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これからの建設現場には欠かせない!『ICT建機』とは?

これからの建機を語る上で、ハイブリッド建機など環境対応モデルとともに欠かせないのが「ICT建機」とうキーワード。コンピューターを使った仕事などデスクワークだけというのは今は昔、現場でバンバンとパソコンやタブレットが使われる時代ですが、ついに建機そのものもコンピューター制御でさまざまな問題を解決することに!

ICT建機って何?

国が積極的な導入を後押ししていることもあって、「ICT建機」や「ICT施工」、あるいは「i-Constrction(アイ・コンストラクション)」といった横文字だらけ、あるいは横文字と日本語の組み合わせを、何となく頭に入れているものの、いざその理解となるとイマイチ、という方は多いと思います。

理解はしていないものの、何となく急かされて「ICT建機を買わなくちゃ…」と考えている中小企業の経営者もいると思いますが、ここで具体的にICT建機とは何なのかをちょっとおさえてみてください。

ICT建機のカタログなどを見ると、とりあえず見かけは普通の建機とそう変わりはないと思うはずですが、よく見ると外見ではアンテナやカメラが追加されていたり、運転席に入ればモニターやスイッチ類が追加されているのがわかるはずです。

そうした見た目以外でも油圧シリンダーにセンサーがついていてストローク量を検出したり、車体に追加された慣性センサーにより、移動速度や車体の姿勢、角度などがわかるようになっています。

ここ数年で発売された乗用車に乗っている人ならこれだけでピンと来ると思いますが、アンテナはGPS(衛星測位)情報、カメラは運転支援装置つきの車と同じように外部監視システムになっており、その他のセンサーと合わせ「半自動運転」に近い作業を可能にしているのがICT建機と考えて構いません。

もちろんICT建機はそれ単体だけであれば普通の建機であり、手動操作で従来どおりの作業を行うにも支障はありませんが、ではなぜICT建機なるものが存在するかといえば、そこで「i-Constrction」、あるいは「スマートコンストラクション」という用語の出番です。

要するにi-Constrctionとは測量から設計、施工、管理に至るまでを情報通信技術(Information and Communication Technology)、略してICTを駆使して全て行うもので、その中の施工(ICT施工)を行うために欠かせないのがICT建機。運転席に追加されたモニターはそのためのもので、i-Constrction化された設計通りの施工が行われているかを監視して、無駄な作業を行わず効率化するために欠かせない装置です。

ドローンなどで測量された現場を統一された規格で設計し、その設計図通りに作業できるよう管理された現場で活躍できるよう、GPSで自己位置の確認、各種センサーで作業量の把握を可能にして、細かく正確な施工を可能にしているのがICT建機なのです。

ICT建機で具体的に何ができるのか、何をやらなくて済むのか

ではICT建機で「何ができるのか」ですが、まずは「何をやらなくていいか」から説明した方が早いでしょう。

誤差1cm以内とされる高い精度の測位データをGPSから得られるICT建機は、いうなれば「設計図を持って立っている技師」のようなものな上に、その目には「何をどこまで作業すればいいか」までがしっかり映っています。

そのため従来の工事現場で設置してあったような「丁張り(建物などを作る時の位置出しや高さを設定するための基準となる仮設工作物)」はICT建機に関しては不要、あるいは最低限で済むため、全体の工程はそれだけでも短縮可能です。

さらに自らどこまで動いて何をすればいいのか理解しているため、誘導や監視のための補助員が不要になり、その上で手作業での指示誘導を受けるより高精度、高効率で安全性の高い作業が行なえます。これがどういうことかといえば、現場での人員削減、建機の操作に熟練度を要しないため初心者でも熟練者並の作業をより早く完成させてしまうという、画期的な技術が組み込まれているのです。

建機のオペレーターはモニターを見ながら設計図通りの作業が行われているか監視しているだけでよくなりますし、作業状況はカメラや位置情報を使い、ネットワークを通してICT施工管理をしている事務所でも即座に把握できます。

もっとも、それだけの精度や能力を持つ建機を必要とするにはそれなりにICT建機が活かせるだけの環境構築が必要になりますし、そのための投資は中小企業がオイソレとできるものではありません。ICT建機そのものもいくつかのレベルに合わせたものが存在しますので、実際にはまだまだ試行中、将来的には人員数や求められる建機への熟練度が大きく低減することだけがわかっている段階です。

2D建機と3D建機

ところでICT建機と一口にいっても、全てが完全に現在可能なICT技術を100%駆使したハイテク建機というわけではありません。そもそも高価になりがちな上に、100%その能力を活かすには建機だけあっても仕方ないのがICT建機ですから、いわば入門編、廉価版というべき機械も存在します。

それが2Dシステムと言われる簡略化されたICT建機で、基準点から施工範囲を設定し、決められた範囲で作業する程度の能力に留めていますが、それだけでも丁張りや検測(仕上がりが設計図通りにできたかの確認)は大幅に簡略化可能。

施工目標面とバケット先端位置の表示されたモニターでオペレーターに必要操作を指示(2DMG:2Dマシンガイダンス)したり、施工目標面に対する必要な操作を半自動で機械がサポート(2DMC:2Dマシンコントロール)するなど、効率がよくスピーディな整地作業や法面成形作業が行なえます。

それでいて3D設計データは不要なことから、「ICT施工」のみにしぼりこんだシンプルなシステムであり、低コストででも使いやすくスピーティさの求められる小さな現場に向いているのが2Dシステムです。

対する3Dシステムは、2Dシステムが2次元(平面上のデータ)なら3次元(立体データ)を駆使して作業するより高度なシステムで、建機の位置情報のみならず姿勢情報、施工目標面も立体で把握しているため、基準点から施工範囲を特定するのみの2Dシステムと違い、位置情報からより細かい作業を可能にしています。

なお、3Dシステムでも2Dシステム同様にマシンガイダンス(3DMG)、マシンコントロール(3DMC)があり、3DMCのレベルになると操作技術への熟練度が低い新人オペレーターでも設計図通りの施工が可能。

その代わり3D設計データが必要なため、現場全体がi-Constrction化されていないと使いこなせないシステムではありますが、2Dシステムからのアップグレードは容易なため、現場がまだ対応していなかったり、予算に限りのある中小企業ではまず2Dシステムを使ったICT建機から導入するのがオススメです。

ICT建機にデメリットはないのか

よい事ずくめに思えるICT建機ですが、まだまだ登場したばかりの技術であることや、あまりに便利すぎるゆえのデメリットがないわけではありません。

まずシステムのレベルが上がれば上がるほどオペレーターのすることがあまりなくなるため、いざ手動で動かさなければならない事態になった時、熟練オペレーターのような操作技術や仕上がり精度は求めようがない、という問題があります。

新人オペレーターなら技術を磨く機会が失われるのでICT施工現場でしか作業できなくなりかねませんし、熟練オペレーターでもICT建機へ頼っているうちに腕がなまってしまいますから、定期的に技術向上、あるいは維持のための施策を考えねばならないでしょう。

また、2DCGや3DCGのようにICT建機そのものは操作アシストせず、単に指示出しするだけの場合は結局オペレーターの腕に施工仕上がりが左右されますから、丁張りが不要となる以外のコスト低減効果は限定的。

さらにいずれのシステムでもICT建機の導入コストは通常の建機より高額になる一方、ICT施工を前提としていない、3Dシステムでは3Dデータのない設計では活用できないなど、広く一般的な現場がi-Constrction化されないと、導入のための投資をうまく回収できないということになりかねません。

もちろんi-Constrction化する必要がない程度の小さな現場ではあまり意味がありませんから、大規模な現場に入らない中小企業などではコスト面でデメリットばかりが目立つ可能性も出てきて、それゆえ二の足を踏んでいる企業も多いことでしょう。

まずはレンタルから?

ICT施工に対応した現場がまだあまりない状況でICT建機を導入していいものか…?建機の買い替えやリースのため融資の申込みを検討しているような企業では、今まさにここが悩みどころだと考えていることでしょう。

現実にi-Constrctionやスマートコンストラクション化された現場は増えてきていますし、建機のメーカーも油圧ショベルやブルドーザーなど熱心に売り込みをかけていて、将来的に建設業界で重要となる機械ではあります。

それでも従来型の建機を導入するより高コストになりますから二の足を踏みますし、ならばつなぎにと中古建機を購入する手もありますが、途端にICT施工が求められる現場が降ってわいてきてはたまりません。

国が公開している施工実績などを見ると地域差はあるようですから、まずは自分の地域での動向を横目にしつつ、必要であればその都度ICT建機をレンタルして使うというのが、中小建設会社としては現実的でしょう。