物理世界のデジタル表現を作成するデジタルツイン技術は、AEC（建築・エンジニアリング・建設）業界の企業にとって重要な差別化要因になりつつあります。新型コロナウイルス感染症によるロックダウンを受け、請負業者は、ハイブリッドワークをサポートする改修要件に対応するための洗練されたデザインを備えた新施設に対する需要の増加に直面しています。デジタルツインは、計画、予算、設計、建設の各フェーズで役立ちます。

建設は、建築士、エンジニア、協力会社、施主、オーナーの代理人、自治体など、さまざまな関係者が関わる複雑な分野です。 デジタルツインは、これらすべての部門・組織がデータを管理および共有することを可能にし、物理的・部門的な隔たりを越えてサイロを打破し、データ主導の意思決定を改善します。 実際、Forrester Researchの レポートによると、 世界のソフトウェア技術に関する意思決定者の55%がすでにデジタルツインを採用しており、設計からメンテナンスまであらゆる業務にデジタルツインを適用しています。 

建設におけるデジタルツインとは？

建設におけるデジタルツインとは、物理的な建物やインフラストラクチャプロジェクトをインタラクティブな形式で仮想的に表現したものです。これらの仮想レプリカは、高度なシミュレーションモデルを使用して作成され、センサー、BIMモデル、その他のIoTデバイスなど、さまざまなソースからのリアルタイムデータを統合します。そのためデジタルツインは、建設プロセスに関する洞察を提供し、意思決定を改善し、プロジェクトのライフサイクル全体にわたってパフォーマンスを最適化します。

デジタルツインは、プロジェクトチームが重要なビルインテリジェンスにリアルタイムで没入できるようにする仮想モデルです。これにより、プロジェクトチームはいくつかの重要な分野で以下のようなメリットを実感できます。

• プロジェクトの関係者間のコラボレーションがより迅速かつ容易に

• 生産性が向上

• 請負業者と取引先間のワークフローの効率が向上

• 問題とRFIが減少

BIM（建築物情報モデリング）プロセスにデジタルツインを組み込むことで、請負業者やAE企業は、生産性、収益性、パフォーマンスの低さ、エラーや事故率の高さなど、業界で最も差し迫った課題の多くに対処することができます。建設業界におけるデジタルツインは、バーチャルな設計と建設にかかるコストを削減するだけでなく、企業がより多くの入札を勝ち取る可能性を創出します。

デジタルツインの仕組み

デジタルツインは、3Dレーザースキャナー、センサー、カメラ、その他のモノのインターネット（IoT）デバイスなど、さまざまな技術を使用して作成されます。建設プロジェクトのデジタルツインの作成には、主に以下の3つの段階があります。

キャプチャー

デジタルツインは、ポケットの中のスマートフォンなど、さまざまなデジタルカメラでキャプチャーすることができます。モバイルデバイスでMatterportアプリを使用すると、簡単かつ手頃な価格で始めることができます。 あるいは、互換性のある多数の360°パノラマカメラを使用してデジタルツインを生成することもできます。また、絶対的な精度が要求される作業の場合、Matterport Proシリーズカメラであれば、屋内と屋外の両方のスペースで高度なスキャン機能を実現できます。

建築資産の編集、文書化、タグ付け

ぼかしやトリムなどの編集ツールを使用して、明確化やセキュリティ上の理由のためにデジタルツインを調整することができます。これにより、物理的な空間を簡単かつ正確に視覚化し、測定値やカスタマイズ可能な領域を表示することができます。

次に、モデル上にMatterTagsやメモを配置することで、特定の資産に関連するリアルタイムデータを強化し、所有者への引き渡しパッケージに価値のある情報を付加することができます。たとえば、MSDS、保証書、設置説明書のPDFをアップロードして、エアハンドラーやその他の機械システムのメモに添付できます。

共有してコラボレーションする

デジタルツインモデルは、遠隔地のチームやオフィスと共有できるため、直接現場を訪問する必要性が減り、出張費を削減することができるほか、AEC（建築・建設エンジニアリング・建設）企業でより環境に優しいビジネス慣行を推進することができます。また、遠隔地のチームが身近な技術を使用してより効率的に協力・連携することもできます。

建設業界におけるデジタルツインの7つのメリット

デジタルツインは高度な相互運用性と自動化を実現できるため、建設ビジネスのいくつかの側面に革命を起こす可能性を秘めています。このセクションでは、建設業界におけるデジタルツインの主な利点をいくつかご紹介します。

1. 建設リソース管理の改善

デジタルツインは、サプライチェーンの遅延を緩和し、調達プロセスを改善することで、現在の進捗状況と将来の成果物との調和を促進し、建設会社が資源と物理資産をより適切に配分するのに役立ちます。

2. 関係者とのコミュニケーションの円滑化

Matterportソフトウェアを使用すると、プロジェクトマネージャーは、点群、OBJファイル、高解像度のフロアプラン、天井伏図ビューを3ds Max、ReCap、Revitなどにエクスポートできます。これにより、建設プロセスのあらゆる段階の関係者が、最新の進捗状況を常に把握し、差し迫った懸念事項について危険信号を発することができます。

3. より適切な情報に基づいた意思決定と計画

デジタルツインはプロアクティブな計画ツールであり、クライアントやビルオーナーがはつり作業や石膏ボードの施工が始まる前にフィードバックを提供することができます。 エンジニアはダクトの位置や設備配置などの項目についてより広範に評価できるようになり、建築士は、塗装の色や照明レイアウトなど、意匠面の問題を事前に把握できます。建設におけるデジタルツインの使用により、設計リスク評価や現状調査の改善が促進され、現場の状況や潜在的な問題をより効果的に把握するための没入型ビューを提供することで、共同作業者がPDFレポートや写真に頼る従来の方法から移行できるようになります。

4. 施工進捗の自動監視

進捗を記録することは、新規の建設プロジェクトにとても重要です。デジタルツインは、マネージャーが遠隔地からプロジェクトを監視する手段を提供します。ゼネコンや建物の所有者は、建設が標準に沿って、かつ設計通りに進行していることを確認するために、文書の提出を求めます。適切な文書があれば、エラーや再作業の必要性も削減できます。進捗状況を包括的に監視できるため、プロジェクト終了後の建設チームからファシリティーマネジメントへの引き継ぎを円滑に進めることができます。

5. より正確な仮定と予測

管理者は、建設環境の包括的な概要を提供しながら、現場を訪問する必要がなくなるため、下請け業者の見積もりをより迅速かつ正確に行うことができます。また、3Dモデルにメモ、リンク、写真、動画などの注釈を付けて、バーチャルパンチリストを作成することもできます。

6. 施工の安全性監視が簡単に

リモートでの仮想検査により、プロジェクト管理者は安全手順をより適切に監督できるようになります。また、デジタルツインの場合、手の届きにくい場所や危険な環境でも正確なバーチャル測定によって建設ドキュメントを充実させることが可能なため、従業員が現場で不必要なリスクにさらされることがなくなります。

7. オーナー用の堅牢な引き渡し成果物

請負業者は、プロジェクトの進行中、Matterportを使用して既存の状況を収集し、MEPシステムに関連する埋め込みデータでモデルを強化して、オーナーにデジタル引き渡しパッケージを提供することができます。これにより、オーナーは1日目から建物を管理することができます。

建設プロジェクトのデジタルツイン作成における課題

一部の建設会社では、デジタルツインを効果的に導入するために、業界の長年の課題を克服する必要があるかもしれません。このセクションでは、建設業界でデジタルツインを導入する際に注意すべき主な課題について説明します。

契約意識の欠如

契約のニュアンスを理解することは、あらゆる建設プロジェクトの基礎であり、デジタルツインなどの新しい技術を導入することで、そのプロセスを大きく変えることができます。デジタルツインは、プロジェクトの範囲とクライアントの主要な推進要因を記録しているため、建築契約の要件がすべての関係者に支持および理解されていることを確認するのに役立ちます。

データ理解の欠如

多くの建設会社は、データを効果的に活用しようとする際に、洞察を導き出す機能がない、ITとOTで異なるデータ管理システムが採用されている、リアルタイムまたは厳しい時間要件でデータにアクセスすることができない、というような課題を経験しています。Matterportの利点の1つは、他のデータストリームと簡単に統合できることです。

BIMへの移行

現在でも、多くの建設会社が重要な建築プロジェクトに2D設計技術を使用しています。バーチャルな設計・建設プロセスに結び付けられたBIMモデルを活用するには、より複雑な3Dモデリング技術と企業内の新しいスキルセットが必要です。

構造や定義されたSOPの欠如

一部の建設プロジェクトには、データ交換や問題解決に関するプロセスが欠けていることが原因となり、関係者にとってデジタルツインの導入が新たなハードルとなっています。しかし、デジタルツインという信頼できる唯一の情報源を作成することで、請負業者から検査官、顧客に至るまで、プロジェクトのライフサイクルを通じて全員が同じ見解を持つことができます。

経済的な制限

やりくりしなければならない予算要求が非常に多いため、建設会社は最初はデジタルトランスフォーメーションへの支出に消極的かもしれません。しかし、再作業の削減、効果的なコラボレーションの増加、出張費の削減による大幅なコストの減少は、投資に見合う以上の価値があります。

建設業界におけるデジタルツインの例

多くの著名な建築・建設会社が、デジタルツインプラットフォームを利用してプロジェクトへの取り組み方を根本的に変革しています。 ここでは、大手建設会社が、デジタルツインのメリットをどのように実現してワークフローを改善したかについて、いくつかのエピソードをご紹介します。

CorganはLAXのMatterportデジタルツインを活用して建設のROIを実現

建築設計の大手企業であるCorganが16億ドル規模のロサンゼルス国際空港（LAX）建設プロジェクトに着手した際、管理者はデジタルツイン技術を建設ワークフローに統合し、パフォーマンスと生産性を最適化しました。

同社では、Matterportカメラを使用して、主要なマイルストーンを文書化し、バーチャルパンチリストを作成して3Dデジタルツインを所有者、請負業者、施設管理者と共有しました。

デジタルツイン技術は、Corganが新しい建設プロジェクトの設計段階における最大の課題の1つだった既存の現場状況のキャプチャを克服するのにも役立ちました。LAXプロジェクトの初期段階は、18,000平方フィートに及ぶユーティリティートンネルの建設でした。Corganは50回のスキャンを約1時間で完了しましたが、その後、プロジェクトチームはMatterportの高速キャプチャ機能の活用で所要時間をさらに50％短縮しました。

竹中工務店はMatterportデジタルツインを活用してリモート検査と効果的なコラボレーションを実現

2017年、竹中工務店は建設業界でMatterportのデジタルツイン技術を採用した最初の日本企業の1つになりました。建物のライフサイクル全体を通じて、建設プロジェクトと機械、電気、配管（MEP）プロジェクトのデジタルツインをキャプチャすることで、プロジェクトチームは建設プロセスのあらゆる段階でより効果的にコラボレーションすることができます。

当初、竹中工務店は従来の3Dレーザースキャナーを使用して空間をデジタルキャプチャしていました。しかし、このデジタル化では、スキャンデータの処理に多くの時間がかかっていました。また、エンジニアが現場調査を実施してこれらのコストのかかるスキャンをキャプチャする必要もありました。Matterportのデジタルツイン技術を利用することで、竹中工務店は以下のようにプロジェクト管理プロセスを合理化することができました。

• 360°写真を制作する時間を90％短縮

• 高価なレーザースキャナーを使用する必要がなくなったため、スキャン1回あたり数千ドルを節約

• 遠隔地からの測量および検査によって出張費と人件費を削減

SwinertonはMatterportデジタルツインを使用してプロジェクトを前進

新型コロナウイルス感染症によるロックダウン中、サンフランシスコに本拠を置く建設会社Swinertonは、ソーシャルディスタンスの確保のために物理的な資産や建設現場へのアクセスが制限される中、クライアントに対して建設の進捗状況の透明性を保つ必要がありました。

Matterportカメラを使用して、Swinertonは20,000平方フィートの空間の高精細3Dスキャンを数時間で作成しました。これらのスキャンは顧客、建築家、エンジニアやサブコンサルタントに送信され、各自が空間の中をバーチャルに移動し、リアルタイムで変更を提案することができました。デジタルツインの使用により、Swinertonはさまざまな方法でプロジェクトを順調に進めることができました。

• 顧客の移動時間を100％削減

• MEPおよび建築士の出張時間を50%削減

• 4週間のプロジェクト遅延の可能性を解消

• 費用のかかるエラーと再作業を防いで顧客のコストを数千ドル節約

次のプロジェクトでデジタルツイン技術を導入するための4つのヒント

建設業界において最も費用対効果の高いデジタルツインの活用をお考えですか？ ここでは、デジタルツインを始めるためのヒントをごいくつか紹介します。

1. 規則や規制を把握する

建設現場でデジタルツインを使用する前に、企業は現地の法律や規制に準拠していることを確認する必要があります。ただし、デジタルツインを利用すれば、請負業者は承認と許可のプロセスを加速させ、テスト可能な計画をより迅速に生成できるようになるはずです。

2. 新しいスタッフ研修プログラムに投資する

歴史的に、建設業界では新技術の採用が遅い傾向があります。企業は、デジタルツインを最大限に活用するために必要な知識を労働者に再教育するために、新たなトレーニングプログラムを導入する必要があるかもしれません。機密情報の保護を担当する従業員には、サイバーセキュリティに関する特別なセッションが必要になる場合もあります。

3. デジタルツインのアーキテクチャロードマップを構築する

デジタルツインがプロジェクトの目的の達成にどのように役立つかを概説する戦略的青写真を用意しておくことで、すべての関係者が同じ認識を持つことができます。これらのアーキテクチャロードマップは、プロジェクトのライフサイクル全体を通じて参照ポイントとして機能し、チームがタスクを継続し、目標に沿って調整するのに役立ちます。

4. 関連技術を統合する

Matterportデジタルツインは、SketchUp、Revit、AutoCAD、その他一般的に使用されるBIMソフトウェアなど、既存のプログラムとシームレスに統合します。建設管理者は、点群をエクスポートしてRevitまたは他のBIMツール内で簡単に共有することができ、竣工ドキュメントや建設ドキュメント用のOBJファイルや点群を生成できます。

Matterportは次の建設プロジェクトに向けた強固な基盤の構築に有効

Matterportの3Dデータプラットフォームは、物理的な建物や不動産の建設プロセスを文書化してコラボレーションするための強力かつ効果的な方法です。互換性のあるカメラがあれば、小さな空間から大きな空間まで、実際の現場に近い詳細レベルでデジタルモデルを作成することができます。これらのモデルは、Cortex AIという特許取得済みのコンピュータービジョンおよび人工知能技術を使用した、ナビゲート可能な写真並みの精度のビューとして利用できます。

Matterportデジタルツインプラットフォームを使用すると、いくつかのファイル形式を他のサードパーティ製ソフトウェアに簡単にエクスポートでき、手作業と時間を大幅に節約できます。

Matterportを利用すると、以下のことができます。

• 重要なマイルストーンを迅速かつ効果的に文書化および伝達する

• モデルを共有し、注釈をつけることで、出張の時間を削減する

• リモートでの品質チェックやオフサイト測定に加え、最初にすべてのデータをキャプチャすることで対面での訪問回数を削減する

詳細については、MatterportのWebサイトをご覧ください

デジタルツインがプロジェクトの合理化、文書化とコラボレーションの改善、設計と建設のコスト削減にどのように役立つかについての詳細は、MatterportのWebサイトをご覧ください：https://matterport.com/industries/architects-engineering-construction