2021年に注目される建設技術トップ10

2021年に注目される建設技術トップ10

はじめに  

2020年は、建設業界にとって画期的な年でした。なぜか、と聞かれると？それは、世界的なパンデミック状況によって、建設事業におけるデジタル技術の導入が積極的に加速されたからです。JLLの「State Construction」の技術レポートによると、建設業界におけるデジタル技術の統合率は、通常なら少なくとも3年かかるところを、わずか9ヶ月でかなりの高みに達したという。最後に、このような混沌としたCovid 19のパンデミックシナリオの中で、ポジティブなニュースもあります。 

現在進行中のすべてのプロジェクトを滞りなく進めるために、デジタル技術は、バーチャルな検査、遠隔地にいるチームとの接続、プロジェクトの進行状況の監視などを可能にし、容易に利用できるようになってきている。 

2021年も、新たな建設技術のトレンドが建設業界をデジタル化することが予想されます。以下は、2021年に期待される技術トレンドです。 

CADとBIMの相互運用性 

相互運用性とは、ソフトウェアアプリケーションがデータを正確、効率的、かつ一貫して通信・交換し、交換した情報を有効に活用する能力のことです。 

建設プロジェクトには複数の関係者が関わり、多様な仮想ツールを使用する必要があります。建築家、エンジニア、請負業者、プロジェクトマネージャーは、異なるタスクを実行するために複数のツールを使用し、プロジェクトのすべての異なるフェーズを調整することに問題が発生する可能性があります。 

相互運用性の問題は、不必要な遅延や無駄を引き起こす可能性があります。建設業界が共通データ環境に移行するまでは、ソフトウェア間の相互運用性の問題は極めて明白です。相互運用性の問題を解決することは、効率的なデータ移動を意味し、ファイルを互換性のある形式に変換するのに時間を費やす必要がないため、プロジェクトの早期完了に役立ちます。 

建設チームは、より優れたオープンなコラボレーションモデルを採用するようになり、情報のシームレスな転送を保証するために、複数の相互運用性の問題を解決する必要があります。相互運用性の向上は、現場でのコミュニケーションの問題や衝突を減らすことを意味します。 

CADとBIMの相互運用性には、シームレスなファイル表示、ファイル翻訳、CAD/BIMモデルの修復、比較・検証、ワークフローの自動化などが含まれます。異なるステークホルダーやチーム間で効率的にデータを共有できるようになると、いくつかの利点がありますが、最も重要なのは、建設時間とコストの削減、材料の無駄の削減です。 

2021年には、CADファイルをBIMにシームレスに変換したり、その逆を行ったりする相互運用性製品が登場し、最終的に時間とコストの節約につながることが期待されます。BIM CADの相互運用性は、主要なワークフローに簡単で迅速な自動化を導入することで、CAD-BIMワークフローに革命をもたらしています。CAD-BIM相互運用のコンセプトにより、エンジニアはRevitでモデルを再作成することなく、機械環境とBIM環境内で設計データを便利に切り替えられるようになりました。 

nCircleでは、コストと時間を節約するために、CADをBIMに、またはその逆をシームレスに変換できる相互運用性ソリューションと連携しています。 

私たちは、BIM ConnectionsというSaaSベースのプラットフォームを設計し、異なるCAD/BIMプラットフォーム間の接続を構築し、接続が設定されると自動的にデータの流れを可能にします。 

Popularの接続を確認する。 

私たちは複数のツールを使って、エンジニアがモデルを再現することなく、CADとBIM環境間で便利にデータを交換できるようにし、エンジニアリングの世界に革命を起こしています。ユーザーフレンドリーなユーザーインターフェイスとモデルの簡略化オプションにより、これらのツールは設計に効果的です。 

多くの技術リーダーであるTech Soft 3D、Datakit、Spatial、Core Technologieは、主要なCADフォーマットを素早く読み書きするための特別なSDKを設計しています。  

当社のCAD-BIM相互運用の主な特徴 

  • IFCに基づく可視化・相互運用性 
  • Revitファイルからファミリー情報を読み込む 
  • ファミリーのパラメータを更新する 
  • DWGおよびDNGファイルを読み込んで、押し出しソリッド、回転ソリッド、掃引ソリッドのフィーチャーを更新する 
  • DWG/DXFファイルからジオメトリとPMIデータを削除する 
  • DWG/DXF/DGNファイルからglTFファイル形式への変換ツール 

nCircleでは、複数の相互運用ツールキットによるCAD-BIMの相互運用性を提供するため、BIM 360、Procore、Aconex、Box（Grit ReConstruct）など、さまざまなプロジェクト管理ツールを統合します。 

デジタルツイン 

デジタルツインは、物理的な実体の仮想的なレプリカであり、企業がモデル駆動型の意思決定を行うのに役立ちます。デジタルツインは、IoTセンサー、ログファイル、その他の関連情報を使用して、詳細かつ正確なモデリングのためのリアルタイムのデータを取得します。デジタルツインは、データ駆動型の意思決定プロセスを大幅に改善することができます。建設の専門家は、デジタルツインを使用して、物理的な実体の状態を知り、開発に反応し、業務を強化します。 

デジタルツインの主な目的は、費用対効果の高いシミュレーションを実行することです。構造物や建築物の多くは、デジタルツインでなければシミュレーションするにはコストがかかりすぎるため、データサイエンティストはデータを使ってデジタル空間で物理資産を模倣するモデルを作成します。 

私たちnCircle Techは、多くのデジタルツインプラットフォーム企業と協力し、顧客体験の向上や複数の高度な機能の追加を行ってきました。 

建設業におけるIoT 

建設業界では、すでにIoT（Internet of Things）が欠かせない存在になっています。IoTには、データを配信し、単一のプラットフォームから管理できるスマートデバイスやセンサーが含まれます。IoTは、よりインテリジェントで、より効果的で、より安全な運用方法が、今やかなり可能になったことを意味します。 

  • インテリジェントな機械は、反復作業を行うために活用することができます。センサーを使用することで、どんな機械も人間の干渉を受けることなく、より効果的で生産的なものにすることができます。 
  • 現場での足取りを追跡し、アプリケーションを使用して入退室を確認することで、紙を使った雑務を減らし、時間を節約することができます。 
  • ジオロケーションを使用することで、サイト内の危険区域を識別することができ、スマートテクノロジーを使用することで、その区域に入る作業員に知らせることができます。 
  • スマートテクノロジーを活用すれば、建設プロジェクトの二酸化炭素排出量を大幅に削減することができます。例えば、車両にセンサーを搭載してエンジンを切ったり、ムダを計測したりすることで、より良いプロジェクト計画を立てることができます。 

AR/VR/3Dビジュアライゼーション 

BIM技術にVR/AR/3Dビジュアライゼーション技術が加わることで、その可能性は無限に広がります。まずはBIMで建物モデルを構築し、AR/VR機能の助けを借りてウォークスルーを行うのが基本でしょう。 

BIMと組み合わせることで、AR/VRテクノロジーは以下を実現します。 

  • バーチャルツアーやウォークスルーで、設計のレイアウトの流れを体験できる 
  • プロジェクトチームが遠隔地にいながら共同作業を行うことができます。 
  • AR/VR技術による3Dビジュアライゼーションは、設計変更の正確なシミュレーション[BR]、自動測定、設計の修正に役立ちます。 
  • 工程間の衝突を評価し、検出する 
  • 安全性の向上と、関係者の意思決定をサポートする。 

nCircleでは、お客様が効率的なソフトウェアアプリケーションを開発できるようお手伝いしています。完全なカスタマイズソリューションを提供し、お客様のニーズに特化したエンジニアリングアプリケーションをデスクトップ上で構築するために最適なツールキットを選択します。 

3Dビジュアライゼーション 弊社が提供するソリューション  

  • クラウドベースの3Dビジュアライゼーション 
  • デスクトップ型3Dビジュアライゼーション 
  • モバイルベースの3Dビジュアライゼーション 
  • バーチャルリアリティ 
  • 拡張現実（Augmented Reality 

Unreal Developmentをご覧ください： CAD インポート/エクスポートおよびビューアーの強化 

動画リンク >> https://youtu.be/Q6a1qqu3Qe0 

機械学習と人工知能 

AIやMLは、すでに建設技術の向上に役立っている。建設業界は、コスト効率の向上という恩恵を受けます。 

  • AIとMLの助けを借りて、デジタルビルディングツインを作成し、建設前の段階でコストのかかる衝突を検出することができます。 
  • AIとMLは、建築物のより良い設計をもたらすことができます。機械学習は、多様なバリエーションを検討し、MEPシステムを考慮した設計の代替案を作成するために使用できます。MLは、MEPシステムのルートが、構造的または建築的なコンポーネントと衝突しないようにすることもできます。 
  • AIを活用した自動化により、繰り返し行われる作業を代行し、生産性を向上させ、安全性を確保することができます。 
  • 過去のデータを利用することで、AIはコスト超過や現実的なスケジュールを予測し、データへの迅速なアクセスをサポートすることができます。 
  • AIを使用して機械を制御することで、人間の労働力を使わずに反復的な作業を行うことができます。 
  • AIを使用することで、潜在的なリスクを監視することができます。 

nCircleでは、CADの深い専門知識と機械学習の破壊的な技術により、お客様の特定の要件に応じて実装可能な、従来のML搭載ソリューションを設計しています。 

nCircleで提供しているAI・MLソリューションと製品 ： 

ワークフローの自動化 

自動化は、繰り返しの多いワークフローを合理化するのに役立ちます。BIMベースのワークフロー自動化は、チーム間のコラボレーションを向上させます。BIMの自動化は、モデル品質の向上を保証し、ヒューマンエラーを回避し、プロジェクトの成果に顕著な効果をもたらす。2020年は、BIMワークフローオートメーションの導入が急増しました。2021年も同じようなことになりそうです。 

nCircleは、建設業のお客様の現在のワークフローを理解し、ワークフロー自動化ソリューションの構築を支援することを専門としています。 

建設業界のお客様向けに構築した特注ワークフロー自動化ソリューションの一部をご紹介します。 



3Dスキャニング   

今年実施されたDroneDeployの調査では、請負業者の間で航空レーザースキャニングの需要が高まっていることが示されています。DroneDeployの回答者の88％もの人が、ドローンにもっと投資する予定だと答えています。調査結果によると、建設会社は一般管理費の削減を計画している一方で、ドローン技術への投資を増やしたいと考えているようです。建設業界の回答者の57%は、今後数年間で、航空地図以外にもドローンの利用を拡大する予定であると回答しています。DroneDeployの分析は、建設業界におけるドローン技術導入の一定の伸びを示唆しています。 

nCircleのScantoBIM.aiソリューションは、MLベースのBIMエンティティセグメンテーションとさらなる自動モデリングプロセスを備えたEnd to End ScantoBIMサービスです。また、ScantoBIM.aiを利用したスキャンからBIMへのサービスも提供しており、BIMモデルの精度を保証しています。 

スキャンからBIMへの変換サービスの特徴 

nCircleは、MLを利用したScan to BIMモデル変換サービスを提供する最も信頼できる企業の1つです。なぜ、点群からBIMモデルへの変換にMLを使用するのでしょうか？BIMプロセスにおいて点群データにMLを使用することで、より迅速なセグメンテーションが可能になり、モデリングが容易になり、最大50%の時間短縮が可能になります。 

  • 人工知能がサポートするラベリング 
  • 出力モデルの一貫したパフォーマンスで、高度にスケーラブルなScan to BIMプロセス 
  • 事前データから学習し、毎回より良いアウトプットを提供するAIエンジン。 
  • セキュリティファーストの戦略で、データを失うことはありません。 
  • MLを搭載したScan to BIMプロセスは、常に一定の出力を提供します。 
  • 入力：e57またはlas。出力 Revit、AutocadまたはIFCフォーマット 

モジュラーコンストラクション 

2020年、商業建築は大きな変化を遂げました。建設業界では、データセンターや医療ビルへの急速な嗜好のシフトが見られた。2020年、需要は圧倒的で、その結果、材料費は高騰した。これらの危機を管理するための答えは、プレハブやモジュール建築の増加でした。 

不確実性が建設業界を根底から揺るがし、多くの企業や業界リーダーが次のステップをどうすべきか迷っています。景気は依然として下降線をたどり、パンデミックも続いているため、以前は建設プロジェクトに指定されていた財政が失われたり、再配分されたりしています。建設業が人手不足、資材高騰などの弊害に直面する中、プレハブやモジュール建築が、山積みの建設プロジェクトをも救済しています。 

モジュール建築のメリットについて見ていきましょう： 

  • 建設廃材の削減： 多くの建築物が同時に建設されるため、1つの建築物で余った材料を別の建築物に使用することができ、材料費を大幅に削減することができます。 
  • 排出量の削減： モジュール建築は、ほとんどの作業が管理された工場で行われるため、二酸化炭素排出量を削減できます。 
  • 機械学習で最適化できる： モジュラーコンストラクションを最適化することで、さらに無駄を省き、効率性を高めることができます。

nCircle DPR Constructionのモジュール式建築を支援するモバイルベースの現場パネル設置アプリの構築を支援 - https://www.youtube.com/watch?v=-xitQ_rbe68 

ロボットの自動化 

Mckinseyによると、建設産業は世界のGDPの13％を占めています。しかし、パンデミックによる世界経済の低迷の後、建設業界は爪の垢を煎じて飲むしかない。 

世界の建設業界では、過去10年間に生産性がわずか1％しか向上しておらず、コストと時間の超過は当たり前、EBITは平均5％に過ぎません。 

パンデミック後の建設業界では、主に熟練労働者の不足と材料費の高騰が原因で、生産性がさらに低迷しています。COVID-19危機の長期的な影響はまだ不明である。 

建設業界では、完全自動化やロボットの導入が進んでいませんが、今後の成長を促す要因になると予想されます。ボストン・ダイナミクスの事業開発担当副社長、マイケル・ペリーは、「安全でない作業から労働者を排除し、従来のツールでは自動化が困難な作業を自動化する必要性が高まっており、ロボット工学の採用が進むと予想されます」と話す。 

しかし、建設業界におけるロボットによる自動化はまだ遠い夢ですが、多くの業界専門家が労働力不足と社会的距離の要求への対処法を検討する中で、多くの提案がなされています。  

nCircleは、点群データからメッシュファイルへの変換により、地形上でのインタラクティブなロボットプランニングとシミュレーションを可能にし、福島の瓦礫撤去を使命とする日本最大級の企業をどのように支援したかを紹介します。 

ロボットの自動化に関する事例を見る 

3Dプリンティング 

2020年、私たちは新しい仕事のモデルをどれだけ容易に考えることができるだろうか？新しい仕事のモデルをどのように考えることができるだろうか？COVID-19がエンジニアリングや建設業界に大きな影響を与える中、業界のリーダーたちは、3Dプリンティングを含む3Dテクノロジーの有望かつ未開発の可能性に気づいています。 

3Dプリント技術は、世界的な住宅危機の解決策になると予測されています。建築物を印刷することで、従来の建築方法と比較して、多くの潜在的なメリットが生まれます。3Dプリントやコンタークラフトは、人件費の削減、建築品質の向上、廃棄物の削減などに有効であることが証明されています。 

3Dプリンターで壁を印刷できるようになったことで、この技術は間違いなく、私たちが知っている建築を再構築することをサポートすることができます。しかし、建設業における3Dプリンターは、単なる短期的なトレンドなのか、それとも長期的な重要な解決策をもたらすことで定着するのか。この技術は比較的新しいものなので、時間が経たないとわかりません。しかし、2021年には、3Dプリンターが建設業界の分野でより多く見られるようになることは間違いないでしょう。 

AECにおけるテクノロジーの未来  

2020年、世界的なパンデミックは、他のあらゆる業界と同様に、建設業界にもいくつかの異常な抵抗を引き起こしています。米国経済分析局（BEA）によると、米国の建設業によるGDPは、2020年第2四半期の665.10ドルから615.80億ドルに下降している。 

2021年の到来に伴い、業界の専門家は商業建設市場に何らかのポジティブな変化があると予測しています。建設業界のトレンドは、孤立した作業、コラボレーションの改善、リソース配分のシフト、新しいテクノロジーの試行、キャッシュフローの中断など、あらゆるレベルでシフトします。しかし、今年、AEC業界はあらゆる困難を乗り越えて、視野を広げる準備が整いました。 

結論 

全体として、2021年は、建設業界のデジタルテックの間で画期的な変遷が見られると予想されます。建設技術にとって刺激的な1年になりそうです。より安全で、より生産的で、よりスマートな作業環境に向けて、改善されたテクノロジーがより容易に利用できるようになってきています。