特集 i-Construction ⑴建設現場の生産性革命

新たな情報化施工への取組み―スマートコンストラクション―
一般社団法人日本建設機械施工協会
i-Construction施工による生産性向上推進本部
副本部長

しけ

四家

ち か し千佳史

けた取組み事例「スマートコンストラクション」

1について紹介する。

はじめに

2

一 般 社 団 法 人 日 本 建 設 機 械 施 工 協 会（ 以 下JCMA）では，国土交通省が進めるi-Construction

スマートコンストラクションの目指すものの取組みと連携し，建設施工へのICTの全面的導

建設産業は，道路や橋，河川など地域のインフ入の推進を目的に，「i-Construction施工によるラの整備や維持・更新などの重要な担い手である生産性向上推進本部」を設置し，活動を展開してと同時に，地域経済・雇用を支え，災害時には初いるところである。下図に示す通り， ２ つの委員動対応から応急対策・復旧作業に至るまで，最前会と ４ つのワーキンググループが機能している。

線で地域社会の安全・安心の確保を担う地域の守

本稿では，JCMAの会員企業（小松製作所）にり手として，国民生活や社会経済を支える大きなおけるICT活用による建設現場の生産性革命に向役割を担っている。しかし，近年の建設投資の急JCMAにおける取組み体制

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建設マネジメント技術

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i-Construction ⑴建設現場の生産性革命 特集

激な減少などによる建設業界内の競争の激化など

2013年よりICTブルドーザー，2014年10月よりの環境の変化により，現場の技能労働者の減少，ICT油圧ショベルなどのICT建機を導入した。

若手入職者の減少，高齢化の進行など建設業の人ICT建機による自動制御によって，経験を問わず手不足が深刻化してきた。実際，建設業就業者数

非熟練オペレータでも熟練オペレータのような精は，1997年度の685万人をピークに2014年度には度での作業ができるようになった。また，従来施505万人とピーク時から26.3％の減となっている。

工と比べて丁張設置や検測などの作業工程を大幅

また，1992年度のピーク時には約84兆円あったに削減することにもなった。

建設投資は，2010年度には約44兆円まで落ち込ん

しかしながら，ICT建機を現場に投入するだけだものの，東日本大震災の復興事業，2020年開催

では，一部の工数が削減できるのみで，全体の効の東京オリンピック関連を含めた民間投資，及び率化へとはつながらない。例えば，ICT建機が稼老朽化したインフラの更新などもあって，建設投働するために必要な施工用の ３ 次元データを作成

資は増加傾向にあるが，逆に，それらを背景に人したとしても，建機データとしてだけに利用した手不足感はさらに強まってきている。のであれば， ３ 次元データ作成の工数分だけメリこのような様々な課題を抱える建設現場の問題ットが薄れる。ICT施工において ３ 次元で管理を解決には，建設会社だけでなく，それらに関与す行っているにもかかわらず，後工程において，従る各メーカーの努力も必要である。建機メーカー

来通りの管理手法を採用すれば，作業工数がそのは，最新の技術を搭載した建設機械を建設現場にままで効率向上につながらない。 １ つの工程を改提供するだけでなく，その建機を最大限に活用で善したのであれば，それに付随する部分も変化さきる仕組みをも提供しなければならないと考えせなければ改善効果が十二分に発揮できないと考る。そこで，コマツではICTを活用した建機などえる。

で建設現場の生産性や安全性を向上させる新サー

そこで，ICT建機を現場に提供するだけではな

ビス「スマートコンストラクション」の提供を始

く，ICT建機の導入メリットを最大限に活かすた

めた（図― 1 ）。

めに，顧客視点に立ち，ICT施工の前工程・後工本サービスは，建設現場で施工に携わる全ての程もソリューションとして提供することとした。

人・機械・モノをICTで有機的につなげることで，建機メーカーが，施工全体のソリューションま現場の生産性を大幅に向上させ，安全でスマートでも手がけたいと考えるのは，将来にわたり顧客な現場を実現させるのがねらいである。

にとって，なくてはならない存在になることを目

図― 1

スマートコンストラクション俯瞰図

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特集 i-Construction ⑴建設現場の生産性革命指しているからである。そのためには，顧客の現を把握するためには，正確な現況地形を入手する場をより深くまで理解し，顧客の現場に新しい価ことが必要となる。そこで，広範囲の施工現場を値を創造する「イノベーション」を起こし続ける短時間で，かつ，少ない人手で高精度な測量を実ことが最も重要だと考える。現場で得られた施工現できる無人ヘリ（以下「ドローン」という）にノウハウが技術・製品の進化を促し，すぐに現場よる ３ 次元測量（写真― 1 ）を導入した。

へと反映されていく。常に新たな価値を生み出しここで，ドローンによる現況測量の手法を紹介続ける好循環が日本の建設業界が求める真のソリする。事前に作成した飛行経路の情報をドローンューションにつながっていくと確信する。そのたへ転送することで，ドローンは計画された飛行経めに，建機メーカー自らも現場に入り，工事に関路を逸脱することなく自動で飛行し，かつ，自動わる方，現場で作業される方から現場ならではの的に写真撮影を行う。空撮した写真をクラウドサ

知見を教わりながら，建機メーカー自身も進化しーバへアップロードすると，撮影した写真からスていくことで，未来の現場を顧客と一緒に実現しテレオマッチングの原理を用いて， ３ 次元の点群ていきたいと考える。

データを自動的に生成する。さらに，その写真に以降に，これらを実現するためのソリューションを紹介する。

3⑴

写り込んだ樹木や人工物などは土量計算に不必要な点群データとなるため，自動的にフィルタリングして，現況面のみの点群データ（現況 ３ 次元データ）に加工する。

スマートコンストラクションの概要

よって，施工現場の現況が容易に，高精度な ３次元データに自動で生成され，人の手だけでは決ドローンによる現況測量

して実現できなかった線的ではなく面的な現況把より正確な施工計画を立てるには，正確な土量を事前に把握することが大事である。土木工事に握が短時間でできるようになり，より正確な施工土量の算出が可能となる。

おける従来の施工では，施工前に設計図面を基に各測点の測量を行い，平均断面法やメッシュ法にて施工土量の算出を行ってきた。正確な施工土量

写真― 1

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ドローンによる 3 次元測量

i-Construction ⑴建設現場の生産性革命 特集⑵

施工計画図面の 3 次元化

ICT建機を稼働させる上で不可欠なのが， ３ 次
元の施工図面データである。その施工図面データないように自動停止させる「自動停止制御技術」を兼ね備えて，効率のよい掘削作業等が行えるようになった。

を基にブルドーザーのブレードや油圧ショベルのICTブルドーザーは，ブレードの操作を自動でバケットの刃先の管理を行う（図― 2 ）。また，行い，ブレードが目標位置に自動で下がり，粗掘前項の測量で得られた現況 ３ 次元データと施工計削から仕上げ整地作業まで行える。さらに，ブレ画 ３ 次元データの差分を自動で計算し，施工するードにかかる負荷荷重が設定限界値を超えると，範囲や施工する土量を正確に把握することができブレードの位置を自動制御し，シュースリップをる（図― 3 ）。

最小限に留める機能も備えており，設計掘削面へのダメージを軽減させ，作業効率も向上する（図⑶

知能化されたICT建機による施工

現在，ICT油圧ショベルとICTブルドーザーを現場に提供している。

― 5 ）。
これらICT建機を使用することで，建機周りでの人による補助作業が少なくなり，重機による事ICT油圧ショベルは，アームを動かす際にブー故も減少することとなる。

ムの位置を自動的に制御し，設計面を深掘りする

また，急な設計変更などが発生した場合などにことなく正確にバケットの刃先が設計面をトレー

対しては，顧客の現場を直接サポートするためのスする「自動整地アシスト」（図― 4 ）とアームサポートセンタを新設し，図面の変更に伴う施工やブーム，バケットを動かす際，設計面を傷つけデータの変更やトラブル等に迅速に対応している。

図― 2

ICTブルドーザー 3 次元施工データ

図― 3

土量算出方法図― 4

自動整地アシスト

図― 5

シュースリップ対策

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特集 i-Construction ⑴建設現場の生産性革命⑷日々の施工の見える化

しかし，当然のことながら，ICT建機以外の建本サービスによって現場で実現したいものは，機も現場内で稼働する。ICT建機以外で施工した

ここで紹介した技術を個々に使うだけではなく，箇所や人力施工の箇所では，出来形データを自動現場で稼働する全ての建機，現場作業員，現場でで取得することは不可能で，従来通りの測量や検動かされる土など，現場に存在する全てのものを測にて出来形を確認する必要があった。そこで，

ICTで有機的につなげ，日々の施工を「見える化」

車体の位置情報を有するICT油圧ショベルにステすることである。そうすることにより，現場にあレオカメラを搭載させ，ステレオカメラ自体にもる全てのものの動きを，全て情報化し，無駄のな位置情報を持たせた。操縦席前方上部に設置したい最適な施工計画を現場へ提供していくことがでステレオカメラ（写真― 2 ）で，車体を旋回・移きる。

動する際に周囲を撮影し，施工後の地形を計測す

これらを実現するためには，全ての技術を一元る。 １ 回の撮影での標準的な計測範囲は右前方管理できるシステムが不可欠となる。そこで，現30°の水平角の広がりで，奥行20mまでとなる。

場内のどこでも，どの端末からでも接続可能なク

撮影スイッチを押し，対象地盤を撮影後（写真―ラウド型プラットフォーム「KomConnect」を提3 ），撮影データをGPS（全地球測位システム）供する。ICT建機による稼働データは，リアルタで取得した位置情報や重機の姿勢などの情報と統イムに「KomConnect」に転送され，日々の施工合し，10cmメッシュの ３ 次元点群データを生成の進捗状況に反映される。進捗図は切土部分・盛する（図― 7 ）。撮影から ３ 次元点群データを生土部分と色分けで表示され， ２ 次元・ ３ 次元表示に対応し，任意の断面での進捗も確認可能となる（図― 6 ）。

図― 6

図― 730

施工進捗断面表示

ステレオカメラによって生成された
3 次元点群データ

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写真― 2

ICT建機に搭載されたステレオカメラ

写真― 3ステレオカメラでの現況写真

i-Construction ⑴建設現場の生産性革命 特集

成して，「KomConnect」に表示するまで，約 １例の一つを紹介した。

分程度である。ICT建機にて施工した出来形デー

JCMAでは，従来より，建設生産プロセスのうタに加えることにより，現場内の全ての施工結果ち「施工」に注目して，ICTの活用により各プロを ３ 次元データにて把握することが可能となる。

セスから得られる電子情報を活用して高効率・高精度な施工を実現する「情報化施工」の推進に取⑸施工実績データの活用り組んできたところである。今後とも，建機メーICT建機を使用することにより，現場におけるカ，建機レンタル会社，総合建設業，専門工事建機の稼働実績および施工実績が自動でクラウド業，測器メーカ，ソフトウエア会社など様々な業上に蓄積され，それらを活用して，様々な帳票を種の会員企業が，「i-Construction施工による生自動作成できるようになれば，日々のルーチンワ産性向上推進本部」に一堂に会し，技術を提供すーク的な書類整理等が省力化され，現場担当者る立場，施工する立場から，関係機関に必要な提は，より一層現場の運営に集中でき，さらなる効言等を行うとともに，i-Construction施工の技術率化が図れるようになると考える。に対応できる人材育成や利用促進に関する情報発信，広報活動等を行うことにより，i-Construction

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おわりに施工による生産性向上を支援していく所存である。

本稿では，JCMA会員企業の先進的な取組み事

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