【2022年版 建設DX】建設業の課題解決に挑戦する技術と事例4選

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。

3Dデータを活用することのメリットとしては、業務負荷が大きい施工管理を、現地に行くことなくリモートでも実施できるようになることです。これまで現状把握のために現場と事務所の間を行き来していた時間がなくなることは、大きな効率化につながると言えるでしょう。また、紙で管理していた図面もデジタル化されるので、予期せぬ設計変更が入った時でも、修正にかかる手間を大幅に省くことができます。

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          

 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。

3次元モデルデータの作成方法についても研究が進んでいます。最近では、スマートフォン・タブレットの特定機種に搭載されているLiDAR機能を利用した3次元モデルデータの作成方法が、高額なレーザースキャナなしに手軽に3次元モデルデータを導入することができる方法として、国土交通省をはじめ官民から注目を集めています。

 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。

関連記事）
【総解説】ドローン点検の強みと活用事例

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     

清水建設株式会社

清水建設は「DX銘柄2021」「DX銘柄2022」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

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。

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。

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。