五洋建設株式会社 研究開発活動 (2021年3月期)

当連結会計年度は、生産性向上とICT技術の積極的導入を技術開発方針として、ブランド技術の開発や技術提案力の向上に資する技術開発を推進した。
なお、当連結会計年度における研究開発費は、23億円であった。
また、当連結会計年度における主要な研究開発内容および成果は次のとおりである。

(国内土木事業、国内建築事業及び海外建設事業)
1.土木分野

(1)BIM/CIMへの取組み

国土交通省は「発注工事の原則BIM/CIM化」を当初計画より二年前倒しとなる2023年までに達成すると発表し、BIM/CIM導入の取り組みを加速させている。当社は2016年度より桟橋工事に港湾分野としては初の全面的なBIM/CIMを導入して効果の検証を行うなど、積極的にBIM/CIMに取り組んできており、当連結会計年度も土木分野での取組案件数約100件を三年連続で達成した。
当連結会計年度においては4Dシミュレーションによる施工工程確認、XR(VR:Virtual Reality,MR:Mixed Realityなどの総称)を活用した安全教育や埋設物などの可視化、現地計測点群データとの重畳による干渉チェックなど、施工現場でのBIM/CIM活用の幅も広げてきた。当社はこれからも生産性向上や現場職員の負担軽減に寄与できるよう積極的にBIM/CIMの活用・導入に取り組む予定である。

(2)地盤情報の可視化ツール(Gi-CIM)の開発
地盤改良工事は施工対象が地中となるため、既設埋設物との干渉リスクがあり、また出来形や品質を直接確認することができない。当連結会計年度はこれらの課題に対して、既設埋設物等のCIMモデルに地盤改良の調査・設計・施工管理等の情報を三次元的に統合して可視化することができるGi-CIM(Ground Improvement Construction Information Modeling)を開発した。
曲がり削孔式浸透固化処理工法による地盤改良工事にGi-CIMを導入した結果、危険箇所(削孔と既設埋設物との干渉)の見える化によるトラブル回避、削孔出来形(設計との誤差把握)を反映した薬液注入計画の最適化など、安全・品質に関する効果が確認できたGi-CIMは、サンドコンパクションパイル工法(SCP工法)、深層混合処理工法(CDM工法)等の多様な地盤改良工事へも適用可能である。今後も、地中の地盤情報を三次元的に統合することにより地盤改良工事の見える化を行い、安全・品質の向上に取り組んでいく。

(3)革新的ICT技術の土工事への導入

当社は、国土交通省の官民研究開発投資拡大プログラム(PRISM)を活用した「建設現場の生産性を飛躍的に向上するための革新的技術の導入・活用に関するプロジェクト」に三年連続で採択された。
三年目となる当連結会計年度は、中部地方整備局発注の「2019年度設楽ダム廃棄岩骨材運搬路整備工事」において、IoTバックホウによる法面地質AI自動判別システムを開発・導入したことで、重機オペレータや現場職員の省力化が実現した。また、「抜き取り測定」が標準的な品質管理手法となっている路床のプルーフローリング試験におけるたわみ測定、盛土敷均しにおける撒き出し厚測定などについて、施工機械が稼働すると同時に計測も完了する「全量測定」システムを開発し、客観的なデジタル指標による品質管理の高度化を実現した。さらに、XRを用いた遠隔臨場システムを導入したことで、よりタイムリーに的確に発注者を含めた多くの関係者間で施工状況の確認や技術的な打ち合わせが可能となった。引き続き当社は、これらの知見を活かし、ICT技術の適用工種を拡大していく予定である。

(4)センシング技術を用いた山岳トンネルの切羽評価システムを開発

山岳トンネル工事での切羽評価は、技術者の経験や知識により実施されることが多いが、熟練技術者の減少に伴い、属人的な技術判断を必要としない客観的な評価手法が求められている。
当社は、複数のセンシング技術を組み合わせた山岳トンネルの切羽評価システムを開発した。これまで、熟練技術者が観察や打診などによって必要な評価項目を評価していたが、本システムでは削岩機の油圧データ、ステレオカメラ画像、スペクトルカメラから得られるスペクトル特性などの複数のセンシング技術とAI技術を用いることで、客観的な切羽評価が可能となった。今後も当社は、山岳トンネルに限らずセンシング技術を積極的に導入して、デジタルデータに基づく施工品質の向上を目指していく。

(5)海外大型プロジェクトへの国内技術導入

海外のプロジェクトでは、国内で経験のない施工条件や課題が課せられる場合が多く、また設計や施工計画・管理に必要な気海象情報が不足することが多い。バングラデシュのマタバリプロジェクトの建設場所は波浪条件の厳しい外洋に面しており、潮流が速く海域は著しく濁っている。このような環境下にあるため、現地に波高・流速計、濁度計などを設置して時系列データを取得するとともに、定期的な深浅測量や採水調査などを実施し、海底地形変化に関する総合的なモニタリング調査を行った。これらの物理データを基に開発した航路埋没予測解析モデルをブラッシュアップし、埋め戻り土砂量を考慮した浚渫計画に反映した。
また、マダガスカルのトアマシナ港拡張事業、インドネシアのパティンバン新港事業などの大型プロジェクトに対して、海外機関が公開している気海象推算データの導入・精度検証を行った上で、国内で活用実績が豊富な気海象予測システムや稼働率算定システム、数値波動水路CADMAS-SURF等の数値解析技術を適用し、構造物の設計や施工順序などの施工計画に反映した。

(6)桟橋の調査診断システムの開発

港湾施設の目視調査は、専門知識を有するものが小型船に乗り、船上から構造物を観察して劣化状況を把握するが、専門家の確保が困難であること、特に桟橋下面は狭い空間で上向きの調査となるため労力・時間を要することが問題となっていた。そこで「i-Boat(旧称:無線LANボート)」を航行させ、搭載したカメラにより桟橋下面の劣化状況を撮影し、得られた画像から構造物の劣化度を診断できるシステムを開発し、これまで複数の桟橋調査に適用してきた。
当連結会計年度には、「i-Boatを用いた港湾構造物の点検・診断システム」が国土交通省港湾局による「港湾の施設の新しい点検技術カタログ」に掲載された。厳しい塩害環境下にある港湾施設は老朽化した施設が増加傾向にあるため、今後も港湾施設の適切な維持管理・更新に貢献していく予定である。

(7)新船種作業船の開発・建造

国内洋上風力発電プロジェクトは、港湾区域に引き続き、一般海域においても洋上風力発電の開発を促進する法律が整備され、全国各地で取り組みが本格化している。また、洋上風力発電の導入が進む欧州では、風車の大型化が進んでいる。
これらの動向を見据え,洋上風車および基礎構造の大型化に対応するため、10～14MWクラスの風車を複数基運搬・設置可能な1,600t吊SEP型多目的起重機船を、前連結会計年度に建造開始し、2022年9月完成・引渡し予定である。同船には、当社保有の800t吊SEP型多目的起重機船「CP-8001」に搭載している開発済みの「リアルタイムLEG着底監視システム」を導入するとともに、運用で得られたノウハウ、技術を結集する。
当社は、保有する「CP-8001」と自航式多目的起重機船「CP-5001」に加え、新たな1,600t吊SEP型多目的起重機船を投入することで、洋上風力建設工事に積極的に参入していく予定である。

2.建築分野

(1)設計、施工へのBIM活用

当社は、フロントローディングによる品質および生産性の向上を目指し、計画・設計段階や施工段階でのBIM活用に取り組んでいる。
当連結会計年度は、4件の設計施工案件に対してBIMを適用し、基本設計・実施設計を行った。まず、基本設計段階において意匠設計と構造設計の3次元モデルを統合して納まりを調整し、その後、実施設計段階において建築(意匠・構造)と設備(電気・機械)の統合・調整をおこなった。これにより、意匠・構造・設備間で整合性が取れた3次元モデルから任意の2次元設計図を作成することが可能となり、品質の向上につなげることができた。今後は実施設計段階の3次元モデルを施工に引き継ぎ、施工図の作成に活用する予定である。また、施工支援として30件の工事に対し、施工検討や納まり調整等にBIMを導入・活用した。今後も、設計施工案件や施工案件でBIM活用を進め、さらなる品質と生産性の向上を目指していく。

(2)ICTを用いた施工管理システムの開発と導入
当社は、前連結会計年度にBIMモデルを活用して建築工事を統括管理する「五洋建設統合施工管理システム」(PiCOMS(ピーコムス):Penta-ocean integrated COnstruction Management System)を開発し、生産性向上に資するICT技術として工事現場へ導入した。
前連結会計年度はプレキャスト工事のみへの適用であったが、当連結会計年度は6件の鉄骨工事にも適用を拡張し、それぞれの現場での運用を通じて生産性向上に対する効果を確認した。今後も他工種および品質管理にも展開し、さらなる生産性向上に向けて現場導入を加速させる予定である。

(3)「CELBIC-環境配慮型BFコンクリート-」の開発

当社は、脱炭素社会の形成と地球環境問題の改善に寄与することを目的とし、建築コンクリート構造物に求められる所要の品質を確保しつつ、コンクリート材料に由来する二酸化炭素の排出量の約9～63%を削減するCELBIC(セルビック:Consideration for Environmental Load using Blast furnace slag In Concrete)を13社共同で開発した。
CELBICは、建築物の部位・部材や所定の性能に合わせて、セメントの10～70%を高炉スラグ微粉末と置換したコンクリートである。使用する高炉スラグ微粉末の量に応じて、A種クラス(普通ポルトランドセメントと類似した性能)、B種クラス(高炉セメントB種と類似した性能)、C種クラス(適用箇所は限定されるが、60%以上の二酸化炭素排出量を削減することが可能)の3種類に分類される。今後は、環境配慮性を有したCELBICを適材適所に活用し、普及展開を図っていく予定である。
(建設材料技術性能証明)
CELBIC-環境配慮型BFコンクリート-:一般財団法人日本建築総合試験所
GBRC材料証明 第20-04号

(4)室内(空気)環境改善に関する技術開発

室内の環境の良し悪しは、健康や知的生産性等多くの面で人の活動に影響を与える。その中でも、空気環境に位置付けられる花粉やPM2.5などの微粒子の侵入や不快な臭気、有害な化学物質の発生、さらに最近は菌、ウイルスなどの脅威にも晒されることがあり、室内空気環境を改善することが重要な課題となっている。そこで当社では、医療施設等を対象に菌や化学物質の除去に有効な空気清浄システムの開発に取り組んでいる。当連結会計年度は、第三者試験機関において空気清浄システムの除菌性能を確認し、同システムの最適配置を検討するための解析ツールの整備を図った。今後、当社が提供する施設建物への適用に向け取り組みを加速させていく予定である。


(5) ZEB化技術への取り組み
地球温暖化防止に向けた脱炭素化への動きを背景に、省エネルギー・ZEB化に対する顧客の関心が高まっている。前連結会計年度末に竣工し、設計において建築物省エネルギー制度(BELS)の最高ランク「ZEB」(Net Zero Energy Building)の認証を受けた久光製薬ミュージアムでは、当連結会計年度での運用データの分析結果においても「ZEB」を達成していることを確認した。
当連結年度では、ZEBの実績を生かして建設した協和エクシオ南関東支店でも、BELSのNearly ZEBの認証を受けており、そのほかZEB化建物の提案や建設を進めている。今後とも、各施設のZEB化で得たデータ、知見を活かして、顧客への設計提案、技術提案に積極的に取り組んでいく予定である。

3.環境分野

(1)浚渫土の有効利用技術

カルシア改質土は、浚渫土にカルシア改質材(転炉系製鋼スラグを成分管理、粒度調整した材料)を混合することで、浚渫土の物理性・化学性を改善した材料である。港湾工事によって発生する浚渫土を有効活用し、埋立材や干潟・浅場の中詰材、潜堤材等として使用されている。前連結会計年度は、浚渫土とカルシア改質材をバックホウで効率よく混合できるカルシア混合バケットを開発した。
当連結会計年度は、大規模施工(2,500～4,000m3/日)に対応可能なカルシア落下混合船「オーシャン3号」を新たに建造した。材料の混合比率、含水比や湿潤密度などをリアルタイムで測定する機能を備えているため、品質の良いカルシア改質土の製造が可能となる。試験施工によって施工性や品質に関する性能を確認した後、カルシア改質土による中仕切堤の築造工事に適用した。今後さらに、カルシア落下混合船を活用し、埋立や浅場・干潟の造成等を効率的に進めていく予定である。

4.技術評価証等の取得
NETIS登録
・盛土併用真空圧密工法の自動動態観測システム HK-200012-A
・キュアロード HK-200019-A

大臣認定
・高強度コンクリート(Fc60～120):国土交通大臣認定(一般) 2020年4月
・高強度コンクリート(Fc60～120):国土交通大臣認定(一般) 2020年5月
・高強度コンクリート(Fc60～120):国土交通大臣認定(一般) 2020年7月 (2件)
・高強度コンクリート(Fc60～120):国土交通大臣認定(一般) 2020年8月 (2件)
・高強度コンクリート(Fc60～150):国土交通大臣認定(一般) 2020年9月
・耐火構造(CFT):国土交通大臣認定(一般) 2020年7月 (2件)
・耐火構造(CFT):国土交通大臣認定(一般) 2020年8月 (2件)
・耐火構造(鋼管柱):国土交通大臣認定(一般) 2020年10月