建築業界を変える技術!デジタルツインとは?

建築業界を変える技術!デジタルツインとは?

建築業界において、デジタルツインという技術が導入されてきました。デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で構築し、解析や分析などを行う技術です。デジタルツインとは何か、建築においてのメリットなどを解説します。

 

デジタルツインとは?

デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で構築し、解析や分析などを行う技術です。現実の情報とは、製品の状態、設備、人員、機械の状態など様々です。デジタル上に、リアル情報の双子を表現するという意味で、デジタルツインと呼ばれています。

リアルタイム性が高いのが特徴であり、発生した後にコンピューターを操作するのではなく、常にデータを収集している状態です。トラブルが起きても収集したデータを見れば瞬時に原因がわかり、検品においての状態を認識する技術も高いです。

IoTや5Gなど、様々な技術が進歩したことにより、デジタルツインが注目され始めた原因と言えます。IoTとは、モノのインターネット技術と呼ばれており、コンピューター以外のモノがネットに接続できるようになる技術です。製造機器などにネット接続を導入すれば、より細かい情報を取得することができます。

5Gとは、通信システムにおける第5世代のことです。3G、4Gと続いての最新の通信システムです。4Gよりも格段に通信速度や送れるデータの量が上がっています。4Gでは、2時間の映画をダウンロードするのに5分ほどかかっていたが、5Gだと約3秒でダウンロードできるほど進歩しました。

デジタルツインは大量のデータが必要になるので、5Gの進歩は非常に大きいです。IoTや5Gなどの技術が進歩したことは、デジタルツインの可能性を大幅にあげました。

このように、デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で表現し、分析やシミュレーションをする技術です。

 

建設現場におけるデジタルツインとは?

建設現場では、デジタルツインが大いに活躍できます。

建築デジタルツインの仕組みとは?

建築において、デジタルツインは様々な手助けになります。3つの事例を紹介します。

現実から得た情報を元に、3Dモデルで構築した建物のサンプルを作成し、立体的に設計をすることが可能です。2次元の図面よりも分かりやすく、3次元的に細かく見ることができます。

センサー技術を利用すれば、風向きや風力を分析し、作業ペースを効率的に図れます。建築は風の強さによって作業が中断したりするので、分析や予測をして情報を得ておくのは大事です。

AR技術を使い、目の前に設計図を表示させることもできます。ARとは、現実に仮想的な物体を表示させる技術です。専用のゴーグルを装着することで、目の前に設計図を表示させることができ、手で説明書を扱わず、スムーズに確認できます。建築にデジタルツインを導入する価値は十分あります。

土木分野のデジタルツインの仕組み

土木でも活用できます。ドローンを飛ばし、空中で撮影した地形データを元に、瞬時に測量が可能です。これまでは人の手で測量を行っていましたが、時間短縮になることで作業をスムーズに進めることができます。

地形データを使い、完成地形の3Dモデルを作ることができ、立体的に完成状態を確認できます。3Dモデル化した人や重機などを配置し、一連の作業工程を測定することが可能です。
必要な人員や日数を測定し、コスト削減や効率化などが図れます。

トンネル工事では、重機による接触事故や崩落事故が発生する恐れがあり、デジタルツインが安全管理に活用できます。入坑札の戻し忘れなどで、トンネル内に誰が入っているのか分からない場合があります。

入場ゲートを用意することで、自動で人数や誰がいるのかが、リアルタイムで確認が可能です。作業員が重機から降りることで、自動でアラートを出すことで、周囲の重機に知らせることができ、接触事故を防ぐことができます。

センサーをトンネル内に設置することで、温度や湿度、酵素濃度のデータを得ることができ、作業環境を把握することもできます。このように、土木分野でもデジタルツインは大いに活躍できます。

都市開発のデジタルツインも

都市開発においてもデジタルツインが活躍します。現実に設置したカメラやセンサーを使い、人の流れ、交通量、環境などのデータを手に入れます。データを元にシミュレーションを行い、都市の改善を図ることができます。

 

 

デジタルツインを導入するメリットとは?

デジタルツインには様々なメリットがあります。例として4つのメリットを紹介します。

効率化できる

業務の効率化が期待できます。新たな業務を開始する前に、必要な人員やプロセスを決める必要があります。デジタル上でシミュレーションすることにより、必要な人数や日数を測定することができます。無駄がなく効率的な作業が可能です。

コストの削減

デジタル上で試作や分析が行えるので、コストの削減になります。製造において製品や建物の試作を仮想空間上で行えるので、実際に作ったりするコストを下げれます。実際に行えば人員が必要だったり、期間が長いとそれだけコストが掛かります。

機器の保全

製造で使う機器の保全にも活用できます。機器の動作をデータとしてリアルタイムで収集しているので、エラーが起きた場合、瞬時に原因を知ることができます。今までは地道に確認する作業があったが、素早く特定ができ、改善が可能です。

品質の向上

品質の向上にも期待できます。製品の検品において、画像認識技術が進歩したことにより、製品の不備を正確に判断できます。人間が確認するのでは、見逃したり集中力が続かない恐れがあります。製品の品質データも収集するので、改善に役立つ情報を得られ、品質の向上に繋がります。

 

建築業界のデジタルツインの活用例

実際にデジタルツインを本格的に活用している企業を2社紹介します。

鹿島建設

鹿島建設では、企画、設計、施工、運営など、各工程全てデジタルツインを導入しています。BMIと呼ばれるシステムを基軸にしています。BMIとは、デジタル上で建物の3Dモデルを用意し、パーツやサイズ、作業時間や工程などの情報を盛り込んだシステムのことです。

2次元の図面では、人によって理解度が異なるので、円滑に進まない状況がありました。立体的な3Dモデルなら理解がしやすく、様々な業務の効率化が図れます。

清水建設

清水建設は、「DX銘柄」という、デジタル技術を活用して企業価値の向上が期待されている称号を得ています。地盤、地質、建物などの静的データ、物流や環境などの動的データを現実からデータ収集し、デジタル空間でシミュレーションを行っています。全体的にデジタルツインを導入しており、信頼される企業だと安心できます。

 

デジタルツインの今後

デジタルツインは、様々な業界に導入できる技術であり、大規模に広がっていくことが期待できます。成果は上げているが、まだ発展途上の部分があるので、様々な課題をクリアすることが重要になります。

 

デジタルツインならアイディオットが徹底サポート!

株式会社アイディオットは、デジタルツインを導入するのに必要なデータの提供、相談が行える企業です。独自で知識がない状態でデジタルツインを導入する場合、専門知識や大きな費用が必要になります。専門の企業に相談することで、無駄な費用をかけず、効率的に取り入れることが可能です。

 

まとめ

・デジタルツインとは、現実で得た情報をデジタル上で構築し、解析や分析などを行う技術です。

・作業の効率化、コスト削減、機器の保全、品質向上など、様々なメリットがあります。

・建築では、3Dモデルで建物を作成し、必要なパーツやサイズ、作業時間や工程などが測定できます。

・土木では、ドローンで空中から撮影して地形データを得られ、測量の時間を大幅に短縮できます。

・都市開発では、各場所にカメラやセンサーを設置し、人の流れや環境などのデータを手に入れ、改善を図れます。

この記事の執筆・監修者
Aidiot編集部
「BtoB領域の脳と心臓になる」をビジョンに、データを活用したアルゴリズムやソフトウェアの提供を行う株式会社アイディオットの編集部。AI・データを扱うエンジニアや日本を代表する大手企業担当者をカウンターパートにするビジネスサイドのスタッフが記事を執筆・監修。近年、活用が進んでいるAIやDX、カーボンニュートラルなどのトピックを分かりやすく解説します。

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