13 takai

CPSを活⽤した建設業の⽣産性向上
東京⼤学 I‐Constructionシステム学
受託研究員⾼井賢

CPS の概念を導⼊した⼟⽊技術開発⼿法のイメージ
⾃動化
・モニタリング
（ICTセンサ，画像，GNSS）
※ICTセンサ：センシング,⽣体,
制御ﾃﾞｰﾀなど
データクレンジング
データマイニング
アジャイル型開発
・設備化
・パワードスーツなど
・遠隔操作型ロボット
(テレイグジスタンス)
・作業⽅法の改善
・ロス,ムダの削除
・予防メンテナンス
・AI搭載⾃律型ロボット
ロボット化
・テレワーク
・センシング
・制御
・AI

Phase1 デジタル化
現実空間（施⼯状況）をモニタリングし，デジタル
データ化してサイバー空間に上げる．
Phase 2 分析
多変量解析などにより各データの関連性や影響評価を
⾏う．
Phase3 最適化
施⼯⽅法にロスやムダがないかを⾒直す
最適化された施⼯⽅法を⾃動化可能かの検討を⾏う．
Phase4 シミュレーション
ロボット化においては設計したアルゴリズムが想定通
り稼働するかを検討するためにシミュレーションを⾏
う．

 ⽣産システムの抜本的な改良
サイバー空間に情報を集約し分析・解析を⾏い施⼯⽅法の
最適化・シミュレーションを⾏うことが必要
作業を最適化するには？
 製造業における取組み
作業のボトルネックを把握するため作業動線を解析
 建設業における作業の最適化
建設重機や作業員，資材が複雑に関係し合う
関係性を分析するにはそれぞれの動線分析が必要

施⼯位置情報の取得
⼀般的に使⽤されるGPS，
・上空が開けていない環境では使⽤が難しい
・機器が⾼価
 測位システム全般で，プリズムや受信機などを測位対象に
搭載する必要
⇒⼈や資材の測位への適⽤は現実的でないと考えられる。
対象を⾮侵襲的に測位可能な⽅法として，カメラによる物体
検出と位置測定のトライアル実施
 建設機械・⼈・資材を対象とした測位
トータルステーション GPS Beacon
要プリズム要受信機要受信機
画像物体検出

画像による位置情報取得の実験
①カメラとTSで追尾
② 画像教師データ作成
画像とTS測定座標をペアリング
③画像学習
④⽐較
画像による検出位置と
TS測定座標の⽐較

検証結果
振動ローラの移動軌跡と解析座標
を⽐較すると差が最⼤1.3m と⼤き
くずれている
⇒ 作業員と重なっている位置
作業員と重なった箇所以外での差
は平均約40cm であった．
⇒ 他の物体と重なる場合の対策
が必要

１．動線軌跡図
作業動線が込み合う場所が、⽣産性
阻害要因の排除ならびに施⼯性向上
図るポイント
・施⼯の進捗に重要な部位
・作業に⼿間のかかる部位
２．⾏動パターン図
⾏動軌跡をグラ
フ化することに
よりリーダーの
⾏動を把握でき
る。準備作業時
の⼿配順序が明
確になる。
■⼟⽊現場における作業動線解析による作業効率化の研究
先⾏研究
（浅沼組・国交省・パナソニックシステムネットワークス）
⽥村泰史・稲垣孝・桑原茂雄・⽥中優⼟⽊学会論⽂集 F４（建設マネジメント）, Vol.71, N04 ,Ⅰ_131‐Ⅰ_138, 2015

４．作業特性波形図
・エリア内、エリア外にいる⼈
数が切りわるところ（TP）に資
材や管理を集中すると効率化で
きる可能性がある。（エリア外
の作業がボトルネック）
・⼯種や作業単位による固有の
波形を把握することにより標準
型を特定し、歩掛との相関を探
る。
３．エリア作業割合図
エリア毎の作業割合を把握でき
る。施⼯の進捗状況と負荷が把
握でき改善策の実施により効率
化を⾏う。⇒良い波形を学び、
それに倣う
（浅沼組・国交省・パナソニックシステムネットワークス）
⽥村泰史・稲垣孝・桑原茂雄・⽥中優⼟⽊学会論⽂集 F４（建設マネジメント）, Vol.71, N04 ,Ⅰ_131‐Ⅰ_138, 2015

• CPSの概念を導⼊した⼟⽊技術開発⼿法についての検討概
要を報告した．
• フィールドを持つ建設会社としては，データを取得してデ
ジタル化しておくことが建設業会全体としてのCPS の中で
も最も重要な役割，使命であると認識している．
• 取得したデジタルデータを官⺠問わず提供することで、先
進技術を保有する企業の⽅々とのイノベーションエコシス
テムの構築を⽬指す．
• 多くの⼟⽊技術者に使って頂けるようなアプリケーション
の開発，提供を⽬指す．
まとめ

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