AI輔助CFT柱混凝土填充作業異常偵測

鹿島建設(社長:桐生雅文)與 Ridge-i 公司(代表取締役社長:柳原尚史，以下稱「Ridge-i」)共同開發了利用AI輔助CFT結構鋼管柱內混凝土填充作業異常偵測的系統(以下稱「本系統」),鹿島建設已將其導入至可遠端管理該作業的「moni-asR」(モニアス)※1系統中。

在CFT結構(鋼管柱內部填充混凝土的結構)中，為確保強度，鋼管柱內填充混凝土的品質管理至關重要。一旦發生異物混入等異常情況，必須迅速中斷作業，並做出適當且迅速的判斷與應對。將本系統導入moni-as後，除了施工人員與技術人員的監控外，還可透過AI輔助進行多層次的確認，從而更快速地發現異常。此外，本系統採用了 સકુરા ઇન્ટરનેટ (Sakura Internet Inc.) 所提供的、具備平行運算處理能力的VM型GPU雲端服務「高火力 VRT」,並結合moni-as的低延遲傳輸，得以即時診斷異物混入等情況。

※1 monitoring assist system

【開發背景與經過】

CFT結構中，鋼管柱內填充混凝土的品質管理非常重要。萬一混凝土填充時發生異常，為能做出適當且迅速的判斷與應對，施工人員及具備專業知識的技術人員需要長時間在現場待命。為減輕此業務負擔，鹿島建設開發了可遠端即時以影像確認混凝土填充施工狀況的系統moni-as,並逐步推廣至各現場。

為強化moni-as的性能，本次新開發了由AI輔助人員偵測混凝土填充時異常的系統。

【本系統概要與特點】

本系統在CFT結構混凝土填充作業時，由AI監控moni-as的傳輸影像，輔助人員進行異常偵測。本系統所使用的AI模型，是以moni-as累積的2,000小時以上混凝土填充影像為基礎的學習資料，並結合鹿島建設獨自的施工Know-how所建構而成，因此能以與專業技術人員同等的判斷標準偵測異常。

本系統確認「鋼管柱內異物」、「混凝土性質」、「隔膜板(Diaphragm)※2通過時機」等三個項目。各項目的詳細說明如下:

※2 鋼板，用於一體化鋼骨的柱與梁的接合部

1. 鋼管柱內異物

CFT結構的柱體，透過在鋼管柱內均質且密實地填充混凝土來發揮設計強度。本系統確認是否有影響設計強度發揮的異物混入。

2. 混凝土性質

混凝土的性質因設計基準強度、製造工廠、使用材料等而異，且會隨著時間不斷變化，因此本系統確認其性質是否適合填充。

3. 隔膜板通過時機

在鋼管柱內填充混凝土時，透過確認混凝土通過各隔膜板的時機，來管理填充高度速度是否在每分鐘1公尺以下的適當範圍內。為計算混凝土是否以適當速度填充，會確認混凝土通過各隔膜板的時機。

診斷結果將以「正常(綠色)」、「注意(黃色)」、「異常(紅色)」三階段顯示於畫面上，也可將判斷依據以報告形式確認。此外，本系統建構於 સકુરા ઇન્ટરનેટ (Sakura Internet Inc.) 所提供的平行運算處理VM型GPU雲端服務「高火力 VRT」之上，並結合moni-as的低延遲傳輸，可即時診斷多個項目。

【導入成效】

透過試驗模型重現了應被偵測為異常的情況，例如在鋼管柱內故意混入寶特瓶等異物，並驗證了本系統的成效。結果確認，在「鋼管柱內異物」、「混凝土性質」及「隔膜板通過時機」這三個項目上，均能以高精度且即時地診斷與偵測。之後，本系統被導入至多個CFT結構的實際現場，確認了能確保以往同等的高品質。

【未來展望】

鹿島建設與Ridge-i今後也將持續推進本系統性能提升的研究開發，致力於確保CFT結構混凝土填充作業的品質。

(參考)

開發可遠端管理CFT柱混凝土填充作業的「moni-as」

(2024年3月14日新聞發布)

https://www.kajima.co.jp/news/press/202403/14a1-j.htm

VM型GPU雲端服務「高火力 VRT」( સકુરા ઇન્ટરનેટ (Sakura Internet Inc.))

https://cloud.sakura.ad.jp/lp/vrt/