単純、苦渋作業から自動化を進め、遠隔操作ロボットとの協働へ

建設業は対象とする構造物のほぼすべてが一品生産であることから、多品種大量生産の製造業などのように作業を簡単に機械化することは難しい。建設業界の現状の課題と自動化が適用可能な領域を探る。

2022年の建設関連職の働き方と自動化・機械化へのロードマップ

■ 屋外作業が多く「一品生産」な現場、多様なタスク

建設工事は大きく建築工事と土木工事に二分される。建築工事は高層住宅や商業施設などのビル、工場、医療施設、公共施設などを建てる工事、土木工事は道路、トンネル、鉄道、橋梁、港湾施設、ダム、上下水道などのいわゆるインフラを建設する工事である。

工種（タスク）は現場によって多種多様だが、ビル建設であれば調査（測量）、企画設計、各種申請業務、基礎工事、躯体工事（鉄骨組立など）、内装工事（塗装、溶接、建具設置など）、外装工事、検査などになる。土木系については、例えばトンネル工事であれば準備工事（道路整備、資器材運搬、照明設備の準備）、岩盤の準備工事（薬液の注入）、掘削工事（発破作業、掘削作業、照明設備の設置）、覆工工事（側面のコンクリート吹付け、崩落防止作業、電気設備の設置）、法面工事（出入り口付近の崩落防止、緑化工事）、完成検査などになる。

建設現場は屋外作業が多く、基本「一品生産」である。一つひとつをオーダーメイドで作らなければならないため、製造業に比べて自動化やICT（情報通信技術）化が難しく、どうしても人手に頼らざるを得ない。その結果、労働集約的にならざるを得ず、生産性が向上しづらい。一方で、過去には公共工事の予算が全国的に削減されるなど建設工事の需要が停滞した時期もあったが、ここにきて建設工事への需要は着実に高まっている。ビルやマンションの建築においても、高層建造物の増加や最新設備機器の導入などによって、現場での施工の複雑性は増している。さらに、社会全体の安全性への意識の高まりもあり、配筋検査ではすべての鉄筋をチェックし写真に残すことがコンプライアンス強化の観点で必須になるなど、施工管理も煩雑になってきている。こうしたなか、全産業における死亡災害のうち約3割が建設業で起こっている。労働環境の過酷さなどから若年就業者は減少し続けているのである。

建設業界特有の課題として重層下請構造にも触れておく必要がある。大手・準大手のゼネコンが発注者から工事を請け負い、そこから全体の99％を占める二次請け、三次請けの各専門工事業者に仕事が振り分けられる流れになっている。こうした複雑な受発注の構造が現場のマネジメントの複雑性を高める要因の1つにもなっている。

東日本大震災以後も災害が頻発しているなど、災害が起きやすい日本の国土において、災害等の防止などの観点からも質の高いインフラを整備することは、地域社会にとって重要な課題である。この点、50年以上経過の道路橋が2018年の25％から2033年には63％になると予想されているなど、このまま推移すれば、老朽化する大量のインフラの補修が困難になる事態が危惧される。

■ 低い労働生産性、若者から敬遠される「3Ｋ現場」

建設市場を概観すると、建設投資額は平成4（1992）年の約84兆円がピークで、令和2年（2020）度は約55兆円とピーク時より約34％減少している。こうしたなか、建設事業者はピーク時より約21％減、建設業全体の就業者数は約28％減となっている。建設業の産業規模は長期的には減少しているものの、将来を展望すれば、多発する自然災害への対応、昭和30年代後半（1960年～）からの高度経済成長期に集中的に整備された社会資本の老朽化、政府の新成長戦略における日本の建設業のアジア展開などを見据え、建設投資への需要は一定の規模を維持するだろう。少子化による生産年齢人口の減少や団塊世代の熟練技術者の大量退職が予想されるなか、生産性向上は待ったなしの状況にある。

もともと建設業の労働生産性は1990年当時、製造業や全産業を上回っていた。しかし、建設業は一品生産の特殊性などにより人手に頼る部分が大きいことから生産性向上の取り組みが遅れており、2019年時点では他業界に比して低い生産性が課題となっている。労働時間についても近年減少傾向にあるものの、2020年の年間労働時間が2023時間と全産業の1685時間を大きく上回っている。

長時間労働や低い給与水準から建設事業者は採用でも苦戦しているが、理由はそれだけではないだろう。人が定着しない原因として、屋外作業のため夏暑く冬寒い労働環境、高所作業や地下のトンネルなど特殊な環境下での労働、粉塵が舞うなかでの運搬作業や偏った姿勢での作業など、いわゆる3Ｋ（きつい、汚い、危険）現場がある。若年就業者の減少と熟練労働者の不足、低い労働生産性、施工現場の安全確保といった目前の構造問題を解決するためには、施工の現場で働かれている方々の労働環境を改善していくことが欠かせない。現場の苦渋作業の機械化などの方策を講じずに見せかけの待遇改善を図るだけでは、優秀な人材を確保することはできないのである。これからの日本の建設業の競争力向上は、先進技術による機械化や自動化とともにあるはずだ。

■ 始まった「建設現場の生産性革命」と自動化が可能な領域

政府は平成28（2016）年の未来投資会議において、「建設現場の生産性革命」に向け、調査・測量から設計、施工、検査、維持管理に至るすべてのプロセスにICTを導入する「i-Construction（アイ・コンストラクション）」により、生産性を2025年度までに2割向上する方針を掲げた。ICTの活用例としてはドローンなどによる3次元測量、3次元CADによる設計・施工計画、ICT建設機械による施工、3次元データ活用などによる検査の省力化などを挙げている。

従来、施工前の測量、施工後の検査・確認は人の手で行われていたが、その作業の一部をドローンが代替することができれば、三次元測量や空撮による検査・確認を短時間で正確に行うことが可能となる。ICT（ロボット）建機による施工については、大手ゼネコンを中心に導入が進んでおり、例えばダム工事の現場では作業員がタブレット型端末で自動振動ローラー、自動ブルドーザー、自動重ダンプトラックに指示を与えると重機を遠隔で操作でき、自律的に作業を行うことも可能になる。建築工事においても鉄筋結束作業や天井や壁面のボードの取り付け、重量物の搬送などの作業でロボット活用の取り組みが進みつつある。3次元データ活用については各社がBIM（ビルディング インフォメーション モデリング）を導入しており、これにより設計変更や進捗状況把握がリアルタイムで可能となり、これまで現場で確認や検査をしていた工程もBIM上で行うことができるようになるだろう。

後編では、土木工事、建築工事、測量・設計・検査・報告各領域での自動化や働き方の進化について解説する。

（執筆：高山淳、編集：坂本貴志）