施工図描画ロボットによるワークフロー変革
概要

Project Summary

BIMデータの活用により、施工のワークフロー変革「DX」を実現しました。作業のロボット化により建設業の生産性向上に貢献します。
The workflow reform of the construction “DX” has achieving by use of BIM data. Robotisation of work contributes to increased productivity in the construction industry.

施工情報が満載の作業環境をデザイン
従来の墨出し作業は、機器の設置位置や文字の墨出しを人の手で行うため、情報量には限界がありましたが、ロボットを活用することで、配管やダクトのルートの他、機器の吊り位置やダンパー、バルブのハンドルの向きなど多くの情報を描画することが可能となりました。

従来の墨出し作業を大幅削減
ロボットが墨出しを行うため、作業員の操作はタブレットPC画面上の操作のみです。ロボッ
トにデータを送信すると、自動で墨出し作業を行います。従来は2人で墨出し作業を行うこともありましたが、全てロボットが対応します。

施工図不要の施工確認を実現
従来は、施工位置を確認するためには、施工図を現場に携帯し、寸法を測る工程が必要でし
たが、機器や配管、ダクトなどのルート全てをロボットが描画するため、施工図を確認することなく、床の描画を見て容易に施工確認ができます。

施工図作成時の寸法入れ作業を簡略化
従来、3D-CADは施工できる図面「施工図」にする必要があります。施工図とは、部材の設置位置を人が認識できるように寸法や高さの数値が記載されてある図面です。この寸法や高さを記載する作業は、作図者のセンスに依存し、場合によっては、見にくさや記載漏れなどもあります。ロボットで大部分の主要な位置を描画することで、寸法入れ作業が格段に減ります。

機能性

施工図描画ロボットが描画した地墨Functionality

社会性

3色（緑、青、黒）を自動切換え部材の用途を分かりやすく表現するため、3色のインクを搭載し、自動で切り替えて描画します。機械を緑、配管を青、吊ピッチ（インサート）を黒などで表現することで視覚的に認識しやすい墨出しを実現します。CADデータにより、3色の色を部材ごとに自由に設定できます。
黒色（吊ピッチ）

Sociality

労働人口減少への対策

新型コロナウイルス感染症対策

作業員の人手不足をロボット化でカバーします。
従来は1人工～2人工必要だった作業をロボットを活用することで1人工以下に抑えることができます。ロボットを複数台同時に稼働すると、さらに人工を抑えることができます。

作業エリアの人の数を低減させることは密の回避につながります。密集・密閉・密接を作らないことが感染予防の要点ですが、ロボットを活用することで、密集・密接を回避することができます。

若手作業員もスマートに墨出できます。

青色（配管）
緑色（機械）

自己位置認識精度±5ｍｍ

熟練工の技が必要です。

設備施工に必要十分な位置精度を±5ｍｍと設定し、開発しました。精度を保ちながら、12m×12mを1スパンとし、一度の設定で連続した3スパンの広さを描画します。
主要諸元・線幅4ｍｍ
・文字サイズ5ｃｍ・描画範囲12m×12m
・使用インク水性顔料・重量48ｋｇ
・連続走行時間6時間・自己位置認識精度±5ｍｍ

ロボットを活用した作業

従来作業

吊り直し作業の減少によるCO2削減
施工情報の詳細描画により、作業員に自ら気付きを与える効果を期待しています。施工の優先順位や他設備との取り合い点など施工図に書き表せない情報や、伝え忘れを情報満載な地墨が補います。施工の手戻りを回避することは、材料破棄、再製作及び運搬回数を減少させ、CO2削減に貢献します。

施工図描画ロボット

経済性

手作業からロボット化へ

Economics
地墨が無い場合

地墨が有る場合

作業工数の削減
自動走行により、墨出し作業に要する人工を大幅に削減することができます。さらに、施工図を必要としないため、配管・ダクト工事の「図面確認・地墨出し」が不要となり、工数削減が期待できます。

作業工程
作業時間(s) 割合(％)
図面確認・地墨出し
734
14.02
天井スラブ墨出し271
5.19
アンカー・吊元段取り
1724
32.92
ダクト・配管・機器吊り込み
1224
23.38
材料加工
533
10.18
材料・工具段取り
750
14.32

無人の作業風景

従来の墨出しによる配管工事
このサンプルした作業においては、「図面確認・地墨出し」に掛かっている時間約14%が不要になります。

❔
作業の調整ミスによりダクトの吊り込みルートが遮られる、などのトラブルが発生します。

評価表

Environment＆ME Design Evaluation Criteria□評価項目に対する設計者のデザイン意図

□評価項目

01審美感
Ａ.感性軸（造形）
Form

02調和性
03独創性
04象徴性
05完成度

メンテナンスの容易性

06機能性
Ｂ.機能軸（技術）Technology

インク噴射方式を採用し、床面に非接触で描画することができるため、ペンを使用した場合に必要となるペン先交換作業が不要となります。
さらに、描画完了後にインク噴射ノズルを自動洗浄する機能を有しているため、使用後のメンテナンスが容易であり、またインク乾燥によるトラブルを防止することができます。

Ｃ.社会軸（環境）
Environment

07効率性
08利便性

☆
☆
☆

⼈⼒では実現が困難な「床⾯への施⼯図自動描画」を実現したロボット

自己位置認識精度±5ｍｍ☆

施⼯図作成作業、墨出し作業、配管ダクト吊り込み作業の⼯数削減自動⾛⾏により⾛⾏中は操作不要

19耐久性
20ＬＣＣ

○

衝突防⽌、落下防⽌機能を搭載

正確な位置情報、施⼯手順の明確化により作業の手戻りを防⽌し、資材の無駄を削減することでCO2排出量を抑制する

18維持管理○○複数の実現場に導入☆
☆

17ﾗﾝﾆﾝｸﾞｺｽﾄ＋１

点のプロットに留まらず、配管やダクトのルートや⽂字、記号を描画可能

11環境負荷14ﾕﾆﾊﾞｰｻﾙ性

優れてい 卓越してるいる

従来の墨出し作業で使われる⾊（緑、⻘、⿊）を表現できるため、従来⼯法との調和が取れる

設備業界初、配管ダクトルート、機器シンボル、⽂字情報など施⼯に必要な情報を描画し施⼯空間を創造する技術

13地域環境性

普通０☆

12資源消費□自己評価欄

視認性の良い明瞭な⽂字・記号を描画

10先導性

16ｲﾆｼｬﾙｺｽﾄ
Ｄ.経済軸（LCC）
Life Cycle Cost□特に重視したデザインの視点（従前のデザインに比較し、優れている部分、卓越している部分に関して具体的に記述してください。）

09安全性

15先進性

描画機構

ダクトと配管のルートを確保した施工を促します。

正確な位置情報、施⼯手順の明確化により作業の手戻りを防⽌し、資源の無駄使いを防⽌する○

近隣への騒⾳に配慮し、⾛⾏⾳声のON/OFF切り替え機能を搭載☆
☆

容易なリモコン操作で、誰でも操作が可能
機械化・ロボット化が進まない設備業界において、ロボット化を実現
施⼯図描画ロボットの開発費は、複数現場に導入することで回収可能☆

床⾯への施⼯図描画により、墨出し作業⼯数とともに配管・ダクト⼯数の削減が期待できる
各現場での使用後にメンテナンスが必要☆

描画機能にインク噴射⽅式を採用しているため、ペン先の交換等が不要

○

○
○
○○
○
○
○
○
○
○
○
○
○
○

インク噴射ノズルの自動洗浄機能を有しており、作業後のメンテナンスが容易描画された施⼯図は消えないため、改修⼯事にも使用することができる

＋２

○

小計

2222
11221201審美感
20ＬＣＣ

02調和性

19耐久性

03独創性

18維持管理04象徴性

17ｴﾈﾙｷﾞｰｺｽﾄ

05完成度

16ｲﾆｼｬﾙｺｽﾄ

06機能性

15先進性

07効率性

2212222021

第21回環境・設備デザイン賞 Environmental and Equipment Design Award 2022

14ﾕﾆﾊﾞｰｻﾙ性

08利便性

13地域環境性

09安全性

12資源消費

10先導性
11環境負荷