建設業におけるAI活用例：メリットと機会

人工知能は建設業界に革命をもたらす可能性を秘めています。バックオフィスでは、AIは建設会社が計画と設計の作成、プロジェクトのスケジュール、サプライヤー管理、リソースの割り当て、コストの監視を、かつてないほど迅速かつ効果的に行えるよう支援することができます。建設現場では、たとえばロボット機器を使用することで、従業員の安全確保や生産性の向上を支援できます。この記事では、AIがこれらおよび他のメリットを実現する方法を紹介するとともに、建設会社がますますこのテクノロジーに注目している理由を説明します。

AIとは

AIは、人間の知性を模倣するテクノロジーです。機械学習(ML)を使用してリアルタイムに大量のデータを分析することで、パターンを発見し、インサイトを提供し、結果を正確に予測し、効率を向上させる方法を提案します。建設・エンジニアリング会社は、プロジェクトをより効率的に管理し、リスクを軽減するために、これらの機能を活用し始めています。

主なポイント

• AIは、建設前、建設、建設後のメンテナンスなど、建設プロセスのあらゆる段階を改善することが期待されています。
• 建設企業は、コスト削減、建設現場の安全性向上、品質管理の改善、従業員の生産性の向上、機械の耐用年数の延長などにAIを活用し始めています。
• これまでAIの導入が遅れていた建設業界ですが、その状況は変わり始めています。

建設業におけるAIの説明

AIは、建設前や建設後のメンテナンスを含め、建設プロジェクト全体で役立つ可能性があります。企業はその処理能力と予測的なインサイトを活用して、設計、構築、メンテナンスの改善を支援しています。たとえば、AIチャットボットは、企業が基本的なタスクの完了を5分短縮する可能性があり、AI予測分析は、プロジェクト・スケジュールの重要な変更を推奨することにより、500万ドルのコスト削減を支援する可能性があります。

最近まで、業界の導入は進んでいませんでした。その理由のひとつは建設プロジェクトは複雑で、多くのパートナーや専門家、サプライヤーが関与するため、新しいテクノロジーの導入が複雑になる可能性があることです。企業がAI導入に対応できるかは、新しいテクノロジーを導入するための財務能力、管理職や従業員のスキル、イノベーションへの意欲によって決まります。

現在、建設・エンジニアリング会社は、AIを使用して、コスト上昇の抑制、サプライチェーン混乱の予測、有能な労働者の確保、生産性の向上を支援することを検討しています。

建設業におけるAIのメリット

建設におけるAIの潜在的なメリットは、反復的な作業をより迅速かつ正確に完了する機能である自動化に起因するところが大きく、これにより効率の向上、コスト削減、そして場合によっては従業員の安全性向上も支援します。プロジェクト・チームがAIを活用して成功するための主な方法を以下に示します。

• 安全性の向上
  建設会社は、天気予報が嵐を予測するように、AIを使用して安全リスクを予測します。たとえば、AIアルゴリズムは、従業員の保護とプロジェクト遅延の回避を目標に、建設現場の機器の健全性をモニターし、問題を検出し、メンテナンスを推奨することができます。コンピュータ・ビジョン機器を活用することで、AIは現場カメラの動画を分析し、防護服の未着用や機械の安全な操作の不備など、危険な状況や安全ではない行動を特定することができます。
• 計画と設計の強化
  AIは、プロジェクトをより迅速かつ正確に計画できるよう支援します。たとえば、過去および現在のプロジェクト・ポートフォリオをリアルタイムに分析することで、AIツールは複数のスケジュール・シナリオを評価し、意思決定のガイドとなるリソースとコストを詳細に示すことができますAIは、同様の方法で設計の反復を強化するために使用することができ、迅速にさまざまな設計とそのコスト見積もりを作成します。プロジェクト・チームは、コスト、エネルギー効率、建物の構造強度、その他の重要な基準に基づいて設計の代替案を要求できます。AIによる3Dモデルは、機械、電気、配管計画、プロジェクト作業の順序とともにこれらの要素を分析し、コストを削減しながら作業品質を向上させるよう支援します。
• コスト削減
  AIに比べ、従来のコスト見積もりおよび監視方法は時間がかかり、経費の変動に対応できません。AIツールは高速かつ正確で、プロジェクトの規模や契約の種類などの過去と現在のデータを活用して、リアルタイム・モニタリングおよび業務途中での調整の基礎となる目標通りの見積もりを作成します。このような予測分析は、労務費、材料費、コンプライアンス・コストの上昇に直面しているチームが予算内で業務を遂行できるよう支援します。
• 生産性の向上
  AIによるプロジェクト計画とスケジューリング、材料調達、安全性などの分野の向上により、生産性を向上させることができます。たとえば、AIツールは材料の選定や見積もりに費やす時間を短縮し、従業員が仕事を続けられるように建設現場への物資の供給を支援します。また、AIはリソースをより効率的に割り当てて、スケジュールを順守する別の方法として、どのチームがいつ、どの機械を必要としているかを特定することも支援できます。AIによる予知保全ツールは機械のメンテナンスを支援し、生産性に影響する可能性のあるダウンタイムや事故の可能性を低減します。AIを搭載した新しいロボット・システムも役立てることができます。たとえば、建設現場の準備に半自律型ブルドーザーを使用している場合には、従業員を他の作業に振り向けることができます。
• 品質管理
  AIは着工前からの品質維持を支援します。AIソフトウェアが設計や3D建設モデルを分析することで、潜在的な問題にフラグを立て、手戻りの可能性を減らすことができます。建設現場では、AI搭載のロボットが、レンガ積みや溶接などの作業をより正確かつ一貫性をもって処理することができます。AIセンサーとカメラ（一部はドローンに内蔵）は、現場をモニターして作業が品質基準を満たしていることを確認できます。建設用ドローンは、AIソフトウェアを使用して設計図と航空土地測量を対比し、矛盾を特定することもできます。
• 予知保全
  建設機器や建物の機械に搭載されたインテリジェント・センサーは、メンテナンスの必要性を予測するためにリアルタイム・データをAIシステムに送信します。ドバイのBurj Khalifaという世界一高いビルでは、AIによるメンテナンス・システムを使用して、57基のエレベーター、8基のエスカレーター、その他163階を上下する機械をモニターしています。このようなシステムは、通常レベルを超える振動、圧力、熱など、機械の故障のかすかな兆候さえ検知することで、建設現場のクレーンやブルドーザーの修復や交換が必要な時期を予測することができます。このような先行的なアプローチは、機械の状態を追跡し、より明らかな摩耗や破損を確認する状態ベースのメンテナンスを強化します。
• エネルギー効率
  建設による環境への影響の改善と規制遵守を支援するため、企業はエネルギー効率を優先しています。エネルギー使用量の追跡には、膨大なデータが必要です。たとえば、HVACシステムは、気象条件、室内温度、空気の質、部屋の大きさと形状、太陽電池の使用有無などを考慮する必要があります。AIアルゴリズムはこのデータをリアルタイムに分析し、エネルギー需要の予測、使用量の最適化、コスト削減を実現することができます。AIのスピードとパワーは、再生可能エネルギーを電力網に接続したり、エネルギー監査を設計の標準にしたりといった、困難なことをより実現可能にします。2024年の国連レポートによると、建設部門が世界の炭素排出量の5分の1以上を占めているため、これは重要な貢献です。
• プロジェクト管理の最適化
  AIは重要な方法でプロジェクト管理を最適化します。まず、スケジューリングの迅速化と簡便化を支援できます。AIアルゴリズムは、プロジェクト提案書の情報を使用して、ベースライン・スケジュールを多くの場合、数日ではなく数時間で作成することができるため、準備時間を短縮し、チームはスケジュールされたタスクに着手することができます。AIはまた、機器や労務費などのリソースをより正確に割り当てたり、プロジェクトの複雑さや技術的な課題などの要因に基づいてコスト超過を予測したり、材料の納入遅れなどの潜在的な遅延を予測したり、サプライヤーが間に合わない場合の代替案を見つけ出すことも可能です。
• 高度な分析
  建設業界のオーナーや請負業者は、AIベースのデータ分析を使用して、スケジューリング、安全性、品質管理の改善支援と、プロジェクト遂行予測、コスト削減を行うことができます。AIによるツールは、設計図や建築情報モデル（BIM）に基づき、材料、労務費、機器などの直接費、機器のメンテナンスや保険などの間接費をより正確に推定することができます。
• サステナビリティ
  建設会社は、AIを活用して廃棄物や二酸化炭素排出量を削減できます。3Dプリンターを使用することで、壁や床などの構造要素をより効率的に作成し、材料の無駄を削減することができます。既存のコンクリート構造物のセンサーからの情報に基づき、設計担当者はAIソフトウェアを使用してコンクリート配合を調整し、より低炭素排出でより長持ちする構造物を作ることができます。同様に、窯で焼く必要がない再生レンガでは、二酸化炭素排出量が従来のものより90％低減します。サステナブルな材料は価格が高くなることが多いのですが、AIツールは数量とコストをより正確に予測し、その使用を促進することができます。

建設業界におけるAIのユースケース

建設会社は、建設前、建設中、建設後のメンテナンスなど、あらゆる段階でAIを使用しています。その共通点は、より迅速で本質的なデータ分析です。

• 建設前
  AIは、設計開発、請負業者の選択、リスク分析、スケジューリング、許認可など、プロジェクト建設前のあらゆる側面の改善を支援します。AIアルゴリズムは、プロジェクトが実行可能であるかの判断を支援するために、財務データ、市場データ、環境への影響を分析し、より詳細な実現可能性調査を行うことができます。また、材料の耐久性とコストを分析し、プロジェクト・チームが最適な選択を行うことも支援できます。
  
  設計では、AI画像認識によって設計図や図面を確認し、ドアや窓、壁などの構造要素を特定し、そのコストを見積もることができます。従来、このような作業は手動で行われ、エラーが生じやすく、正確なコスト見積りを生成することが困難でした。AIによる見積りは、もちろんプロジェクト・マネージャーがダブルチェックする必要があります。テクノロジーは非常に優れていますが、完璧ではありません。
• 建設
  AIベースの予測分析により、建設プロジェクトの建設段階全体を通して、チームは、サプライチェーンで問題が発生し材料の納入が遅れる可能性があるなど、遅延が発生する前に問題を予測することができます。AIによる予知保全によって、チームは建設機器や建築システムのメンテナンスが必要な時期をより正確に予測し、ダウンタイムと危険な可能性のある故障を減らすことができます。.
  
  AI搭載ドローンは、空撮を使用して作業現場を点検し、危険な状況を検出します。AIを活用することで、チームはリアルタイムに仕事の進捗状況を把握できるようになり、プロジェクトをスケジュールと予算通りに進行できるよう支援します。AIはBIMモデルを分析することで、最も効率的な作業順序を推奨し、遅延を回避して生産性を向上させます。建設プロジェクトのステークホルダーが中央のプロジェクト・プラットフォームを使用する場合、関連データをリアルタイムに提供することで、AIを使用してコミュニケーションとコラボレーションの改善を支援することができます。
• 建設後（メンテナンス）
  AIベースの予知保全は、建設会社が建物の機械やシステムの健全性をより正確に予測できるよう支援します。これにより、問題の検出、メンテナンスのスケジュール設定、修復コストの抑制を支援します。AIソフトウェアは、サーモスタット、照明、エレベーターなど、建物のエネルギー使用状況を24時間365日モニターでき、コストと二酸化炭素排出量を削減するための推奨事項をリアルタイムで提案することが可能です。また、AIアルゴリズムは、完了したプロジェクトに関するインサイトを得て、将来のプロジェクトを改善するための事後調査をサポートすることも可能です。

建設業におけるAIの未来

AI建設市場は2029年までに118億500万ドルに達し、年平均成長率は24.31%になるとMordor Intelligenceは予測しています。建設会社は、計画、設計、プロジェクト・スケジューリング、リソース割り当て、従業員の安全、エネルギー効率、サステナビリティなど、さまざまな方法でAIが建設を強化することを期待しています。

たとえば、BIMソリューションにAI機能が追加されれば、プロジェクト・チームはより詳細な可視化を活用して、かつてないほど効率的に設計、施工、修復を行うことができます。ロボット工学は、現場の生産性と安全性を高める自動操作機器を提供することができます。ロボットは労働力不足の緩和に役立つ可能性がありますが、業界関係者は、ロボットが人間の専門知識に置き換わることはなく、専門知識を強化するものになると考えています。建設アプリケーションにAIが組み込まれ、マネージャーと従業員がAIトレーニングを必要とせずに業務を改善できるようになることが期待されます。

オラクルによる建設におけるAIの最大化

インテリジェント・プラットフォームは、プロジェクト・コラボレーション、スケジューリング、支払い、データ分析、その他業界指向のアプリケーションの統合スイートです。共通のデータ環境上に構築され、拡大するパートナー・エコシステムを組み込んで、オーナーとデリバリー・チームの連携によるあらゆる建設プロジェクトの計画と管理を支援します。オラクルの建設データおよびインテリジェンス・ソリューションは、AIベースの予測分析を使用してリスクを検出し、十分な情報に基づく意思決定をタイムリーにサポートします。

建設におけるAIに関するFAQ

建設業界におけるAIの使用方法を教えてください。
建設のプロフェッショナルは、AIを使用して多くのプロジェクトを計画、設計、スケジュール、管理しており、より速く、より正確に、そしてコストとリスクを低減できる可能性があります。

AIは建設業の仕事を引き継ぐものなのでしょうか。
いいえ。AIはプロジェクト・ライフサイクルのあらゆる段階をより効率的でコスト効果の高いものにすることはできますが、建設現場やバックオフィスにいる人間の代わりにはなりません。たとえば、AIが生成したレポートをレビューし、エラー、不整合、あるいはAIが状況を完全に把握していない可能性のある領域を特定するといった場合など、意思決定プロセスには常に人間の経験と判断が必要となります。

AIが建設に与える影響について教えてください。
建設プロジェクトの効率を向上させ、チームによるサプライチェーンの混乱の予測とナビゲーションを支援し、最終的にはプロジェクトのコスト削減と収益性向上を実現する可能性があるAIは、実質的に建設のあらゆる側面に影響を与えることになります。

建設の見積りにおけるAIの使用方法について教えてください。
建設会社はAIを使用して、プロジェクトのスケジュール、リソース、コストをより迅速かつ正確に見積もり、入札での落札や利益率の確保に役立てています。