タワークレーンの揚重作業効率を見える化

~ICTフル活用のタワークレーンが工期を短縮~

  • 建築

2013.12.11

清水建設(株)<社長 宮本洋一>はこのほど、タワークレーンの揚重作業効率の見える化と工期短縮を目的に、ICTをフル活用した新型タワークレーン「スマートクレーン」を開発・実用化しました。IHI運搬機械(株)と当社子会社(株)エスシー・マシーナリとの共同開発であり、IHI運搬機械(株)安浦工場(広島県)での製作・性能検証を経て、当社が神奈川県内で施工中の大型タワーマンションの建設現場において、11月初旬に2機が稼働を開始しました。

昨今の建設現場では、BIMを始めとする情報ツールが活用されており、生産性向上のためには情報ツールと生産情報の連動が不可欠です。一方、タワークレーンによる揚重作業については、揚重部材の種類、取付位置、揚重時間等の重要な生産情報が含まれるものの、有効活用されていないのが実情です。

こうした揚重作業の生産情報と情報ツールとの連動を実現するのがスマートクレーンです。機器構成は、クレーンの作動状況検出センサ、多機能フック、各種センシング情報を蓄積し集約サーバーに送信する運転室パソコン、同モニター、作業責任者(職長)用のタブレットからなります。特長は、ICTのフル活用により、現場に搬入される個々の部材の取付位置を瞬時に特定できること、さらには揚重作業効率を見える化することで非効率な作業を特定・改善できることです。

適用現場では、BIM等で作成した施工計画図と鉄骨柱・梁などの部材別の搬入予定一覧をタブレットに入力。揚重作業時には、部材にクレーンのフックを掛ける(玉掛け)作業員がタブレット上で部材の記号をタッチすれば、多機能フックの通信機能により運転室モニターと施工階で取付作業を行う作業員のタブレットの表示図面上に取付位置を瞬時に表示します。これにより、関係者全員が同時に情報共有できるので、作業がスムーズに流れます。

揚重作業効率の見える化の仕組みは、まず、多機能フックに部材の荷重がかかると集約サーバー上のプログラムが揚重作業開始と判断。続いて検出センサがフックの巻き上げ・巻き下げ(揚程)量、ジブの上げ下げ(起伏)量、クレーンの旋回角度から当該部材の取付位置を算出。最後にフックが部材から解放され、再び次の部材の荷重がかかると集約サーバーが一連の揚重作業が終了したと判断します。

こうして収集される各部材の揚重作業時間、取付位置、フックの挙動等のデータは多機能フック内蔵のカメラと場内のカメラ群が撮影した映像情報とセットになって集約サーバー内に蓄積され、揚重作業記録として出力されます。各揚重作業の実績はバーチャートで視覚的に表現されるので、現場のスタッフは作業遅延等を容易に特定できます。また、当該作業時の映像情報を参照することで非効率な作業を特定できるので、作業員に改善方法を指示できます。

一方、多機能フックは、内蔵しているカメラ、マイク・スピーカー、LED照明、無線LANなどにより、揚重作業を効率化し、かつ安全性を向上させます。また、スマートクレーンのベースマシンとなる新型500tmの機械的性能は、軽量化とマストの高剛性化により自立高さが51mになるなど、いずれの性能も国内最高水準です。優れた機械的性能とICTの活用が相俟って、従来の揚重作業と比較すると揚重作業効率が20~30%程度向上し、高さ100mの大規模建築なら工期を約1カ月程度短縮できる見込みです。

なお、BIMを活用した施工管理が進んでいる現場では、クレーンの作業実績データを図面情報に重ねることで、出来高の3D化、計画工程と実績工程との3D比較表示等が可能になります。こうした情報は、ネット上で共有できるので、関係者は現地にいなくても、パソコンあるいはスマートフォンで通信できる環境下にあれば、作業の進捗状況を共有できます。

以上

≪参 考≫

1.共同開発先の概要

IHI運搬機械(株) (株)エスシー・マシーナリ
設立 1973(昭和48)年4月 1988年(昭和63年)4月
資本金 2,647,499,500円 2億円
所在地 中央区明石町8-1(聖路加タワー) 横浜市瀬谷区北町25番9号
社長 吉田 豊 郷田道雄
事業内容 パーキングシステム・クレーン・コンベヤの開発、設計、販売、製造、据付ならびにメンテナンス、改修 建設機械のレンタル事業、仮設構造物の企画・設計・設置、建設機械の開発・製作、建築、土木、電気工事業一式(取扱商品950機種)

2.神奈川県内の現場で稼働中のスマートクレーン

多機能フック

運転室内のモニター
上から順に、

  • ジブ先端カメラ用モニター
  • 集約計器
  • 運転室モニター

3.多機能フックの補足

幅1,594mm、厚さ635mm、高さ4,380mm、重量1.2t。機器類を作動させるバッテリーも内蔵しており、独自開発した非接触充電システムにより、クレーン休止時にフックを巻き上げた状態で自動的に充電する。

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