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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）－

DX推進による建築設備工事の効率化とビジネス変革への取組み
ダイダン株式会社

CIO兼経営企画室長

佐々木洋二

イノベーション本部技術研究所基盤技術課長

スマートビルディングソリューション室ソリューション営業部長

１ はじめに当社では、2010年代後半から建設現場が多忙と熊尾隆丈

田中

法幸

２ 施工現場における生産性向上
2.1

施工現場の課題・生産性向上の必要性なる時期に備え、施工効率化、働き方改革の推進

建築設備は、多種多様な材料や資機材、施工方等を目的として、建設現場へのデジタル技術の導法が存在する中で、高度な技能を有する多数の作入を推進してきた。2020年代に入るとその成果が業員が協力し作り出すことに加え、基本的に一品評価され始め、経済産業省と東京証券取引所が共毎の受注生産であることが特徴として挙げられる。

同 で 実 施 す る「DX 銘 柄 2020」、 国 土 交 通 省

そのため、製造業のような“ライン生産方式”、「i-Construction大賞工事・業務部門優秀賞」など“セル生産方式”、“自動化・ロボット化”などのに選定された。

パターン化された技術の採用が難しい。更に、バ

また、当社は2021年度を初年度とする中期経営

ブル崩壊後、多くの企業で行われた新規採用の停計画を策定し、DXの推進を目標達成に向けた成止やリストラ、そして建設業にイメージされる３長ドライバーと位置づけている。この中期経営計

Ｋ（きつい・汚い・危険）が根強いこともあり、画を受けて、「IT・デジタル戦略方針」を立案し人手不足が深刻な問題となっている。特に29歳以た。
「長期ビジョンで目指す空間価値創造企業の下の若年層の建設業就業者数の推移に、その傾向実現に向けて「人を活かすDX」を推進する」のが顕著に表れている。この人手不足が建設業全体理念の下、①建築設備DXの推進、②IT基盤の整の生産性に大きく影響していると考えられる。

備・拡充、③ガバナンスシステムの整備・強化のこの人手不足を克服するとともに生産性を向上

３点をIT・デジタル戦略方針として掲げ、DXをさせるためには、働き方改革により新たな人材の推進している。

確保とその育成環境の整備に加え、３Ｋを払拭さ

本稿では、この取組みの一例として、デジタルせるようなICT（Information and Communication

技術による施工現場の効率化の事例、及び建築設Technology）の活用による施工効率化が望まれ備に係るビジネスの新しい形を目指した監視・制る。その一案として、国土交通省では、新たな取御の革新事例を中心に、当社のDXへの取組みを組み“i-Construction”を推進しており、ICTを紹介する。

駆使することにより１人当たりの生産性が向上すれば、旧３Ｋから新３Ｋ（給与・休暇・希望）へシフトされ、建設業のマイナスイメージを払拭することができると考えられている。i-Construction

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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）―の推進は、建設業を希望の持てる産業へ発展させは、国土交通省よりi-Construction大賞工事・業るために、国が掲げたスローガンである。

務部門優秀賞を受賞した技術の活用事例について紹介する。

2.2

解決しようとする課題

当該工事は、地下熱源機械室にある冷凍機の撤現場管理者の業務は、安全書類の作成、作業員去工事であり、搬出ルートを含めた作業計画を施の就労記録、作業指示書の作成などの日常業務に主や作業員と共有することを目的として活用し加え、施工図面の作成、材料発注、自主検査記録た。このSfMを用いた写真測量技術の特徴は、写などの施工管理業務と多岐にわたり、人手不足の真から対象の物体あるいは空間を３Dのデータと影響もあり、１人当たりの業務量は年々増加傾向して得られることであり、対象物に対して連続的にある。特に、施工図面の作成や工程管理に関わに撮影した２次元画像からカメラの位置姿勢と対る業務の負担は大きく、効率化が望まれる。この象物の座標を推定し、３Dモデルを作成する。図

効率化を図るための課題として以下が考えられ

１に工事対象エリアのデジタルカメラ画像を、図る。

２に写真測量技術を用いた３Dモデルを、図３に⑴

工事計画の具現化

冷凍機の搬出計画を３Dモデルで検討した様子を⑵個から共への施工管理示す。図１と図２を比較してみると、バルブの位

これらの課題に対する解決策を実際の施工現場で活用した事例を次に紹介する。

置や形状を始め、搬出入に障害となりそうな対象物が、正確に再現できていることに加え、３DCADやBIM、そして３Dレーザースキャナによ2.3 DX（ICT技術活用）
による課題解決事例

る仮想空間的な３Dモデルとの違いが分かる。図⑴３に示すように、工事対象エリア全体を３Dモデ

施工現場の３Dモデル化
これまで施工現場では、施工図を工事計画の基ル化し、冷凍機の搬出計画を詳細に検討した結礎情報として用いてきた。近年では、これまで２果、作業効率の向上により10％のコストを削減す次元で表現されていた施工図を３次元（３D）化ることが可能となった。更には、施主や作業員とし、立体的な納まりを検討できるところまで発展工事計画の内容を細部に至るまで共有することしてきている。特に更新工事においては、施工現で、品質と安全性を確保し、入居者の業務に支障場の現況を３Dモデル化することが有効となる。

をきたすことなく工事を完了することができた。

そして、３Dレーザースキャナが代表的な３D化いくつかの現場で活用した結果、この写真測量技術として取り入れられ始めている。しかし、３Dレーザースキャナによるデータは仮想空間の表現に留まり、実際の現場の状況を再現するには至っていない。また、３Dレーザースキャナは、撮影時間や処理時間、そしてコストの大きさに課題が残っている。
当社では、デジタルカメラで撮影した２次元画像データから写真測量技術（SfM：Structure from Motion） を 用 い て、 ３Dデータを作成する技術に取り組んでおり、現在、現場での活用を始めている。ここで28

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図１

工事対象エリアのデジカメ画像

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全方位カメラを用いて高度な撮影技術を要しない汎用的な写真測量技術の活用が可能となった。現在では、この手法により、写真測量技術を全社的に活用し、更なる生産性の向上に向けて取り組んでいる。

図２

写真測量技術を用いた３Dモデル

図４

図３

取得した全方位カメラ撮影動画の一部

３Dモデルによる工事検討

緑色が搬出する冷凍機を示している

技術を全社で汎用的に活用するためには、①撮影作業の熟練、②撮影時間の短縮の二つの課題があることが分かった。そこで、デジタルカメラの代替として、全方位（360°）カメラを用いた撮影方

図５

全方位カメラの撮影動画より切り出された２次元画像法（動画撮影）による写真測量技術を考案し、調査・検証を行った。その結果、熟練を要せず初心者でも撮影が可能で、撮影時間の90％削減を実現することができた。この全方位カメラを活用した
写真測量技術の試行結果を次に紹介する。
某 機 械 室（ 奥 行7.8ｍ、 幅3.2ｍ、 階 高3.9ｍ）を対象として、全方位カメラでの撮影を行った。
図４に取得した全方位カメラ撮影動画の一部を、
図５にその映像から切り出された撮影動画の一部を示す。図４より切り出された、図５の複数の２

図６某機械室の３Dモデル次元画像から３D化したモデルを図６に示す。２点間で計測可能な部分を対象として任意の10点を⑵ “共による”施工管理計測し、実寸との誤差を確認したところ、２cm

若年技術者は、施工要領書や施工手順書を基に程度に収まっており、全方位カメラはデジタルカ作成されるチェックリストを片手に現場を巡回メラで撮影した図２の事例と同等の精度で３Dモし、“個”で施工管理を行う。しかし、チェックデルを復元できることが分かった。これにより、リストに反映されていない項目で問題があると早建築コスト研究No.1132021.729

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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）―期発見に至らず、後の手戻り工事に繫がり、業務ワークとすることにより、生産性向上だけではなが煩雑化するなど、負のサイクルを生み出していく働き方改革にも大きく貢献している。

るのが現状である。この現状に対し、工事状況を他方、当該現場内では、資機材管理へのICTの会社内で共有しながら現場を“共”で管理するこ活用も進めており、資材や作業車などにICタグとが解決策として有効であると考える。

を設置し、保管場所や在庫などの情報を現場内でこの“共”で施工管理をするために当社が導入共有している。このICTの活用により、資材や作したのが、現場支援リモートチームの運営であ業車を探す手間がなくなり、使用の予約状況を把る。リモートチームは、作図を始め、品質と安全握することで、適宜工程を見直し効率よく現場をなど現場監理者の業務を遠隔から支援するととも運営しながら、施工の効率化及び生産性の向上をに、各拠点（本社・支社・支店）から状況に応じ図っている。て適宜業務を支援する体制をとっているため、複数現場への対応を柔軟に行うことができる。前項で紹介した、写真測量技術を用いた３Ｄモデルも３ 監視、制御の革新

リモート支援に有効活用されている。図７に、現建物の設備機器を統合管理する中央監視システ

場支援体制の概略図を示す。リモートチームは、ムは、高機能であるが故に、それを使って建物を熟練技術者や様々な専門能力を有した人材で構成管理するためには高度な知識と豊富な経験が必要されているため、多面的な対応が可能である。ことなる。しかしながら、中小規模の建物では、高の現場支援リモートチームの運営の事例について機能なシステムが導入されていても、管理する設紹介する。

備機器が少ないことから、その性能を十分に発揮することができない。また、近年の人材不足から、すべての建物に管理者を配置することは難しくなってきている。建物の設備管理の省力化は喫緊の課題と言える。

3.1

目指すべき監視、制御

高機能な中央監視システムは、大規模建物から
図７

現場支援体制の概略図

中小規模建物まで建物管理をすることが可能であるが、見方を変えれば中小規模の建物に導入する

当該現場では、現場と拠点をリモートで共有にはオーバースペックであるとも言える。建物にし、現場の進捗管理や社内検査等に活用してお応じて、必要な機能を必要な規模で構築できるシり、施工図の作図も拠点となる本社で進め、現場ステムが望ましい。

での変更に対し柔軟に対応している。拠点に在籍管理者は、中央監視装置の表示を見て、適切なする熟練者が現場の状況をリアルタイムで把握す操作を行うことで管理能力が発揮される。現状、ることにより、現場の若年層に的確に指示するこ

中央監視装置は、建物それぞれに設置されているとが可能となり、手戻り工事をなくすとともに技ため、建物に行かなければ管理能力が発揮されな術者の育成にも寄与している。また、CADオペ

い。近年、発展の著しいICT技術を活用して、どレータも現場の変更に適宜対応できるため、常にこにいても中央監視の表示を確認し、操作を行う

最新の情報を図面に反映することができている。

ことが可能なシステムとすべきである。

更に、業務の内容によって自宅からのリモート30

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自動制御システムは、建設段階で構築し、建物特集

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利用前に試運転調整を行うと、その後は不具合がを介し、監視システムにアクセスすることが可能生じない限り変更されることは少ない。しかしなとなる。

がら、試運転調整は設計要件に応じて実施される

制御システムは、クラウドに実装することで遠ことから、運用時に設計時の想定と違う使われ方隔から制御内容を変更することが可能となる。竣をした場合、省エネルギー性や快適性に富んだ運工後に見つかる制御不具合の是正や運用データに用とはならないことがある。その場合、建物運用基づくエコチューニング作業は、クラウド上の仮中にエコチューニングを行うが、従来のシステム想制御装置の設定値調整や制御内容変更を遠隔かでは、現状データの取得、分析、評価、改善策のら実施することが可能となる。ただし、制御をク適用の多くを建物に行って実施する必要がある。

ラウドに実装する場合、災害時など通信環境が不遠隔から状態監視を行い、自動制御ロジック及び安定になると操作の遅延や不能に繋がる。防災やパラメータを変更できるシステムとすることは、排煙など事象発生時に確実な動作が必要な制御に省人化に繫がり、省コストにも寄与する。

関しては、建物機能として確実に動作するよう設計し、クラウドシステムとの役割分担と連携を綿

3.2

クラウド型監視・制御システム

密に計画しておく必要がある。

今日では、IoT技術、クラウド技術を活用し、中央監視、制御システムをクラウドに構築するこクラウド監視、制御システムを某社支店に導入した。建物概要を表１、外観を写真１に示す。とが可能となってきている。図８にクラウドシス
テムの構成を示す。従来の中央監視システムも、

表１

建物概要

その表示機能や操作機能はソフトウェアで構築さ所 在 地

香川県高松市

れており、クラウドに実装することに大きなハー

建物用途

事務所

ドルはない。機能毎にアプリケーションにしてお構

造

RC造

けば、中央監視の各機能はプラグ＆プレイで着脱階数地上３階が可能となる。また、クラウドに中央監視機能を敷地面積1,206㎡持たせることで、スマホやタブレットなどのハン延床面積1,180㎡

ディな端末を用いて、建物外からインターネット

竣

2019年

図８

工

クラウド監視制御システムの概要

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シュコーナーにおいては、昼光利用の観点から在室時に必ずしも照明を点灯する必要はないため、利用者の判断でON-OFFを行うこととしていた。
しかしながら、運用を始めると利用者の照明消し忘れが多発し、人感センサーによる制御が望ましいと判断し、竣工後に制御を変更した。

3.3
写真１

建物外観

コネクティッドビルに向けて

近い将来、コネクティッドカーの普及が期待されている。コネクティッドカーは、自動車にとっ当該建物の空調は、主に天井隠蔽型のビル用マて最も重要な安全性能を向上させながら、渋滞のルチエアコンで行っている。これらの設定変更は少ない経路や燃費の良い経路の情報を通信によっ遠隔地から実施することが可能であるため、運用て取得し、利便性を向上させている。それと同様状態での温湿度やエネルギーデータ、執務者の快適に、通信により建物情報を共有するコネクティッ性評価の結果などを解析し、タイムリーに改善してドビルは、建物の消費エネルギー情報や運用情報いる。また、当該建物には図９に示す空調イスを導を共有することで、省エネルギー性の向上やウェ入している。この空調イスは、着座状況、送風・加ルネスに配慮された建物が実現できると考えられ熱モード設定、送風・加熱出力などの情報を発信る。これから登場が期待されるスマートシティにする機能を有しており、使用状況に応じてビル用おいては、建物情報と都市のインフラ情報を相互マルチエアコンの設定を自動変更し、省エネルにやりとりすることで、都市単位でエネルギーのギー性、快適性の向上に寄与する制御を行ってい効率利用、利便性の向上を図ることが可能となる。バッテリーを積載し、夜間にコンセントよりる。また、クラウドシステムの採用により、今充電する。昼間はコードレスでの使用となる。

後、期待されるクラウドベースのAI解析サービスの適用も容易となる。コネクティッドビルは、今後の人材不足、カーボンニュートラルを解決する、次世代の建物として期待される。

４まとめ

本稿では、自社で活用した施工効率化、省力化の事例と、監視・制御システムの革新に向けた取組みを紹介した。建設業界においては施工の自動図９

空調イスの概要

化を含めてデジタル化が加速している。現場の効率化、それに伴う働き方の変化、そしてコミュニ照明システムは、DALI（Digital Addressable

ケーションの改善や技能継承など様々な課題に対Lighting Interface）を採用している。竣工時にし、当社は「人を活かすDX」で働き方改革を推は、各室の使用形態を想定して照明のグルーピン進していく。また、建物の建設から運用段階までグやシーン設定を行っているが、運用の過程で使ライフサイクルを通してデジタル技術を活用する用形態が変化する室もある。例えば、リフレッことでビジネスモデルの変革に取り組んでいく。

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