近年の建設業界では労働力不足が課題となっており、生産性向上が急務となっています。そこでキーワードになっているのが、国土交通省が推進している「i-construction」です。
i-constructionにはさまざまな施策が含まれているので、名前は聞いたことがあるけれど、詳しい内容はよく分からないという方も多いでしょう。そこで今回は、i-constructionの概要を改めて紹介した上で、特に重要な施策である「ICTの全面的な活用(ICT土工)」を中心に解説いたします。
i-constructionとは？
i-Construction（アイ・コンストラクション）は、調査・測量から設計、施工、検査、維持管理・更新までのあらゆる建設生産プロセスにおいて、抜本的に生産性を向上させることを目指す取り組みです。国土交通省は2016年に「国土交通省生産性革命本部」を設置してから建設現場の生産性向上に取り組んでいますが、その中でi-Constructionが重要な施策として位置付けられています。
国土交通省がi-Constructionを推進する背景には、建設業界の抱える課題があります。
- 少子高齢化に伴って技能労働者が減少しており、近い将来に建設現場が成り立たなくなる可能性が高い
- 「一品受注生産」「現地野外生産」「労働集約型生産」といった建設業界の特性から、長らく生産性向上が進んでいない
- きつい・危険・汚い」という3Kのイメージが強く、若手人材が定着しない
建設業界は、インフラの整備やメンテナンスなどによって日本の安全と成長を支える重要な役割を担っています。しかし、上述した課題を抱えたままでは、建設業界の体制を維持するのは困難です。そのため、建設生産プロセス全体の生産性向上を図り、より少ない人数・より少ない工数で、従来と同等かそれ以上の工事量を実現することが目指されています。
また、i-Constructionによる生産性向上は、魅力ある建設現場づくりにもつながります。建設現場のイメージを、「きつい・危険・汚い」の3Kから「給与が高い・休暇が取れる・希望が持てる」の新3Kに変えることも、i-Constructionの目的の一つです。
i-constructionの3つの柱を解説
国土交通省は、i-Constructionにおける3つのトップランナー施策を定めています。これらは「i-Constructionの3つの柱」とも言われており、生産性向上のカギとなる取り組みです。具体的にどのような施策なのか、それぞれみてみましょう。
ICTの全面的な活用(ICT土工)
建設現場に対するICT(情報通信技術)の本格的な導入・普及を図り、生産性の飛躍的な向上を目指す施策です。
たとえば、調査・測量から設計、施工、検査、維持管理・更新までのあらゆる建設生産プロセスに3次元データを導入することで、自動化や省人化を目指します。また、ICTの活用に伴って、複数のプロセスを同時平行で進めるコンカレントエンジニアリングや、初期段階でのちに発生しうる仕様変更や問題点を改善に取り組むフロントローディングといった、新しい考え方を建設現場に導入します。
全体最適の導入(コンクリート工の規格の標準化等)
建設生産プロセスに全体最適の考え方を導入し、サプライチェーン全体の効率化や生産性向上を目指す施策です。
たとえば、建設現場は一品受注生産が基本であり、現場ごとに部材のサイズや工法がバラバラでムダが多いという課題があります。しかし、部材の規格を標準化すれば、設計・調達・製作・運搬・組立といった一連のプロセスも標準化がしやすくなり、コスト削減や納期短縮を実現できます。
施工時期の平準化
施工時期を平準化し、限られた労働力を効率的に活用することを目指す施策です。
建設業界は繁忙期と閑散期の差が激しく、特に公共事業の施工時期は予算取りの関係で年度末などに偏りがちです。しかし、発注方法などを工夫して施工時期を平準化すれば、建設業界の限られた労働力を効率的に活用できます。また、平準化によって、企業の経営が安定する、労働者は休暇を取得しやすくなる、人材や機材を効率的に配備できる、といった効果も期待できます。
i-constructionの関連技術
上述した3つの柱の中で、特に重要と考えられているのが「ICTの全面的な活用(ICT土工)」です。ここでは、i-constructionにおいて導入が推奨されているICT技術を、建設生産プロセスごとに解説いたします。
調査・測量
調査・測量のプロセスにおいては、UAV(ドローン）の活用が推奨されています。
従来は人の手で調査・測量を行って建設現場の状況を把握していましたが、少しずつ何日もかけて測量をしなければならず、非常に手間がかかります。また、測量結果が点と線でしか表現されないため、情報共有がしづらいという課題もありました。
しかし、UAVを飛ばせば、短時間で広範囲を調査・測量できます。また、撮影した写真データやレーザースキャナを用いることで、高密度な3次元測量データを取得できます。測量結果を3次元で確認できるようになれば、地形を詳細かつ直感的に把握することが可能です。
設計・施工計画
設計・施工計画のプロセスにおいては、3次元CADデータの活用が推奨されています。
ここで重要になるのが、BIM(Building Information Modeling)とCIM(Construction Information Modeling)です。BIMは建築分野、CIMは土木分野で活用されるものですが、どちらも3次元CADデータの活用によって建設生産システムの効率化を実現します。
従来は2次元図面をもとに設計や施工計画が行われていましたが、情報を正確に読み取るだけでもノウハウが必要になります。しかし、3次元CADデータ化すれば、完成イメージが直感的に分かるので、各プロセス間での情報共有が格段にしやすくなります。
また、3次元測量データと突き合わせて作業量の計算を行ったり、施工計画のシミュレーションを行ったりできる点もメリットです。
施工
施工のプロセスにおいては、ICT建機の導入が推奨されています。ICT建機は、3次元CADデータを取り込むことで、操縦者への操作ガイドや自動制御を行う新しい建設機械です。
ICT建機による施工が実現すれば、熟練の操縦者に頼らなくても施工を進められます。操縦者の負担が軽減されるとともに、工期の短縮や品質の向上も実現可能です。
検査
検査のプロセスでも、UAV(ドローン）や3次元CADデータが活躍します。
従来は紙の書類による検査が一般的でしたが、施工後にUAVなどで測量した3次元測量データと3次元CADデータを突き合わせれば、設計通りに施工できているかを確認できます。これにより、膨大な紙の書類が不要になり、検査項目も大幅に半減させられます。各種データを定められたフォーマットで提出すれば、納品もスムーズになるでしょう。
「i-Construction 大賞」に学ぶi-constructionの成功事例
国土交通省は、i-Constructionの成功事例を横展開することを目的とした「i-Construction 大賞」を創設しています。ここでは、令和2年度の「i-Construction 大賞」を参考にしながら、i-Constructionの成功事例を簡単にご紹介します。
- 山間地での工事において、急斜面で危険性の高い測量をUAVで実施し、3次元測量データ・3次元CADデータを作成。立会時間の短縮と作業の安全性を向上させ、作業日数を5日短縮できた。また、施工にはICT建機を導入し、3次元CADデータとマシンガイダンスによる確認をしながら作業を実施したことで、作業日数を8日短縮することにも成功した。
- 水門新設工事において、CIMを活用した施工シミュレーションや鉄筋干渉チェックを行い、手戻り防止や施工管理の効率化を実現。また、ウェアラブルカメラを用いた遠隔検査を実施し、検査員の移動時間短縮や検査待ち時間の短縮を行った。そのほかにもさまざまな生産性向上に取り組んだ結果、最終的に工期を86日短縮し、作業人員は621人も削減することに成功した。
出典：i-Construction推進コンソーシアム i-Construction 大賞(令和2年度)
まとめ
今回は、建設業界の生産性向上に向けた取り組みである「i-Construction」について解説しました。実際にICTを活用して生産性向上を実現している企業も現れており、i-Constructionはますます普及していくと考えられます。
ドローンなどによる測量技術や、BIM・CIM、ICT建機といったICTの技術は年々向上しています。i-Constructionの今後に注目していきたいところです。
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