フジタ 技 術 研 究 報 告 第 48 号 2012 年 ICT の 品 質 管 理 支 援 システムへの 適 用 関 原 弦 巽 研 山 本 新 吾 概 要 近 年 建 設 作 業 所 における ICT(Information and Communication Technology)の 導 入 は 目 覚 ましく 既 に 数 々のシステムが 利 用 されている 中 でも 品 質 管 理 への ICT の 導 入 は 見 えない 部 分 の 可 視 化 ( 数 値 化 ) 情 報 のリアルタイム 化 本 支 店 間 の 情 報 の 共 有 化 と 組 織 的 かつ 高 度 な 品 質 管 理 を 行 う 上 で 大 きな 役 割 を 果 たしている 特 にコンクリートを 対 象 としたシステム 開 発 は 建 築 物 や 土 木 構 造 物 そのものの 品 質 を 向 上 させる 事 を 目 的 としており 建 設 会 社 にとって 常 に 最 重 要 課 題 と 言 える 本 稿 は 特 にコンクリートの 品 質 管 理 を 対 象 としたICTの 適 用 事 例 を 報 告 するものである Application of ICT to systems supporting quality control Abstract In recent years, the introduction of ICT (Information and Communication Technology) to the construction site has been remarkably rapid, and many systems are already in use. The introduction of ICT to quality control processes has had particular impact in "visualization (evaluation) of the invisible", "real-time information", "sharing information between branches", and has also played a large role in performing systematic and advanced quality control. The development of systems for raising the quality of a building or civil engineering structure is always of the utmost importance for a construction firm. In particular, this paper reports the application example of ICT for quality control of concrete. -7-
フジタ 技 術 研 究 報 告 第 48 号 1.ダムコンクリート 品 質 管 理 システム 1.1 概 要 このシステムはリフトスケジュールと 打 設 データ 試 験 デ ータ 及 び 各 種 製 造 データをサーバ 上 に 記 録 関 連 付 ける 事 により リアルタイムで 品 質 の 変 化 要 因 を 把 握 したり 問 題 等 が 発 生 した 場 合 過 去 に 遡 って 該 当 箇 所 のトレーサ ビリティを 容 易 にするシステムである 以 下 に 実 適 用 した 結 果 と 効 果 及 び 課 題 を 述 べる 1.2 運 用 方 法 元 請 職 員 は 現 場 情 報 として 現 場 のコンクリート 配 合 やリ フトスケジュールをサーバに 登 録 各 リフトに 使 用 する 配 合 種 別 打 設 量 予 定 日 などの 打 設 計 画 データを 入 力 し データファイルを 作 成 する 引 き 続 きこのデータファイルを 製 造 プラントの 協 力 会 社 職 員 に 配 布 し 打 設 時 のフレッシュコンクリート 試 験 やそ の 後 の 圧 縮 強 度 試 験 などのデータを 適 宜 入 力 サーバ にデータをアップロードする 事 により 各 ブロック リフトのコ ンクリート 情 報 が 最 新 に 反 映 される 仕 組 となっている トップ 画 面 構 成 は 図 1 の 通 り リフトスケジュールをメイ ンに 配 し 各 ブロック リフトの 打 設 実 績 は 月 毎 に 色 分 けさ れる また 別 に 月 別 打 設 量 及 び 累 計 打 設 量 の 表 示 WEB カメラ 画 像 などを 表 示 する 機 能 も 持 つ 目 的 のブロック リフトをクリックすると 該 当 箇 所 の 打 設 時 の 試 験 データや 圧 縮 試 験 結 果 が 一 覧 表 として 表 示 さ れ リフト 毎 の 情 報 を 確 認 する 事 が 出 来 る さらに 該 当 箇 所 に 関 係 する 工 事 写 真 や 野 帳 スプレッドスケジュールな どを PDF 化 しサーバにアップロードする 事 が 出 来 るため 図 2 のように 該 当 箇 所 に 関 する 全 ての 情 報 を 参 照 する 事 が 可 能 となり 従 来 よりも 統 合 的 な 管 理 を 行 う 事 ができる 発 注 者 への 提 出 書 類 はコンクリート 打 設 日 報 圧 縮 試 験 成 績 表 及 び 品 質 管 理 図 表 (X-Rs-Rm 管 理 図 表 度 数 表 )などを 条 件 選 択 し サーバよりダウンロード 可 能 で 職 員 の 省 力 化 にも 対 応 している 図 1 リフトスケジュール 画 面 図 2 ブロック 詳 細 画 面 と 関 連 ファイル 1.3 畑 川 ダム 実 適 用 事 例 畑 川 ダムは 堤 高 34.0m 堤 頂 長 87.75m 堤 体 積 264,000 m3の 重 力 式 コンクリートダムである また 貯 水 池 に 並 行 する 形 で JR 山 陰 本 線 が 盛 土 上 を 通 っており その 盛 土 をダム 湖 の 水 による 侵 食 から 防 護 する 為 の 遮 水 擁 壁 工 も 施 工 する このようにダム 本 体 工 遮 水 写 真 1 畑 川 ダム 状 況 -8-
ICT 技 術 の 品 質 管 理 支 援 システムへの 適 用 擁 壁 工 の2つのダムを 同 時 施 工 するという 特 徴 があり コ ンクリート 総 体 積 は 42,910 m3である この 工 事 ではコンクリート 品 質 管 理 システムの 他 に 作 業 所 の 各 種 環 境 監 視 システムの 採 用 作 業 所 ホームペ ージによる 近 隣 への 情 報 公 開 を 積 極 的 に 行 うなどの 情 報 化 施 工 を 実 施 した ダムコンクリート 品 質 管 理 システムを 開 発 するにあたっ て 従 来 のエクセルファイルをベースとした 事 で 初 期 導 入 時 の 現 場 職 員 の 負 担 を 軽 減 させる 事 に 注 力 すると 共 に 導 入 時 には 現 場 説 明 会 を 開 催 し 関 係 者 に 注 意 点 を 周 知 した 運 用 上 の 問 題 点 として エクセルファイルでセル 結 合 や 全 角 半 角 など 自 由 な 編 集 をしてしまう 事 で アップロード 時 にデータベースに 取 り 込 めないという 事 例 が 数 件 発 生 また 当 初 のリフトスケジュールとは 異 なったリフト 高 さなど の 例 外 処 理 も 発 生 したが いずれもデータベースを 直 接 書 換 える 事 でフォローした これについて 現 場 側 のシステム 担 当 者 は 入 力 規 則 に ついて 精 通 しておく 必 要 があるが システム 側 の 例 外 処 理 対 策 に 関 する 改 良 も 必 要 である 今 後 の 課 題 として タブレット 端 末 を 使 用 する 事 で 現 地 で 直 接 入 力 する 等 の 機 動 性 向 上 が 挙 げられている 発 注 者 からは 場 所 を 問 わず 情 報 共 有 できるという 観 点 から 高 評 価 を 得 られた 2.コンクリート 品 質 管 理 システム 強 度 管 理 版 2.1 概 要 コンクリート 品 質 管 理 システム 強 度 管 理 版 は 主 に 建 築 現 場 職 員 が 提 出 先 毎 にフォーマットの 異 なる 類 似 書 類 ( 発 注 者 提 出 帳 票 社 内 ISO 書 類 など)の 作 成 負 担 を 省 力 化 する 目 的 で 開 発 されたシステムである 従 来 は 試 験 機 関 から FAX や 郵 送 で 送 付 される 圧 縮 試 験 結 果 を 現 場 職 員 は 都 度 提 出 先 毎 にその 結 果 を 写 して 書 類 を 完 成 させていた 同 じ 内 容 の 書 類 であるにもかか わらず 提 出 先 毎 に 複 数 の 書 類 を 作 成 する 事 は 職 員 負 担 の 大 きい 作 業 であったため 一 昨 年 度 にシステムを 開 発 し 昨 年 度 は 社 内 展 開 を 実 施 した 2.2 運 用 方 法 システム 運 用 手 順 は 試 験 機 関 に 定 型 エクセルファイ ルを 受 け 渡 し 試 験 機 関 は 結 果 入 力 後 インターネット 環 境 から 所 定 のサイトを 通 じファイルをアップロードする( 図 3 参 照 ) 後 は 職 員 が 提 出 先 を 選 択 しファイルをダウンロードする だけで 必 要 なフォーマットの 提 出 書 類 が 得 られる 仕 組 み である 図 3 強 度 管 理 版 イメージ 図 このシステムにより 従 来 の 作 業 を 大 幅 に 省 力 化 でき 当 初 は 広 く 現 場 へ 普 及 するシステムと 期 待 された しかしながら 開 発 後 一 年 間 が 経 過 しても 利 用 現 場 数 が 増 えない 工 期 途 中 で 使 用 を 止 めてしまうなどの 傾 向 が 見 受 けられたため これについて 問 題 点 を 抽 出 し 以 下 の 改 良 を 実 施 した まず 利 用 現 場 数 が 増 加 しない 原 因 として 調 合 計 画 の 初 期 登 録 作 業 の 煩 わしさが 要 因 として 挙 げられた 当 初 システムの 登 録 方 法 は WEB ブラウザで 専 用 サイト にアクセスし 一 項 目 ずつ 手 入 力 する 方 法 を 採 用 した しかし 調 合 計 画 は 現 場 によっては 数 十 件 になる 場 合 も 珍 しくなく この 時 点 で 抵 抗 感 を 与 えてしまい 運 用 まで 至 らないケースが 多 いと 考 えられた 解 決 策 として 初 期 登 録 用 に 定 型 ファイル(エクセルシー ト)を 用 意 し 一 斉 アップロードする 方 法 に 変 更 した 実 は 現 場 職 員 はエクセルを 使 用 する 機 会 が 多 く この インターフェースに 慣 れてしまっているがために コピー ペーストのできない WEB 画 面 からの 入 力 はあまり 受 け 入 れられない そこで 登 録 作 業 にエクセルシートを 活 用 する 事 で 作 業 の 抵 抗 感 を 無 くし かつ 登 録 時 間 の 短 縮 を 図 る 事 とした 次 に 途 中 で 使 用 をやめてしまった 現 場 に 対 してヒアリン グを 行 ったところ トラブル 発 生 時 に 際 しタイムリーな 解 決 に 至 らなかった 事 で そのまま 放 置 されてしまった 事 が 判 明 した 解 決 策 として 運 用 体 制 の 見 直 しを 行 い トラブル 発 生 時 は 支 店 関 係 部 署 と 開 発 担 当 部 署 の 連 携 をより 密 にし 現 場 に 対 してタイムリーなフォローが 可 能 な 運 用 体 制 を 構 築 し 対 応 する 事 とした また 新 たに 品 質 管 理 図 を 出 力 する 機 能 も 追 加 し 管 理 図 フォーマットを 四 件 追 加 した( 図 4 参 照 ) これにより 職 -9-
フジタ 技 術 研 究 報 告 第 48 号 員 は 表 だけでなく 管 理 図 を 用 いて 品 質 のばらつきや 工 程 能 力 の 変 化 を 視 覚 的 に 判 断 できる 様 になり 機 能 向 上 が 図 れた 以 上 の 改 良 により 作 業 所 職 員 の 省 力 化 だけではなく 本 支 店 技 術 部 とのリアルタイム 情 報 共 有 による 品 質 管 理 体 制 の 構 築 も 可 能 となる 現 在 では 建 築 工 事 の 技 術 提 案 に 採 用 される 件 数 も 多 くなってきていることから 今 後 は 普 及 が 拡 大 するものと 考 える. カメラユニット 開 口 部 取 付 け 金 具 ケーブルドラム PC ユニット 記 録 配 信 サーバ 施 工 現 場 側 インターネット 側 図 5 システム 構 成 図 4 圧 縮 強 度 - 材 齢 相 関 図 3.3 各 ユニットの 改 良 内 容 1)カメラユニット 鋼 管 内 を 最 上 階 から 吊 り 下 げて 撮 影 するカメラユニットは 映 像 撮 影 と 打 設 高 さ 計 測 機 能 を 持 ち 当 初 は 特 殊 治 具 に カメラとレーザー 距 離 計 をそれぞれ 装 備 した ( 写 真 2 3) 3.CFT 充 填 管 理 システム 3.1 概 要 CFT(Concrete Filled Steel Tube) 造 とは 鋼 管 内 に コンク リートを 充 填 した 構 造 形 式 で 鋼 管 とコンクリートの 特 性 を 引 き 出 し 従 来 の S 造 RC 造 SRC 造 に 比 べ 耐 震 耐 火 性 能 に 優 れた 特 性 を 持 つ このため 特 に 事 務 所 ビル 用 途 にお いて 採 用 件 数 が 増 えてきている CFT 造 の 性 能 は 充 填 されるコンクリートの 品 質 によって 左 右 され フレッシュコンクリートの 調 合 だけでなく 充 填 方 法 にも 大 きく 関 わるわるため その 施 工 管 理 手 法 は 極 めて 重 要 となる CFT 充 填 管 理 システムは コンクリートの 圧 送 時 におい て 品 質 管 理 上 最 も 重 要 な 打 上 げ 速 度 の 管 理 とトレーサビリ ティを 実 現 し さらにカメラ 映 像 により 補 強 プレート 下 部 の 空 気 溜 まりの 無 い 事 を 直 接 目 視 で 確 認 する 事 が 出 来 る 装 置 である 今 回 当 初 開 発 された 装 置 の 機 能 向 上 を 目 指 し 実 施 した 改 良 作 業 について 報 告 する 写 真 2 従 来 ユニットの 最 上 階 吊 り 下 げ 状 況 3.2 システム 構 成 本 システムの 構 成 は 図 5 の 通 り 施 工 現 場 側 の カメラユ ニット ケーブルドラム PC ユニット の 各 ユニットとイン ターネット 側 の データ 記 録 配 信 サーバ で 構 成 される( 図 5) 写 真 3 従 来 ユニット(カメラ 距 離 計 は 分 離 ) -10-
ICT 技 術 の 品 質 管 理 支 援 システムへの 適 用 しかし 対 象 物 件 が 高 層 の 場 合 中 間 階 からの 撮 影 が 必 要 となる この 場 合 のカメラユニット 設 置 にはレーザー 距 離 計 の 位 置 調 整 に 非 常 に 多 くの 時 間 が 掛 かっていた このためコンクリート 打 設 が 連 続 する 場 合 移 動 毎 にかか る 準 備 時 間 が 作 業 全 体 に 影 響 することとなった ( 写 真 4) 写 真 6 開 口 部 取 付 け 金 具 3)ケーブルドラム ケーブルドラムはドラム 本 体 インターフェイスユニット ス リップリング 巻 取 りベルトで 構 成 されている ( 写 真 7) 巻 取 り 機 構 にはブレーキを 装 備 し カメラユニットの 自 重 落 下 を 防 ぐ 構 造 とし 各 種 配 線 を1 本 のケーブルにまとめて いる 写 真 4 従 来 の 中 間 階 撮 影 準 備 状 況 改 良 型 では 撮 影 カメラ 照 明 レーザ 距 離 計 を 一 体 とし 設 置 作 業 の 時 間 短 縮 を 計 った ( 写 真 5) 加 えてケーブルの 巻 きだし 距 離 の 計 測 機 能 を 追 加 し レ ーザ 距 離 計 がカメラと 共 に 上 下 してもコンクリート 打 ち 上 がり 面 の 位 置 計 測 を 可 能 とした 写 真 7 ケーブルドラム 4)PC ユニット 作 業 所 内 での 移 動 と 取 り 扱 いを 容 易 にするため 堅 牢 で 軽 量 なアルミ 製 のボックスに 収 納 している ( 写 真 8) 合 わせて 必 要 機 材 をすべて 収 納 し ボックスに 入 れたま まで 作 業 が 出 来 るようにした 写 真 5 改 良 型 カメラユニット(カメラ 距 離 計 一 体 ) 2) 開 口 部 取 付 け 金 具 カメラユニットを 開 口 部 で 支 持 し ケーブルを 送 り 出 す 支 持 金 具 も 併 せて 改 良 吊 り 下 げアームを 上 部 に 向 け カメラ ユニットをコンクリート 打 設 面 より 上 部 に 引 き 揚 げるようにし た ( 写 真 6) 写 真 8 PC ユニット -11-
フジタ 技 術 研 究 報 告 第 48 号 計 測 表 示 画 面 も 打 ち 上 げ 速 度 グラフ コンクリート 打 設 高 さ 鋼 管 内 カメラ 映 像 を 一 画 面 で 表 示 し ポンプ 車 オペレ ータが 状 況 を 直 感 的 に 判 断 することで 打 設 速 度 の 調 整 を 可 能 としている ( 図 6) 2 発 注 者 別 提 出 帳 票 の 省 力 化 を 目 的 とした コンクリ ート 品 質 管 理 システム 強 度 管 理 版 3 CFT コンクリート 充 填 管 理 方 法 の 省 力 化 標 準 化 及 び 管 理 データの 記 録 を 目 的 とした CFT 充 填 管 理 システム 図 6 計 測 表 示 画 面 5) 配 信 サーバ 従 来 はシステムの 稼 働 に 際 し 全 てサーバを 介 して 行 う 仕 組 みとしていたが 打 設 箇 所 にインターネット 回 線 を 引 き 込 む 事 が 容 易 でない 作 業 所 も 少 なくない そこで 一 部 の 作 業 を 除 き 基 本 的 には 現 場 側 で 作 業 が 完 結 する 仕 組 みとした この 場 合 施 工 管 理 データ 全 てがPCユニットに 記 録 保 管 される ただし リアルタイムに 遠 隔 地 からの 状 況 確 認 が 必 要 な 場 合 を 考 慮 し サーバによるデータ 配 信 機 能 は 必 要 に 応 じ 利 用 可 能 とした 本 社 支 店 PC によるリアルタイム 監 視 施 工 記 録 の 閲 覧 施 工 記 録 データ 配 信 サーバ コンクリートの 品 質 管 理 に ICT を 活 用 することにより これ まで 職 員 が 手 作 業 で 行 っていた 業 務 を 省 力 化 し 本 支 店 と のリアルタイムな 情 報 共 有 により 高 度 な 品 質 管 理 を 実 現 し た またデータをサーバに 蓄 積 することで 施 工 後 のデータ 利 活 用 においても 利 便 性 が 高 いものと 考 えられる 今 後 も 建 設 作 業 所 へのICTの 活 用 事 例 は 益 々 増 えるこ とが 予 想 され より 高 度 な 品 質 管 理 業 務 への 適 用 が 望 まれ る 参 考 文 献 1) 小 田 博 志, 塩 田 博 之, 片 寄 哲 務 :IT 技 術 による 品 質 管 理 方 法 の 見 える 化 コンクリートテクノ Vol29,No9,pp47-51,Sep,2010 2) 組 田 良 則 : 情 報 共 有 見 える 化 技 術 による 作 業 所 支 援 情 報 システムの 適 用 事 例 建 築 技 術 No.736,pp64-71,May,2011 ひとこと 最 近 のスマートフォンやタブレット 端 末 の 爆 発 的 な 普 及 により 建 設 現 場 での 適 用 例 も 珍 しくない これらはこれまで PC でしかできなか ったシステムを 手 軽 に 実 現 する 事 が 関 原 弦 出 来 操 作 感 も 良 く 益 々 作 業 所 への 導 入 が 加 速 するものと 思 われる 特 に 音 声 認 識 技 術 の 発 展 に 伴 う 入 力 手 間 の 改 善 が 今 後 の 目 標 と 考 える 図 7 配 信 サーバ 機 能 4.おわりに コンクリートの 品 質 管 理 を 対 象 としたICTの 活 用 事 例 とし て 今 回 特 に 現 場 ニーズの 高 い 3 例 について 報 告 した 1 ダムコンクリートのトレーサビリティの 向 上 を 目 的 とし た ダムコンクリート 品 質 管 理 システム -12-