建設業界の未来はモジュール化にあります。しかし、施工業者はどのようにして作業フローを効率化し、そのメリットを最大限に引き出すことができるのでしょうか？その全戦略を解き明かします。
「プロダクツ化」おもちゃ箱の中身は楽しい共同作業と
モジュラー建設
おもちゃのブロックで家を組み立てることと、実際の建設プロジェクトには大きな違いがあります。しかし、それは本当に違うのでしょうか？
従来の建設プロセスは、長年にわたって高度に分断されており、典型的な建設プロジェクトでは、ライフサイクル全体にわたって建設家、資材供給業者、建築業者など、多数の関係者が関与します。これにより、プロジェクトを最適な状態で進めることが難しくなります。世界的なスキル不足、資材や人件費の上昇、絶えず進化するESG規制に伴い、現在直面している多大な課題に対処しながら、プロジェクトをスケジュール通りに進めることが、極めて困難になっています。
建設において急務となっているデジタルトランスフォーメーションが、長い年月を経て、今ようやく実現しつつあります。建設要素を固有の特注品からジェネレーティブな資産に変換するプロダクツ化が変革を先導して、より利便性およびコスト効果の高い、柔軟な建設アプローチを実現しています。
現代の建設課題とモジュラー建設ソリューション
簡単に言うと、プロダクツ化とは、プレキャスト壁から窓枠、床下配線に至るまで、所定の部品を製造するプロセスを分離し、定義し、そのプロセスを容易に繰り返し可能にすることです。
「プロダクツ化の基本的なコンセプトは、建物を一連の製品に分割して、さまざまなニーズに合わせて容易に複製または変更できるようにすることです」-Marty Doscher（ダッソー・システムズ、アーキテクチャ＆コンストラクション・デジタル・トランスフォーメーション・リーダー）
プロダクツ化のプロセス：
- 1.
バーチャル・コンストラクション・ブロックの作成：
まず、建設プロセスを定義して、グループ化して、「バーチャル・コンストラクション・ブロック」と呼ばれるものに分類します。これらは、ジェネレーティブな適応性があるブロックです ‐ つまり、個々のプロジェクトのパラメータに応じて変更できます。 - 2.
データベースの統合：
次に、これらのブロックをデータベースにインポートして、必要に応じてライセンスを付与します。例えば、建築業者が階段や床を別々のサプライヤーから選択して調達できます。 - 3.
仮想的な建築統合：
建築業者がブロックを仮想的に建物に統合して、時間、コスト、材料を最適化することができます。ジェネレーティブなブロックの特性により、さまざまな物理的および材料、プロセス面のニーズに対して容易に適応できます。 - 4.
製造および組み立て：
物理的要素を選択後、小規模な工場で資材を製造して現場に輸送して、標準化された指示書に従って組み立てることで、現場の管理および調整に伴うコストや複雑さを削減できます。
プロダクツ化の効果を高めるには、モジュールを効率的にリアルタイムで保存、交換、管理、統合できる、データベースおよびマーケットプレイスとして機能する安全なデジタルプラットフォームが必要です。バーチャルツインは、このような環境だけでなく、各製造から知見を取得して各「ブロック」のデータに反復的にフィードバックする、継続的な改善手段も提供します。
米国のAssembly OSM社は、3DEXPERIENCE®プラットフォームを使用して、プロダクツ化の「モジュラー2.0」アプローチを強化しています。同社は、資材を仮想化して建物を設計して、製造パートナーのエコシステムから資材を調達しています。これにより、プロジェクト全体の期間を最大50%短縮しています。
例：集合住宅建設期間（月数）の比較（従来型 vs オフサイト3Dボリメトリック）
6
12
18
24
従来型
3Dボリメトリック
工期短縮（25%～50%）
6 ヶ月
12 ヶ月
18 ヶ月
24 ヶ月
出典：McKinsey, Modular construction:From projects to products
プレファブリケーションの変革
プロダクツ化が従来のプレファブリケーションアプローチと最も大きく異なる点は、特注資材と標準化を組み合わせる、デジタル技術とアルゴリズムによるジェネレーティブデザインの力を活用して、特注と標準化を組み合わせるところです。
「プロダクツ化はレシピ本に似ています。一流レストランの本格的な料理を家庭で作ることはできませんが、シェフのレシピを見ながら食材を揃えて調理すれば、プロ顔負けの料理を楽しむことができます。二人前のレシピに基づいて四人前の料理を作ることもできますし、好みに応じて別の調味料を使って料理をアレンジすることもできます」-Doscher（ダッソー・システムズ）。
デジタル技術とバーチャルツインをプロダクツ化に組み合わせて柔軟性を向上させて、特定のプロジェクトのニーズに合わせてアプローチを調整し、さまざまな資材/コンポーネントの構成およびコストへの影響を迅速にモデル化できます。
-Marty Doscher（ダッソー・システムズ、アーキテクチャ＆コンストラクション・デジタル・トランスフォーメーション・リーダー）
モジュラー構成の活用
モジュラー構成は、コストおよび複雑さに関連する同様の課題を解決するために、例えばエネルギー産業など、建設セクター以外でも使用されています。
例えば、ネットゼロ目標を達成するために、多くの国が2050年までに原子力発電容量を3倍に増やす¹ことを目指している中、小型モジュール炉（SMR）および先進モジュール炉（AMR）が極めて重要な役割を果たします。
「SMRおよびAMRにより、原子力発電容量を増やし、コストおよびリスクを削減するアプローチを標準化および産業化できます。小型モジュール炉は、必要に応じて、新しいユニットを追加するなど、より柔軟に展開できます」-Audrey Goulven（ダッソー・システムズ、サスティナブル・インフラ＆クリーン・エネルギー担当ディレクター）
バーチャルツインは、このプロセスを加速させることができます。「バーチャルツインにより、SMRやAMRの開発ライフサイクル全体、すなわち設計から運用までのデータを統合および活用して、高度な連携、ナレッジの保持、標準化を建設および運用プロセス全体にもたらします」-Goulven（ダッソー・システムズ）。
50%
Assembly OM社は、3DEXPERIENCEによる「モジュラー2.0」アプローチを使用して、プロジェクト全体の期間を50%短縮しています。
電力や建設業界において、より迅速かつ持続可能なインフラ開発を実現するには、スピード、コスト、一貫性の課題を解決することが最も重要です。バーチャルツインを活用して、プロダクツ化、モジュラー化、標準化、工業化を組み合わせることで、業界の旧態依然のプラクティスやプロセスを変革して、将来の需要に応える重要な役割を果たすことができます。
学生をプロダクツ化に備えさせる
プロダクツ化は、長年培われてきた設計、エンジニアリング、建設技術に置き換わるものではありませんが、それらを補完して、建物に求められている、より迅速、 より持続可能かつより大規模な建築を実現します。ダッソー・システムズは、南カリフォルニア大学（USC）などの教育機関と積極的に協力して、エンジニアを目指す学生が、将来のプロダクツ化ソリューションに使用されるバーチャルツインのアプローチを実践的に学んでいます。
「USCの土木・環境工学（CEE）学部では、次世代の変革を担う人材を育成する教育を通じて、土木・環境エンジニアが技術を活用して、より良好かつ持続可能な未来に向けた変革イニシアチブを主導するために必要なスキルを習得しています」Burcin Becerik-Gerber教授（USCヴィタービ校、CEE学部長）業界において将来の専門家に必要なスキルおよびイノベーションにおける役割を再考することが重要です。
これは、3DEXPERIENCE Eduが、今日のエンジニアに求められるスキルセットだけでなく、根本的に新しいメソッド（例えば、プロダクツ化など）の実践をサポートするスキルセットを提供する、教育機関の変革的なミッションを支援する多くの方法のひとつにすぎません。
今日から始めるビジネス変革
モジュール型建設のプロダクツ化：未来の驚異はどのように生み出されるのか
ビジネスを今すぐ変革
建設のプロダクツ化：効率およびイノベーション
プロダクツ化は、効率、持続可能性、技術主導型の新しいオペレーション・モデルを強化して、建設プロジェクト管理を変革します。
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効率的な原子力SMRプロジェクトによる低炭素な未来
トレーサビリティ、デジタル連続性、デジタル構成の管理が、SMRプロジェクトを成功させる重要な要素です。
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エデュケーション・エクスペリエンス
3DEXPERIENCEプラットフォームを活用して、先進的な新しいラーニング・エクスペリエンスを今すぐ導入
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インフラ＆都市セクターにおける、その他のトランスフォーメーション：
インフラ＆都市のインサイト
工場で事前に製造済みの部材（モジュール）を現場に搬入して組み立てる建築方法です。モジュールをさまざまな構成で組み合わせて、幅広い建築設計を実現できます。
比較対象
比較対象
モジュラー建設
モジュラー建設
非モジュラー建設
非モジュラー建設
比較対象
建設プロセス
モジュラー建設
モジュールを工場で事前に製造して現場で組み立て
非モジュラー建設
すべてを現場で建築
比較対象
建築期間
モジュラー建設
一般的には、より短期間（現場作業とモジュール建設を同時進行するため）
非モジュラー建設
通常はより長期間（現場での順次作業のため）
比較対象
品質管理
モジュラー建設
工場環境でのより高度な品質管理
非モジュラー建設
現場の状況により、異なる品質管理
比較対象
天候の影響
モジュラー建設
大半の作業が屋内で行われるため、天候の影響による遅延が少ない
非モジュラー建設
天候による遅延や現場の状況による影響を受けやすい
比較対象
コスト
モジュラー建設
効率化および人件費の削減により、コストを削減できる
非モジュラー建設
多くの場合、建築期間の延長および余分な人件費により、コストが高くなる
比較対象
柔軟性および拡張性
モジュラー建設
柔軟性が高い（モジュールを容易に追加および再構成できる）
非モジュラー建設
柔軟性が低い（変更が複雑でコストがかかる場合がある）
比較対象
持続可能性
モジュラー建設
持続可能性がより高い（廃棄物の削減およびエネルギーの効率化）
非モジュラー建設
通常は無駄/廃棄物が多く、エネルギー効率が低い
比較対象
カスタマイズ
モジュラー建設
ジェネレーティブ設計およびプロセス標準化により、カスタマイズが可能
非モジュラー建設
単発的な設計やプロセスのため、コスト超過や遅延が発生
比較対象
輸送および物流
モジュラー建設
現場への大型モジュールの輸送が必要
非モジュラー建設
資材を小分けして現場に輸送
比較対象
構造の健全性
モジュラー建設
強固な構造。ただし、モジュール接続を慎重に設計および検査する必要がある
非モジュラー建設
強固な連続構造。堅牢な健全性を提供できる
モジュラー建設が優位な理由は、現場外でのモジュール製造および現場での準備を同時進行して、大幅に建築期間を短縮およびコストを削減、工場環境での高度な品質管理、柔軟性および持続可能性を大幅に向上させて無駄/廃棄物を削減および環境への影響を軽減できることです。
モジュラー建設の3つのタイプは以下です：
恒久的なモジュラー建設（PMC）：建物を同じ場所に長期にわたって設置することを目的としたモジュールです。PMCは、住宅、教育・医療・商業施設など、広範なタイプの建物に使用されています。
移設可能な建物（RB）：複数回の再利用または転用および運搬可能な設計による建物です。多くの場合、校舎、建設現場事務所、緊急避難所など、一時的な用途に使用されます。
ハイブリッド・モジュラー建設：モジュラー建設と従来の建設方法を組み合わせた工法です。建物の一部にモジュールを使用して、その他の部分は現場で建築します。
モジュラー建設による、メリットは、まず現場外でのモジュール製造および現場での準備を同時進行して、建築期間を短縮およびコストを削減できることです。また、工場環境での高度な品質管理、そして柔軟性および持続可能性を向上させて無駄や廃棄物を削減および環境への影響を軽減することが挙げられますこれらのメリットにより、従来の建設方法よりも効率的な環境に配慮した代替工法を提供します。
工場で製造済みのモジュールを現場で組み立てるプレハブ住宅、工場などの産業用建物、データセンターなどの重要施設、迅速な展開を目的として設計されるモジュラー病院や診療所などの医療施設が例として挙げられます。さらに、教育施設（モジュラー教室や校舎増築など）もモジュラー建設の多様性を示しています。