建設分野で活用され始めたデジタルツイン

 デジタルツインとは、現実世界の物体や事象をそっくりそのままサイバー空間に再現するテクノロジーのことである。例えば製造業では、工場内のあらゆる機器をIoTでインターネットに接続することにより業務プロセスの改善を目指す「スマートファクトリー」を実現するためのキーテクノロジーとして注目されている。


 デジタルツインによって現実の工場そのものをサイバー空間に再現できるようになれば、設備の稼働状況や生産状況の把握、将来の生産状況の高精度なシミュレーションなどが可能となる。ただ、スマートファクトリーにおけるデジタルツインの活用は、まだコンセプトの段階にあると言える。


 一方で、建設分野ではデジタルツインの活用が具体化しつつある。同分野ではこれまでも、コンピューター上に建物の3Dモデルを作成し、設計、施工から維持管理までの全工程で活用するBIM(Building Information Modeling)が広く利用されていた。


 建設分野におけるデジタルツインの活用は、このBIMの3Dモデルをベースにしている。例えば、IoTを活用して実際の建設機械の稼働状況や建設現場の風向きや風力などの気象情報、作業員の人数や配置の情報などを収集。それらの情報をほぼリアルタイムでBIMの3Dモデルに反映させることで、サイバー空間に建設現場の環境を再現する。いわば、BIMをさらに進化させたものだ。


 建設の全工程において、日本で初めてデジタルツインを活用した例が、2020年1月に竣工した大阪・オービック御堂筋ビルの建設プロジェクトだ。鹿島建設が主体となって取り組んだ。


 鹿島建設では以前から、BIMによるビル建設の効率化に取り組んでいたが、BIMのモデルにIoTで収集したさまざまなデータを付与。ビル建設の企画や設計、施工といった各工程でデジタルツインを活用した。


鹿島建設 デジタルツインイメージ
デジタルツインイメージ(鹿島建設プレスリリースより)

 例えば、企画や設計の段階では、ビル風の周辺への影響をシミュレーションし、ビルの構成要素となる各種モジュールの設計に際して、「どのような形状にすると周辺へのビル風の影響が少ないのか」などを検証し、その結果を実際のビル建設に反映した。


 さらに、施工の段階では、ビルをモジュール単位に分けて作り込み、現場で組み立てていく「モジュールコンストラクション」を実施。その基礎単位となるモジュールを「現場でどう組み立てるのが効率的か」をデジタルツインでシミュレーションした。さらに、建設状況の進捗管理にもデジタルツインが活用された。


 施工段階では、MR(Mixed Reality:複合現実)技術も活用している。デジタルツインと実際の建設現場をMRで複合させることで、サイバー空間でのモジュールコンストラクションの進捗と、実際の施工状況との整合性を確認できるようになった。


全工程でデジタルツインを活用

 デジタルツインを設計や施工の工程だけでなく、ビルの運用や管理などを含め、建設に関わる全工程で活用しようという動きが出ている。鹿島建設では、ビルの維持管理や運営段階においてもデジタルツインを活用する。


 鹿島建物総合管理が運営しているファシリティマネジメント(FM:企業などが施設やその環境を総合的に企画、活用する経営管理方法)プラットフォームと、デジタルツインで収集したデータを連携させて一元管理できる仕組みを構築。日々の現場の点検から得られた情報やデジタルツインで収集した各種情報をプラットフォームに集約することでビッグデータ化して解析し、そこで得られた知見を建物の企画や開発にフィードバックしている。


鹿島建設 デジタルツインイメージ
デジタルツインの仕組みイメージ(鹿島建設プレスリリースより)

 鹿島建設では、今後の全国の建設プロジェクトに対してもデジタルツインの活用を検討している。デジタルツインで建設における各フェーズの業務効率化を図るほか、建物情報をデジタル化することにより、建物資産価値のさらなる向上にも活用する計画だ。