟練技術の継承など、建設業におけるDXには大きな期待が集まっています。今、建設業のDXは産官学が連携して取り組んでいる注目の分野と言えるでしょう。3次元モデルデータやAI、ドローンやRTK測位など、最新技術の活用も進められており、民間でもDXに投資して成功し始めている大手企業も現れています。建設業のDXで何が起こっているのか、最前線に迫ります

目次

建設DXとは     

建設DXとは

DXとは

DX(デジタルトランスフォーメーション)とは「データやデジタル技術の活用により、製品やサービス、ビジネスモデル、組織などを変革し、顧客や社会のニーズを満たして優位性を確立すること」です。単なるIT化やデジタル化ではなく、顧客や社会のニーズを満たし、収益向上につながることがDXのポイントだと言えます。

DXを推進することで顧客体験が向上して競争力が強化されるのはもちろん、DX推進の過程で老朽化したシステムが一新されることで生産性やセキュリティが向上したり、古いシステムの維持管理の手間がなくなることでIT人材不足が解消されたりと、さまざまな効果も期待されるため、多くの企業が推進に乗り出しています。

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建設DXとは

近年では、建設業のDXにも注目が集まっています。内閣府の「第5期科学技術基本計画」で定義されたSociety5.0では、SDGsに沿った持続可能な産業化の促進が重要テーマのひとつとなっており、少子高齢化に伴う人手不足の解消に向けてDXの推進が求められています。

近年では、AIやIoTなどの先端技術を活用した建設業のDX事例も見られるようになってきています。ソフトバンクでも大成建設と協力して、5Gを活用した建設機械の自立制御のPoCを成功させました。ほかにも、AIを活用した熟練技術の継承や、ドローンカメラとAIを活用したインフラ老朽化の遠隔点検など、先端技術を駆使した建設DXの事例が生まれはじめています。

また、IT技術を活用した建設現場の生産性向上を目指す「i-Construction」の推進や、「インフラDX 総合推進室」の設置など、建設業のDXに向けた国の取り組みも進んできています。今、建設業のDXは官民が協力して進める注目の分野だと言えます。

建設DXが求められる理由       

建設DXが求められる理由

日本は少子高齢化が進んでいると耳にするようになって久しく、厚生労働省が2020年に行った人口動態統計月報年計によると2020年には出生数が過去最少の84万人となりました。総務省統計局がまとめた資料では、2021年2月から2022年1月までの1年間で総人口は55万人も減少していることが示されています。人口減にあわせて労働人口も減少しており、総務省統計局の2022年1月の調査では、就業者数は前年同月と比べて32万人も減少していることが示されています。このように、今、日本は少子高齢化による労働人口の減少が大きな社会課題となっており、建設業においても人手不足は深刻な問題となっています。

さらに、高度経済成長期に一斉に整備されたインフラの老朽化が進んでいる一方、財政難で公共事業費が縮小されて十分な人員と予算を確保できない中、重大な事故も起こりはじめており、DXによるインフラの点検やメンテナンスの省力化・効率化は避けて通れない状況まできていると言えます。

このような背景から、建設業でもDXの推進が求められており、国による制度整備や民間企業による先端技術の活用が進んできています。アナログな業界だと思われている建設業も、今やAIやIoT、5G、ドローンや遠隔操作などが現場で活躍する時代に突入しました。

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建設DXのメリット

建設DXのメリット

効率化

建設業がDXを進めるメリットは多数存在しますが、さまざまな工程が効率化される点は大きなポイントと言えます。後述する「BIM/CIM」は、3次元データを活用して建設生産および管理システムを効率化する概念として、産官学一体となって取り組みを推進しています。
アナログな仕組みが残っていたことで上がらなかった建設業の生産性が、DXによって効率化されて改善されつつあることは、建設DXが推進されたメリットと言えるでしょう。

人手不足の改善

多くの業界が人手不足に悩まされている中、とりわけ建設業では若手の人手不足が深刻化しています。2017年6月に国土交通省が第6回建設産業政策会議で取りまとめた資料「建設産業の現状と課題」では、就業者に占める若年層の割合は年々低下しており、全産業に対して建設業は高齢化が著しい業界であることが示されています。アナログな仕事が多く、労働時間が長く、肉体的にきついという特徴が目立てば、若手が集まりにくいのも無理もありません。

こうした建設業特有の状況を変えるためにも、DXは役立っています。効率化が進むことで長時間労働が是正されたり、ドローンや自動制御の活用により現場の負担が軽減されたりすることで、着実に建設業の労働環境は改善されてきています。また、こうした技術の活用は、少人数・短時間で従来以上の成果を生み出すことができるため、必要なリソースを削減することも可能であり、建設業がDXを進めるメリットとして注目されています。

熟練技術の継承

前述のように、建設業は高齢化問題を抱えています。熟練の技術を持った人材が高齢により引退してしまう前に技術継承を行いたくとも、継承先となる若手や中間層が十分におらず、技術継承が困難な企業も増えてきています。

こうした問題の解決に一役買っているのがAI技術です。熟練技術を持った職人の動きをAIが映像解析し、動きを再現できるよう標準化することで技能継承を実現することが可能になってきました。AIを活用した技術継承の支援は、DXが建設業の課題を解決した顕著な例と言えるでしょう。

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安全性の向上

建設業の現場は危険な作業が多く、2020年の死亡災害は258件、死傷災害は14,977件と、全業種平均と比べて多いことが厚生労働省の労働災害発生状況の資料でも示されています。中でも「墜落・転落」の労働災害が多く、死亡災害は258件のうち95件、死傷災害は14,977件のうち4,756件を占めています。建設業は特性として、高所作業の危険と隣り合わせであると言えるでしょう。

こうした危険な作業を減らし、建設業の安全性を改善できる点もDXに期待できる大きなメリットです。例えば、橋脚や建物の外壁などの高所の点検作業は、今ではドローン点検が活用されるようになり、安全性が大きく向上しています。

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競争力の強化

効率化による生産性向上や人手不足の解消、技術継承、安全性の向上など、多くのメリットを持つ建設業のDXですが、まだ全ての企業が取り組めているわけではありません。建設業を営む企業は全国に多数あり、とりわけ中小零細企業が多く、そこで働く人も高齢層が多い業界でもあるため、大多数の企業にとってDXはハードルが高いと見なされてしまっているのが現状です。

こうした状況でDXの取り組みを進めることに舵を切れれば、相対的に競争力が強化されることは想像に難くありません。大きな投資を行い大規模なシステムを導入しなくても、手の届く範囲からDXに取り組んでいくことはプラスの影響があるでしょう。

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建設業のDX 推進に向けた国の取り組み     

建設業のDX 推進に向けた国の取り組み

i-Construction

i-Constructionとは、ICTの活用により建設生産システム全体の生産性向上を目指す、国土交通省の取り組みです。国土交通省の資料「i-Constructionの推進」では、3つの代表的な施策として次の3点を掲げています。中でもICT土工では全ての建設プロセスでICTや3Dデータを活用して業務の改革を目指すとしており、建設業のDXに向けた各種取り組みを掲げています。

  • ICTの全面的な活用(ICT土工)
  • 全体最適の導入(コンクリート工の規格の標準化など)
  • 施工時期の平準化

i-Construction推進に向けたロードマップ」では、2025年までに建設現場の生産性を2割向上させるための施策が並べられており、建設業にDXと働き方改革をもたらすために多くの取り組みが行われていることがわかります。

参考)
i-Construction

公共工事のBIM/CIM原則適用

「BIM/CIM」は建設業のDXに向けて国が特に重視している項目です。BMI (Building Information Modeling/Management) は建物についての3Dデータ活用を、CIM (Construction Information Modeling/Management) は土木についての3Dデータ活用を、それぞれ示しており、これらをまとめたBIM/CIMは建設業の計画・設計段階から3Dデータを活用していく手法を示しています。

国は2023年度までに全ての公共工事(小規模を除く)でBIM/CIMを原則適用としており、国土交通省の資料「令和5年度のBIM/CIM原則適⽤に向けた進め⽅」では、オンライン電子納品やリモートでの監督などはすぐにでも整備してスタートし、3Dデータを考慮した設計・積算・契約・検査・納品や、3D技術に対応できる人材育成、各種デジタル技術を現場に応用する技術開発などを段階的に進めていくとされています。

国土交通省は、BIM/CIMにより建設業のDXを推し進めることで、建設業を取り巻く「きつい・危険・汚い」といった従来の3Kのイメージを払拭し、「給与が良い」「休暇が取れる」「希望が持てる」といった新しい3Kを目指すとしています。

参考)
技術調査:BIM/CIM関連 - 国土交通省

インフラDX 総合推進室などの発足

2021年4月1日、国土交通省の本省・研究所・地方整備局が共同で進める建設業のDX推進体制として「インフラDX 総合推進室」が発足しました。デジタル技術とデータの活用により、新しい働き方や生産性向上、安全性向上などを図ることを目的として、インフラ分野のDXに国が力を入れはじめたことが示されています。

インフラDX 総合推進室では、インフラ分野のDX推進に向けて、環境整備や実験フィールドの整備、3Dデータを活用した新技術の導入促進、人材育成などを強化していくとしています。

参考)
インフラDX 本格始動!~インフラDX ルーム・建設DX 実験フィールド開所式の開催~

建設DXで用いられる技術          

建設DXで用いられる技術

 3次元モデルデータ

建設業のDXを目指す「BIM/CIM」「i-Construction」の中心となる技術が3Dモデルデータの活用です。3Dデータを活用して計画や設計を行うだけでなく、AIでデータを処理してデジタルツインを実現したり、3Dプリンタで橋を作ったりと、さまざまな展開が期待されている技術だと言えます。

ドローン

ドローンも建設業界のDXに欠かせない存在です。インフラ老朽化問題について触れたこちらの記事でも解説したように、ドローンを活用することで高所の点検などを、安全かつ安価に行えるようになります。橋や鉄塔、送電線など、多くのインフラは定期点検を行い、老朽化が進行する前に修繕を行うことでメンテナンスコストを抑えることが可能ですが、こうした高所の点検作業は足場の組み立てが必要な場合も多く、予算不足や人手不足が悩みの種でした。しかし、ドローンを活用するようになったことで、少ない人数で安価・安全に点検が行えるようになり、建設業の働き方改革に一役買っていると言えます。

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RTK(Real Time Kinematic)測位

RTKとは、Real Time Kinematicの略で、「相対測位」と呼ばれる測定方法のひとつです。RTKは衛星を活用して高精度の位置情報の取得を実現する技術であり、正確な位置情報を必要とするドローンの自動航行やMaaS、農業機械の自動運転などに活用されています。前述のドローンの建設現場での運用おいて、RTKを導入すれば、より正確でより安定した低リスクの飛行が可能となります。なお、ソフトバンクでも「ichimill」というRTKのサービスを提供しており、誤差数センチメートルの高精度な測位を実現しています。

AI

AI (人工知能) も建設業のDXに欠かせない技術です。AIによる熟練職人の映像解析で技術継承を支えたり、3Dモデルデータの処理を行ったり、ドローンカメラの映像を解析してインフラの老朽化を自動検知したりと、DXの中でも幅広い活用が進む技術だと言えます。とりわけAIの画像診断の精度向上は著しく、正確性が求められる医療用の画像診断でも専門の画像診断医に勝るとも劣らないほどの精度となっています。今後、建設業のDXが進み、より多くのデータが蓄積されるようになった際には、さらにAIの重要性が増していくでしょう。

クラウド

建設業はアナログなシステムや、場合によっては紙での情報のやり取りなども根強く残っている業界だと言われています。しかし、効率化を図るならばデータを一元管理する必要が出てきます。全国の拠点に分散したデータを一元管理したり、ばらばらに抱えていたノウハウを共有したり、同一のフォーマットで受発注や進捗管理・顧客管理などを行ったりするためには、クラウド型の管理システムの導入が最適です。先端技術でなくとも、日々の業務を改革するツールとして、クラウドは建設業のDXに貢献しています。

 

建設DXの成功事例 4選     

建設DXの成功事例 4選

清水建設株式会社

清水建設は「DX銘柄2021」に選定されたほか、経済産業省が定める「DX認定取得事業者」にも選定されており、建設業のDX成功事例として注目を集めています。

清水建設は「ものづくり(匠)の心を持ったデジタルゼネコン」を謳っており、構造や性能をシミュレートするコンピュテーショナルデザインを設計段階から活用し、BIMデータを連携し、施工現場ではロボットや3Dプリンタを活用しています。ほかにも、AR技術を活用した施工管理を開発・実用化したり、3Dプリンタでコンクリート柱を構築したり、自律型の溶接ロボットを活用したりと、新たな技術を積極的に取り入れて、注目を集めています。

また、独自に開発した建物運用のデジタルプラットフォーム「DX-Core」は、エレベーターや監視カメラなどの建物設備や各種IoTデバイスと連携することで、建物運用管理を効率化したり、利用者の利便性や安全性を向上したりすることに貢献しています。清水建設は「DX-Core」を商品化、顧客への実装提案も開始していると言います。

鹿島建設株式会社

鹿島建設も「DX銘柄2021」と「DX認定取得事業者」に選定された、建設DXの成功例です。専務執行役員でデジタル推進室管掌の福田孝晴氏はインタビューで「中心はヒト」と話しており、DX推進に向けて経営幹部を含めたグループ全体のデジタルリテラシーの引き上げを行ったとしています。また、鹿島建設のDXを通して「ヒト中心の持続可能な街づくり」を目指しているとも言います。

現在、中核事業である建設生産の生産性向上や強化は進んできており、新たな価値創出としてスマートビルやスマートシティなどの取り組みも進めていると言います。また、デジタルツインやVR空間の活用、自動化なども推し進めています。ソフトバンクやソフトバンクロボティクスとも協力して自律歩行する四足歩行型ロボット「Spot(スポット)」によるトンネル内巡視の実証実験にも成功しています。

参考)
鹿島建設 福田孝晴「DXで作るスーパーゼネコンの新しい形」 | JDI 

ダイダン株式会社

ダイダンも「DX銘柄2021」と「DX認定取得事業者」に選定された建設業のDX成功事例です。ダイダンはかねてよりi-Constructionの推進に積極的に取り組んでおり、デジタル技術の建設現場での活用を目指してきました。

オンライン会議システムやCADシステム、クラウドなどを活用して、本社などの遠隔地からリモートで現場をサポートし、遠く離れた現場でも熟練技術者の豊富な経験からアドバイスが受けられる体制を構築したとのことです。

また、クラウド型のビル監視制御システム「REMOVIS」を開発し、監視センターからお客さまの設備運用や維持管理をサポートするサブスクリプション型サービスとして提供することで、少人数での設備管理を実現していると言います。

大成建設株式会社

大成建設も経済産業省の「DX認定取得事業者」のほか、国土交通省 中部地方整備局が主催する「中部DX大賞」も受賞しており、建設DX成功事例として注目されています。

大成建設はソフトバンクとの協力で多数の実証実験を行っています。例えば5G通信による建設機械の無人化施工の実証実験では、大成建設が開発した遠隔操作と自律制御が可能なロボットシステム「T-iROBO」を使い、5Gによる超高速通信で遠隔操作と自律制御のための信号伝送を行いました。

また、別の実証実験では、総務省の「多数の端末からの同時接続要求を処理可能とする第5世代移動通信システムの技術的条件などに関する調査検討の請負」で、5Gを活用したトンネル工事現場における作業員の安全管理を目的とした実験を行いました。ガスセンサーや環境センサーなどの各種センサーで温度や二酸化炭素などをリアルタイムに監視し、危険な値が検出されたら作業員へアラートを送る仕組みを検証しています。

建設DXに活用できるソフトバンクのサービス

建設DXに活用できるソフトバンクのサービス

高精度測位サービス「ichimill」

                                       

ichimill(イチミル)」は、準天頂衛星みちびきなどのGNSSから受信した信号を利用してRTK測位を行うことで、誤差数センチメートルの測位を可能にするサービスです。ソフトバンクの基地局を活用したRTK測位に必要な独自基準点を全国3,300ヵ所以上に設置しており、広域な移動でも安定した測位を可能としています。

また、独自基準点が受信した信号を基に補正情報を生成し、ソフトバンクのモバイルネットワークを通してGNSS受信機へ補正情報を配信。この補正情報とGNSS受信機が受信した信号を活用してRTK測位を行うことで、誤差数センチメートルの高精度な測位がリアルタイムで可能になっています。

高精度でリアルタイムな測位は、ドローンの遠隔制御や自立制御など、建設業の生産性や安全性の向上に貢献する技術として高い評価を受けています。

ichimillサービス紹介資料

高精度な位置情報が産業自動化成功の鍵

産業の自動化において注目されているのが高精度な位置情報です。GNSSとRTK測位を活用し誤差数センチメートルの測位を可能にするサービスichimill(イチミル)について、業界別ユースケースもあわせて詳しくご紹介します

ドローンサービス「SoraSolution」

                                                    

SoraSolution(ソラソリューション)」は、目視点検の確認作業をドローンで自動化し、点検作業の効率化を実現するサービスです。ドローンをビジネスで活用するために必要な機材から、管理用アプリケーション、導入や運用のサポート、飛行の申請、取得したデータのAI分析、レポート管理まで、ソフトバンクがワンパッケージで提供することで、簡単かつスピーディにドローンを活用できるサービスとなっています。「ichimill」との連携による高精度な安定飛行も備えている点も特長です。また、赤外線カメラを用いた外壁調査サービスや飛行請負サービスもご案内しております。

すでに導入実績として、鉄道の線路や駅舎の点検、製鉄所における大規模施設の点検などの業務でご活用いただいています。ソフトバンクによる手厚いサポートで、安全・効率的に建設現場でドローンを運用したい場合などに最適のサービスと言えます。

Sorasolutionご紹介資料

SoraSolution のご紹介資料

ドローンをビジネスで活用するために必要な機材、導入・運用サポート、管理用アプリケーションなどをワンパッケージでご提供。本資料ではビジネスでのドローン活用例をご紹介します。

まとめ

アナログで3Kのイメージが強いとされてきた建設業界が変わろうとしています。産官学一体で建設DXを推し進めており、今まで解決できなかった問題が徐々に解決に向かってきています。依然として人手不足は深刻で、DXが進まない企業も多くありますが、少しずつでも変革への取り組みが進んできていることは歓迎すべきことです。建設業は私たちの生活に欠かせない建物やインフラなどに関わる重要な業界です。3DデータやAI、ドローンなど、新しい技術が活用されることで建設業のDXが進み、安全で効率的な現場が増えることを願って止みません。

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