BIM/CIMとARを組み合わせると施工管理はどう変わるのか
建設現場では、設計図面と実際の施工位置が一致しているかを確認するために、測量、墨出し、丁張、現地立会いなどの作業を繰り返しています。しかし、複雑な構造物や地下埋設物を含む工事では、平面図や断面図だけで完成形を把握することが難しく、施工位置の取り違えや関係者間の認識違いが発生する場合があります。
特に、既設構造物との取り合い、埋設管の交差、狭い施工空間での重機配置などは、図面上では問題がなくても、現地で確認すると施工上の制約が見つかることがあります。こうした問題を施工開始後に発見すると、作業の中断、施工方法の再検討、部材の再製作などにつながり、工程全体に影響する可能性があります。
そこで活用が進められている技術の一つが、BIM/CIMとARを組み合わせた施工管理です。
BIM/CIMは、構造物や地形を3次元モデルで表現し、必要に応じて部材情報、施工条件、工程情報などを関連付けて活用する取り組みです。従来の2次元図面では把握しにくかった高さ方向の関係や構造物同士の干渉を、立体的に確認できることが特徴です。
一方、ARは拡張現実と呼ばれる技術で、現実の風景にデジタル情報を重ね合わせて表示します。建設現場では、携帯端末などを通して現地の風景を確認しながら、完成予定の構造物、掘削範囲、配管ルートなどを3次元で表示する使い方があります。
この2つを組み合わせると、設計段階で作成した3Dモデルを現場の風景と重ね合わせ、施工する場所や完成後の状態を視覚的に確認できます。ただし、利用するモデルの形式や端末の機能、座標設定などによっては、事前のデータ変換や位置合わせが必要です。
例えば、まだ施工していない擁壁の位置を現地に表示すれば、既存道路や周辺設備との距離関係を把握しやすくなります。地下に埋設する管路を表示すれば、掘削前に施工ルートや既設設備との位置関係を共有できます。
また、施工途中の現場に設計モデルを表示することで、完成予定形状と現在の施工状況を比較するための補助情報としても活用できます。
ただし、AR画面に表示されたモデルが現地と重なって見えることと、測量上の精度が確保されていることは同じではありません。端末の位置、向き、座標変換、モデルの設定などに誤りがあると、画面上の表示位置が実際の設計位置からずれる場合があります。
そのため、BIM/CIMとARを施工管理に導入する際には、単に3Dモデルを表示するのではなく、測量基準との整合性を確認し、必要な精度を検証しながら運用することが重要です。
BIM/CIMが設計情報を立体的に整理する役割を担い、ARがその情報を現地で理解する手段となり、測量や出来形計測が実際の位置を検証する役割を担います。この3つを適切に組み合わせることが、位置ズレや手戻りを減らす施工管理につながります。
以下では、河川・護岸工事、地下埋設物を含む工事、道路・舗装工事の3つについて、現場で想定される具体的な活用例を紹介します。これらは特定の施工案件で効果が実証された実績紹介ではなく、各工種の施工条件に基づく活用方法の解説です。
BIM/CIMとARの活用事例1｜河川・護岸工事の断面形状を現地で確認
河川改修や護岸工事では、計画断面と現況地形の関係を正確に把握することが求められます。特に、法面の勾配、護岸の天端高さ、河床の掘削範囲などは、高さ方向の情報が重要になります。
従来は、横断図を確認しながら現地の測点や丁張を基準として施工範囲を判断する方法が一般的でした。しかし、地形の起伏が大きい場所や、水際の形状が複雑な場所では、図面と現地の位置関係を直感的に把握しにくい場合があります。
こうした河川・護岸工事では、BIM/CIMで作成した計画断面や完成予定形状をARで現地に表示する活用方法が考えられます。
具体的には、河川の測点ごとに計画横断形状を整理し、現地の地形データと整合する座標系で管理します。そのうえで、測位機器や既知位置のマーカーなどを利用して位置合わせを行い、計画法面や護岸の完成予定位置をAR画面に表示します。
施工担当者は、現在の地形に対してどの範囲を掘削するのか、どこまで盛土を行うのか、完成後の法面がどの位置に形成されるのかを確認できます。
例えば、法面の施工では、法肩や法尻の計画位置を現地の風景と重ね合わせることで、施工範囲を関係者間で共有しやすくなります。護岸ブロックを設置する工事では、完成後の天端位置や既設構造物との取り合いを事前に確認する用途にも活用できます。
この方法の利点は、測量担当者だけでなく、施工管理者や作業班も同じ完成イメージを共有しやすくなることです。特に、図面の読み取りに慣れていない作業員への説明や、施工範囲が複雑な場所での作業前確認に役立ちます。
一方、河川沿いでは樹木や地形によって衛星測位の受信条件が変化する場合があります。橋梁の下や構造物の近くでは、GNSSによる位置決定が不安定になることもあるため、必要に応じて現地基準点や既知位置のマーカー、別の測量方法などを併用することが有効です。
また、水面や反射の強い対象物、急勾配の地形などは、使用する計測方式によってデータ取得に制約が生じる場合があります。ARで表示する計画形状だけでなく、現況地形データの取得条件についても確認しておく必要があります。
さらに、ARで計画形状を表示できても、掘削深さや法面勾配が規格内に収まっているかを判断するには、適切な計測が必要です。出来形管理では、対象工事に適用される基準や管理方法に従い、必要な精度を確保した実測値と設計値を比較します。
河川・護岸工事におけるBIM/CIMとARの価値は、施工位置を視覚的に理解しやすくすることと、施工前に位置関係の疑問点を発見しやすくすることにあります。ARによる確認結果と測量結果を区別して扱うことで、現場での判断に活用しやすくなります。
BIM/CIMとARの活用事例2｜地下埋設物と構造物の位置関係を可視化
道路改良工事や市街地のインフラ更新工事では、地下埋設物の位置確認が重要な施工管理項目になります。地下には上下水道管、通信管路、電力設備、既設構造物の基礎などが存在することがあり、新設する構造物との位置関係を把握する必要があります。
地下埋設物は地表から直接確認できないため、設計図面や埋設物管理図、過去の施工記録などを参照して位置を推定します。しかし、既存資料が古い場合や、施工後の変更情報が十分に反映されていない場合には、図面上の位置と実際の埋設位置に差が生じる可能性があります。
このような現場では、BIM/CIMモデルに既設埋設物と新設構造物の情報を統合し、ARによって位置関係を可視化する活用方法があります。
例えば、新しく排水管を敷設する工事を考えます。計画段階で排水管の中心線、管径、土被り、マンホール位置などを3Dモデルとして整理し、既存資料から把握した埋設管の位置情報を同じモデルに登録します。
そのモデルを適切に位置合わせして現地の風景に重ね合わせれば、地表から見えない管路の計画位置を立体的に確認できます。施工管理者は、道路上のどの位置を掘削するのか、既設設備と新設管がどの程度接近する可能性があるのか、マンホールをどこに設置する予定なのかを関係者に説明しやすくなります。
また、地下埋設物と新設構造物の干渉確認にも役立ちます。
例えば、排水管と既設基礎が接近する場所では、3Dモデル上で両者の位置関係を確認し、必要な離隔を確保できるか検討します。施工前に問題が見つかれば、配管ルートや施工手順を調整し、現場での手戻りを減らせる可能性があります。
ただし、既設埋設物をARで表示したからといって、その位置が正確に特定されたことにはなりません。埋設物のモデルが古い図面や推定情報を基にしている場合、表示される位置にも不確かさが含まれます。
そのため、埋設物の近くで掘削する場合には、施設管理者との協議、既存資料の確認、必要な探査や試掘などを組み合わせ、実際の位置を確認することが欠かせません。探査結果についても、対象物や地盤条件、探査方法によって確認可能な範囲や精度が異なる点に注意が必要です。
ARによる表示は、地下埋設物の存在を意識し、施工前に確認すべき場所を共有するための補助手段として位置付けます。推定位置を示したモデルについては、実測に基づく情報と区別して表示すると、位置の確実性を誤認するリスクを減らせます。
特に、複数の工種が同じ施工区域に入る現場では、地下設備と新設構造物の関係を共通の3Dモデルで確認できることが重要です。土工、管路、構造物施工などの担当者が同じモデルを参照することで、施工順序や作業範囲について認識を合わせやすくなります。
この活用例から分かるのは、BIM/CIMとARが地下の状態を確定する技術ではなく、既存情報を立体的に整理し、施工前の確認と関係者間の調整を支援する技術だということです。
BIM/CIMとARの活用事例3｜道路・舗装工事の施工範囲と出来形を確認
道路工事や舗装工事では、道路中心線、幅員、縦断勾配、横断勾配、舗装厚さなど、多くの設計条件を満たしながら施工を進める必要があります。
特に、既設道路との接続部や交差点、排水施設の周辺では、計画高さや勾配の違いが施工上の問題につながる場合があります。
舗装面の高さが計画より高ければ周辺構造物との取り合いに影響し、低ければ排水計画に支障が生じる可能性があります。また、施工幅員の取り違えによって舗装範囲が不足すると、追加施工が必要になることもあります。
こうした道路・舗装工事では、BIM/CIMで道路の計画形状を3Dモデル化し、ARによって現地の施工範囲や完成イメージを確認する方法が活用できます。
例えば、舗装工事の施工前に、道路中心線、舗装端部、歩道との境界、排水施設の位置をモデルに登録します。その情報を現地に重ね合わせることで、計画されている舗装範囲を実際の道路状況と比較できます。
施工管理者は、既設構造物との取り合いや、交差点付近の舗装範囲、施工機械の作業空間などを視覚的に確認できます。
また、施工ステップごとに異なるモデルを用意すれば、路盤施工、基層施工、表層施工といった工程ごとの完成予定形状を表示することも考えられます。
これにより、施工段階によって変化する高さや作業範囲を共有しやすくなり、作業前の打ち合わせや施工手順の確認を支援できます。ただし、モデルに含まれる各層の設計情報や、工程ごとの表示条件が適切に設定されていることが前提となります。
出来形確認では、計測した舗装面の位置や高さを設計モデルと比較する運用が考えられます。3D計測で取得した点群データを設計面と照合すれば、施工面の形状を面的に把握し、追加確認が必要な場所を抽出できます。
さらに、対応するシステムやデータ連携の仕組みを利用して、その確認結果を現地のAR表示と組み合わせれば、どの場所に形状差があるのかを現場担当者が把握しやすくなります。
ただし、AR画面で表示する設計面と実際の舗装面が一致して見えるだけでは、出来形が規格値を満たしているとは判断できません。
道路・舗装工事の出来形管理では、適用される管理基準に従い、必要な測定精度や測定密度を確保した計測結果を用いて評価することが重要です。面管理の適用条件や計測方法についても、対象工事の仕様を確認する必要があります。
また、舗装表面だけでなく、下層の施工品質や材料品質など、AR表示では直接確認できない管理項目もあります。表面形状が設計と整合していても、それだけで舗装全体の品質が確認されたことにはなりません。
そのため、BIM/CIMとARは既存の品質管理を置き換えるものではなく、施工範囲の認識合わせ、計測結果の理解、異常箇所の早期発見を支援するものとして活用することが適切です。
道路・舗装工事では、施工範囲の確認から工程ごとの完成形の共有、出来形データの照合までを一連の流れとして整理することで、BIM/CIMとARの活用効果を高められます。
位置ズレと手戻りを防ぐ方法1｜座標系と高さの基準を統一する
BIM/CIMとARを組み合わせた施工管理で、最初に確認すべきなのが座標系と高さの基準です。
3Dモデルの形状が正確に作成されていても、モデルが持つ座標と現場で使用する座標が一致していなければ、ARで表示したときに位置ズレが発生します。
例えば、設計モデルが独自のローカル座標で作成されている一方、現場測量では公共座標系を使用している場合があります。この状態で必要な座標変換を行わずにモデルを表示すると、現地の正しい位置に重ね合わせることができません。
また、水平方向の座標だけでなく、高さの基準にも注意が必要です。
設計図面では標高を使用していても、GNSSによる測位結果には楕円体高が含まれる場合があります。標高と楕円体高は同じ値ではなく、通常は対応するジオイド高などを考慮して換算する必要があります。
一方、測位機器やソフトウェアによっては、ジオイド・モデルを使用して換算済みの標高を表示する場合もあります。そのため、GNSSで得た高さを一律に楕円体高と判断せず、出力値の定義や設定を確認することが重要です。
さらに、日本国内の公共測量成果を利用する場合には、使用する測地成果の時点や標高成果の整合性にも注意が必要です。異なる時期の測量成果や設計資料を組み合わせる場合は、基準点成果の更新状況や適用する高さの基準を確認します。
この問題を防ぐには、設計モデルを作成する段階で、使用する座標参照系、基準点、標高基準、座標変換方法を明確にしておく必要があります。
さらに、モデルの原点がどこに設定されているか、座標軸がどの方向を向いているか、単位がメートルなのかミリメートルなのかも確認します。
特に、異なる設計担当者が作成したモデルを統合する場合には、座標軸の向きや単位の違いが問題になることがあります。形状だけを見て正しく配置されていると判断せず、既知点の座標を用いて検証することが重要です。
具体的には、現場に設置された基準点や既知座標の構造物を利用し、モデル上の位置と現地測量による位置が対応しているか確認します。
1点だけで位置が一致していても、回転や縮尺の設定が誤っている場合があります。そのため、可能であれば離れた複数の確認点を使用し、水平方向と高さ方向の両方を検証します。特に、座標変換の設定に用いた点だけでなく、別の確認点でも整合性を検証すると、設定誤りを発見しやすくなります。
また、現場では設計変更に伴ってモデルの座標や構造物の位置が更新される場合があります。古いモデルをAR表示すると、正しく位置合わせできていても、最新の設計位置とは異なる情報を示してしまいます。
そのため、座標系だけでなく、モデルの更新状態も確認する必要があります。
座標管理を標準化する際には、測量担当者とモデル作成担当者が事前に情報を共有し、モデルの座標を誰が設定し、誰が検証するのかを明確にしておくことが有効です。
BIM/CIMとARの位置ズレ対策では、画面上でモデルの位置を調整する前に、設計データそのものの座標条件を確認することが基本になります。
位置ズレと手戻りを防ぐ方法2｜ARの位置合わせ精度を現地で検証する
BIM/CIMモデルをARで表示する場合、モデルの座標が正しくても、AR端末の位置や姿勢が正確に推定できていなければ、現実の風景と一致しません。
ARでは、端末のカメラ映像や各種センサーを利用して、端末の移動や向きを推定する方式があります。また、GNSSによる位置情報や、現地に設置した基準マーカーなどを利用して位置合わせを行う方式もあります。
それぞれの方式には特徴があり、利用する現場の環境によって適した方法が異なります。
例えば、屋外の開けた場所では、RTK-GNSSによる高精度な位置情報を活用できる場合があります。RTK-GNSSは、衛星からの観測情報と補正情報を利用して測位精度を高める技術であり、条件が良好で適切に運用されていれば、センチメートル級の測位が期待できる場合があります。
ただし、これは測位位置についての話であり、AR表示全体が同じ精度になることを意味しません。
ARの表示位置には、測位誤差に加えて、端末の方位推定、姿勢推定、カメラと測位アンテナの位置関係、モデルの座標変換などが影響します。
例えば、測位位置が正確であっても、端末の向きに誤差がある場合には、離れた場所に表示する構造物の位置が大きくずれることがあります。
また、建物の近くや橋梁の下、樹木に囲まれた場所では、衛星信号の遮蔽や反射によってGNSSの測位品質が低下する場合があります。
このような環境では、現地の既知点やマーカーを利用した位置合わせ、あるいは別の測量手段を組み合わせる方法を検討します。ただし、マーカーを設置すれば必ず精度が確保できるわけではなく、マーカー自体の座標や設置状態、認識条件も確認する必要があります。
重要なのは、どの方式を利用する場合でも、現場で表示位置の妥当性を検証することです。
例えば、測量によって位置が確認されている構造物の角や基準点を利用し、AR画面上の対応位置とのずれを確認します。水平方向だけでなく、高さ方向や、端末から離れた位置での表示状態も確認することが望まれます。
ただし、画面上の見かけのずれを測るだけでは、3次元空間における位置誤差を厳密に評価できない場合があります。定量的な精度検証が必要な用途では、既知点や適切な計測方法を利用し、検証手順を明確にする必要があります。
さらに、同じ場所でも端末を移動させた後や、AR表示を再起動した後に位置が変化する場合があります。そのため、作業開始時だけでなく、一定時間の経過後や位置合わせをやり直した際にも確認する運用が有効です。
施工管理に利用する場合は、あらかじめ許容できる表示誤差を決めておくことも重要です。
ただし、その許容値はAR機能だけで一律に決めるものではありません。施工対象物の寸法、公差、確認目的、使用する計測手段などによって必要な精度は異なります。
完成イメージの説明に使用する場合と、施工位置を確認する場合では求められる精度が異なるため、目的に応じた運用基準を設定する必要があります。
特に、鉄筋、アンカーボルト、埋設管など、位置精度が重要な部材の施工では、AR表示だけを根拠に施工位置を確定しないことが重要です。最終的な位置確認には、必要な精度を備えた測量や計測を組み合わせます。
ARは現場での判断を支援する技術ですが、表示精度を検証せずに使用すると、かえって位置ズレを見逃す原因になる可能性があります。
位置ズレと手戻りを防ぐ方法3｜3Dモデルの詳細度と更新履歴を管理する
BIM/CIMとARを活用する際には、3Dモデルの品質管理も重要になります。
3Dモデルには、構造物の概略形状を表現したものから、部材の詳細な形状や取り合いまで表現したものまで、さまざまな詳細度があります。
施工管理に必要な情報がモデルに含まれていなければ、ARで表示しても十分な確認ができません。
例えば、道路の施工範囲を確認する目的であれば、道路中心線や舗装端部、主要構造物の位置などを把握できるモデルが役立ちます。
一方、地下埋設管と基礎の干渉確認を行う場合には、管径、管中心の高さ、基礎の外形、必要な離隔などが判断できる形状情報が必要になります。
このように、使用目的によって必要なモデルの詳細度は異なります。
すべての部材を詳細にモデル化すればよいわけではありません。必要以上に詳細なモデルを作成すると、データ容量が増え、端末での表示負荷や更新作業の負担が大きくなる場合があります。
そのため、ARで何を確認するのかを明確にし、その目的に必要な形状と属性情報を優先して整備することが重要です。
また、BIM/CIMモデルでは、既設構造物と新設構造物を区別することも必要です。
既設構造物の位置が実測値なのか、過去の図面に基づく推定値なのかによって、情報の信頼性は異なります。モデル上で同じように表示されていても、位置情報の確からしさが同じとは限りません。
そのため、モデルに登録する情報には、測量方法、作成日、確認状況などを関連付け、必要に応じて情報の出所や精度を追跡できるようにしておくことが望まれます。
設計変更が発生した場合のモデル更新も重要です。
例えば、現地条件に合わせて擁壁の位置を変更した場合、2次元図面だけを更新して3Dモデルが古いまま残っていると、ARで誤った施工位置を表示してしまう可能性があります。
この問題を防ぐためには、モデルの更新責任者を決め、変更内容、変更日、適用する施工範囲、承認状況などを管理する必要があります。
特に、現場担当者が複数の端末でARを利用する場合には、それぞれが同じ承認済みのモデルを参照できているか確認することが重要です。更新日時が新しいだけでなく、そのモデルが当該施工範囲に適用できる正式な版であることを確認します。
モデルを更新した後は、形状だけでなく、座標、原点、表示設定などに変更が生じていないかも確認します。
また、施工ステップごとにモデルを切り替える運用では、各工程のモデルがどの時点の施工状態を表しているのかを明確にする必要があります。
施工前の計画モデル、施工途中の状態を表すモデル、施工後の実測結果を反映したモデルを区別して管理することで、どの情報を基準として確認したのかを追跡しやすくなります。
BIM/CIMとARによる施工管理では、モデルを作成すること以上に、現場で信頼できる状態に維持することが重要です。
位置ズレと手戻りを防ぐ方法4｜施工前・施工中・施工後の確認手順を標準化する
BIM/CIMとARを導入しても、確認するタイミングや担当者が明確でなければ、十分な効果を得られない場合があります。
施工管理における位置ズレや手戻りを防ぐには、施工前、施工中、施工後のそれぞれで確認する内容を決め、作業手順に組み込むことが重要です。
施工前の段階では、設計モデルと現地条件の整合性を確認します。
例えば、擁壁工事であれば、計画位置と既設道路の距離、掘削範囲、重機の作業空間、周辺設備との干渉などを確認します。
ARによって完成予定形状を現地に表示すれば、図面だけでは把握しにくかった問題を発見しやすくなります。
ただし、施工前確認では、ARによる視覚的な確認だけでなく、必要な測量や現地調査を行い、設計条件と実際の施工条件に矛盾がないか検証することが重要です。
施工中の段階では、工程ごとの施工位置や完成形状を確認します。
例えば、基礎工事では、掘削後の基礎底面、型枠の位置、コンクリート打設前の部材配置など、後工程に進むと確認が難しくなる場所があります。
こうした場所では、作業を進める前に確認する工程上の区切りを設定することが有効です。
ARで設計位置を共有しながら、必要な測量結果と照合することで、問題があった場合に次の工程へ進む前に対応しやすくなります。
特に、コンクリート打設後や埋戻し後には修正が難しくなる部分では、事前確認の重要性が高くなります。
施工後の段階では、実際に施工された形状や位置を記録し、設計モデルと比較します。
点群データや測量結果を取得し、必要に応じて設計モデルとの位置差や形状差を確認します。ARは、確認結果を現地で理解するための補助手段として利用できます。
ここで重要なのは、確認結果を記録として残すことです。
施工前にどのモデルを使用したのか、どの位置を確認したのか、施工中にどのような変更があったのか、施工後の計測結果がどうだったのかを整理しておけば、問題が発生した際の原因調査にも役立ちます。
また、施工管理者だけがBIM/CIMとARを操作できる状態では、確認作業が特定の担当者に集中する可能性があります。
そのため、作業班への説明方法、確認結果の共有方法、異常を発見した場合の報告手順なども標準化する必要があります。
例えば、AR表示で設計モデルと現地の位置が合わない場合には、すぐに施工位置の誤りと判断するのではなく、モデルの更新状態、位置合わせ設定、測位品質、実測結果を順番に確認する流れを決めておきます。
位置ズレが疑われる場合は、表示誤差と実際の施工誤差を切り分けることが重要です。必要な確認が完了するまでは、AR表示だけを根拠に施工位置を変更しない運用が望まれます。
また、異常が確認された場合には、誰が施工継続の可否を判断し、誰が設計担当者や発注者と協議するのかを決めておく必要があります。
このように、BIM/CIMとARを施工前の説明だけで終わらせず、施工中の確認と施工後の記録まで一貫して活用することで、位置ズレの早期発見と手戻りの防止につなげやすくなります。
位置ズレと手戻りを防ぐ方法5｜写真・点群・施工記録を位置情報と結び付ける
BIM/CIMとARを施工管理で活用するうえでは、現場で取得した情報を継続的に管理する仕組みが重要になります。
建設現場では、施工写真、測量結果、出来形管理資料、点群データ、施工日報など、多くの情報が日々発生します。
しかし、これらの情報が別々に保存されていると、特定の場所について過去の施工状況を確認したい場合に、必要な記録を探す手間が発生します。
例えば、施工後に埋め戻された管路の位置を確認する際、施工写真だけでは撮影場所や撮影方向が分かりにくい場合があります。
写真に位置情報や撮影日時、対象構造物などの情報が関連付けられていれば、後から施工状況を確認しやすくなります。
ただし、写真の撮影位置と撮影対象の位置は必ずしも同じではありません。撮影した場所の座標だけで管路や構造物の正確な位置を確定できるとは限らないため、必要に応じて対象物の測量結果を別途記録します。
また、点群データを活用すれば、施工時点の現場形状を3次元で記録できます。
施工前と施工後に取得した点群データを共通の座標系で管理し、適切な位置合わせを行えば、地形や構造物の変化を比較できます。
例えば、掘削工事では、施工前の地形と掘削後の地形を比較することで、掘削範囲や形状の変化を把握できます。
構造物工事では、施工後の点群を設計モデルと照合し、形状差が大きい場所を抽出する用途が考えられます。
ただし、点群データには、計測方法、測定距離、対象物の材質、点密度、位置合わせ精度などによる誤差が含まれます。点群と設計モデルの差分をそのまま施工誤差と判断せず、計測精度や位置合わせの状態を確認する必要があります。
さらに、点群データで確認できない部分は、別の測量方法や現地確認によって補完することが必要です。
施工写真についても、位置情報だけで撮影対象が完全に特定できるとは限りません。必要に応じて、撮影方向、構造物名称、測点、施工工程などを記録することが重要です。
こうした情報をBIM/CIMモデルと関連付けて整理すれば、設計情報と現場記録の対応関係を把握しやすくなります。
例えば、ある構造物の施工位置に関する疑問が発生した場合、モデル上の対象箇所と施工写真や測量結果を対応付けておけば、関係者間での確認が進めやすくなります。
ただし、モデル上から写真や点群を直接参照できるかどうかは、使用するシステムの機能やデータ連携方法によって異なります。導入前に対応するデータ形式や共有方法を確認する必要があります。
また、設計変更や施工条件の変更が発生した際にも、変更前後の記録を比較することで、判断の経緯を追跡しやすくなります。
重要なのは、単に大量のデータを保存するのではなく、必要な情報を必要な場所から確認できるようにすることです。
施工記録を整理する際には、位置情報に加えて、施工日時、工種、対象構造物、担当者、確認結果などを関連付けると、後工程での利用価値が高まります。
また、写真や点群の保存方法、ファイル名、データの更新ルールなどを統一しておくことで、担当者が変わっても記録を継続して利用しやすくなります。
BIM/CIMとARによって設計情報を現地で確認し、その確認結果を位置情報などと関連付けた施工記録として残す。この流れを整えることで、設計と施工の情報を結び付けた管理が可能になります。
BIM/CIMとARを施工管理へ導入する際の注意点
BIM/CIMとARを施工管理へ導入する際には、技術的な条件だけでなく、現場で継続して利用できる運用体制を整える必要があります。
最初に重要なのは、導入目的を具体的に設定することです。
例えば、施工位置の認識違いを減らしたいのか、地下埋設物との干渉確認を効率化したいのか、現場での完成形の説明を分かりやすくしたいのかによって、必要なモデルや機器、運用方法が異なります。
目的を明確にせずに導入すると、3Dモデルを表示できても、実際の施工管理では十分に使われない可能性があります。
そのため、導入初期には、対象となる工種や確認内容を限定し、現場の課題に対してどのように役立つかを検証する方法が有効です。
例えば、既存構造物との取り合いが複雑な場所や、施工前の説明に時間がかかっている工程などを対象にすれば、活用目的を明確にしやすくなります。
次に、現場の測位環境を確認する必要があります。
屋外であっても、周囲に高い建物や樹木がある場所では、衛星測位の品質が低下する場合があります。また、トンネルや建物内部、地下空間では、GNSSによる測位が難しい場合があります。
このような場所では、現地の基準点やマーカー、別の測量方法などを組み合わせた位置合わせを検討します。
さらに、端末の性能や作業環境も重要です。
施工現場では、強い日差しによって画面が見えにくくなる場合があります。雨天や粉じんの多い環境では、機器の取り扱いにも注意が必要です。
AR表示では、端末の処理能力やモデルのデータ容量によって、表示の滑らかさが変わることがあります。複雑な3Dモデルをそのまま使用すると、動作が重くなったり、必要な情報を確認しにくくなったりする可能性があります。
そのため、現場で使用するモデルは、必要な情報を維持しながら表示負荷を抑える工夫が求められます。また、使用するARシステムが対応するモデル形式や座標情報の取り扱いも事前に確認します。
ARを利用する作業者の安全確保も欠かせません。
画面を注視しながら移動すると、足元の段差や周囲の重機、作業車両などへの注意が不足するおそれがあります。
特に、重機が稼働している場所や交通規制を伴う道路工事では、AR表示の確認場所や操作方法を事前に決め、周囲の安全を確保した状態で使用する必要があります。
ARを施工位置の説明に活用する場合でも、画面上の表示を見ながら危険区域へ立ち入るような運用は避けなければなりません。
施工管理上の責任分担も明確にする必要があります。
例えば、設計モデルの座標を設定する担当者、AR表示の位置合わせを確認する担当者、実際の施工位置を測量する担当者、出来形を判定する担当者が異なる場合があります。
それぞれの役割が曖昧なままでは、位置ズレが発生した際に原因の切り分けが難しくなります。
モデルの管理、測量、AR表示、施工判断、記録保存について、誰がどの段階で確認するのかを明確にしておくことが重要です。
加えて、既存の施工管理基準との関係にも注意が必要です。
BIM/CIMとARは、現場の状況を分かりやすく表示し、施工管理を支援する技術ですが、すべての工種で既存の測量や検査を代替できるわけではありません。
出来形管理や品質検査に利用する場合は、対象工事に適用される基準、計測方法、要求精度、記録方法などを確認し、必要に応じて発注者と協議することが重要です。
導入効果の評価では、表示機能の有無だけでなく、実際の業務がどのように変化したかを確認します。
例えば、施工前の確認で発見した干渉箇所、図面確認に要した作業時間、施工位置に関する問い合わせ件数、手戻りの発生状況などを、導入前後で比較する方法が考えられます。
ただし、工事条件や施工内容が異なれば単純な比較は難しくなるため、できるだけ同じ条件の作業を対象に評価することが望まれます。
このように、BIM/CIMとARの導入では、モデルの表示精度、現場での操作性、施工管理基準、安全対策、情報共有の方法を総合的に検討する必要があります。
技術を導入すること自体を目的にせず、現場の確認作業を確実にし、施工位置の認識違いや手戻りを減らすことを目標に運用することが重要です。
まとめ｜BIM/CIMとARで現場の位置ズレを早期発見する
BIM/CIMとARを組み合わせた施工管理は、設計情報を3次元で整理し、現実の施工現場と重ね合わせることで、従来の図面だけでは把握しにくかった位置関係や完成形を理解しやすくする方法です。
河川・護岸工事では、計画断面と現況地形の関係を確認する用途に活用できます。地下埋設物を含む工事では、既存設備と新設構造物の位置関係を共有する手段になります。道路・舗装工事では、施工範囲や完成予定形状を視覚的に把握し、施工前の確認や出来形データの理解を支援できます。
一方で、ARによる表示は、そのまま測量精度や施工品質を保証するものではありません。
位置ズレと手戻りを防ぐためには、モデルと現場の座標系や高さの基準を整合させ、ARの位置合わせ精度を検証することが必要です。また、目的に合った詳細度の3Dモデルを用意し、設計変更を正しく反映させることも欠かせません。
施工前、施工中、施工後の各段階で確認する内容を明確にし、現場写真や点群、測量結果などの施工記録を位置情報と結び付けて管理すれば、問題の早期発見と情報共有を進めやすくなります。
特に重要なのは、BIM/CIMとARを単なる完成イメージの表示手段として終わらせず、実際の測量結果や施工記録と組み合わせた管理方法へ発展させることです。
現場で何を確認し、どの精度で判断し、どの情報を記録として残すのかを明確にすることで、3Dモデルをより実務に役立つ情報として活用できます。
こうした施工管理を支える手段として、現場写真と位置情報を関連付けて施工記録を整理できるLRTK Phoneの活用も選択肢になります。
LRTK Phoneは、対応するスマートフォンと組み合わせて利用する測位機器で、測位結果と写真などの現場情報を関連付けて記録する用途に活用できます。
LRTK Phoneを活用して施工箇所の位置情報と現場写真を記録すれば、どこで、どのような施工状況を確認したのかを後から把握しやすくなります。BIM/CIMモデルを使った設計情報の確認と、LRTK Phoneによる現場記録を組み合わせることで、設計位置と現場の状況を照合するための情報を整理しやすくなります。
ただし、写真の撮影位置と施工対象物の位置は必ずしも一致しないため、施工位置の確定や出来形の判定には、目的に応じた測量結果を使用する必要があります。
また、施工中に発見した位置ズレの疑いがある箇所や、設計変更が必要になった場所についても、位置情報を伴う記録を残すことで、関係者間の確認資料として活用できます。
BIM/CIMとARによる施工位置の可視化に加え、LRTK Phoneによる現場写真・位置情報・施工記録の管理を取り入れることで、現場の状況を継続的に把握しやすい施工管理体制の構築につなげられます。
設計モデルを現地で確認し、必要な位置を測量で検証し、その結果を施工記録として残す。この一連の流れを整えることが、BIM/CIMとARを活用して位置ズレと手戻りを減らすための重要な取り組みです。