2016年、当時の安倍内閣主導で開催された未来投資会議が掲げた目標の1つに、「2025年までに建設現場の生産性を20%向上させる」というものがある。建設業では、過酷な労働作業が多いにもかかわらず機械化が進まないなど、低い生産性が問題視されていたからだ。そこに一石を投じたのが清水建設だ。同社が開発した建設ロボットは、現場での実稼働経験に基づいて改善を重ね、大幅な省人化と効率化を可能にした。本稿では、清水建設株式会社 建築総本部生産技術本部ロボット・ICT開発センター長の印藤正裕氏が、建設ロボット開発の経緯や具体的な機能、得られる効果について語る。

※本コンテンツは、2022年4月22日に開催されたJBpress /JDIR主催「第1回 建設DXフォーラム~デジタル化の推進で実現する建設業の⽣産性向上とサステナビリティ経営~」の特別講演Ⅱ「建設ロボットの開発と運用について」の内容を採録したものです。

画期的な「自律型」建設ロボットで建築現場の負担が大幅軽減

 清水建設は、1804年に当時の江戸神田鍛治町で創業。戦後は国立代々木競技場や銀座の歌舞伎座、東京オリンピックで使用された有明体操競技場など、数多くのランドマークを建設してきた。近年は建設DXへの取り組みを強化しており、次世代建築生産システム「Shimz Smart Site(シミズ・スマート・サイト)」の名のもと、建築作業・現場管理作業のロボット化による省人化や生産性向上を追求している。

 1980年代からゼネコン各社では、建設工事にロボットを導入する取り組みが行われてきた。清水建設でも1980年代から左官ロボットや溶接ロボット等、さまざまなロボットを開発し1990年代中頃には、十六銀行名古屋ビルや日石横浜ビルなどの建設でスマートシステムとして集大成としたが、システムが巨大で転用が難しく、導入効果も少ないことから次第に使われなくなっていったという。それが、近年のさまざまなロボット技術やICT技術、ハードウエアの進化に伴い、2016年から同社では再びロボットの開発に注力し始めている。

 建設のプロセスには、大きく分けると「山留め」などの地下部分、建物の構造体部分、設備・仕上げ部分の3つがある。このうち構造体部分は既に省人化が進んでいるため、清水建設では現在、設備・仕上げ部分に重点を置いて、ロボットによる省人化を推進している。これらの作業プロセスには、搬送のような力仕事や溶接などの過酷な条件下の作業、さらに仕上げのための手仕事などがある。同社では、こうした人の負荷の大きい作業を、ロボットで代替できないかと考えたという。

 その結果、誕生したのが、資材搬送ロボット「Robo-Carrier」、全自動溶接ロボット「Robo-Welder」、仕上げロボット「Robo-Buddy」だ。これらのロボットは、いずれも自律的に場所を移動し、対象物を認識した上で、自ら次の動作の計画を作成し実行する。また、必要に応じて複数のロボットが連携して共同作業を行うこともできる。印藤氏は、開発当初を振り返ってこう述べる。

「建設ロボットは、工場などで見られる産業用ロボットとは異なり、ロボット自体が現場で自由に移動できなければなりません。当初はロボット製作会社の担当者から不可能だと言われました。しかし、自己位置認識と境界認識を組み合わせ、移動と作業の精度を分けて開発することで、個々のロボットが自律的に移動したのち、連携して精度の高い作業をすることが可能になりました。さらに、それらのロボット群を『Robo-Master』と呼ばれるクラウド管理システムで統合管理できるようになっています。『Robo-Master』は同時に8000台のロボットを400カ所の異なる場所で制御できます。誰もがタブレット端末1つで、さまざまなロボットを操作できる技術は非常に画期的です」(印藤氏)