建設業におけるデジタルツインとは？5つの事例とDX成功のポイントを解説！

デジタルツインは、現実の物理的な対象やプロセスをデジタル空間に再現したものです。
建設業界でも急速に拡大しており、プロジェクトの設計から施工、保守までのフェーズで活用されています。

3DモデリングやIoTデバイスの普及により、リアルタイムの進捗モニタリングや効率的な作業が可能となり、
市場では導入が進んでいます。
将来的には、AIや機械学習などの進展により、
デジタルツインはさらなる発展を遂げ、より高度な予測や最適化が可能になるでしょう。

持続可能性の観点からも、デジタルツインは建設業界の未来において重要な位置を占めることが期待されています。

建設業界でデジタルツインを導入するメリットは次の3つです。

・業務効率と生産性の向上
・リスク管理の強化
・品質の向上

一つずつ見ていきましょう。

業務効率と生産性の向上

デジタルツインの導入は、建設業界において作業の効率と生産性を飛躍的に向上させます。
プロジェクト全体をリアルタイムで可視化することで、異なるプロセスやタスクの調整や統合が容易になります。
また、建築物やインフラの3Dモデリングは、設計段階から施工までのプロセスを合理化・効率化します。
タスクの重複や無駄な手戻りが減り、プロジェクトが効率的かつ予定通りに進行するでしょう。

リスク管理の強化

デジタルツインはリスク管理を強化し、プロジェクトに潜む潜在的な問題を事前に発見できます。
シミュレーションやモデリングを通じて、異常な動きや構造の問題を早期に識別し、迅速な対処が可能です。

予期せぬトラブルの発生を最小限に抑え、プロジェクトの安定性と信頼性が向上します。
デジタルツインを通じたリスク管理の効果的な実施は、予算の遵守とプロジェクトの成功に寄与します。

品質の向上

デジタルツインを活用することで、建設プロジェクトの品質が飛躍的に向上します。
リアルな3Dモデリングにより、設計者と施工者が同じビジョンを共有でき、設計通りに建築物やインフラが構築されます。
またシミュレーションの精度・効率ともに向上できるため、限られた時間内に高品質な製品を制作できるでしょう。
品質向上は手戻りを減少させ、建物の耐久性や機能性を向上させ、クライアントや関係者に対する満足度を高められます。
デジタルツインは過去の制作プロセスやエラーを記憶できるため、
次のプロジェクトなど継続的に品質を保てるのもメリットです。

建設業界では、下記のようなシーンで、デジタルツイン技術を活用しています。

・設計
・施工
・進行管理
・新人教育

ぜひ貴社の業務プロセスをイメージしながら読み進めてみてください。

1.設計｜3Dモデリングで現地調査を迅速化

デジタルツインを設計に活用する際、建築物やインフラの3Dモデリングを迅速に行うことが可能です。従来は手作業やカメラで行っていた測量や現地調査も、現在ではLiDARを利用することで手間やコストを大幅に削減できます。

効率化だけでなく、設計の精度も改善されます。
3Dモデリングによって、建物や地形の細部まで視覚的に把握できるのが特徴です。
そのため、設計段階での問題や改善点を即座に特定できるでしょう。
これにより、効率的な設計プロセスが可能となります。

2.施工｜シミュレーションで品質改善を効率化

デジタルツインを施工に組み込むことで、シミュレーションを活用して品質の向上を効率的に図れます。建築物の多くは、一度完成した後に解体や改築することはむずかしく、大きな労力がかかります。

デジタルツインで施工プロセスを事前にシミュレートしておき、構造や作業手順を最適化しておくことで、修正のリスクを抑えられるでしょう。
施工中の問題や課題を予測し、迅速かつ適切な対策を実行し、品質の向上を実現します。

3.進行管理｜リアルタイムに状況をモニタリング

進行管理にもデジタルツインを活用できます。
スキャンした現場の状況や対象物をオンライン上で共有することで、プロジェクトの進捗状況をほぼリアルタイムでモニタリングできます。

海外や遠方にいる関係者にも情報を共有できるため、移動コストをかけることなく、スムーズなコミュニケーションを実現可能です。また、センサーやデータの統合により、建設現場のさまざまなパラメーターを一元的に管理できるため、問題が発生した場合には即座に対応できるでしょう。

デジタルツインにより、プロジェクト全体の進行がスムーズに行え、効果的な意思決定を実現します。

4.新人教育｜作業手順やノウハウをデータで共有

デジタルツインは新人教育においても効果を発揮します。
作業手順やノウハウをデータとして蓄積し、簡潔かつ分かりやすく共有できます。
新入社員や現場作業者はデジタルツインを通じて、正確で安全な作業手順を理解し、スキルを向上させられるでしょう。

施工だけでなく、採用や教育にかかるコストも抑えられるメリットがあるのです。

建設業界でデジタルツインを活用している事例を5つご紹介します。

・鹿島建設
・清水建設
・大林組
・国土交通省
・コマツ

競合がどのような取り組みをしているのか参考にしてみてください。

1.鹿島建設

鹿島建設様では、企画設計・施工・維持管理まですべてのプロセスでデジタルツインを採用しています。2020年5月には、新築工事において、BIMによるデジタルツインを実現したようです。

たとえば、企画設計においては、ビル風シミュレーションを行い、周囲環境への影響を事前に計測しています。
また、MR（仮想空間と現実空間の複合空間）技術を活用して、モジュールモデルと実際の施工を照査しています。

すべてのプロセスに対してデジタルツインを活用できている先進的な事例といえるでしょう。

参考：https://www.kajima.co.jp/news/press/202005/11a1-j.html

2.清水建設

清水建設様では、まちづくりのアップデートにデジタルツインを活用しています。
まちづくりするにあたり、まずは都市インフラや建物、地盤などを3次元データで取得します。

そして、その3次元データにリアルタイムで取得した動的データを重ねることで、サイバー空間内で人流、物流などリアルタイムな情報がリンクします。

この3次元データと動的データを重ね合わせてシミュレーションを繰り返すことで、都市の利便性向上や新規事業開発を実現しているのです。

参考：https://www.shimz.co.jp/toyosu/concept/digitaltwin/

3.大林組

大林組様は、建設現場のデジタルツインを簡単に構築できる「デジタルツインアプリ」を開発しています。

アプリでは、デジタルツインの構築に必要な3次元モデルの登録と統合、また描写の実施までを一つのシステム内で完結できる仕様となっています。

また操作性も非常に簡単で、特別な専門的知識は不要なようです。

さまざまなデジタルツインツールが開発されていますが、そのツールを扱える人材が不足していることも建設業界の課題といわれています。

そのような状況下で、技術を有効に活用できるツールは多くのシーンで活躍するのではないでしょうか。

参考：https://www.obayashi.co.jp/news/detail/news20230412_2.html

4.国土交通省

国土交通省は、都市のデジタルツイン化を目指す「Project PLATEAU（プラトー）」を実施しています。

3D都市モデルを開発し、さまざまなシミュレーションを行うことで、社会課題を解決するアイデアやソリューション開発を進めているといいます。

土砂災害のシミュレーションや、浸水被害の把握など、さまざまなプロジェクトが実施されています。

参考：https://www.mlit.go.jp/plateau/

5.竹中工務店

竹中工務店様では、建設プロジェクトでデジタルツインに取り組み、多くのプロセスが効率化できたといいます。

従来は、プロジェクトにあたり現場調査や、スキャンしたデータの処理に多くの時間を費やしていました。一方、Matterport（マーターポート）のデジタルテクノロジーを活用したことで、現場調査の写真制作の時間を90%削減できたといいます。

また、遠隔測量や遠隔検査を実施したことにより、移動コストと人件費の削減にも成功しています。

参考：https://matterport.com/ja/learn/digital-twin/construction

建設業界におけるMatterport活用については、下記の記事でも詳しく解説しています。
Matterport活用について

建設業界でデジタルツインを成功させるポイントは、次の2点です。

・ツール選びは慎重に行う
・DXに詳しい人材を確保する

詳しく見ていきましょう。

ツール選びは慎重に行う

デジタルツインを成功させるためには、適切なツールの選定が不可欠です。

建設業界にはさまざまなデジタルツインツールが存在しますが、プロジェクトのニーズや特性に合わせて慎重に選びましょう。

使いやすさ、機能の適合性、導入コストなどを考慮し、ツールがプロジェクトに本当に適しているかどうかを確認することが重要です。

専門家や他の成功事例を参考にすることで、最適なツールを選ぶ手助けになります。

DXに詳しい人材を確保する

デジタルツインの導入においては、DX（デジタルトランスフォーメーション）に詳しい人材の確保が欠かせません。

経験豊富なデジタル技術者や専門家をプロジェクトに組み込むことで、デジタルツインの効果的な活用やトラブルシューティングが可能となります。

このような人材がチームに加わることで、ツールの最適な活用方法を理解し、プロジェクトにおけるデジタルツインの利点を最大限に引き出せるでしょう。

デジタルツインとは、実空間に存在する対象物やプロセスをデジタル空間に再現する手法のことです。

建設業界では3Dモデリングやセンサーデータを活用し、プロジェクトのリアルタイムなモニタリングや効率的な作業を可能にします。

その市場は急速に拡大し、業務効率の向上やリスク管理、品質の向上など多くのメリットが期待されています。

それに対してMatterportは、建設業界のデジタルツインに大きく貢献するツールです。
「事業計画」「現場調査」「施工管理」など多くのプロセスを効率化・合理化できます。

Matterportやデジタルツインに関するご相談はぜひお気軽にお問い合わせください。