デジタルツインとは？建設業における活用事例と関連技術を解説
DXを推進している企業では、業務効率化やより詳細なシミュレーション手段として、デジタルツインを活用するケースが増加しています。しかし、ITやAI関連の技術も含めるため、場合によって「全く内容を知らない」というケースもあるのではないでしょうか。
本記事では、デジタルツインの概要や関連技術、事例について解説していきます。
目次
トレンドワード:デジタルツイン
デジタルツインは、現実の空間に存在する物質の環境や構成などといった様々な情報を、IoTなどの技術を駆使して集め、デジタル上で再現する技術を意味します。デジタルツインには次のような特徴がある点も知っておきましょう。
- 現実に変化があった場合にはデジタルツインのデータも連動して変化する
- デジタルツインに変化を加えた場合にはシミュレーションの精度が高められる
- 限りなくデジタル上で現実の物質の状態を再現できるため、リスクや不調、トラブルの発生を予期できる
建設業の場合は、建築物から施工時に配置する設備までデジタルツインで再現できるため、環境作りや都市開発などでも役立ちます。また、建物の状態だけでなく、人員配置、作業内容、進捗までデータ上で把握できるため、導入できれば業務効率化につながる方法として注目を集めています。
デジタルに関連する技術
デジタルツインに関連する技術には次のようなものがあります。今後の建築業に影響を与えるものであるため、合わせて知っておきましょう。
| 項目 | 内容 |
| IoT | あらゆるモノがインターネットにつながる技術。遠隔操作や資材管理などに使用できる |
| AI | 人工知能のこと。分析と解析、予測ができる技術。建築業では、遠隔操作やBIM/CIMに影響を与える |
| BIM/CIM | 様々な情報を含んだオブジェクトの集合体。素材や奥行といった情報を含められるため、3Dモデルを使用したシミュレーションにも使用できる |
| 5G(大容量・高速データ通信) | 大容量・高速なデータ通信が可能。電波が入りにくい環境でも基地局を作るといった対応で電波の送受信を可能にできる |
| AR・VR | ARは現実世界に情報を追加して表示する技術、VRはヘッドセット・ゴーグルを使用したうえでデジタル上の空間を体験できる技術。イメージ共有や設計で使用できる |
建設業におけるデジタルツインの活用メリット
ここからは、デジタルツインの活用メリットについてみていきましょう。導入する場合には、通信環境の整備や活用できる人材の採用や教育、プラットフォームの準備なども必要になるものの、建設業における次のような課題にアプローチできます。
- 品質の担保
- 業務効率
- ノウハウの蓄積
自社の課題に合わせて、デジタルツインの活用を検討してみましょう
データの蓄積に期待できる
デジタルツインは使用すれば使用するほど、分析が進むことから、今後の建築物の施工に役立ちます。たとえば、AIも含めたプラットフォームなどと連携すれば、これまでの施工結果から、次に施工する予定の建築物の施工内容・外観まで含めて把握できるでしょう。
また、必要となるスキルやノウハウも蓄積していくため、属人性を薄められます。とくに、特定の担当者しか情報を知らないといった状態を避けられる点は多くの建設業者にはメリットだといえるでしょう。
デジタルデータが建物だけでなく街づくりにも活かせる
あらゆるデータを活用したスマートシティを実現する場合、デジタルツインが役立ちます。すでに、街づくりにおける環境・建物の構造や内装、使用されるエネルギーなどは、把握しようと思えば把握できる環境をつくることができるようになりつつあります。
建設業では、法律以外での基準が各社で異なるケースもあるものの、統一された規格によって、データ共有や管理が可能となれば、建設時に使用されるエネルギーの管理やカーボンニュートラルの実現に近づくでしょう。
現場を遠隔で可視化できる
デジタルツインを活用した場合、現場の可視化が遠隔でも可能となります。そのため、ロボットによる作業の実施、施工内容の確認、施工時の図面修正の効率化に期待可能です。
また、リスクが高い作業は人力ではなく、ロボットに任せることが可能となるため、事故の減少にも期待できるでしょう。とくに、造成工事や階層の高いビルなどの施工はより効率的になるといえます。
建築業界におけるデジタルツインの事例
ここでは、建設業界におけるデジタルツインの事例についてみていきましょう。IT関連の最先端技術を利用しているケースも多いものの、自社でできる範囲から取り組んでいくことが大切です。
竹中工務店
竹中工務店は、デジタルツインに注力しており、現実空間で使用する技術とデジタル空間で使用する技術をそれぞれ独自で開発しています。2023年には、バーチャルセンサーを用いた空調制御システムの開発を行っています。
多数のセンサーによって、細かな制御を可能としていることに加え、バーチャル空間の結果からリアルタイムで現実空間の空調を制御できます。通常と比較して空調の消費エネルギーを30から70％削減できることから、今後多くの場面で活用が見込まれるでしょう。
大林組
大林組は、2023年に高性能なPCや専門人材を必要としない「デジタルツインアプリ」を構築しました。デジタルツインの構築に必要となる3次元モデルの登録や統合、ネットワーク経由での現場確認が可能です。また、アプリ上で指摘事項と是正指示を受けた箇所を確認し、写真を共有できます。
業界内での広がりは今後に期待するしかないものの、専門的な知識を持つ人材がいなくてもデジタルツインを実現できることから、中小企業などに効果的です。
まとめ
デジタルツインは、建設業においては大手ゼネコンが活用しているケースが多く、中小企業にはこれから広がっていく技術だといえます。しかし、デジタルツインは建設業界で課題となる人口減少や生産性、業務効率についてカバーできる技術の1つです。そのため、今後より多くの場面で活用されていくことが想定されます。
自社の状況を把握し、課題を洗い出したうえで、デジタルツインによって何をどのように変えたいのか明確化することも大切です。今後の建設業の変化に追いつくためにも、デジタルツインの活用について、今後も注目していきましょう。
