ＢＲＩ－Ｈ２０講演会テキスト

IC タグを活用した生産情報管理による建築物の信頼性の向上
材料研究グループ

目Ⅰ

はじめにⅡ試作したシステムの概要

中島 史郎

上席研究員

次

１）試作したシステムの種類
２）システムⅠの概要
３）システムⅡの概要
４）両システム特徴Ⅲ

試作したシステムの検証
１）システムⅠの検証
２）システムⅡの検証

Ⅳ

おわりに

文献

Ⅰ はじめに
建物の品質を確保するためには、建物の施工検査をしっかり状態になると、知りたい情報を知りたいときに入手することが困難になってくる（図 1 参照）。

行うことが大切である。また、建物の信頼性の向上を図るため資源を大切に使うためにも建物はできるだけ長く使うことがには、使用した建材の種類や施工検査の結果などの建物の生産肝要である。建物を長く、例えば 100 年間使おうとする場合、に関わる情報を、建物の所有者や建物の利用者に提供し、安心紙媒体では時間経過とともに情報が失われるして建物を購入したり使用したりできる環境を整備することが重要である。
INFO

INFOINFO

建設時か」、「どのような建て方をしたか」、「どのような検査を行ったINFO

INFO

INFO

建物を建てたときの情報、例えば、「どのような材料を使った現状時間経過後か」など生産情報の多くは、建物が建てられてから取り壊され将来るまでの間のある一定の時期に、ある所定の場所に存在する。

る。多くの場合、生産情報に関する資料は建物の設計や施工をいても、倉庫の奥底に仕舞い込まれ、時間の経過とともに一つ一つの資料を探し出すのが困難になることがある。このような

INFO

製造メーカ

INFO

施工会社B
INFO

INFO
INFO

INFO
INFO
INFO

処分されるものもある。また、永久に保存されている資料につINFOを記録した資料の中には、決められた保存期間が過ぎたあとにINFO行う限られた関係者によって管理されている。一方、生産情報

先端的な媒体情報通信技術情報の電子化

INFO

INFO

施工会社A

INFO

る生産情報を束ねた資料は、幅 10cm のファイル何十冊分にもなINFO

このような生産情報の量は膨大であり、例えばビル１棟に関す検査会社

INFO
INFO

必要なときに必要な場所で情報が入手

情報の利用者

建物に対する信頼性の向上

図 1 情報管理の現状と将来像

建物の所有者や管理者が変わることもある。新しい建物の所有者や管理者にとって、その建物がいつどのように建てられ、どのような経歴を持っているかを知っておくことは、建物を安心して使い、適切にメンテナンスを行って、長く使っていく上で重要になる。しかしながら、建物の生産に関する情報は前述のとおり膨大であり、その中から欲しい情報を探し出すのには膨大な手間を要する。
コンピュータの性能が飛躍的に向上したことや簡単に使える情報ネットワークが広く整備されたことによって、膨大な情報の中から欲しい情報を瞬時に検索して見ることができる技術基盤が整備されてきている。このような技術を建物の生産情報の管理に活用すれば、建物についても知りたい情報を必要なときにいつでも簡単に検索して入手できるようになる可能性がある。

使用した IC タグ図 2 躯体の接合部付近に貼られた IC タグ（注）矢印で示した部分に IC タグが貼られている。枠内の写真は使用した IC タグ（直径 30mm、厚さ 3mm）。

コンピュータ上で情報を管理するためには、紙媒体に記録された情報を、検索しやすい電子データに変換する必要がある。

位置情報

DB
検収結果

しかしながら、アナログデータのデジタル化には膨大な手間と費用を要する。近年、携帯電話のように場所を選ばずに情報通検査項目

DB
検査者 DB

DB信が行える携帯情報端末が普及したことによって、生産現場から直接、生産情報に関する電子データを遅滞なく、情報を管理

検査結果
部材情報

DB

DBするコンピュータに送ることができる環境が整備されてきてい図 3 データベースの構造る。このような媒体を活用することによって、手間をかけずにして、施工検査を行うシステムである。図 2 に IC

生産情報を電子化し、記録することが可能になっている。
建築研究所では、生産情報の管理におけるコンピュータ、携タグを貼った様子と、IC タグの写真を示す。施工

帯電話などの携帯情報端末の利用について検討している。また、検査の結果は、部材に貼った一つ一つの IC タグの施工現場で生産情報を効率的かつ系統的に記録するための支援

ID と紐付けされてコンピュータに保存される。

媒体として、IC タグの有効活用の方法について検討している 1-3)。

システムⅡ：システムⅡは、建物のエリアごと、検査項目ごとさらに、建物の所有者や管理者がコンピュータに保存された生に１つの IC タグを用意し、この IC タグを利用し産情報にアクセスするための「鍵」として、IC タグの活用の可て、施工検査を行うシステムである。施工検査の能性について検討している。以下、その概要)について紹介する。

結果は、建物のエリアと検査項目を代表する IC タ
グのID と紐付けされてコンピュータに保存される。

Ⅱ 試作したシステムの概要
１）試作したシステムの種類
建物の構造躯体について施工者が自主的に行う検査の結果を、

２）システムⅠの概要
システムⅠの概要を以下に示す。

建物の生産情報の一部として効率的に記録するためのシステム①施工検査の実施

を、IC タグ、携帯情報端末を用いて試作した。試作したシステ

・個々の接合部について必要な検査内容を記録したデータベ

ムは２種類であり、それぞれ IC タグの活用方法が異なる。各シース（以下、「施工検査データベース」と呼ぶ）を作成する。

ステムの概要は以下の通りである。

図 3 にデータベースの構造を示す。

システムⅠ：システムⅠは、建物を構成する一つ一つの部材の接合部付近に IC タグを貼り、この IC タグを利用

・検査者は、検査者 ID が納められた IC タグを読み、検査者の認証を行う。図 4 に検査者の認証画面を示す。

図 4 検査者認証画面

図 5 検査項目表示画面

図 6 写真撮影画面

・ 接合部に貼った IC タグを読み、接合部の ID を取得する。
・ 携帯情報端末の画面上に ID と紐付けされた検査項目が表面を示す。
・示される。図 5 に検査項目が表示された画面を示す。
・・

表示内容に誤りがなければ、「保存」ボタンにタッチして、検査結果を記録する。

検査者は、図 5 の画面に表示された検査項目に沿って検査②施工検査の記録を行い、検査結果を入力する。

・

施工検査の結果は、IC タグの ID、検査者の ID、検査日時「写真」のボタンにタッチすると、携帯情報端末の写真撮とともに、無線通信によりコンピュータ内の施工検査デー影機能が立ち上がるので、検査者は検査結果を担保する写タベースに記録される。

真を撮影する。図 6 に写真撮影画面を示す。
・

図 7 検査結果確認画面

・図 8 にコンピュータに記録される検査データの例を示す。

検査結果を入力し、写真を撮影すると、全ての検査結果が検査データは、工事名、IC タグの ID、検査項目 1～3、検一つの画面上に表示される。図 7 に検査結果を表示した画

査結果 1～3、画像ファイル名、検査者 ID、検査者氏名、検●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●●●● ●●●

図 8 コンピュータに記録されるデータ●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●

●●●図 9 検査情報検索画面

図 10 検査結果表示画面

図 11 製造情報検索画面

査者所属、検査者連絡先、検査日時の各項目から構成され●●

図 12 製造情報表示画面

報を簡単に閲覧できるようにする必要がある。

る。
③施工検査の検索・閲覧・・

記録した検査記録の閲覧は、コンピュータ内のデータベー

３）システムⅡの概要システムⅡの概要を以下に示す。

スにアクセスして行う。

①施工検査

データベースへのアクセスの方法は、建物施工時と建物竣・工後で異なる。

IC タグに記録する。例えば、１階部分の配筋検査に対して＜建物施工時＞
・・

建物施工時には、部材の接合部に貼ってある IC タグの ID

・一つの IC タグを作成する。
・

この IC タグを工事中の建物の適切な場所に設置する。例えを手がかりに、必要な情報を入手する。

ば、１階部分の配筋検査を代表する IC タグは、１階の特定IC タグを読み、ID を取得すると、携帯情報端末の画面上にの場所に設置する（図 13 参照）。

この ID と紐付けされている検査データの項目（日付）が表・建物のエリアと検査項目の組み合わせごとに ID を作成し、・建物の適切な場所に設置した IC タグの ID を、携帯情報端示される（図 9 参照）。

末を使って読むことにより、検査エリアが特定される。携「情報表示」ボタンを押すと、記録された検査結果が表示

帯情報端末の画面上には、特定したエリアの図面が表示さされる（図 10 参照）。

れる。例えば、１階の平面図が表示される（図 14 参照）。

部材の製造情報も部材に貼った IC タグの ID と紐付けして・査箇所を選択する。

データベース上に記録できる。
・ 部材に貼った IC タグを読み、ID を取得すると、携帯情報端末の画面上に、この ID と紐付けされた製造情報の項目が検査者は、携帯情報端末に表示された図面上において、検・IC タグの ID を読んだ時点で、検査項目も特定されているので、携帯情報端末の画面上に行うべき検査内容が表示さ表示される（図 11 参照）。
・

閲覧したい項目を選択し、「情報表示」ボタンを押すと、関連する情報が表示される（図 12 参照）。

＜建物竣工後＞・

建物竣工後は、遮蔽物や IC タグの寿命などにより IC タグが読めなくなるので、3D-CAD などで建物を表現し、3D-CAD 上に表示される個々の部材と検査データ、並びに部材製造データを紐付けするなどの方法により、必要な情図 13 工事期間中所定の場所に設置された IC タグ（注）1 階の配筋検査を代表する IC タグが仮設足場に設置されている。

階の溶接検査を代表する IC タグなどができる。
・

建物施工時には、IC タグを現場の所定の場所に設置し、必要なときに IC タグが読めるようにする。

・

建物竣工後には、IC タグを張り替える。例えば、IC タグが代表する階のエレベータ脇などに張り直す。また、全てのIC タグを一つのファイルに納めて建物の所定の場所に保管することもできる。

・

検査結果を閲覧する際には、閲覧する部位と検査項目を代表する IC タグを読み、ID を取得する。

図 14 画面上に表示された平面図（注）図中の赤い四角が検査箇所を示す。赤い四角をクリック
すると検査結果入力画面（図 15）が表示される。

・

取得した ID を手がかりに、記録した情報を引き出す。

・システムⅡでは、IC タグは常に露出した状態にあるので、媒体が陳腐化する前に、同じ ID を記録した新しい媒体に置き換えることができる。

れる（図 15 参照）。
・

検査者は、表示された検査内容に沿って検査を行い、検査結果を入力するとともに、検査結果を担保する画像を撮影

・

４）両システム特徴
システムⅠは、IC タグを多用するシステムである。このためする。

IC タグの準備や設置など、検査前に仕込まなければならない作検査結果が表示される（図 16 参照）。誤りがなければ「記業が多い。逆に検査時の手間は軽減される。このシステムでは録」ボタンをクリックし、検査結果を保存する。

IC タグは検査を行う部位を特定するための道具として利用され②検査結果の記録ている。同システムは、鋼構造の躯体や木造軸組構法の躯体の・施工検査の結果は、IC タグのID、検査を行った担当者のID、ように柱や梁などの部材を現場で組み立てる工法には適用しや検査日時とともに、無線通信によりコンピュータ内の施工すい。

検査データベースに記録され、検査履歴となる。

鋼構造を構成する一つ一つの部材は、一般に「合い番」とい③検査記録の閲覧う記号で識別されており、「合い番」が建物内での個々の部材の・検査部位と検査項目の組み合わせごとに IC タグが１枚ず位置を表している。同様に木造軸組構法の躯体材には「番付け」つできる。例えば、１階の配筋検査を代表する IC タグや 2という記号が記載されており、この「番付け」が個々の部材の図 15 検査結果入力画面（注）表示されている仕様と実際の施工が合っているかどうかを確認し、合否の入力を行う。

図 16 検査結果確認画面（注）検査の入力結果を確認し、間違いがなければ、「記録」ボタンをクリックし、データを保存する。

建物内での位置を表している。個々の部材の建物内で設置位置が予め決まっている工法では、部材に貼った IC タグを、検査位置を特定する道具として利用することができる。

ICタグ
リーダ・ライタ

一方、システムⅡは、IC タグを多く使わないシステムである。
IC タグを利用するのは、検査部位と検査項目を特定するときだけであり、細かい検査箇所については携帯情報端末上で人が入力するシステムである。IC タグを多く使わないので、検査前の仕込み手間が少なくて済むという利点がある一方、現場検査時には携帯情報端末のディスプレー上で比較的多くの入力作業を行わなければならないという欠点もある。同システムは、現場で部材を組み立てる鉄筋コンクリートの躯体検査や任意の箇所を検査しなければならない仕上げ検査などに有効であると考えられる。

Ⅲ 試作したシステムの検証
１）システムⅠの検証①概要
システムⅠは、社団法人日本鋼構造協会との共同研究により実施した。図 17 にシステムⅠの使い勝手を検証した建物の写真を示す。建物は長辺 22.5m×短辺 17.6m、高さ 15.5m の鋼構造躯体であり、現場で施工するほとんどの接合部はボルト接合になっている。このボルト接合部の検査において、試作したシステムⅠの検証を行った。
検証実験では、図 18 に示す PDA（携帯情報端末）と携帯電話の２種類の媒体に対してシステムを作成し、両媒体の使い勝手を確認した。両媒体の特徴について以下に記述する。
PDA（携帯情報端末）のシステムは、市販品で構成されている。システムを構築するのに必要な機器を購入するための費用

図 18 実験で使用した IC タグを読む機能を付けたPDA（左）と携帯電話（右）は概ね 12 万円から 13 万円程度であった。同システムでは、無線 LAN によりコンピュータとのデータの送受信を行うので、施工現場には無線 LAN 環境を整備しなければならない。
携帯電話のシステムは、市販品の携帯電話と共同研究相手である日本電気株式会社が独自に試作した IC タグ・リーダ・ライタを組み合わせたものである。同システムは、携帯電話の通信網を利用してコンピュータとのデータの送受信を行うので、施工現場に新たな通信環境を整備しなくても良いという利点がある。
検証実験の項目は概ね以下の通りである。
Ａ．IC タグ貼付位置の検討
Ｂ．IC タグ貼付作業指示書の作成と IC タグの貼付
Ｃ．部材の出荷納品確認
Ｄ．接合部の施工検査
Ｅ．検査記録の確認
以下、項目ごとに検証実験の内容について記述する。
②IC タグの貼付位置の検討
前述のように、個々の部材にある一つの接合部に対して、一つの IC タグを貼ることとした。IC タグの設置手間を軽減するために、一つの部材に対して、一つの IC タグを貼ることも検討したが、IC タグを読むための移動などによる検査時の手間をできるだけ少なくするために、各接合部に 1 枚ずつ IC タグを貼ることとした。
③IC タグ貼付作業指示書の作成と IC タグの貼付

図 17 システムⅠを検証した建物

IC タグを部材の所定の場所に間違いなく貼るために、約 1000

ページからなる IC タグ貼付作業指示書を作成した。作業指示書

材をファブ（部材加工工場）から現場に搬入し、組み立てるまは、部材のどの位置にどの IC タグを貼るかを示した資料となっでの間に剥がれたり、壊れたりした IC タグの数は 11 個であっている。この作業指示書をもとにファブ（部材加工工場）の担た。なお、IC タグの全貼付枚数は 2614 枚であった。

当者と研究担当者が約 2600 箇所の接合部に IC タグを貼った。

④部材の出荷納品確認

図 19 に IC タグを貼っている様子を示す。IC タグの貼付作業に部材の接合部に貼った IC タグは、ファブ（部材加工工場）かは、約 23 人日（約 4 人の作業者が約 6 日間作業）を要した。部らの出荷確認と施工現場での納品確認に利用した。図 20 に出荷確認を行っている様子、図 21 に納品確認を行っている様子をそれぞれ示す。出荷確認と納品確認では、部材に貼った IC タグを読むという簡単な操作で、業務を行うことができた。一つの部材の納品確認に要した時間は概ね 2,3 秒程度であった。
図22 に示すように鋼材が重ね積みされている状態での納品確認において、IC タグの有効性が確認できた。検証実験では重ね積みした状態で鋼材の納品確認を行う場面があったが、このような状態であっても、鋼材どうしの隙間にリーダ・ライタを挿入して、IC タグを読むことができた。バーコードや QR コードのように図柄を識別する媒体では、図柄がはっきりと見える場所にバーコード等を貼っておく必要があり、重ね積みされた状

図 19 IC タグの貼り付け作業の様子態では読めなくなる可能性がある。検証実験では重ね積みされた部材に貼ってある IC タグの全てを読むことができた。
⑤接合部の施工検査
ボルト接合部の検査を試作したシステムを用いて行った。図23 に検査の様子を示す。検査は、携帯情報端末の使用方法についての説明を受けた現場の検査担当者が行った。全接合部の検査を実施するのに、約 4 人日（1 人が約 4 日間検査）を要した。
検査に 4 日間を要した理由の一つは、一つ一つの接合部の写真撮影を行ったことにある。１つの接合部の検査に要する時間のうちの約 8 割は写真撮影に費やされていた。携帯情報端末における写真撮影機能の向上、撮影箇所の絞り込みなど、今後検討

図 20 出荷確認作業の様子しなければならない課題が残る。なお、検査実施中も検査担当

IC タグは鋼材の裏面に貼られている
図 21 納品確認作業の様子

図 22 トラックに荷積みされた鋼材

図 24 IC タグを読んでいる様子（注）携帯情報端末を IC タグにかざして、IC タグの ID を読み取り、必要な情報をコンピュータから入手する。

図 23 検査風景（注）高所にて IC タグを読んでいる様子。

12/18 13:00

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外郭 YA1通り

外郭 YA1通り
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検査箇所

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検査済み：ＯＫ

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更新

111 1121091071035064636251526553

検査済み：ＮＧ

図 25 検査の進捗状況に表示者から使用感と要望を聞き、改良点を洗い出し、システムの改良を行っている。

施工現場で、出荷納品記録、検査記録などの情報を、携帯情報端末を用いて確認した。具体的な手順は、各部材の接合部に一方、出荷納品確認と同様に、検査時においても IC タグの利貼った IC タグを読み、携帯情報端末の画面上に必要な情報を表便性が確認できた。IC タグはリーダ・ライタが届きさえすれば、示させるというものである。図 24 に IC タグを読んでいる様子読むことができるので、無理な体勢を取らなくても読むことがを示す。IC タグを読み、ID を取得することによって、必要な情できる。高所での検査など危険を伴う環境下において、無理な報が簡単に得られるので、煩雑な作業現場で、検索手間をかけ体勢を取らなくて良いことは、検査効率と安全性の向上につなずに必要な情報を入手できるという利点がある。

がるものと考えられる。

一方、検査結果は、検査を行うと同時に、コンピュータのデ検証実験では、施工不良箇所を見つけることもできた。ボルータベースに記録されるので、施工現場から離れた場所からもトの締め忘れを 1 カ所確認し、手直しを行っている。施工状態

検査の進捗状況を確認することができる、検証実験では、検査をきちんと確認することが品質の良い建物を供給する一助になの進捗状況を工事現場の事務所のパソコン上に表示させ、検査ることが改めて確認できた。

担当者とともに検査済みの箇所の確認作業に利用した。図 25 に

⑥検査記録の確認

検査の進捗状況を表示したパソコンの画面を示す。時間経過と54

ともに検査済み箇所が増えていることが確認できる。
⑦検証実験についての考察向上に貢献できる可能性があることが確認できた。
一方、建築物の生産は、家電製品など工業製品の生産とは異検証実験の結果から、IC タグを活用した検査システムでは、なり、単品生産、現場生産であるので、IC タグなどの先端媒体IC タグの部材への貼付作業、基本データの作成など、現場で検の導入に際しては、その活用方法を十分に検討する必要がある

査を行う前に行うべき作業が増える。一方、工場での出荷確認ことも実感された。IC タグや携帯情報端末は、手段であり目的作業、現場での納品確認作業など、IC タグを活用することによではない。目的である「建築物の信頼性の向上」に、手段であって作業時間を軽減できる。接合部の検査については、接合部る「IC タグ」がどのように活かされるか、様々な視点から今後の写真を全て撮るなど従来の検査よりも細かく検査を実施しても検討する予定である。IC タグや携帯電話などの新しい媒体が、いるため、検査に要した時間は、従来の検査よりも長くなった。

建物の品質管理という地道な分野に、新しい展開をもたらしてただし、従来の方法で、今回行ったのと同じ精度の検査を行っくれることを期待しており、本研究の成果がその一助になればた場合には、さらに多くに時間を要すると考えられ、IC タグを幸いである。

利用した検査システムにより検査の効率化がはかれるものと考えられる。

文献１） 中島史郎，中川貴文，根本かおり，古賀純子：RFID を活用した建２）システムⅡの検証

物履歴情報管理手法の開発－システムの概要と改修工事における適用事例－，日本建築学会技術報告集．第 14 巻 第 27 号，p17-20．

システムⅡに対する予備的な検証実験を、約 10m2 の鉄筋コン

２） 中島史郎 他：RFID を活用した建築履歴情報の管理手法に関するクリート造の試験建物を用いて行った（図 26 参照）。この検証研究（その１）構造躯体の施工履歴の記録・検索への RFID 活用，実験の結果を反映し、システムの枠組を作成しており、現在、

日本建築学会大会学術講演梗概集，材料施工，pp331-332，2008.9．
３） 中島史郎，中川貴文，根本かおり，杉山央，古賀純子：構造躯体のPDA（携帯情報端末）を媒体とするシステムを作成している。

検査情報の記録・検索への IC タグの活用，日本建築学会技術報告

今後、共同研究相手のゼネコンの実施工現場においてシステム集．第 15 巻 第 29 号，p31-35．の再検証を行う予定である。

図 26 システムⅡの検証実験に用いた試験建物

Ⅳ おわりにIC タグ、携帯情報端末、携帯電話などの新しい媒体を活用して、建築物の施工検査を行い検査結果を記録するシステムを試作した。また、試作したシステムを、実施工現場において試行し、その有効性について検証した。一連の検証実験の結果から、IC タグなどの先端的な媒体が、建物の検査業務の効率化や精度