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生産性向上の新たな視点―DX（デジタルトランスフォーメーション）―

生産性向上の新たな視点－DX（デジタルトランスフォーメーション）－

鹿島DXが創る次世代建設生産システム―スマート生産―鹿島建設株式会社

デジタル推進室室長

建築管理本部建築技術部課長

真下 英邦
古賀 達雄

いる。更に、苦渋・危険作業とも隣り合わせの建１ 鹿島のデジタル戦略について
1.1

設現場は、３Kと呼ばれることもあり、若者が建設業への就業を躊躇する原因とも考えられる。

経営計画の達成に向けたDX2本の矢当社は、これら課題の解決を目指して、建設業

鹿島建設株式会社では、建設業や当社を取り巻の魅力向上も視野にグループDX戦略を定め、デく諸々の課題解決を目指して、全社でデジタルトジタル技術を高度に駆使して次の二つのDXにランスフォーメーション（DX）に取り組んでいチャレンジしている。
①る。

既存事業や経営基盤の強化（DX1.0）② 事 業 領 域 の 拡 大・ 多 様 な 収 益 源 の 確 立

建設業では、就業者の高齢化や若手技術者の減少、特に熟練労働者の将来的な不足が大きな課題（DX2.0）である。また、建設業の特色である現地・一品のDX1.0では、中核事業である建設生産プロセ

生産が、労働集約的で標準化・機械化・遠隔化にスの変革を通じた生産性向上や建設業の魅力向よる生産性・品質・安全性の向上の妨げになって上、経営基盤の最適化・合理化などを目指していサイバー

デジタルツイン
仮想竣工・仮想運用で高生産体質の強化と顧客への早期最適プラン提供

データドリブン
データに基づいた事業経営の推進

DX基盤
次世代建設生産システムで競争力強化と顧客信用力向上、サプライチェーン最適化

機械化・自動化

事業活動を加速する
競争力のある基盤

ICTツールで現場管理業務の省力化・自動化・ﾘﾓｰﾄ化

フィジカル

デジタルツール
1

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図１

DXが目指す「次世代建設生産システム」

建築コスト研究No.1132021.721

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る。また、DX2.0では、デジタル社会における社計、施工、製造、流通など、複雑に分業化された会・顧客の新たな課題に対してデジタル技術を活多くの関係者のベクトル合わせや、IoT、AI、ロ用して応え、事業領域の拡大を目指している。

ボットといった、建設会社である当社が保有していない先端技術や知見を有する企業との協力体制

1.2

DX実現に向けた主要施策

中核事業強化の主な取組み（DX1.0）として、の推進にも効果を発揮しており、オープンイノベーションの推進に大きく貢献している。

「次世代建設生産システム構築」が挙げられる。
当社が目指す「次世代建設生産システム」の概念
図を図１に示す。

2.2

ビジョンの概要

鹿島スマート生産ビジョンでは、ワーク（作デジタル空間上では、「デジタルツイン」と呼業）、マネジメント（管理）、エンジニアリング

ばれる現実の構造物を模した仮想モデルを用いた（生産プロセス）に対して、各々以下のコンセプ施工及び建物運用のシミュレーション、客観的なトを掲げており、作業と管理の両面からスマートデータに基づく「データドリブン」な意思決定が化を図っている。ビジョン全体のイメージは、図行える仕組みの構築などを進めている。

２に記載のQRコードから確認可能となっている。

現実空間では、施工の生産性向上や苦渋作業・【作業の半分はロボットと】危険作業軽減のための「機械化・自動化」、施工人と機械の協働による生産性向上を図る。危管理の生産性向上のため、現場を遠隔管理する基険・連続・補助作業などをロボットが支援するこ盤の構築、VRやAR、ドローン、３Dスキャナーとで、人の生産性を高めていく。など「デジタルツール」の開発と適用を進めてい【管理の半分は遠隔で】る。

現物確認と遠隔管理の組み合わせで、現場管理

本稿では、建築分野における主要取組みの一つ者の働き方改革を図る。監視・目視・数量把握なとして、前述の要素を包括する「スマート生産」

どはセンサー技術等を利用し、三現主義の質を高について紹介する。

めていく。

 Xの具体的取組みについて
D
２ ～鹿島スマート生産ビジョンの策定と推進～
2.1

はじめに（ビジョン策定の背景と狙い）【全てのプロセスをデジタルに】BIMを基軸としてプロセスをデジタル化し生産性向上を図る。設計検討・調整・合意・進捗管理・保守運用まで、デジタル情報を蓄積し最適化へ活かす。

少子高齢化や働き方改革といった建設業が抱える課題解決のためには、建築の生産性を高め、働く場としての魅力を高めていくことが本質的な解決策になるものと考えている。
そこで、日進月歩で進化し続けるICT、ロボット技術に着目し、先端技術を積極的に取り込んで生産性を高めた将来の建築生産イメージを描いたものが鹿島スマート生産ビジョンである。2018年
11月にプレス発表も行い、社内外でビジョンを共有することにより、開発の加速のみならず、設22

建築コスト研究No.1132021.7

図２

ビジョンコンセプト図とイメージ動画（QRコード）

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生産性向上の新たな視点―DX（デジタルトランスフォーメーション）―生じやすい工種となっている。そこで、作業員の負担軽減を目的としたロボット開発に取り組んでいる。開発中の装置は、ゲームコントローラーのようなリモコンにより直感的かつ容易な操作を可能としており、作業員自ら操縦してコテ押さえを行うことができる。また、障害物がない平坦な環境においては、自律移動による自動コテ押さえ機能も有する。これまでに12現場で導入検証を行
図３

スマート生産ビジョンで描く自動搬送の将来像

い、操作性やボディ形状など２度のバージョンアップを重ねている。今後、必要機能を絞った廉

2.3

スマート生産への取組み状況と効果価版を開発し、更なる適用拡大を目指している。

ビジョンに基づき、各種技術開発を進めていそのほかに、耐火被覆吹付作業なども身体的負担る。ドローンやアシストスーツなど、外部の先端が大きい作業の一つであり、ロボットの活用によ技術の活用と自社開発を組み合わせながら、各種る生産性の向上を目指し開発を進めている。

技術開発を進めている。以下、具体的な開発内容とその効果を紹介する。
2.3.1

作業のスマート化

建設におけるロボットは、作業場所へ自ら移動しなければならないことや、雨や風の影響を受けやすいなど厳しい制約条件も存在するため、工場で一般的に利用されている定置式ロボットとは大きく異なる。そこで当社では、厳しい作業環境下

写真１

により身体的負担が大きい作業や、一定時間同一コンクリート仕上げロボット

場所での連続作業が可能な工種、比較的要求精度が低い作業など、ロボット活用の意義や得意分野を考慮の上、安全や環境面などの付加価値向上も加味した生産性向上を目指している。
2.3.1.1

作業負担の軽減、省力化

床面に打設されたコンクリートを仕上げるためには、通常は「土間工」と呼ばれる作業員が、長時間腰をかがめてコテを押し付けながらの重労働

写真２耐火被覆吹付ロボットを強いられる。また、夏場はコンクリートの乾きが早いため素早い作業が求められ、冬場は仕上が2.3.1.2

連続作業の効率化、省人化りに時間を要するため、真夜中や明け方まで作業

高度な技能を必要とする現場溶接作業においてがかかるなど、過酷な労働条件下での作業であるも、溶接技能者不足が課題となっている。そこため、新規入職者の確保が難しく、作業員不足をで、当社は溶接作業の効率化と省力化を図るべ

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く、汎用可搬型の溶接ロボット活用を開始した。

溶接ロボットや、壁面塗装ロボットなど、効率

2016年には、当社グループ会社に新たに溶接事業化、省人化を目指したロボット開発を推進してい部を立ち上げ、ロボットオペレータの育成を自らる。

行うことにより、溶接ロボットの運用・品質保証に向けた総合的な推進体制を構築してきた。これまでに既に20現場を超えるロボット溶接の実績を積み上げている。また、梁下フランジ部のロボッ
ト上向き溶接を実現することにより、構造上の弱点となるスカラップの削減、下階フロアからの施工による安全性向上などの付加価値も生んでいる。更に昨年度には、上階の床コンクリート打設

写真４

マニピュレータ型溶接ロボット

後に梁下フランジに上向き溶接を実施する工法の現場導入を行い、溶接作業の全天候化、工程の山崩しなど、新たな付加価値も創出している。このよ う な 汎 用 可 搬 型 溶 接 ロ ボ ッ ト の ほ か に も、BOX柱の角溶接も可能なマニピュレータ型現場

写真５

2.3.2

壁面塗装ロボット

管理のスマート化

長時間労働が問題となっている現場管理者の生産性向上と働き方改革の実現が喫緊の課題となっている。もちろん、現場で現物を現実に確認する
写真３

汎用可搬型溶接ロボット（上向き溶接）

図４24

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三現主義が施工管理の基本であり、また現場管理

全天候型梁下溶接工法

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技術を習得するためにも現場で体得する経験を積

2.3.2.2

資機材管理の効率化

むことは必須であるが、その上で、作業進捗状況

当 社 が 開 発 し た 資 機 材 管 理 シ ス テ ム（ ３Dなど単純な確認業務の遠隔化や、関係者とのリア

K-Field）では、高所作業車や可搬式作業台、台ルタイムな情報共有など、ICT、IoTなど先端技車などの資機材に小型のセンサーを取りつけ、現術活用による課題解決も目指し、各種技術開発を場内のリアルタイム位置や稼働状況を表示するこ進めている。とが可能となっている。また、資機材の入出庫管理や日常点検などをスマートデバイス上で行うシ2.3.2.1

現場状況把握の効率化

ステム（KENLOGI）も自社で開発し運用してい日々目まぐるしく変化する現場の状況を常に把る。特に大規模現場では、大量の資機材の管理に握することは、施工管理業務において非常に重要多くの時間を要するため、このようなシステムはである。例えば、作業予定エリアについては、前有効となる。今後、資機材管理のデータ蓄積によ作業が予定どおり終了しているか、不要な資機材り、計画段階への適切なフィードバック及び計画や廃棄物が残置されていないか、必要な墨が出ての最適化にも繋げていきたいと考えている。

いるか、足場や安全設備は整っているかなどの現地確認は必須である。また、図面内容の確認など、作業員から現地で迅速な指示や対応を求められることも多く、特に経験の浅い現場担当者にとっては、現場内での移動や確認に多くの時間を要している。
スマート工事事務所と称する工事事務所では、マルチモニターを設置しており、躯体施工階や搬出入ヤードなどの重点管理エリアを中心に、現場内のリアルタイムな映像を表示している。三現主義を補完する形で、遠隔での確認やコミュニケー

図５

資機材や人の位置、稼働を表示するシステムションを可能としており、ほかにも、天候情報や現場入退場履歴情報など、現場管理に必要な情報を表示することにより、情報の一元化、共有化も図り、施工管理の効率化を目指している。

2.3.2.3

品質、出来形確認の効率化

スケールやトランシットなどの測量機器を用いて施工の出来形を確認することも、施工管理における重要な業務の一つである。最近では、３Dス
キ ャ ナ ー や 画 像 測 量（SfM : Structure fromMotion）、AR（拡張現実）といった、先端技術を用いた新たな確認ツールも登場している。ARについては、当社自らアプリケーションも開発しており、施工部位や建物の事前確認、仮囲いや足場など仮設物の配置確認など、様々な用途で活用しながら、機能改良や運用体制の構築を進めている。３DスキャナーやSfMは、ドローンと組み合

写真６

施工管理情報を一元表示するスマート工事事務所

わせた掘削土量管理や躯体の面精度管理などへの建築コスト研究

No.1132021.725

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また、市販のソフトウェアの活用だけでなく、必要に応じて自社でソフトウェアを開発し運用も進めている。例えば当社が開発したスマート朝礼システムは、作業員が自分のスマートフォンでQRコードを読み取ることにより、当日の朝礼内容をいつでもどこでも確認できるシステムとなっている。コロナ禍や改修工事などの多人数が一同に集合することが困難な状況下や、スポット業者など朝礼に参加できない作業員などに対する情報
写真７

AR（拡張現実）を用いた新たな現場確認手法

連絡手段として効果を発揮している。今後も積極的にこれら最先端技術を活用することで、管理業活用を進めており、業務効率化を目指している。

務の更なる効率化を進めていきたい。

2.3.2.4

３ おわりに連絡・コミュニケーションの効率化

現場における連絡手段として、1990年代からは携帯電話が登場し、2000年代以降はスマートフォ

建築生産プロセスの変革は、多くの場合、作業ンが普及してきた。これら新たな通信機器に搭載ロボットやIoT管理ツール、BIMなどのデジタルされるメールやチャットなどのソフト機能の進展ツールの活用とのセットで実現される。機械やセにより、多数の関係者への一斉連絡や、カメラ映ンサーを用いることで、施工歩掛や品質管理など像を見ながらのコミュニケーションなど、情報共に関するデータを蓄積し、そのデータを分析・活有に要する時間や移動時間の削減による業務効率用して設計や施工計画の作成、並びに建物運用の化が進んでいる。更に、現場巡回時の指摘事項最適化を実現することは、スマート生産の最終的や、検討中の施工図に対する確認事項など、図面な成果にも繋がる。また、各種デジタルツールのと画像とを連携してリアルタイムかつ多人数に共活用は、建築生産プロセス全体やサプライチェー有することが可能なソフトウェアも登場しておンの変化など総合的・複合的な変革を創出するもり、当社でも既に多くの現場での活用が拡がってのとも期待でき、今後も鹿島スマート生産を更にいる。

推進・進化させていきたい。

写真８26

スマホを活用した新たな朝礼システム

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