建設業界における生成AIの活用事例と可能性

生成AIとは？

新しいAIの潮流

生成AI(Generative AI)は、機械学習によって蓄積された大量のデータから新しいコンテンツを生成することができる革新的なAI技術です。従来のAIが与えられたデータから最適な選択肢を導き出すのに対し、生成AIは学習済みのデータをもとに全く新しい情報を創出することが可能です。文章、画像、音声、プログラムコードなど様々な分野で活用が期待されています。

建設業界への適用

建設業界においても生成AIの活用が注目されています。建築設計の初期段階から施工計画、工程管理、リスク分析など、様々な場面で生成AIを利用することで業務の効率化と高度化が見込まれています。特に人手不足が深刻化する中、生成AIによる自動化は生産性向上に大きく貢献すると期待されています。

建設業界のAI導入率は2024年で約30%に達している。

生成AIの活用領域

• 設計支援システム(最適な設計案の提案、構造計算の自動化)
• 工程管理システム(工程の最適化、進捗状況の把握)
• 安全管理システム(危険状況の事前検知、事故防止)
• コスト見積システム(資材費や人件費の試算)
• 技術継承支援システム(ノウハウのデジタル化、教育支援)

建設業界における生成AIの活用分野

設計段階での活用

生成AIは設計業務の効率化に大きく貢献しています。AIが過去の設計データから学習し、要件に合わせた最適な設計案を複数提案することで、設計者の創造性を補助し、作業時間を大幅に短縮できます。建築基準に準拠した設計の自動チェックや、環境性能を考慮した最適化設計なども可能になり、高品質な設計プロセスを実現しています。

施工プロセスでの活用

生成AIは施工段階でも幅広く活用されています。工事計画の最適化では、資材調達パターンや工事フローを分析し、遅延リスクを最小化する工程を生成AIがシミュレーションします。また、現場の安全管理においても、カメラ映像からAIが危険な状況を検知し、事故を未然に防ぐことができます。さらに、建設中の品質管理でも、AIが施工状況を自動チェックし、不具合を事前に発見することが可能です。

建設業界の生産性は製造業の約80%と低迷していますが、生成AIの活用により75%の作業時間削減が可能になると試算されています。

コスト削減と工期短縮への貢献

• 設計の自動化により、設計期間を最大50%短縮可能
• 施工の最適化で、工期遅延リスクを30%削減
• 人的ミスの削減により、手直しコストを25%カット
• 資材の無駄を抑え、資材コストを15%削減
• 熟練技術者不足への対応が可能に

設計業務での生成AI活用

設計業務の効率化と高度化

生成AIは、設計プロセスにおいて大きな変革をもたらしています。AIが過去の設計データや建築基準を学習し、要件に合わせた最適な設計案を複数提案することで、設計者の創造性を大幅に拡張し、作業効率を飛躍的に向上させます。生成AIは、従来では思いつかなかった革新的なアイデアを提示し、設計の質を高めることができます。

建築デザインの自動生成

生成AIは、建築デザインの自動生成においても活用されています。設計者が要件を入力すると、生成AIが複数の設計案を短時間で生成します。これにより、設計者は様々なデザインを比較検討しながら、最適な案を選択することができます。生成AIは環境性能や建築基準法への準拠などもチェックし、コスト試算との連動による実現可能性の検証も可能です。

生成AIの導入により、設計業務の作業時間が最大75%削減されたという事例もあります。

生成AIの活用範囲

• 建築デザインの自動生成
• 構造設計の最適化
• 環境性能の向上
• コスト試算と実現可能性の検証
• 建築基準法への準拠チェック

工事計画への生成AI適用

工事計画の自動生成・最適化

生成AIは、設計データや過去の工事データを学習し、最適な工事計画を自動生成できます。工程の細かい調整や、資材調達のタイミング、人員配置などを総合的に検討し、工期遅延のリスクを最小限に抑えた効率的な計画を立案します。これにより、無駄な手戻りを防ぎ、工期の大幅な短縮が期待できます。

大規模プロジェクトでの実証例

東京都心の再開発プロジェクトにおいて、生成AIによる工事計画の自動生成が実証されました。AI は設計図面、地質データ、気象データなどを分析し、最適な工程を立案。作業工程の15%短縮、資材コストの8%削減を実現しました。さらに、生成AIは適切な人員配置をシミュレーションし、現場作業の生産性を10%向上させることにも成功しました。

建設業界の生産性は2019年時点で前年比2.7%低下していましたが、生成AIの活用により生産性向上が期待されています。

生成AIの工事計画適用のメリット

• 工期の大幅な短縮が可能
• 無駄な資材の購入を抑制できるコスト削減
• 適切な人員配置で作業の生産性が向上
• リスク分析による計画の精度向上
• 複雑な条件下でも最適な計画を立案可能

リスク管理への生成AI活用

作業現場の安全性向上

建設現場では常に安全管理が重要視されていますが、人的ミスや危険認識の遅れから事故が起こるリスクがあります。生成AIを活用することで、現場の画像や動画データから危険箇所を自動的に検知し、作業員に警告を発することができます。さらに、過去の事故データから危険パターンを学習し、事前に潜在的なリスクを特定することも可能になります。これにより、重大な事故を未然に防ぐことができ、作業現場の安全性が大幅に向上します。

建設リスク予測と対策支援

生成AIは、建設プロジェクトに関連するさまざまなデータを分析し、工期遅延や費用超過などのリスクを予測することができます。例えば、気象データ、資材調達状況、作業員の稼働状況などを総合的に解析し、工期に影響を与える可能性のある要因を特定します。さらに、リスクが顕在化した場合の対処方法まで提案してくれるため、プロジェクト管理者は迅速な意思決定と適切な対策を講じることが可能になります。

建設プロジェクトにおけるリスク発生率は平均で20%以上と言われています。

高度な意思決定支援

• 設計変更や追加工事の判断支援
• 最適な工程管理や資材調達計画の提案
• コスト削減策や安全対策の提示
• 関係者間の調整や折衝支援
• リスクシナリオに基づく対応策の検討

建設業界の生成AI活用事例

設計業務の大幅な効率化

建設業界では設計段階から生成AIを活用することで、大幅な業務効率化が期待できます。生成AIは設計者の要件に基づいて最適な建築プランを自動生成し、3Dモデルや構造計算なども瞬時に行えます。これにより、設計者の創造性を最大限に引き出しながら、手作業による非効率な作業を大幅に削減できます。

大林組の「AiCorb®」による設計自動化

大手ゼネコンの大林組は、生成AIを活用した設計支援システム「AiCorb®」を開発しました。このシステムは設計の初期段階で必要となる作業を自動化し、設計者の作業時間を従来の75%まで削減できるとされています。生成AIが設計条件を学習し、最適な設計案を複数提示するため、設計者は提案された案の中から良いものを選択するだけで済むのが特徴です。

AiCorb®導入後の設計工数は従来の25%まで削減可能

工事計画と現場管理の最適化

• 工事スケジューリングと資材調達の最適化
• 工事リスクの事前検知と安全対策の強化
• 現場の進捗状況のリアルタイム把握
• 作業員の安全教育と技術継承への活用
• コスト試算と実際の工事費の乖離防止

まとめ

建設業界の課題と生成AIの可能性

建設業界は人手不足、生産性の低さ、技術継承の困難さなど、多くの課題に直面しています。こうした課題を解決する有力な手段として、生成AIの活用が期待されています。生成AIは設計の自動化、施工計画の最適化、品質管理の強化など、建設プロセス全体で様々な用途に利用できます。設計から施工、メンテナンスまで一貫してAIを活用することで、業務の効率化と高度化を実現できます。

主要企業の取り組み事例

すでに大手ゼネコンを中心に、生成AIの実証実験や一部導入が進められています。大林組は「AiCorb®」と呼ばれる設計支援システムを開発し、設計の初期段階の作業を効率化しています。鹿島建設は「Kajima ChatAI」と呼ばれるAIアシスタントを導入し、従業員2万人に対して運用を開始しました。また、株式会社mignは画像生成AIを活用したパース作成ソリューションをリリースするなど、さまざまな取り組みが行われています。

生成AIの建設業界への導入率は2024年で約30%に達する見込み

生成AI導入の効果と課題

• 設計業務の自動化による大幅な効率化
• 施工計画の最適化による工期短縮とコスト削減
• 現場の安全性と品質の向上
• 技術継承とスキルの標準化
• 高額な導入コストと運用ノウハウの不足