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安藤ハザマ、熟練者と同等の構造計算が可能な構造設計支援システムをAIで構築

2022年3月7日(月)日川 佳三(IT Leaders編集部)

建設業の安藤ハザマは2022年3月7日、AIを活用した構造設計支援システム「部材グルーピングシステム」を開発したと発表した。誰もが熟練者と同等の構造計算ができるようにすることを目指す。従来の構造計算と比べて、計算時間が半分程度になったという。

 建設業の安藤ハザマ(東京都港区)は、誰もが熟練者と同等の構造計算ができるように、AIを活用した構造設計支援システム「部材グルーピングシステム」(以下、AIグルーピングシステム)を開発した。RPA(ロボットによる業務自動化)システムと併用することで、従来の手入力での構造計算と比べて、計算時間が約半分になり、設計資料の作成時間も約半分の日数に短縮を図ったとしている(図1)。

図1:構造設計支援システム「部材グルーピングシステム」を用いた構造設計の最適化サイクル(出典:安藤ハザマ)図1:構造設計支援システム「部材グルーピングシステム」を用いた構造設計の最適化サイクル(出典:安藤ハザマ)
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 AIグルーピングシステムは、構造計算モデルの部材を自動的にグルーピングするシステムである。これにより、RPAを活用した自動計算システムを使って適切に構造計算ができるように誘導する。グループ数はAIが自動で設定可能だが、構造設計者が建物の制約に応じて設定することも可能である。

 実証では、グループの数や精度が、熟練した構造設計者と同等であることを確認した。AIグルーピングシステムとRPAシステムを組み合わせることで、誰もが短期間に、熟練した構造設計者と同等以上のより良い提案・成果品を作成できるようになった、としている。

 なお、建築の構造設計では、構造計算プログラムを用いて柱部材や梁部材の大きさなどを決める。この際、様々な条件を満足させる必要がある。従来の設計方法では、構造計算プログラム上で部材情報を手入力で変更し、トライアンドエラーを繰り返していた。このため、多大な時間がかかっていたほか、担当者の知識・経験によって成果品の完成度が左右されていた。

 安藤ハザマは、これらの課題を解決するため、構造設計の経験によらず短期間で精度の良い構造計算結果が得られる自動計算システムをRPAを用いて構築。しかし、対象建物の部材の種類が多い場合は、RPAシステムの計算時間が膨大になったり、施工性が考慮されなかったり、といった問題があった。こうした背景から今回、計算時間と施工性の問題を解決するAIを開発した。

 今後は、AIグルーピングシステムとRPAシステムを効率化させるとともに、両システムを一体のシステムとして利用できるように整備を進める。なお、今回のシステム開発には、リバネス(コンサルティング)、ヒューマノーム研究所(AIシステム構築)、ソーラーテック(コミュニケーション統括)が共同で取り組んだ。

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