奥村組技術研究年報 No.49

2023 年 9 月

コンクリート打設統合管理システムの開発と現場適用
Development of a Concrete Placement Management System
and Use at a Construction Site
廣中哲也 ＊
要齋藤隆弘 ＊ ＊今泉克彦 ＊ ＊高尾篤志 ＊ ＊ ＊旨コンクリート構造物の品質管理の適正化および打設管理業務の効率化を目的に、レディーミクス
トコンクリート工場、打設場所および現場事務所等のあらゆる場所において、コンクリートの打設計画から出荷・運搬、打込み・打重ね作業までの施工情報を、CIM モデル、モニタリング技術およびクラウドにより管理できるコンクリート打設統合管理システムを開発した。本システムの適用により、コンクリート工事における運搬、打込み・打重ねに関する品質の確保と、打設計画の立案、運搬・打込み・打重ねに関する時間管理および書類作成等の打設管理業務の効率化が実現され、あわせて一連の施工情報の電子化によるトレーサビリティへの展開が可能となった。
キーワード：CIM、モニタリング技術、クラウド、運行管理、打設管理

１．まえがきリートの運搬・打込み・打重ね等の情報を付与したモデル（以下、CIM モデル）
、モニタリング技術およびクラコンクリート構造物の品質を確保するために、施工管ウドの活用により、計画から施工までのあらゆる情報を理者は、打設計画の立案や、施工時のコンクリートの出リアルタイムに共有するとともに見える化して一元管理

荷・運搬情報とその時間経過、下層のコンクリートに上するコンクリート打設統合管理システムを開発した。本層のコンクリートを打ち込むまでの打重ね時間間隔等の報では、コンクリート打設統合管理システムの概要およ情報を収集、分析し、適切に管理する必要があり、多くび同システムの現場適用結果について述べる。の時間と労力を費やしている。そのため、施工情報を連続的に共有し、早期に施工にフィードバックすることに

２．コンクリート打設統合管理システムの概要と特徴

より、適正な品質管理を実現すること、および打設管理業務を低減することが望まれている。

2.1 システムの概要

そこで、コンクリート構造物の品質管理の適正化およ

図－１にコンクリート打設統合管理システムの概要をび打設管理業務の効率化を目的に、3D モデルにコンク示す。本システムは、打設・運行計画、運行管理および

図－１ コンクリート打設統合管理システムの概要
＊

技術本部技術研究所＊＊

技術本部技術研究所土木研究グループ- 29 -＊＊＊

ＩＣＴ統括センターイノベーション部

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2023 年 9 月

打設管理の 3 つの機能から構成され、将来の発展性、汎用性を考慮した自由度の高いシステムとするため、クラウド上のコア機能を有する打設統合管理サーバと必要機能を有する外部クラウドを組み合わせた。また、CIMモデル、モニタリング技術およびクラウドを活用したネットワークを構築し、レディーミクストコンクリート工場（以下、生コン工場）、打設場所、現場事務所等でb.分割の自動作成計画から施工までの情報をリアルタイムに共有するとともに見える化して一元管理するシステムとした。外部ク
ラウドとして、3D モデル機能、OCR 光学的文字認識機
能および AI 車番認識機能を、通信端末として、スマートフォン、タブレットおよび PC を使用している。
2.2 打設・運行計画機能

a.ブロック分割の条件設定

打設・運行計画機能は、3D モデルを用いてコンク

図－２ 3D モデルのブロック分割例

リートの打込み位置を水平方向と鉛直方向に分割（以下、ブロック分割）した図の作成、打設条件設定や下層のコンクリートを打ち込んでから下層のコンクリートが固ま打設支援：○○○○○改修工事 本体 A 工区 打設箇所-1

り始める前に上層のコンクリートを打ち重ねることで、下層と上層の一体性を保つことができる時間間隔 1)（以下、打重ね時間）の照査等の打設計画の作成を管理している。また、コンクリートの配合、総出荷台数や時間あたりの出荷台数等の運行計画の作成も管理している。以a.打込み順序入力

下に打設・運行計画機能の特徴を示す。
図－２に 3D モデルのブロック分割例を示す。3D
CAD ソフトの追加機能により、水平・鉛直方向の分割条件を入力することで、各ブロック接点の 3 次元座標からなるブロック分割の 3D CAD データが作成される。次に、この 3D CAD データを打設統合管理サーバに登録することで、3D モデルクラウドサービスを利用して、3Dモデルが自動作成される。これにより、3D モデルが 3b.打重ね時間マップ

次元座標を持つブロックで管理でき、一連の計画業務を

図－３ 打込み順序の入力と打重ね時間の照査例短時間で行える。
図－３に打込み順序の入力と打重ね時間の照査例を示す。打設量、打設速度、ブロック分割番号、打込み順序等の打設計画条件の入力により、打重ね時間表、平面と立体図の打重ね時間マップが自動作成される。これらを確認することで、計画の修正が容易かつ確実となり、最適な打設計画の立案を可能にした。
2.3 運行管理機能
運行管理機能は、コンクリートの種類、出荷時刻、トラックアジテータ（以下、アジテータ車）の車番や積載量等のコンクリート納入書（以下、生コン伝票）、受入れ場所のコンクリートの荷卸し開始・終了時刻等の情報を管理している。以下に運行管理機能の特徴を示す。
図－４に OCR クラウドサービスを利用した生コン伝票情報の読み込み例を示す。生コン伝票の初期登録として、通信端末カメラで読み取った生コン伝票の画像データに検出範囲を指定する。これにより、生コン工場でのa.生コン伝票読み込み位置指定

b.結果確認画面

図－４ ＯＣＲによる生コン伝票情報の読み込み例

コンクリート出荷時に、通信端末カメラで生コン伝票を- 30 -

奥村組技術研究年報 No.49

読み取るごとに、情報が文字コードに電子化され、打設2023 年 9 月

つくば○○○

統合管理サーバに登録、共有化される。

BOX 内の機器受入れ場所の荷卸し開始・終了時刻の検出には、使用機器の故障、システム不具合、操作ミスなどに対する保受入れ場所(アジテータ車後面)守性、信頼性を向上するために、「タブレット画面上の開始・終了ボタンをタップする単純な方法」と、「タッネットワークカメラプ忘れの人為的ミスを排除できる AI 処理による車番認識方法」の 2 種類の方法を併用した。図－５にネットワークカメラ映像の AI 処理によるアジテータ車の車番認識機能の構成を示す。AI クラウドサービスを利用して、現地でネットワークカメラ映像を AI 処理できる AI処理端末（以下、AI エッジ PC）を用いて、受入れ場所AI 車番認識
クラウドでの荷卸し時のアジテータ車の後面の車番と時刻を一定の間隔で検出している。検出した車番の有無と時刻のデータをもとに、打設統合管理サーバにて、コンクリー

図－５ 映像による AI 車番認識機能の構成

トの荷卸し開始・終了時刻が算出され、登録、共有化される。なお、通信環境が悪い建設現場でも AI 処理を有打設支援：○○○○○改修工事 本体 A 工区 打設箇所-1

効に利用するため、クラウド AI に比べて、送信する運搬警告：（89)77 分、（567）76 分データ量を少なく抑えられる AI エッジ PC を使用した。

b.運搬･打込み時間の警告バナー

図－６にタブレットの運行管理画面例を示す。既開発の 2D モデル版の画面表示と同様に 2)、打設統合管理
サーバに登録された生コン伝票およびコンクリート荷卸し開始・終了時刻等の情報から、コンクリートの運搬の進捗情報（出荷済み、運搬中、荷卸し中、荷卸し終了等）を通信端末の画面上に数値、色分け表示および警告バナー・メール通知等で見える化してリアルタイムに表示する。運搬情報を生コン工場と打設現場の両方で視覚的に確認することにより、コンクリートの出荷調整が容易になったため、アジテータ車の待機時間が短縮され、コa.運搬進捗の数値･色分け表示

ンクリートの経時変化による品質低下を防止できる。また、コンクリートの運搬時間と打込み時間を自動計算し

図－６ タブレットの運行管理画面例て見える化することで、時間管理を確実に行えるため、
JIS 規格等の規定時間の超過を防止できる 1), 3)。さらに、
打設支援：○○○○○改修工事 本体 A 工区 打設箇所-1

打設場所ごとに、生コン伝票の情報、運搬時刻および打b.ブロック分割の変更込み時刻等の運行情報が打設統合管理サーバに登録、電層変更
ボタン子化されることで、運行実績等の書類作成が容易になる。
2.4 打設管理機能
打設管理機能は、打設計画、コンクリート打込み位

a.運搬進捗の数値･色分け表示

置・順序と時刻の打込み状況および打重ね時間の情報を管理している。以下に打設管理機能の特徴を示す。

【打重ね時間】
0～60 分
60～90 分90～120 分
120～150 分

図－７にタブレットの打設管理画面例を示す。図－７a.に示すように、打設統合管理サーバに登録された打設・運行計画と、タブレット画面上で打設指揮者による各ブロックの打込み開始・終了の位置指定の情報によりコンクリート打込み後からの経過時間を自動計算して平面と立体図で色分け表示することができる。煩雑な打重ね時間の計算を自動化し、視覚的に確認することにより、打重ね時間の管理を確実に行えるため、土木学会コンク【時間当り荷卸量】 【累計荷卸量】【３Ｄ表示】

図－７ タブレットの打設管理画面例

リート標準示方書施工編（以下、示方書）の許容打重ね- 31 -打設中
打設済
未打設
中断中

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2023 年 9 月

時間間隔（以下、制限時間）を遵守し、コンクリートの打重ね時間表、平面と立体図の打重ね時間マップにて、コールドジョイントを防止できる 3)。また、図－７b.に打重ね時間の照査、打込み順序やブロック分割の変更を示すようにコンクリート打設中に計画変更が生じた場合行った。

でも、層分割の厚さを入力するだけで、3D モデル機能

図－10 に幅 12.4m、長さ 13.0m および高さ 1.5m の打クラウドによりブロック分割の変更を自動作成後、打設設場所を 1 層の厚さ 0.5m の 3 層で打ち重ねる打設計画

統合管理サーバにより打重ね層厚・層数および打込み順の PC 表示画面を示す。水平方向にコンクリートを打ち序を自動作成することで、計画変更が容易になる。これ

込む「層打ち」では示方書の制限時間（気温 25℃未満

ら一連の機能と操作により、打設管理業務を効率的に行
表－１ 適用対象の概要える。そのうえ、打設場所ごとに計画から打設・運行実

適用対象
施工期間
構造物諸元

績の施工情報が打設統合管理サーバに電子化されることで、書類作成業務の効率化や施工情報のトレーサビリ

打設概要

ティによる維持管理業務への活用が可能になる。

打込み方法

３．適用事例コンクリート堰堤
2022 年 4 月～2023 年 3 月
堤長 74.5m、堤高 17.9m、堤体積 約 7,200m3
リフト高さ 1.5m(標準)、打設回数 60 回
1 回あたり打設量 50～170m3、打設速度 16～20m3/h
コンクリートホッパによる打込み・つり上げ重量 100t ラフテレーンクレーン１台
・コンクリートホッパ２基
堤長 74,500

3.1 適用概要
表－１に本システムを適用したコンクリート堰堤の概11,5008,200

15,00013,50013,00013,300A ﾌﾞﾛｯｸ

BﾌﾞﾛｯｸC ﾌﾞﾛｯｸ

D ﾌﾞﾛｯｸ

E ﾌﾞﾛｯｸ

F ﾌﾞﾛｯｸ

2,320
堤高 17,900

要、図－８にコンクリート堰堤の概要図を示す。施工期
間は 2022 年 4 月から 2023 年 3 月とし、堤体積 7,200m3、堤長 74.5m、堤高 17.9m のコンクリート堰堤を適用対象とした。打設場所 1 回あたりのコンクリートの高さ（リ（単位:mm）

12,425

フト高さ）を標準 1.5m、水平方向に 6 ブロック 8.2～
正面図

3、打設速度 16～13.5m、1 回あたりの打設量 50～170m

断面図

図－８ コンクリート堰堤の概要図

20m3/h として、総打設回数 60 回にて施工した。コンク
リートの打込みは、コンクリートの受入れ場所と打設場所の高低差が大きいことや、打設場所ごとに打込みの移動範囲が広いことを考慮して、いずれにも対応できる、つり上げ重量 100t ラフテレーンクレーン 1 台と、容量2m3 コンクリートホッパ 2 基を組み合わせて行った。
今回の適用システムは、図－１に示したコンクリート打設統合管理システムの中で AI 車番認識機能以外とし、運行管理機能の受入れ場所でのコンクリートの荷卸し開始・終了の検出と登録については、タブレット画面をタップする方法を使用した。

図－９ システム使用機器

図－９にシステムの使用機器の概要を示す。すべてのデータを打設統合管理サーバに一元化し、打設・運行計画機能では、現場事務所に打設・運行計画管理用の PC端末を設けた。また、運行管理機能では、生コン工場出荷用と受入れ場所荷卸し用のタブレット端末を、打設管理機能では、打設指揮用のタブレット端末を使用した。
3.2 適用結果
ａ．打設・運行計画

a.層打ち(制限時間超過)

打設・運行計画の手順として、3D CAD 機能により打【打重ね時間】
0～59 分
60～89 分90～119 分
120～134 分
135～149 分
150 分経過

設場所ごとに層・ブロック分割の自動作成を行い、打設統合管理サーバにデータをアップロードした。その後、打設・運行計画機能により、打設情報（打設日時、打設場所、打設量、打設速度、コンリート配合種類等）、出b.たわら打ち(制限時間以内)

荷情報（アジテータ車の出荷台数、積載量、出荷速度等）の計画条件および打込み順序を入力し、自動作成された

図－10 打重ね時間計画の PC 画面- 32 -

奥村組技術研究年報 No.49

で 150 分以内の場合）を超過するため 1)、階段状の順序

2023 年 9 月

a.生コン工場でコンクリートを打ち込む「たわら打ち」に変更するこ

奥村組〇〇〇工事所
コンクリート堰堤
D-7L 打設箇所 01㈱○〇〇生○〇〇工場とにより、打重ね時間を短縮し、制限時間内での打重ねとなるように計画した。これにより、1 回の打設面積が比較的広く、制限時間の確保が困難な場合には、コールドジョイントの発生のリスクを低減するため、たわら打株式会社奥村組

ちでコンクリートを打ち込むことが有効であることがわ

コンクリート堰堤築造工事

２０２２年６月３日

かる。また、打設・運行計画機能を使用することで、打設場所ごとの計画作成時間が、従来の平面図と表計算ソ

０６３７

フトを組み合わせた方法の 2 時間程度に比べて、1/4 の６30 分程度に短縮できた。

21-5-40BB

4.00

ｂ．運行管理図－11 に生コン工場での OCR 文字認識機能による生コン伝票の読み取り状況、写真－１にコンクリート受入
b.伝票読み取りれ場所および荷卸し開始・終了のタブレット画面を示す。
生コン工場の出荷担当者は、コンクリート出荷時にタブc.読み取り結果

図－11 OCR による生コン伝票の読み取り状況

レットのカメラ機能で各アジテータ車の生コン伝票を撮影する。受入れ場所のアジテータ車の運転手は、荷卸し開始時と荷卸し終了時にタブレット画面の開始・終了ボタンをタップする。これにより、コンクリートの配合、出荷時刻、アジテータ車番、積載量、出荷台数や受入れ場所での荷卸し開始と終了時刻等の出荷・荷卸し情報が打設統合管理サーバに登録、共有化される。
図－12 に生コン工場の出荷担当者と打設場所の打設指揮者のタブレットの運行管理画面を示す。運搬中、打b.荷卸し開始･終了ボタン画面

設中（荷卸し開始）および打設済み（荷卸し終了）等のアジテータ車の進捗状況や、コンクリートの運搬および打込みの経過時間を、生コン工場と打設場所の両方のタブレット画面上で、数値と色分け表示により視覚的に確認できた。これにより、コンクリートの出荷調整を適切a.受入れ場所:タブレット設置かつ円滑に行えたため、アジテータ車の現場待機時間が写真－１ 受入れ場所と荷卸し開始・終了画面減少した。また、アジテータ車の運搬および打込み時間管理についても、JIS 規格等の規定時間の合否判定を短時間で確実に行うことができた。運行管理機能を使用す

打設支援：○○○工事所 コンクリート堰堤 D-7L 打設箇所-1ることで、従来の生コン伝票の内容確認作業と経過時間の計算作業が不要となったため、出荷調整、運搬および打込み時間管理業務の効率化が図れた。
ｃ．打設管理図－13 に打設管理状況および打設指揮者のタブレッ
トの打設管理画面を示す。打設指揮者は、打込み位置のd.生コン伝票表示

各ブロックの打込み開始時と終了時に、タブレット画面の該当ブロックをタップする。これにより、各ブロックの打込み開始・終了時刻等の打込み情報が打設統合管理
サーバに登録、共有化される。各ブロックの打込み後の経過時間が数値と色分け表示されるため、制限時間内でのコンクリートの打重ね時間管理が容易となり、コンクリートのコールドジョイントの発生リスクを低減したこ
a.運搬状況とで、硬化品質の確保ができた。打設管理機能を使用することで、従来の経過時間の計測、計画表の記入と計算

b.運搬･打込み時間

c.打設
ﾌﾞﾛｯｸ No.

図－12 生コン工場・打設場所の運行管理画面- 33 -奥村組技術研究年報 No.49

コンクリート打設報告書【基本情報】 【打重ねマップ】【運搬・打込み実績】

打設支援：○○○工事所 コンクリート堰堤【打重ね時間】
0～59 分
60～89 分90～119 分
120～149 分
150 分経過打設管理状況

2023 年 9 月

打設中
打設済
未打設
中断中

台数

車番

1216

数量(m3）

時刻（hh:mm）
出

管理時間（hh:mm）

配P1

モルタル 0.80

0.80

07:30

08:04

08:08 00:34 ○ 00:38 ○合

運搬量 累計量①

打込みBL

荷 荷卸開始 荷卸終了 運搬時間 打込時間②-①③-①②③ﾎﾟﾝﾌﾟ車

2217

P1

21-5-40BB

4.00

4.80

07:31

08:16

08:34 00:45 ○ 01:03 ○

3218

P1

21-5-40BB

4.00

8.80

07:41

08:36

08:46 00:55 ○ 01:05 ○4220

P121-5-40BB

4.00 12.80

07:50

08:48

08:58 00:58 ○ 01:08 ○

A2-2

5212

P1

21-5-40BB

4.00 16.80

08:10

09:00

09:15 00:50 ○ 01:05 ○

A2-2

6250

P1

21-5-40BB

4.00 20.80

08:28

09:17

09:26 00:49 ○ 00:58 ○A2-2

A1-1,A2-2
A2-2

7964

P121-5-40BB

4.00 24.80

08:42

09:28

09:37 00:46 ○ 00:55 ○A2-281724

P1

21-5-40BB

4.00 28.80

08:51

09:39

09:50 00:48 ○ 00:59 ○A2-2,A3-2

9217

P1

21-5-40BB

4.00 32.80

09:20

09:52

10:02 00:32 ○ 00:42 ○ A2-2,A3-2,A4-3

10221

P1

モルタル 0.40 33.20

09:23

10:10

10:13 00:47 ○ 00:50 ○A4-3

11218

P1

21-5-40BB

4 00 37 20

09:33

10:04

10:21 00:31 ○ 00:48 ○A4-3【打重ね実績】
打込みＢＬ
番号【３Ｄ打重ね時間表示】【累計出荷・打設量】

図－13 打設管理状況および打設管理画面

ＢＬ 層

打重ねＢＬ

打重管理

打込開 打込終打込開 打込終 最大打重 判
ＢＬ 層
始時刻 了時刻
始時刻 了時刻時間 定1A11A51

10:3701:34○2A2

208:1609:57

A4309:57

11:1800:00○3A3

209:50

09:57

A7311:18

11:59

01:21

○4A4

309:57

11:18

A8411:59

14:1000:41○5A5

110:36

10:37

A9

1

13:12

13:1200:15

○6

A6

2

10:52

11:29

A10 2

13:17

14:29

01:48

○

7A7

3

11:18

11:59

A12 4

14:10

14:10

02:11

○

8A8

4

11:59

14:10

A12 4

14:10

14:10

00:00

○08:16

08:16

10:36

図－14 コンクリート打設報告書の出力例

作業が不要となったため、打重ね管理業務の効率化が図動化し、各ブロックの打込み後の経過時間を数値れた。また、打設統合管理サーバで 3D モデル、出荷・と色分け表示により視覚的に確認することで、打荷卸し情報および打重ね情報が関連付けられるため、ど重ね制限時間の遵守やコールドジョイントの防止のアジテータ車のコンクリートが、どのブロックに打ち等のコンクリートの品質確保が可能となった。ま込まれたかを判別できたことから、施工情報のトレーサた、従来の打重ね時間の計測や計算作業が不要とビリティに活用できると考える。

なるため、打重ね管理業務の効率化が図れた

図－14 にコンクリート打設管理報告書の出力例を示

ⅳ．3D モデル、出荷・荷卸し情報および打重ね情報す。本システムでは、打設作業完了後の書類として、打が電子データとして関連付けられるため、コンク設統合管理サーバで関連付けられた各種情報からコンクリート打設報告等の書類作成時間を従来の 1～2リート打設管理報告書を自動作成することができる。出時間から数分程度に短縮でき、書類作成業務の効力項目は、基本情報、打設数量・時間、打重ねマップ、率化が図れた。また、施工情報のトレーサビリ運搬・打込み実績および打重ね実績である。書類作成機ティが可能となり、維持管理業務に活用できる能を使用することで、打設場所ごとのコンクリート打設報告書作成時間が、従来の各種情報を PC に手入力する

５．あとがき方法の 1～2 時間程度に比べて、数分程度となり大幅に短縮できた。

CIM モデル、モニタリング技術およびクラウドを活用したコンクリート打設統合管理システムを導入し、コ

４．まとめ

ンクリート工事における運搬、打込み、および打重ねに関する品質確保、また、打設計画の立案、運搬・打込コンクリート構造物の品質管理の適正化および打設管み・打重ねに関する時間管理、および書類作成等の打設理業務の効率化を目的に開発したコンクリート打設統合管理業務の効率化を確認した。今後も現場への適用が予管理システムを現場に適用し、以下の結果を得た。

定されており、現場適用を通じて使用性、適用効果およⅰ．打設・運行計画機能では、ブロック分割、打重ねび運用方法を検証し、システムの利便性の向上を図ると時間表やマップ等の自動作成により、打設場所ごともに、コンクリート工事の施工と品質に役立つ技術ととの計画作成時間を従来の 1/4 の 30 分程度に短縮して、土木・建築の両分野に展開していきたい。

でき、計画作成業務の効率化が図れた
ⅱ．運行管理機能では、出荷、運搬、荷卸し、および【参考文献】

打込みの進捗をリアルタイムに把握することで、

1) 土木学会、「2017 年制定 コンクリート標準示方書 施

コンクリートの出荷調整が容易になり、アジテー、pp.108-109、pp.118-120、2017.3
工編」

タ車の待機時間が短縮され、コンクリートの経時

2) 廣中哲也、石井敏之、「ICT を活用したコンクリート変化による品質低下を防止できた。また、従来の打設支援システムの開発とその適用」、電力土木､生コン伝票の内容確認作業や経過時間の計算作業

No.348、pp.76-78、2010.7が不要となるため、出荷調整、運搬および打込み

3) 日本規格協会、「JIS A 5308:2019 レディーミクストコ

時間管理業務の効率化が図れたンクリート」、JIS ハンドブック 10 生コンクリート、ⅲ．打設管理機能では、煩雑な打重ね時間の計算を自pp. 17-95、2022.7- 34 -