燈（あかり）とオリエンタル白石、ニューマチックケーソン工法における「設備配置自動化ソフトウェア」を共同開発

燈株式会社
熟練技術者の暗黙知をふまえて最適化。安全で効率的な配置案を瞬時に複数作成し、数日かかっていた設計工数を大幅削減

東京大学発のAIスタートアップである燈株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長 兼 CEO：野呂侑希、以下「燈」）とオリエンタル白石株式会社（本社：東京都江東区、代表取締役社長：照井満、以下「オリエンタル白石」）は、ニューマチックケーソン工法における設備配置計画を自動で最適化する「設備配置自動化ソフトウェア」を共同開発しました。



本システムは、現場の図面データを入力するだけで、これまで熟練技術者が手作業で行っていた地下・地上設備の配置検討を自動化し、作業の実現性を満たした最適な配置案を瞬時に複数生成するものです。
これにより、従来は熟練技術者でも数日程度費やしていた計画立案時間を大幅に短縮し、業務の大幅な効率化と、立案される配置計画の均質化を可能にします。

開発の背景と課題

橋脚や地下構造物などの巨大な基礎を作る「ニューマチックケーソン工法」は、地上で鉄筋コンクリート製の躯体（ケーソン）を構築し、躯体の下に空間を設け、重機で掘り進めながら徐々に躯体を沈下させていく工法です。地下の限られた作業空間に、マテリアルロック（土砂を搬出する昇降口）、マンロック（作業員が出入りする昇降口）、掘削重機、移動用レールを配置しつつ、それと連動して地上での作業性・移動性を考慮した設備配置を考えなければいけない、作業の実現性や施工効率を左右する極めて重要な工程となります。

しかし、この配置検討では、躯体下部の作業空間と地上の施工ヤードにおける各設備の相互干渉や、現場ごとに異なる配置制約条件などの課題が存在します。これらの要素を踏まえた上で、車両動線や掘削効率、作業の実現性を確保する必要があります。従来、この複雑な条件を満たす配置計画は熟練技術者の経験と勘に深く依存しており、以下のような課題を抱えていました。
- 計画立案の工数：1現場あたりの配置計画の検討に、熟練技術者であっても数日程度の時間を要していた。
- 経験への依存：熟練技術者の「経験と勘」に依存しており、若手への技術継承が困難だった。
- 複数案の比較の限界：限られた時間の中、1つの案を計画するだけで多くの時間を要するため、比較検討や急な図面変更への対応が難しかった。

本システムの特徴本システムは、オリエンタル白石が長年の施工実績で培ったノウハウと、燈が持つ最先端テクノロジー及びそれを現場で形にする実装力を融合させることで開発されました。自動化にとどまらず、現場の実態に即した実用性を備えている点が最大の特徴です。
1. 既存の設計図面をそのまま活用し、多様な現場形状に対応
現場で使用されている設計図面データを読み込むことで、ケーソンの外形や隔壁、施工ヤードの工事車両出入口の位置などをシステムに取り込むことができます。円形・矩形・凸型（T字型）など、現場ごとに異なる多様なケーソン形状にも柔軟に対応可能です。
これにより、現場条件を一から手入力する手間を減らし、既存の図面資産をそのままシステムへ自動活用することが可能となりました。
2. 厳格な安全ルールを全て満たす「自動配置アルゴリズム」と、人と協調する柔軟な調整機能
設備間の安全距離（クリアランス）や設備の設置禁止領域など、現場の厳しいルールをすべて数式化。「シミュレーテッドアニーリング（焼きなまし法）」を用いて、特性の異なる各種設備群を同時に配置し、無数にある組み合わせからより安全で効率が良くなる配置案を自動生成します。
さらに、特定の設備を図面上で固定した状態での再計算にも対応。制約を厳守しながらも、現場の個別事情や熟練技術者のこだわりを反映した柔軟な計画調整が可能です。
3. 車両動線の自動計算から図面出力まで、現場に即した実用的なサポート機能
経路探索アルゴリズム「Hybrid A*（ハイブリッドエースター）アルゴリズム」を用いて、車両の転回も考慮に入れたうえで入口から各設備へ車がスムーズに通れるルートを自動算出・可視化。配置に問題がある場合は、「〇〇と××間の距離が不足しています」など、直感的な日本語の自然文でエラーを表示します。完成した配置案はそのまま現場のCADで使える図面データとして直接出力できるため、計画から施工へのシームレスな連携を実現します。

【左: 入力する現場図面、右: 出力された設備配置案】

今後の展開

両社は今後、本システムの実際の施工計画への適用を進めると共に、より柔軟な施工条件への対応や工期中の配置変更機能など、現場の条件に合わせたさらなる精度向上や機能拡張を進めていく方針です。燈は今後も、日本のインフラを支える建設・土木業界が抱える人手不足や属人化という社会課題に対し、AIをはじめとした最先端テクノロジーを用いて解決策を提供し続け、業界の未来に貢献してまいります。

■ 燈株式会社について

燈株式会社は、「日本を照らす燈となる」という使命を掲げ、AIをはじめとした最先端テクノロジーで社会課題を解決する、東京大学発AIスタートアップです。建設業、製造業、物流業、卸売・小売業など、日本の基幹産業における生産性向上や「匠の技」と呼ばれる技術力の継承といった課題の解決へ向けて、独自のAI技術を駆使したソリューションを提供しています。

■ 会社概要
会社名：燈株式会社（Akari Inc.）
所在地：東京都千代田区神田駿河台4-6　御茶ノ水ソラシティ21階
代表者：代表取締役社長 兼 CEO 野呂侑希
設立：2021年2月
ホームページ：https://akariinc.co.jp/