VR を活用した品質管理教育システムの構築
Development of Education System for Quality Management Utilizing VR
山澤晴康*1Haruyasu Yamasawa

細田英一*2Eiichi Hosoda

門野陽*3Akira Kadono

要旨
建設業においては、生産性向上や働き方改革の重要性が増し、若手社員への現場 OJT による基礎教育に費やす時間が取りにくくなっている。しかし技術教育の中でも躯体工事における鉄筋工事に関する事項は特に重要であり、確実に知識の習得が必要とされている。
今般開発したシステムは、VR（Virtual Reality）技術を用いたマンション工事の躯体工事施工状況（柱・壁・梁・床配筋施工状態）の仮想空間内にて、教育受講生が配筋検査を行うものである。このシステムにより、会議室内で工事現場と同じ視線で効率的かつ均質的に配筋施工の品質管理基礎教育を実施できるようになる。
本報告では、当該システム開発の背景、目的、フロー、概要および今後の展望について紹介する。
キーワード：ＶＲ 仮想空間 教育 配筋検査 品質管理

１．はじめに

２．システム開発の目的

建設業界は工事量の増加に伴い、非常に繁忙な状況が続本システムの目的および方向性を以下に整理する。

いている。ここ数年、若手社員の採用数は増加しているも

１）基本的な配筋知識の向上により、配筋不具合による品のの、生産性向上や働き方改革が進められる中、現場にお質事故の防止につなげる。

いて上席者の仕事を見て学ぶもしくは手を動かして学ぶ機

２）配筋検査要領の習得。

会が少なくなっている。また、躯体の PCa 化や S 造工事の３）技術者教育の効率化、均質化。

増加などにより在来工法のＲＣ造現場が減少していること

４）座学による教育ではなく、3 次元の体験型教育によりから、若年層において躯体工事の知識習得に個人差が生じている。

記憶に残りやすいものとする。
５）先端技術の積極的活用。

躯体工事における配筋施工は、特に重要かつ基本的な品

６）VR により構築された仮想空間内において、現場さな質管理ポイントである。また、配筋不具合による施工ミスが起きると、大きな手戻りや手直し費用が発生する。

がらの環境での教育実施。
７）今後の仕上教育、設備教育への発展検討。

社員教育の基本は OJT であり、施工現場においては現場OJT 教育を主として進めていくことが知識習得への一番の３．システム開発のフロー近道ではある。そのため、座学による一般的な集合研修に偏ることなく、より実際の現場 OJT に近い環境にて教育が3.1行うことができるよう、また均質化された共通プログラム

仮想空間の設定

最初に教育に使用する空間の選定が必要である。次の 2として教育を行うことができるよう、当システムを開発す案を設定の候補とした。

ることとした。

・案 A

本報告では VR を活用した品質管理教育システムの目的、開発フロー、概要、および今後の展望について報告する。

1 つの仮想空間内に RC 造、S 造、基礎等をエリア割けして配置した種々のパターンでの配筋状況

・案 B

マンション 1 室分の各施工段階の配筋状況

なお、本システムの開発は、株式会社積木製作（VR シス

検討の結果、配筋納まりや躯体工事のフロー等基本的事

テム作成）、アド設計（BIM データ作成）の協力体制のもと項を学ぶには、マンション工事の配筋検査が妥当であるとに進めた成果である。

考え、案 B を選択した。

*1

工務管理本部

技術統括部

*2

東京本店

建築技術部
― 75 ―

*3

大阪本店

建築技術部

鴻池組技術研究報告

3.2

設計図・躯体図の作成

3.4

2019

BIM データの作成

仮想空間の設定としてマンション 1 室を選定し、『VR マ仮想空間として作成した設計図、躯体図データから直接ンション新築工事』として設計図（構造図）、躯体図の作成

VR データを作成することはできないため、基となる BIM デを行った（図 1、2）。

ータの作成を行った。この BIM データは設計図から実際の配筋施工状態を読み取り、本数、径だけでなく、定着長さ、曲げ角度等詳細まで反映されたものである（図 4、5）。
また、このシステムによる研修は配筋検査時の不具合探しであり、仮想空間は正解モデル、不正解モデルの 2 種類が必要であるため、BIM データも同様に 2 種類作成した。

図1

設計図（構造伏図）

図4

図23.3

BIM データ躯体図不具合問題の作成

本システムは仮想空間内において配筋検査を行い、不具合を指摘する形で教育を行うものである。設計図の作成と

図5

BIM データ部分詳細

並行して、実際の現場配筋検査で指摘が多い項目、配筋検査における重要なチェックポイント等について難易度別（A3.5～C）の不具合問題をリスト化した（図 3）。
No(新） ランク

対象部位指摘事項行った。前述の BIM データにおける鉄筋径の反映は、単線部位指摘事項の補足

関係図面

11

A

柱2C1

主筋X・Y方向が間違い

柱C1（X11－Y1）

柱主筋のX・Y方向の配置が間違っている。

Ｓ７（伏図）、Ｓ９（柱断面リスト）

12

A

柱2C2

主筋本数が多い柱C2（X12－Y1）

主筋が2本多い。（8-D32のところ10-D32にＳ９（柱断面リスト）なっている）

13A

柱2C1

主筋

高さが低い

柱C1（X11－Y2）

主筋の長さ（高さ）が不足している。

Ｓ４（Ｂ０１）

14B

柱2C2

主筋

かぶり厚さが不足

柱C2（X12－Y2）

主筋のかぶり厚さが不足。

Ｓ３（Ａ０７）、Ｓ９（断面リスト）

15A

壁EW18差筋

重ね継手長さが不足

X11通りEW18

壁縦筋（D13） 差筋の重ね継手長さが不足 Ｓ３（Ａ０３）、Ｓ９（断面リスト）

16A

壁EW18差筋

かぶり厚さが不足

X12通りEW18

壁縦筋（D13） 差筋のかぶり厚さ不足

Ｓ３（Ａ０７）、Ｓ９（断面リスト）

17C

壁EW18差筋

斜め補強筋の差筋不要

X12通りEW18

斜め補強筋の差筋は不要

Ｓ６（Ｅ０７）18C

壁EW18差筋

開口補強筋がない

X12通りEW18中央の開口EW18の開口補強筋の差筋が未施工

Ｓ６（Ｅ０１）、Ｓ９（断面リスト）

ステージ

VR システムの作成作成された BIM データを基に VR システムデータの作成をによる色分けであったものが、太さ、異形鉄筋形状、色等がより実物に近い形で描かれ、現実空間に近いものが再現されるようになった。
また、同空間内に躯体図を反映させることにより、コンクリートや型枠もモデル化され、仮想空間がよりリアルに作成された。

図3

不具合問題リスト

作成する仮想空間については、現場で実際に行われる配筋検査段階に合せて以下のように 4 つのステージを設定し― 76 ―

ＶＲを活用した品質管理教育システムの構築た（図 6～9）。
ステージ 1：出来形および差筋検査（下階コンクリート打設後）
ステージ 2：柱・壁配筋検査（柱壁配筋完了状況）
ステージ 3：梁配筋検査（上階梁配筋完了状況）
ステージ 4：スラブ配筋・差筋検査（コンクリート打設前）
図9

ステージ 4

VR 空 間 を 作 成 す る と と も に 、 シ ス テ ム の UI （ UserInterface）の作成を同時に行った。どのような手順で検査教育を進めていくか、どのようなエビデンスを残すか等の検討である。詳細については 4.2 にて記載する。
3.6

iPad 版システム作成

仮想空間での体験型 VR システムは、システムとの 1 対 1
図6

ステージ 1の教育であり、グループ教育を行う場合には待ち時間が発生する。待ち時間における自習のため、またシステムによる教育後の復習に活用するため、当システムの iPad 版システムを同時に作成した（図 10）。
この 2 つのシステムを併用することによって、より効率的かつ効果がある教育が実施できるようになる。

図7

ステージ 2

図 10

iPad 版

４．システムの概要と教育の運営
図8

ステージ 3

4.1

教育の環境

当システムは前述の通り VR による 3 次元仮想空間内での教育システムを構築したものであり、ヘッドマウントディスプレイを装着することにより空間内を歩き回ることができる。また、ハンドコントローラーにより直感的に部材に― 77 ―

鴻池組技術研究報告2019

触れることができ、工事現場さながらの環境での教育が可間の中で配筋検査を行い、不具合内容を選択肢から選び、能である。

写真撮影を行う（図 12）。受講者の成績は指摘した不具合

教育実施場所は本支店の会議室等を想定しており、5m 対の正解数に応じて点数化され、「不具合指摘事項一覧」（図

角程度のスペースがあれば可能である。プログラムをイン13）、「不具合指摘部位一覧」（図 14）、「不具合/正解写真」

ストールしたシステム機材（パソコン）を用いるため、ネ（図 15）がエビデンスとして出力される。

ット接続等の環境は不要である（写真 1）。

図 12

写真 1
4.2

不具合指摘状況

教育実施状況

教育の流れ

4 つのステージの配筋施工状態の中には、合計 90 か所の間違いを設定しており、それぞれ 3 段階（A(易)～C(難)）の難易度を設定している。

図 13

不具合指摘事項一覧（採点結果）

研修実施の際は、ステージの選択と共に難易度の設定を
A、B、C、A+B、B+C、A+B+C の 6 パターン設定することができ、前述の 4 つのステージ選択と共に都度異なる設定での研修を行うことを可能としている。
教育時は受講者の選択後、ステージや難易度を定めてスタートする（図 11）。

図 14

不具合指摘部位一覧

図 15

不具合/正解写真

５．教育の運営と今後の展望
今回構築した VR システムは、今後若手社員に対し新たな教育ツールとして活用していくこととなるが、配筋検査の基礎教育として 3 次元の体験型教育システムの導入により
図 11

教育スタート設定画面記憶に残りやすい効果の高いものとなることを期待している。

教育は複数名（4～6 名程度）のグループ教育とし、1 名

今後はこのシステムによる教育効果を検証した上で、新が VR による検査を行っている間、他の者は iPad にて予習

たな教育対象として仕上教育、設備教育等への展開を行っを行う。ていく予定である。

ヘッドマウントディスプレイを装着した受講者は、VR 空― 78 ―