【科技新發現】i-Construction - ICT技術如何翻轉日本營建業

近年來日本面臨少子化、人口老化等現況，預估10年內將進入勞動力嚴重不足的時代，特別是傳統勞力密集的營造業受影響最大。為提前規劃與因應此問題，日本國土交通省擬應用資訊及通訊技術(ICT, Information and Communication Technology)發展提昇生產力技術之革新能力，並稱之為 i-construction。

過去多數觀念認為，營造業因其施作特性，不可能比照製造業採用生產線及自動化方式提高產能並減少勞動力；但藉由物聯網(IoT, Internet of Things)等新技術的成熟與導入，日本國土交通省提出推動 i-construction的三個新觀點(如圖1)：

1. 將營造工程變成最先進的工廠。
2. 把最先進的供應鏈管理導入營造工程現場。
3. 打破營造業工程現場二種常規，持續改善工程方法。

圖1 推動i-Construction觀點示意圖

其中，在「將營造工程變成最先進的工廠」方面(如圖2)，從調査，測量到設計、施工、檢査、維持管理・更新的所有營造生産流程， 全面引進無人機測量、3D建模、營建資訊模型(CIM)、e-GNSS衛星定位測量等新技術，活用ICT整合營建機具等，並引進「同步同程技術」(註1)與「進度前移模式」(註2)，大幅提昇工作效能，減少勞動人力，提高施工安全性。

圖2 將營造工程變成最先進工廠流程圖

而在「把最先進的供應鏈管理導入營造工程現場」方面(如圖3)，則在設計階段即導入整體最佳化設計的概念與方法，並藉由建材規格標準化與元件化，採預鑄與組合式等方式，將施工過程工廠化，提高供應鏈效率，以達成降低成本，提昇生產率之目標。

圖3 「供應鏈管理」導入營造工程現場示意圖

針對「打破營造業工程現場二種常規，持續改善工程方法」方面(如圖4)，由於日本的公共工程過去常被要求儘量於當年度完成(註3)，但限於發包等作業時間，嚴重擠壓了施工工期，間接影響品質。為避免年度初業務執行量太少而集中在年度末完成，後續將以地區發包者協議會作為平台，讓中央及地方等發包機關參與、協力達成施工時間分散化，避免過度集中於年底。

圖4 容許跨年度施工策略圖

日本推動i-Construction除了希望改善未來勞動力不足的隱憂外，亦希望藉由新技術的引進與整合，翻轉營建業工作環境不佳的刻版印象，並提昇生產效率與產值。目前國土交通省已訂定推動i-Construction相關工作架構，並由產官學研共同成立 i-Construction聯盟，同時活用i-Construction相關大數據，並預備將i-Construction包裝為各式新產品，拓展海外市場。後續其推動情形與作法，值得國內持續關注與學習。

註1：「同步工程技術」(concurrent engineering)

進行產品與系統開發時，同時召集設計與施工等部門，邊討論各種問題，邊進行協調同時又實施作業的生產方式；亦即並非等某階段開發完成後才進入一下個階段之作業方式。

註2：進度前移模式 (front loading)

在施工初期就先針對後期工程可能產生變更設計等的狀況進行模擬與檢討，以提昇品質，縮短工期。這種作法運用在營建資訊模型(CIM, Construction Information Modeling)設計階段，即可針對RC結構物進行施工界面的「干涉測試」，以檢討工法及施工要徑之妥適性，避免日後的變更設計及施工延宕。

註3：日本之會計年度係於每年4月至隔年3月。

參考資料：http://www.mlit.go.jp/tec/tec_tk_000028.html