ICT建機の「マシンガイダンス」と「マシンコントロール」の違いとは？

建設・土木業で広まりを見せている情報化施工。なかでもICT建機は多くの現場で導入されている。

ICT建機は、操縦システムによって大きく「マシンコントロール（MC）」と「マシンガイダンス（MG）」の2つに分けられるが、違いや特徴が分からない方もいるだろう。

そこで本記事では、2種類のICT建機の特徴に加え、従来の施工法と異なる点などを解説する。

土木現場に広まる情報化施工

平成20（2008）年より国土交通省は、生産性向上や品質の確保などを目的として、建設・土木業界の情報化施工を進めている。

情報化施工とは、情報通信技術（ICT）を活用する新たな施工法のことだ。

情報化施工の中心を担うのは、ICT技術搭載の建機。国土交通省は、平成28年度以降、ブルドーザー・モーターグレーダー・バックホー（油圧ショベル）のICT化を目指すとした。

今ではICT建機は徐々に普及が進んでいる。価格が高額というデメリットがあるが、情報化施工の具体策の中では実際に導入もしやすいため、多くの建設会社が建機のICT化を進めているのだ。

マシンガイダンス（MG）のメリット・デメリット

ICT建機を大きく分けると、マシンガイダンス（MG）とマシンコントロール（MC）の2つに分けられることは先ほども述べたが、マシンガイダンスは、ブルドーザー、バックホー（油圧ショベル）などに適用される技術である。3次元（3D）データを活用することから、「3D-MG」とも呼ばれる。

地上で位置計測する自動追尾式トータルステーション（TS）や人工衛星による位置計測のGNSSなどが、施工建機の位置をリアルタイムで計測し、オペレーターに送信する。オペレーターはICT建機に搭載されたPCで、設計データと実際の位置の誤差距離の確認ができる。

よくいわれるが、マシンガイダンスは、例えるならカーナビのようなものである。現在地と目的地（設計データ）の距離をオペレーターに示すのが主な働きであり、オペレーターは自分で建機を操作する必要がある。

マシンガイダンスは既存の建機に取り付けられ、導入費用も比較的割安。また、オペレーターの腕が落ちないメリットもあるといわれている。

デメリットとしては、トータルステーションやGNSSからの情報が届かない状況では、これらの情報を活用できないという点がある。

マシンコントロール（MC）のメリット・デメリット

マシンコントロールとは、建機をコントロールする技術である。マシンガイダンスがカーナビとするならば、マシンコントロールは自動運転だ。適用可能な建機は、ブルドーザーとモーターグレーダー、そしてバックホー（油圧ショベル）などである。

仕組みはマシンガイダンスとほぼ同じで、トータルステーションやGNSSなどの計測機器が提供するデータを建機が受信し、これを確認しながら、オペレーターは操作を行う。

自動制御システムがついている点が、マシンガイダンスとの違いである。事前に入力した設計数値に合わせ、ブルドーザーなら排土板が自動制御される。

バックホーの場合は、過掘りを防止するため、設計値以上に深くバケット刃先が入らないように制御される。そのため、操作技術が低いオペレーターでも、難しい仕上げを実施できる。

既存の建機への取り付けでも、専用機の購入でも、コスト面が高いというデメリットもある。

従来の施工法とはどう違う？ 情報化施工を導入する効果

従来の施工法では、作業前に丁張りの設置作業などが必要だった。オペレーターは、丁張りを確認しながらの作業となるため、仕上がりはオペレーターの腕によって左右される。また、作業中には補助員も設置しなければいけない。

対して、ICT建機なら丁張りも補助員も不要となり、作業効率と安全性が大幅にアップする。

従来の施工と情報化施工で大きく異なる点は、情報化施工は3次元データをベースにすることだ。

そのためには、3次元測量を行わなければならない。対応するトータルステーションやGNSS機器が必要となり、現場によってはドローンの活用も考えられる。ICT建機では、設計データの準備も必要だ。

いっぽうで、仕上がりの確認も3次元測量で行えるのは、情報化施工の強みである。完成現場を3次元測量して、コンピューター上で設計データと重ね合わせるだけで、施工精度の確認が行える。

さらに、オペレーターはICT建機の画面で現在地と設計データを確認できるため、技術や経験に左右されない正確な施工が可能となるのだ。目視に頼った作業にならないので、視界が不安定な夜間作業の効率も大幅にアップする。

まとめると、情報化施工を導入することで、期待できる効果は次の通りだ。

• 工期の短縮
• コスト削減
• 燃料費を抑えられる
• 補助員の接触事故防止
• 精度の向上

数多くのメリットがあるが、一番大きいのは工期短縮と施工精度の向上により、顧客評価が高くなることだろう。

初めこそ導入費用がかかるが、長期的な視点で見ると、費用以上の効果を得られる可能性は十分にある。

情報化施工の導入は今後さらに広まる

どうしても最新テクノロジーとなると、「操作が難しそう」という理由で、導入に踏み切れない企業も多い。しかし、ICT建機は覚えてしまえば簡単に操作できるといわれている。また、熟練のオペレーターほど、作業が楽になるともいわれる。

特にマシンガイダンスなら、既存の建機に取り付けられ、コストも抑えられるシステムもあるので導入もしやすい。

建設・土木業界の高齢化や人材不足を解決するためにも、作業精度や顧客の評価を高める意味でも、いまこそ前向きに最新テクノロジー導入を検討すべきだろう。


＜関連URL＞
マシンコントロール／マシンガイダンス技術の手引書【施工者用】
https://www.kkr.mlit.go.jp/kingi/ict/h2603-03.pdf