約3,000の特徴量で10秒先の切羽圧を予測・熟練技術者と90%一致。前田建設工業が「切羽圧制御支援システム」を開発

前田建設工業は、AIによりシールド工事の切羽圧制御を支援するDXツール「切羽圧制御支援システム」を開発したと発表した。

自社のシールド工事データプラットフォーム「MAIOSS-Ⅱ」に蓄積された各種センサーデータとオペレータの操作履歴をAIが学習し、約10秒先の切羽圧を高精度に予測することで、熟練技術者の経験に依存してきた切羽圧制御を支援する。

時系列データから3,000の特徴量を抽出しAIが学習。現場検証でAIの予測が熟練技術者と90%一致

本システムの核心は「約3,000の特徴量を用いた予測」だ。切羽圧をはじめとする時系列データから周期性や傾向を抽出して約3,000個の特徴量で数値化し、約10秒先の切羽圧を予測して適切な操作タイミングを事前にオペレータへ提示する。

実現場での検証では、AIの予測が約90%で熟練技術者の判断と一致し、実用レベルでの有効性を確認した。

切羽圧は適切な範囲を下回れば地表面の沈下を、上回れば隆起を引き起こすリスクがあり、従来は熟練技術者の経験・知識による常時監視と制御操作が不可欠だった。

担い手不足と技術者の高齢化が深刻化する中、データを活用した施工支援技術の開発が急務となっていた。

MAIOSS-Ⅱ共通基盤で水平展開が容易。三井住友建設の現場への展開も予定

本システムはMAIOSS-Ⅱを活用することで現場への水平展開が容易な設計だ。

今後は現在の「逸脱予兆の警報機能」から、逸脱を防止する「操作ガイド機能」へと進化させ、オペレータの技能に左右されない安定掘進を目指す。インフロニアグループの三井住友建設の現場への展開も予定しており、グループ横断でのシールドDXを推進する。