ICT設計の現状とは？【ICT活用工事の基礎その2】

あらゆる建設業務は、「調査・測量、設計、施工、検査」という一連のプロセスをたどる。この「設計」の現場で、どのようにICT技術が活用されているのかについて、紹介していこう。

ICT技術が導入される以前、一般的に設計図面の作成は、二次元CADソフトを用いて行われ、図面の確認・修正作業、そして各所への申請等に膨大な時間を要していた。これまで平面で行われていた設計を立体にすることで、業務の効率化を実現したのがICT設計だ。

3次元CADソフトを使用し、設計を3D化

設計のプロセスで作成するデータとは、単なる設計図ではなく、今後のプロセスの指標となる地図のようなものだ。

設計図面作成時に参照するデータは、平面上の設計図面、そして現地の地形データ（3次元点群データ）などだ。さらに地下埋設物の位置情報なども重ね合わせ、点群処理ソフト・3次元CADソフト等を用いて3次元設計データを作成していく。なお、このICT設計のプロセスでは「3次元設計データ」と、ICT建機をコントロールするために作成する「3次元施工用データ」の2つを作成していく。


使用ソフトやICT建機、施工現場の環境次第では、3次元設計用データをそのまま施工用データとして活用することもできるが、現時点でICT建機をスムーズにコントロールするためには、建機の特性をかんがみた施工用データの作成が推奨されている。

3次元施工用データ作成の際にポイントとなるのが、設計図とそれぞれの建機の作業箇所に差異が発生しないよう、発注者の作成した図面データよりも余裕をもたせた作図をすること。バックホウやブルドーザーなど、ICT建機に合わせた施工用データをそれぞれ準備することで、建機が制御不能になることを防ぎスムーズな作業を可能にする。

このように3次元設計・施工用データを活用すれば、図面通りに建機を運転することができる。つまり、設計図面を施工現場に落とし込む、「丁張り」作業そのものが不要になるのだ。

無駄・無理のない施工計画を可能にする三次元データ

ICT設計がもたらす恩恵の1つが、「検証」の精度向上だ。3次元設計データは現地の地形データを基に作成されているため、地下埋設物やコンクリート内の鉄筋などが別の部材と干渉していないかなどを、事前に図面上で検証することが可能になった。

加えて、データの共有・確認・申請作業の円滑化にも触れたい。大規模なプロジェクトには、さまざまなセクションで数多くの関連企業や協力会社が関わるため、確認作業や打ち合わせなどに多くの時間を要していた。それが、クラウド上でデータを一元管理し、いつでも情報の確認・共有が可能になったことで、業務効率化が実現する。


ただ情報共有の方法は、まだまだ工夫の余地がある。例えば、VR機器を活用し、仮想現実空間上に3次元設計データを映像として投影する方法だ。

これまで図面や資料をもとに確認していた細かな部材などの情報も、仮想現実空間に浮かんだ3次元モデルを様々な角度から眺めることで直感的に確認・検証することができる。さらに、3次元モデルの映像と工程表を紐付ければ、施工状況の確認を時間経過と合わせて確認することも可能になるのだ。

これまで多くのメリットを紹介したが、やはり一番の恩恵は「施工の全自動化」である。3次元施工用データを、重機に搭載した「MC（マシンコントロール）」に入力することで、重機の動きの一部を自動制御し、図面通りの正確な施工を可能にする新技術だ。
こちらの詳細は「ICT施工」の記事内で紹介していく。

ICT設計データを維持・管理に活用

ICT設計データが活躍するのは、施工現場だけではない。3次元設計データ内に、細かな部材や材料の物性値などの属性情報を記録しておけば、維持管理時に必要な情報を一元管理することができる。

寸法などの設計情報、そして構成要素を同時に確認することができるため、長期に渡る維持管理はもちろん、誰でも建設時の状態を復元することが可能になった。

設計のICT化により期待される様々な活用方法

「ICT設計」は、情報共有と確認、検証の効率化に多大な貢献をしている。例えば国を超えたプロジェクトであっても、同じ設計図を共有できるだけでなく、映像化された三次元モデルをもとに、完成形までを手に取るようにプロジェクトメンバー全員で共有することができるようになったのだ。


ICT設計データの活用法は上記に紹介した例に留まらず、現在進行形であらゆる活用法が開発されている。施工現場の映像と3次元設計データをAR（拡張現実）上で重ね合わせることで、プロジェクトが予定通りに行われているか確認する技術や、3次元設計データをもとに3Dプリンターで鋼橋そのものを出力する技術など、さまざまなプロジェクトが世界中で進行している。

「ICT設計」によって作成されたデータは、情報共有や技術を継承するだけでなく、新たな技術を生み出す源として、さまざまな業界から期待が集まっている。