建設管理シミュレーション: スケジュールと予算内でプロジェクトを遂行

黄色の建設用クレーンとセメント壁

建設業は世界最大の業界の 1 つであり、世界の労働年齢人口の約 7% を雇用しています。 McKinsey Global Instituteによると、それは世界経済への最大の貢献業の一つでもあり、建設関連の商品やサービスに年間 10 兆ドルを支出しています。

建設プロジェクトは複雑で、不確実性がかなりの部分を伴います。それにもかかわらず、プロジェクト マネージャーは、建設プロセスがスケジュールと予算内でスムーズかつ安全に実行されるようにする必要があります。

シミュレーション モデリングは、コンピュータ化されたモデルを通じて実際のシステムの動作を模倣または複製するプロセスであり、複雑な建設プロジェクトを容易に理解し、コスト削減に役立ちます。実験、テスト、分析のためのリスクの無い環境を提供することで、意思決定とプロジェクトのパフォーマンスも向上し、さらに、結果の検証と伝達も簡単です。

このブログ投稿では、建設管理における最も一般的なシミュレーション アプリケーションについて説明します。

  1. プロジェクトの計画とスケジューリングにおけるリスク管理
  2. リソースの割り当て
  3. BIMとCADによるシミュレーションを使用

本文全体を通して、上記分野を説明するケーススタディをご覧いただけます。

建設計画とスケジュールにおけるリスク管理

建設管理におけるシミュレーションの主な利点の 1 つは、プロジェクト計画を強化できることです。従来の計画アプローチでは、不確実性、予期せぬ出来事、建設プロセスの複雑な相互依存性を考慮するのに苦労することがよくあります。


シミュレーション モデリングのライフサイクル
シミュレーション モデリングのライフサイクル

シミュレーションでは、気象条件、材料の入手可能性、リソースの制約などのさまざまな要因を考慮することで、これらの課題を克服します。これにより、建設管理者は現実的なプロジェクト計画とスケジュールを作成し、クリティカル パス分析を最適化し、潜在的な遅延を予測できるようになります。

新しいシミュレーションベースの建設スケジュール

建設プロジェクト管理会社は、AnyLogic シミュレーション ソフトウェアを使用した新しいスケジュール方法を開発しました 。通常、地下工事プロジェクトは、事前にわかっているイベントのスケジュールを設定するガント チャートによって管理されます。しかし、どのようなプロジェクトにおいても不確実性は避けられません。たとえば、マネージャーは潜在的な問題については知っていても、いつ問題が発生するかについては認識していない可能性があります。

シミュレーション を使用した結果、エンジニアリング チームは、建設期間全体のプロジェクト スケジュール、毎日の作業計画を含む月次スケジュール、および管理上の決定を通知するための 3 分ステップのサイクログラムを作成しました。


地下で働く掘削機
地下工事

複雑な土木プロジェクトにおける突然のスケジュールとコストの変更の対応

プロジェクトが計画どおりに進まず、突然の変更が必要になる場合があります。しかし、これらの変更はプロジェクトの完了までの時間と総コストにどのような影響を与えるのでしょうか?

例えば、建設現場準備プロジェクトの契約に署名した直後、クライアントと地方自治体は、運営に対して新たなより制限的な制約を課しました。 中東最大の建設会社である Consolidated Contractor Companyは、新たな制約の影響を評価し、期間延長の主張を正当化するためにシミュレーションに頼る必要がありました。

建設シミュレーション モデルの結果に基づいて、クライアントは、土工作業の総期間を当初のスケジュール期間に加えてさらに 50% 延長することに同意しました。これにより、オリジナルの合計契約価格の18%追加費用となりました。

掘削リグ建設のリスク分析

リスクと不確実性の影響を事前に分析することで、建設専門家はその影響を最小限に抑える戦略を積極的に開発し、プロジェクトにおける困難を乗り越える回復力と成功を収めることができます。

新しい石油・ガス掘削リグの建設には、10億ドルを超える巨額の投資が必要です。このプロセスには多くの相互依存関係があるため、失敗が発生しやすくなります。

スイスの海洋掘削会社であるトランスオーシャンは、掘削リグの建設プロセス全体を詳細にシミュレーションすることにしました 。シミュレーションを使用すると、さまざまなシナリオをテストし、潜在的なリスクに備え、設備、プロセス、またはポリシーの変更が資本支出や運用経費に与える影響を調査できます。


井戸建設工程フローチャート

建設における資源配分の最適化

労働力、機械、設備、材料などのリソースを効率的に使用することは、建設プロジェクトの成功にとって非常に重要です。シミュレーション モデルは、建設管理者がリソースの利用状況を評価および分析し、ボトルネックを特定し、リソースの割り当てに関して情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。リソースの割り当てを最適化することで、建設管理者はプロジェクトの生産性を向上させ、コストを削減し、無駄を最小限に抑えることができます。

ボトルネックを特定し、中断を最小限に抑え、経済的損失を回避する

建設プロジェクトで起こり得る損失を最小限に抑えるために、ドイツのビジネス シミュレーション サービス プロバイダーである SimPlan は、ボトルネックの特定に役立つシミュレーション モデルを作成しました。


建設中の地下鉄トンネル
地下鉄のトンネル建設 出典: Wehrhahn Line project in Düsseldorf

同社は、 トンネル建設のシミュレーションにより、現場のプロセスと外部物流の弱点を軽減し、必要な予備在庫を計画しました。これにより、不必要な中断とパフォーマンスの損失が最小限に抑えられ、トンネル工事の期間が短縮され、予算が最適化されました。


トンネル掘削で使用されるプロセス分類を説明する図
機械化されたトンネル掘削で使用されるプロセス分類

トンネル建設物流におけるダウンタイムの削減

別の機械化されたトンネル掘削に関するプロジェクト は、同じくドイツのRuhr University Bochumによって行われました。このトンネル建設プロセスには、多数の機械コンポーネントと物流要素 (トンネル掘削機、外部物流など) が必要です。シミュレーションを使用してダウンタイムを約 40% 削減することに成功し、最終的には物流とメンテナンスのプロセスのより堅牢な計画につながりました。

シミュレーション、BIM、CAD

一般に、シミュレーションとビルディング インフォメーション モデリング (BIM) の統合により、建設管理の機能がさらに強化されました。BIM は建設プロジェクトに関する豊富なデータと情報のソースを提供し、より正確で詳細なシミュレーション モデルの作成を可能にします。

AnyLogic は、検証とテストの機会を提供します。CAD 図面をインポートし、このレイアウトに基づいてシミュレーション モデルを作成し、将来の建物の効率をテストできます。歩行者、機械、その他の要素がボトルネックを作らずに自由に移動できるかどうかを確認できます。テストが終了したら、最初の BIM モデルに戻り、分析情報を使用してモデルに変更を加え、プロジェクトの成功に向けて作業を続けます。

将来の空港レンタカー施設の実現可能性とパフォーマンスをテストする

Los Angeles International Airport にはまさにその任務がありました。経営陣は、4 つのデッキを持つ大規模な統合レンタカー施設を計画していました。建設プロセスを開始する前に、ピーク時などのさまざまなシナリオで施設がどのように機能するかをテストしたいと考えていました。得られたデータにより、関係者は建設作業が実行可能かどうか、またプロジェクトに同意するかどうかを判断することができました。

建設モデルと最適化に関する重要なポイント

建設管理において、シミュレーションは以下を可能にする貴重なツールです;

  • 現実世界のシナリオを再現。
  • プロジェクト計画を強化し、結果を予測。
  • リソースの割り当てを最適化し、リスクを管理。
  • プロジェクト時間を短縮し、コストを削減。
  • 建設前に建物の効率をテスト。

シミュレーションを活用することで、建設業界は、カフェ、ショッピング モール、空港などの建設で効率を高め、意思決定を容易にし、プロジェクトを成功させることができます。


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