Users Report 用户介绍/第109届

株式會社 竹中土木(隸屬於竹中工務店)
技術與生產本部 技術部


   与全社规模的技术课题和CIM对应,全力进行独自技术的开发
  与
FORUM8共同开发以UC-win/Road为基础的「三维开发设计支援系统」

 User Information
株式會社 竹中土木(隸屬於竹中工務店)
官方網站●https://www.takenaka-doboku.co.jp/
所在地:東京都江東區
事業內容:對公司提供技術支援以及解決技術課題、提供銷售支援的技術資訊及智慧財產權相關業務



「運用CIM(Construction Information Modeling)技術,來改革高爾夫球場和住宅用地…等土地的施工設計業務。」

以高爾夫球場的改建工程為契機,我們提出在設計階段使用3D VR(虛擬實境)來呈現改建工作完成之後,場內地形會發生怎樣的變化,從使用者的觀點來看景觀將會發生怎樣的變化之構想。在之後的2年裡(2013年度・ 2014年度)、以3D即時VR「UC-win/Road」作為基礎,我們與FORUM8共同合作開發,完成了土地施工領域專業的「3D開發設計支援系 統」。負責統籌這些相關活動的竹中土木技術與生產本部 - 技術部長平井卓,在回顧一系列的活動時說道:「我們對於開發的成果,以及其今後的發展,充滿期待」。

此次我們將介紹的用戶,是主要從事廣泛土木工事項目的株式會社竹中土木。在本次介紹裡,我們將以該公司負責基礎技術的「技術與生產本部」裡,針對公司所遭 遇到的技術課題,來進行各式各樣對應的開發之「技術部」,作為本次介紹的焦點。

該公司幾乎擁有FORUM8所有的產品。特別是可支援鋼管、鋼板樁與井的基礎程式「3D鋼管樁基礎設計與計算」(2008年首版發佈),原先是同公司所委 託開發的服務,後來以此為基隆將其進行商品化發售。
也因為這個因素,使得該公司很早就引進了UC-win/Road。目的是為了在準備土地製作事業上,藉助其所有功能,來反映設計上的不同,使公司能更有效 率得使用3D VR,來呈現施工後的成果。

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▲技術・生產本部技術部長平井卓

 應對廣泛的土木工事 與事業領導支援技術
江 戶時代初期,以神社、寺廟…等建築起家的「株式會社竹中工務店」為中心,包括建築,建設和土木相關的各分社(負責建設事業8社、管理工程事業6社)的「竹 中系列公司」。作為日本國內最歷史悠久的系列會社之一,該系列會社在建築領域當中,負責土木工事業務的是「株式會社竹中公司」。

「株式會社竹中公司」的創立可以追溯至1937年結成的「共榮會」。之後,1941年成立「海外土木興業株式會社」。在二戰後,參與了國土復興事業,而後 進行組織再造與業務擴充,於1973年改名為現在的社名。

現在該公司共有本社東京本店、大阪本店和北海道、東北、關東、國際、橫濱、名古屋、廣島、四國、九州的各家支店及管轄內的多個營業所,PT.竹中印尼店… 等營業所。將近900名工作人員在這些營業據點裡工作。

該公司從事業務包括:土木工事和建築工事;不動產相關;地域、都市、海洋開發;諮詢業務…等廣泛業務。他們所製作的構造物被稱為「作品」、包括堤壩、鐵 道、道路、隧道、橋樑、環境、上下水道、土地施工、港灣、河流、資源…等。

在技術與生產本部中,平井先生擔任的是「技術研究所」與「技術開發部」的部長。前者以進行全社支援的技術觀點出發,在品質上預防發生故障、解決技術上出現 的問題、提供銷售支援的相關技術資訊、保護智慧財產權。而後者則是作為與竹中公務店合作的研究所,為了能更好的應對公司的需求,各研究員都在努力的進行技 術開發。

另一方面,該公司還竭力進行新技術和工法的開發。平井先生認為近年的主要成果包括:
(1)東日本大地震(2011年)後,構築諸如:土壤液化對策與地質改良、狹窄空間網狀改良時,以小型化施工機械來實現與大型機的同等成果之方法…等。
(2)以隧道工事中取得的各種量測資訊為基礎,建構一套可判定山地開挖面的系統。 

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▲以UC-win/Road為基礎開發的3D設計支援系統

與現場需求連動
在技術相關的全社課題中,CIM技術是平井氏目前最重視的主要課題之一。

作為活用該公司最擅長的土地施工技術最甚之高爾夫球場改建工程,以「在哪裡該如何修正?」課題最為重要,例如:實際站在高爾夫球場的發球區域(打球)並向 客戶顯示航道要從何種角度觀察?或是在設計階段確認改修後的地形和景觀…等,使我們產生了讓客戶事先了解、感受的需求。

到目前為止,當客戶要求修改設計時,本公司的負責人一旦回到辦公室進行圖面製作。即使送出郵件,也可能因為時間的偏差等讓雙方的交流可能產生較大影響。也 就是說,與顧客進行商談時,若無法在現場進行意見的直接交流,可能會出現溝通上的落差。

況且,若是把3D CAD的設計資料直接變為圖面的形式交給顧客,是無法直接傳達原始設計的概念與原因,在後續的設計變更與否之判斷上也有困難。因此,我們需要以設計資料為 基礎,來進行3D圖像的製作,並交給顧客。

「若根據以往的方法,難以進行較有效的對話或意見交換,因此我們需要透過筆記型電腦或平板電腦的使用,在對客戶進行直接對話的同時,現場直接製作出模型的 軟體。」

也就是說,國土交通省宣導的CIM活動中不是採用被動對應,而是在施工現場考慮如何使用CIM。
該公司東京本店的技術設計部也同時引進面向其他事業的UC-win/Road和3DCAD、並進行系統開發。此系統以可在設計階段使用為目標,且期望其可 在未來的自動化施工系統中,也能夠被加以有效應用。
「3D開發設計支援系 統」的開發
我們想在土地施工前的設計階段,預想施工或改修後的地形與景觀,並將其可視化,因此我們開始製作以UC-win/Road為基礎的「3D開發設計支援系 統」。

在3D虛擬實境裡,我們可以把地質如粘土搬的自由操控,藉由3D資料的變更來改變地形,使其可從各種角度確認地形的各種變化,並真實再現高爾夫球場特有的 風景。「常綠草地漸變」也可使用VR進行數值表示,並在變化地形的同時進行演示,使變化之後,針對地形所需採取的回饋,也可在CAD上進行對應,使我們在 與客戶商談時也可瞬間變更地形。

在2013年度高爾夫球場改建工事時,是以東京本社的技術設計部為中心,但在2014年度宅地建設事業時,因出現大量視覺化需求,故找了大阪本店的技術設 計部,也來同時參加此系統的設計。我們的設計包括針對梯形的任意輸出對應、改善地形處理、高爾夫球場製作相關和土方計算…等功能的擴張。

為了使被改變的地形之標高,能隨著改變也進行線框的改變,我們增加了地表功能。在地形選擇時選定任意曲線,自動補充網格。並且,在變更標高時可根據高度不 同在衛星視角中顯示,使材質無論被如何任意改變,還是可以在俯視視角上清楚知道標高,且標高變更的地方,也可以進行土方計算。

「當時的構想,主要是想針對平板電腦的操作為主」。如果以單純點擊資料來說,雖然平板電腦會更加實用,但是如果使用滑鼠來進行操作的話,反而更簡單易懂, 因此在系統開發過程中也注意到許多細節,並即時改善。平井氏認為從整體來說「我們製作出了比想像中還要更好的作品」。
                     
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▲地形模型的生成、土方計算功能 
  
系統的活用和今後的展 開方針

如前述所提及,該公司很早就導入UC-win/Road。「現在越來越多的歷史建築物之土地製作事業中,相對較重視景觀的客戶有逐漸增 多的趨勢。而因為UC-win/Road可快速製作逼真的3D空間,還可表現風和人。
的動作等,使得該產品在社內受到相當高的評價。」平井氏如是說。

另一方面,在災害現場當中,若出現沒有圖面的情況時,為了防止二次災害的發生,必須更加重視安全性。因此,我們考慮使用無人航空機在上空測量。將其數據即 時傳送到無人駕駛的自動施工機械以及事務所的設計負責人,而在此預設情境中,UC-win/Road將會成為人與機器間共通的介面。」平井氏如是說。
此次的開發結果,該公司感到非常的滿意,因此決定擴大該系統的適用範圍,作為今後的目標,並打算將其優點,展示在更多用戶的面前。

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▲技術與生產本部員工






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