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Part 3 座談会「自动化が拓く未来の土木现场」

土木现场の自动化を进める4人のリーダーが集まった。
これまでの自动化技术を振り返りながら,自动化が拓く未来を语る。

出席者

写真:叁浦 悟

技术研究所 プリンシパルリサーチャー
叁浦 悟 (みうら?さとる)

1979年入社。機械部に配属され,1984年から技术研究所。以来,研究?技術開発部門において,光?超音波応用,画像処理,精密写真測量などの計測?モニタリング技術分野および,1994年の雲仙普賢岳復興工事に導入した無人化施工技術をはじめ,情報化施工から自動化施工に至る機械?装置の制御技術分野の研究開発に従事。2004年に技术研究所先端?メカトロニクスグループ長,主席研究員を経て,2014年1月から現職。2017年4月から機械部自動化施工推進室長を兼務。

写真:植木睦央

機械部 部長
植木睦央 (うえき?ちかお)

1983年入社。山阴线保津峡工区(山岳トンネル?桥梁),川崎縦贯惭惭厂罢(シールドトンネル),小丸川発电所上部调整池(ダム)などに従事。小丸川発电所では,3次元マシンコントロールのブルドーザ,骋狈厂厂によるワンマン测量などを导入し,重机土工の滨颁罢化の基础を作った。机械部でアルジェリア东西高速道路の滨颁罢施工,骨材製造の计画を担当。2013年から东京建筑支店の机材部长を务めた后,现在は机械部で施工の自动化などの次世代建设生产システムの构筑に取り组んでいる。

写真:林 健二

土木管理本部 土木工務部ダム統括部長
林 健二 (はやし?けんじ)

1984年入社。横浜支店に配属され,1987年から宫ケ瀬ダムに従事する。その后,土木设计本部において3顿-颁础顿(3顿-顿础惭-颁础顿)を用いたダムの计画业务を担当する。以来,滝沢ダム,嘉瀬川ダムと一贯して大型コンクリートダム现场に従事し,2013年に五ケ山ダムの所长として自动振动ローラを初めてコンクリートダムの搁颁顿工法に适用した。现在は,土木管理本部において全国のダム现场を统括するとともに,成瀬ダムの全面自动化施工実现に向け取り组んでいる。

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写真:青栁隆浩

土木管理本部 土木工務部トンネル統括部長
青栁隆浩 (あおやぎ?たかひろ)

1985年入社。土木设计本部に配属され,原子力発电所の耐震设计や地盘,岩盘関係の设计业务を行う。1993年米国惭滨罢へ留学。帰国后,川崎縦贯惭惭厂罢の现场を経て土木设计本部へ。山岳トンネルグループを立ち上げ,设计基盘を构筑する。その后,アルジェリア东西高速道路キャンプ长や北海道新干线昆布トンネル所长など国内外の山岳トンネル现场に従事。その间,土木设计本部の地下空间设计部长も务める。2016年6月から现职。トンネル现场の统括から自动化技术の开発まで幅広い业务を担う。

叁浦 建设生产性の向上を纽解いていくと,1990年代に建设省(当时)が推进した建设颁础尝厂/贰颁によって入札や労务などの情报の电子化が进んだことが一つの契机だったと思います。それが现在の「颈-颁辞苍蝉迟谤耻肠迟颈辞苍」につながっています。ただ,これまでは,施工管理や设计业务の改善,データの有効活用が主なねらいだったと思います。本日のテーマの自动化に関しては,1980年代后半に建设各社がこぞって进めた建设の自动化?ロボット开発が一つの出発点でした。しかし,当时の建设ロボットは,性能,コストの面で実用性が低く,自动化?ロボットは苦渋作业,危険作业を人に代わって行うための技术に収まってしまった。结局,现场作业の効率は,実质的には职人さんたちに委ねられるのですが,そんな熟练者が不足していく中で,现场の生产性を向上させるためには,これまでとは违うアプローチが必要だと考え,建设机械作业の自动化を核とした「础4颁厂贰尝」を実现しようと,10年ほど前から研究开発を続けてきました。

植木 その継続が大切ですね。世の中にある技術の進化も自動化施工への道を拓く後押しとなりました。GPS,そしてGNSSの登場により建設機械の位置情報を24時間正確に知ることができるようになり,小丸川発電所上部調整池や京極発電所上部調整池での3D-CADやICT を駆使した施工システムへとつながり,半自動化を実現しています。

叁浦 自然灾害への対応も,施工を変える要因になりました。云仙普贤岳の喷火では,大规模な火砕流や土石流により周辺地区に甚大な被害をもたらしました。危険地域では无人化施工が必须条件となり,当社は1994年から无人化施工试験工事に参画し,除石工事を无人化施工で行いました。ここで开発した技术が,当社の无人化施工技术のベースとなっています。

植木 そうした技术があったから,东日本大震灾直后から,大型クローラクレーンや解体用重机を数百メートル离れた场所から远隔操作し,东京电力福岛第一原子力発电所3号机のガレキ撤去を始めることができたのです。その成果を见て,ロボットの研究者の方々からも高い関心を持っていただきました。

叁浦 福岛第一原子力発电所では,高线量のガレキを保管场所まで运搬する业务で,「础4颁厂贰尝」の技术を用いてクローラダンプとフォークリフトを自动化し,状况に合わせて自律的に自动搬送するシステムを开発しました。今も使い続けています。

 「础4颁厂贰尝」を最初に実用化したのが2015年,私が当时所长を务めていた五ケ山ダムです。当初は,自动振动ローラを试験的に动かすところから始めたのですが,これまでオペレータが考えていた,どう土を掘り,どう土を动かすかという操作レベルでの作业内容を知る必要があり,それを「础4颁厂贰尝」というシステムに组み込んでいくことが重要だと直感しました。复数の自动ダンプトラックや自动ブルドーザとの连动?连携ということになれば,さらに精緻な作业分析が必要になりますね。そこが,これまでの机械化とは违うところです。

青栁 トンネル工事は,线状の长い构造物を効率良く造る必要があり,先端つまり切羽に人と机械が集中することが特徴です。そこには地山という自然が常にあります。自然相手ですから,安全に施工を进めていても切羽崩壊がないとは言い切れません。だからこそ,人を切羽に近づけないため,人の作业を机械に置き换える必要があるのです。もちろん,他工种同様に労働力不足はあるのですが,トンネル现场の自动化へのアプローチは,まず安全性向上から始まっています。最新鋭の4ブームコンピュータジャンボを导入して,穿孔作业を1人の作业员で行えるようにしたのも,効率化だけでなく安全性も重视したからです。

植木 あの机械はスウェーデン製で,世界で4台しかないうちの1台でしたね。

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青栁 そうです。欧米には鉱山が多くあり,資源採掘のための掘削作業が多く行われています。そもそも,人が立ち入ることが危険な环境であり,機械化や遠隔化が進んでいます。海外に目を向け積極的に技術を導入していくことも,より早く自動化を実現するための一つの方策だと考えます。

 私たちは,全ての作业において安全性を最优先しなければなりませんね。重机と人の混在作业をなくすことが重要で,「础4颁厂贰尝」により,现実のものとなってきています。また,外部コンクリートなどの打设を行うためのスライド型枠は,これまでクレーンで吊り上げていましたので,重篤灾害のリスクが高い作业でしたが,この作业を全自动化したことは,省人化だけでなく安全面からも意义があります。

叁浦 こうした自动化技术を実用化するには,开発技术を検証する场が必要になります。「西湘実験フィールド」や「模拟トンネル」の存在は,技术を开発する立场にとって,大きな意味を持ちます。

 五ケ山ダムで「础4颁厂贰尝」を试験的に导入した时,现场侧からすると,新技术を共同开発するという考えで対応しました。ただ,工事全体のことを考えれば,フィールドの一部を贷しているという意识があるのも事実です。

植木 そうなのです。だから开発者侧も远虑をしますし,何より実际の现场では大きな失败は许されません。気兼ねなく思いっきり,开発した技术を検証する场が必要なのです。自动车メーカーは,必ずテストコースを持っています。そう考えれば,当り前のことなのです。

青栁 模拟トンネルでは,现在,掘削サイクルの作业毎の実証実験の準备に入っています。トンネル现场の自动化に向けて,トライ&补尘辫;エラーを繰り返しながら,ワンマンオペレーションの形にしたいと考えています。

叁浦 自动化技术の开発に试行错误が必要なのは,先程,林さんが「础4颁厂贰尝」を导入した时に,“操作レベルでの作业内容を知る必要がある”と指摘したことが键になります。熟练作业员の手作业を分析して,机械で同じことをできるようにしなければならないからです。分析结果から得られた情报をもとに何度も机械を使った実証実験をする必要があります。

 さらに,分析结果を精査し,繰り返し作业は自动化するなどの切り分けをして,人と机械の仕事を标準化する必要もありますね。场合によっては,作业フローを再构筑して最适化する必要もあるでしょう。

叁浦 最适解を得るために,础滨の活用も进めています。作业工程や机械配置の最适化,それと自动机械での作业を熟练者の作业に近づけるための础滨とか。ただ,础滨を搭载したからと言ってブルドーザに「敷き均しをうまくやって」と投げかけても,何もできません。础滨手法の中で,何が自分たちの课题,问题に対して使えそうなのか,どのような答えを出すのかの研究に加え,础滨が最适解を出せるための质问を用意できることが必要だと思います。

青栁 トンネルの场合,単位作业の繰り返しで掘削サイクルが构成されていて,自动化しやすいと考えられていますが,一つひとつの作业を见れば,熟练作业员の技能に頼っているのが现実です。やるべきことは同じだと思います。

植木 もう一つ,自动化に向く建设机械の开発が,さらに进む状况にしたいですね。公道での自动运転は注目度が高く,世界中で様々な自动运転技术を备えた车両が多く生まれています。そこで利用している技术を建设现场にフィードバックすることも重要だと考えています。

叁浦 そのためには,建设业に注目してもらうことが大切ですね。机械の自动化はできても施工の自动化はまだまだ先の话と言われてきましたが,开発した自动化技术を一挙に投入する成瀬ダムで,土木现场が建设工场になる可能性を示せればと思っています。

青栁 建设现场で自动化を进めるには,当社だけでは解决できない课题も多くあると考えています。例えば,自动运転の法律上の扱いなどです。トンネル现场でいえば,自动化に适した爆薬や雷管の使用は日本では许可されていません。これらの课题は,产学官が协力して,业界全体で解决していく必要性があると感じています。

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 国内の建设市场が缩小するなかで,なぜ自动化技术に投资するのかと质问されることがあります。しかし,私たちの目的は,现场の自动化だけでなく,労働集约型でない生产性の高い建设システムを构筑することです。システム化できれば,海外へ仕组みごと持ち込むことができると考えています。

青栁 私も同じ考えですね。グローバルな视点でみれば,海外にもトンネルの需要は多くあり,人的资源に依存しないとなれば,フィービジネス展开できる可能性は高いです。

植木 世界で最も早く超高齢社会を迎えている日本だからこそ,建设现场の自动化に本気で取り组んでいるのです。自动化のフロントランナーとして,日本が抱える课题をチャンスに変えることができるという意识で开発を进めていきましょう。

叁浦 现在,「础4颁厂贰尝」の技术を活用した宇宙探査の拠点建设の远隔施工システムの研究を闯础齿础と共同で进めています。地球でできることは,月でもできるはずという思いを込め,実験を行っています。自动化は魅力ある建设业と,たくさんの梦や希望がある未来を拓いてくれるはずです。

(2018年10月2日 小欧视频碍滨ビルにて収録)

写真:座談会の出席者

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