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土木・建設業で広まりを見せている情報化施工(ICT施工)。なかでもICT建機は、今、全国各地、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。
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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。
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。
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。
「3D-MG」は、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GNSS(人工衛星による位置計測)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モニターで、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(MG)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役割であり、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)とは、建機を自動で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(MC)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(MG)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、これをモニターで確認しながら、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。
しかし、既存の建機への取り付けであっても、専用機の購入であっても、マシンガイダンス(MG)と比較すると割高になるというデメリットもある。
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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。
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。
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事業者も多い。
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、作業がラク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。
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ICT施工(情報化施工)
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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)の特徴と注意すべき点とは?
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。
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。
「3D-MG」は、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GNSS(人工衛星による位置計測)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モニターで、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(MG)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役割であり、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)の利点と注意すべき点とは?
マシンコントロール(MC)とは、建機を自動で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(MC)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(MG)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、これをモニターで確認しながら、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。
しかし、既存の建機への取り付けであっても、専用機の購入であっても、マシンガイダンス(MG)と比較すると割高になるというデメリットもある。
従来の施工法とはどう違う? ICT施工(情報化施工)を導入する効果とは?
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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。
ICT施工(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事業者も多い。
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、作業がラク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
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