I-1 持続可能な建設業の実現について(2)労働生産性の抜本的な向上ｰ令和7年度技術士第二次試験問題〔建設部門〕
この記事はGeminiにインプットしたら吐き出したものをまとめています。
1. 最重要技術課題の選定理由
最も重要と考える技術課題は、労働生産性の抜本的な向上です。
選定理由: 建設業が抱える就業者減少、高齢化、時間外労働規制（2024年4月適用）といったすべての構造的課題の根源は、「限られたリソース（人・時間）で、増大する社会資本の整備・管理需要に応えられない」という点に集約されます。生産性の向上は、長時間労働の是正、コスト削減（資材高騰対応）、労働環境の改善、そして最終的なインフラ品質維持という、他の二つの課題（労働環境・安全、品質・維持管理）の解決に直結する基盤的な要素であるため、最優先で取り組むべき課題と判断しました。
2. 複数の解決策
「建設プロセス全体におけるデジタル技術の活用遅れと高度な技能伝承の非効率性への対応」という課題に対し、以下の3つの解決策を提示します。
(1) BIM/CIMを核とした情報の一元管理とプロセスのデジタル化
解決策の概要: 設計から施工、維持管理に至る建設ライフサイクル全体で、BIM/CIM (Building/Construction Information Modeling/Management) モデルを基幹情報として活用し、すべての工程で情報を一元管理するシステムを構築します。
技術的詳細:
フロントローディングの徹底: 設計段階で3Dモデルを活用し、干渉チェックや施工シミュレーションを早期に行い、手戻りを極小化します。
データ連携の標準化: 受発注者間でBIM/CIMデータの受け渡しルールを標準化し、情報の再入力や変換作業といった非生産的な事務作業を削減します。
維持管理への展開: BIM/CIMモデルに点検記録や修繕履歴を紐づけ、将来的なデジタルツインの基盤とし、維持管理の効率化に繋げます。
(2) 建設DXによる現場の省人化・自律化の推進
解決策の概要: 労働集約型である現場作業に対し、AI、IoT、ロボティクスを積極的に導入し、作業の**省人化（少ない人数で作業を完結）および自律化（ロボットによる自動施工）**を図ります。
技術的詳細:
施工ロボットの導入: 危険作業や繰り返し作業（例：溶接、配筋、高所作業）に、自律走行・遠隔操作型の建設ロボットを導入し、作業効率を向上させるとともに、人による作業時間を削減し、時間外労働の是正に貢献します。
IoTによる進捗管理: 現場の重機や資材、作業員にセンサーを設置し、リアルタイムで進捗状況や安全データを収集・分析することで、作業の最適化や危険予知をAIが行い、現場管理の効率を高めます。
AR/MRの活用: 熟練技術者の指導をAR/MR（拡張現実/複合現実）デバイスを通じて現場で提供することで、OJTの非効率性を改善し、若年技術者の技能習得期間を短縮します。
(3) オフサイト施工（プレハブ・モジュール化）の本格的な導入
解決策の概要: 現場で実施されていた多くの作業を、天候に左右されない工場での生産（オフサイト施工）に移行することで、品質の安定化と現場作業時間の大幅な短縮を図ります。
技術的詳細:
モジュール設計の標準化: 構造部材や設備ユニットを、規格化されたモジュールとして工場で生産し、現場では組み立てるだけの工程に特化します。これにより、現場の工期を短縮し、現場作業員の拘束時間を削減します。
工場生産の自動化: 工場内での部材生産プロセスにロボットや自動溶接機を導入し、製造業に近い生産管理体制を確立することで、資材価格高騰の影響を吸収しつつ、安定した品質と大量生産を実現します。
サプライチェーンの最適化: モジュール化とBIM/CIMデータに基づき、必要な資材が適切なタイミングで現場に届くようジャストインタイムの資材調達・輸送計画を立案し、現場での待機時間や資材保管場所の負担を軽減します。
3. 将来的な懸念事項とそれへの対策
懸念事項 1：デジタル技術の高度化に伴うサイバーセキュリティとデータ信頼性のリスク
専門技術を踏まえた考え
BIM/CIMを核とした情報の一元管理やデジタルツインの構築が進むと、設計データ、施工履歴、インフラの維持管理データといった機密性の高い情報がネットワーク上で集中管理されます。これにより、外部からのサイバー攻撃や、データの改ざん・漏洩のリスクが飛躍的に増大します。特に、インフラの機能停止を狙った攻撃は、地域の守り手としての役割を担う建設業にとって、国民生活を脅かす重大な懸念事項です。
対策
ゼロトラストモデルの導入: ネットワーク内外を問わず、全てのアクセスを信頼しないことを前提としたゼロトラストセキュリティモデルを導入します。アクセス権限を厳格に管理し、常に認証・認可を要求する仕組みを構築します。
ブロックチェーン技術の活用: データの改ざん耐性を高めるため、BIM/CIMモデルや維持管理履歴のタイムスタンプ記録にブロックチェーン技術を応用します。これにより、データの真正性を担保し、信頼性の高いデータ流通を可能にします。
専門人材の育成と認証: 建設DXを推進するためのIT専門家だけでなく、OT（Operational Technology/制御技術）セキュリティに特化した人材を育成し、情報システムと現場制御システムの両面から防御を強化します。
懸念事項 2：建設ロボット・AIへの依存による技術者・技能者の判断能力の低下
専門技術を踏まえた考え
現場の省人化・自律化（建設ロボット、AIによる進捗管理・設計支援）が進むと、技術者・技能者が現場の複雑な状況や突発的なトラブルに対し、自身の五感や経験に基づく判断力を発揮する機会が減少します。結果として、マニュアル外の事態や災害発生時などに、AIやロボットの制御が失われた際に適切な対応ができなくなるリスクがあります。これは、担い手である技術者のコアコンピタンスの喪失につながります。
対策
ヒューマン・イン・ザ・ループの仕組み: AIやロボットが施工する場合でも、最終的な判断や責任は必ず技術者が担う「Human-in-the-Loop」の思想を徹底します。AIの提案する設計や施工計画について、技術者が物理的な原理や構造的な安定性を検証するプロセスを義務付けます。
VR/ARを活用した仮想体験: 熟練技術者のノウハウや危険なトラブル対応経験をVR/AR技術でデジタル化し、若年技術者に繰り返し仮想体験させることで、実体験に代わる判断能力を養います。
「守り手」としての訓練: 建設業が持つ災害対応能力（地域の守り手）の維持・強化のため、デジタル技術に依存しない従来の技能を用いた訓練や、非常時の応急措置に関する訓練を定期的に実施します。
懸念事項 3：オフサイト施工による地域経済・雇用構造の変化
専門技術を踏まえた考え
オフサイト施工（モジュール化・工場生産）が本格化すると、現場での作業員数は減少し、資材の生産拠点が特定の大規模工場に集中する傾向が生まれます。これにより、地方の専門工事会社や地場の建設関連産業の仕事が減少し、地域経済の担い手としての建設業の役割が失われる可能性があります。また、雇用構造が**「現場作業員」から「工場での製造・管理技術者」**へと大きく変化し、既存の人材の再配置や再教育が間に合わない懸念が生じます。
対策
地域分散型のスマートファクトリーの整備: 大規模工場に集中させるのではなく、地域ごとの特性に応じた中小規模のスマートファクトリーの整備を支援します。これにより、工場での生産業務を地元の専門工事会社が担い、新たな雇用の創出と地域サプライチェーンの維持を図ります。
技能のリスキリング（再教育）: 既存の現場技術者や技能者に対し、モジュール生産技術、工場での品質管理、自動化システムの運用・保守といった、製造業に近い新しいスキルを習得させるための教育プログラム（リスキリング）を国や業界団体が主導して実施します。
地域インフラへの貢献: 地元の建設会社が、オフサイト施工で得られた生産性の向上益を活用し、通常の事業とは別に、地域の小規模インフラの維持管理や災害対応訓練により積極的に参加する制度を構築し、**「地域の守り手」**としての役割を継続的に果たせるようインセンティブを与えます。
4. 業務遂行に必要な要件
1. 技術者としての倫理の観点
技術者としての倫理は、デジタル化やロボット技術の導入によって責任の所在が複雑化する中でも、公共の安全と福祉を最優先し、信頼を維持するために不可欠な要件です。
公共の安全と福祉の優先:
抽出した課題（生産性向上、維持管理高度化）の解決策を実行する際、コストや工期の制約があっても、構造物の安全性と品質を絶対に犠牲にしないこと 。特に、ロボットやAIを用いた施工においても、最終的な品質保証責任は技術者が負うという意識を徹底します。
災害時における「地域の守り手」としての役割 を果たすため、平常時からインフラの機能維持と緊急時の対応能力を確保するための技術的判断の公正さを維持します。
誠実性と客観性の保持:
BIM/CIMデータや維持管理データの収集・分析において、意図的な改ざんや誤情報の流布を厳に戒め、データの信頼性（サイバーセキュリティ対策 を含む）を確保します。
解決策の評価・選定において、特定の技術や製品に偏ることなく、技術的知見に基づいた客観的かつ公正な判断を行います。
継続的な研鑽と社会的説明責任:
AIやロボット、オフサイト施工といった新しい技術の進展に対応するため、専門技術の継続的な学習と知識のアップデートに努めます。
技術課題の解決策（特にDX推進や労働規制対応 ）が社会や地域経済に与える影響（雇用構造の変化など）について、利害関係者に対して倫理観を持って明確かつ丁寧に説明する責任を果たします。
2. 社会の持続性の観点
社会の持続性は、担い手の確保、環境負荷の低減、そして強靭な社会資本の維持を通じて実現されるべき要件です。
持続可能な担い手の確保:
時間外労働規制 を遵守し、魅力的な労働環境の実現に資する技術（省人化、オフサイト施工など）を積極的に導入することで、建設業の**「若年層の不足」や「高齢化」** といった構造的課題の解決に貢献し、将来にわたって建設業の役割を担い続けることができる基盤を築きます。
デジタル技術を活用した技能伝承の効率化を図り、技術と経験を組織全体で共有・継承することで、技術力の持続性を確保します。
環境負荷の低減と資源の有効活用:
BIM/CIMを用いた設計段階で、資材の最適化や残土の発生抑制を計画し、建設プロセスにおけるCO2排出量や廃棄物の削減に取り組みます。
老朽化インフラの維持管理において、長寿命化技術や効率的な診断技術を適用することで、建て替えサイクルを長期化させ、資源の消費を抑制します。
強靭な社会資本の維持と地域貢献:
高度化された維持管理技術により、社会資本の機能低下を未然に防ぎ、国民生活や社会経済活動を支えるインフラの機能を継続的に維持します 。
地域分散型のスマートファクトリーの整備などを通じて、地元の建設関連産業の活性化に貢献し、地域の経済と雇用の持続性を支えるとともに、災害時における地域防災の拠点としての役割を強化します。
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