DXで土木設計・施工計画を自動化・最適化

清水建設（株）＜社長 新村達也＞はこのほど、土木設計のDXの柱として、設計・施工計画のDX化を図るプラットフォーム「Shimz DDD」を構築、運用を開始しました。Shimz DDDは、設計の自動化（Design Automation）、設計ワークフローのデジタル化（Digital Workflow）、設計情報の利活用（Design Data Utilization）を図るプラットフォームで、国土交通省がi-Construction2.0の中核技術に位置づけるBIM/CIM化に対応するものです。今後、土木工事の設計施工案件の図面は初めからBIM/CIM対応とし、2次元図面で発注される施工案件は必要に応じて図面のBIM/CIM化を図ります。

建設業への改正労働基準法の適用を受け、土木設計者の業務時間が大きく制限されるなか、対応できる案件数の減少、消化力を維持するための外注費の増加が新たな課題として浮上。そこで当社は、広く土木設計業務を効率化するプラットフォームとしてShimz DDDの構築を進めてきました。対象となる設計・施工計画業務は、仮設計画を含む構造計画、構造解析、構造照査、施工図作成、図面照査、設計関連情報の共有化などです。

Shimz DDDが担う3つのDのうち、注目すべきは設計の自動化（Design Automation）施策の一つで、配筋施工図の作成、修正、照査を大幅に省人化する自動化システムの開発・実用化です。開発にあたっては、鉄筋のあらゆる加工パターンをモデル化し、自動化のベースとなる統一の情報モデルを整備するとともに、発注者ごとに異なる設計基準、例えば鉄筋の間隔、かぶり、曲げ内半径、フック余長といった構造細目をデータベース化しました。

今後、設計施工案件の場合、初めに当社のエンジニアがBIM/CIM対応の3次元モデルを設計・構築します。その際、配筋施工図自動化システムにより、成果物である3次元モデルをデータベースに照らして、配筋計画の不具合の有無を照査し設計品質を確保します。配筋施工図は2次元の展開図、加工図、鉄筋集計表から構成され、従来は個別に作成していましたが、BIMの機能により3次元モデルから任意の躯体断面を切り出し必要な配筋施工図を自動生成できるため、図面間の不整合がなくなります。こうした配筋施工図の作成・照査業務の自動化は大幅に省人化効果をもたらします。

一方、2次元図面のBIM/CIM化については、システムが統一の情報モデルに照らして2次元のCAD図面から鉄筋の形状情報や径、配筋間隔、フック形状といった幾何・数量情報、さらには同形状・寸法の鉄筋の施工範囲、床版、側壁などの躯体部位といった個々の鉄筋の配筋位置などの施工計画情報を読み取り、3次元モデルを構築し、各部材に属性情報を格納します。最終的には、設計基準に対する不整合の有無を照査し、図面品質を確保します。

すでに、ジャカルタ地下鉄の現場では鉄筋施工図自動化システムを先行導入しています。この結果、配筋施工図の作成で5割、図面の各種照査業務で7割の省人化効果を発揮しています。当社は今後、Shimz DDDで提供するサービス機能の拡充を図り、働き方改革を進めつつ、土木設計業務のさらなる合理化を推進する計画です。