建設自動化はどこで成功したか？

建設自動化はどこで成功したか？ ブライアン・ポッター 2026年9月11日 1302016 共有 建設は有名なほど労働集約的です。新築一戸建て住宅のコストの約50％を直接労働が占めるのに対し、自動車製造のコストは約6〜8％です。当然のことながら、必要な労働量を減らし、したがって住宅コストを削減するために、建設プロセスを自動化することへの長年の関心があります。私が知る限り、建設自動化の最も初期の試みは1853年に遡り、アイザック・ハッセイが発明した漆喰塗り機があり、それ以来、数多くの他の試みが行われてきました。 アイザック・ハッセイの漆喰塗り機、Scientific American、1853年2月5日より。 建設自動化の軌跡が時間の経過とともにどのように見えるかについて、より良い感覚を得たいと思いました。いつ、どのようなものが試されたのか？何がうまくいき、何が廃れましたか？これを行うために、私はAIを使用して、19世紀に遡るデジタル化された建設業界誌の何千ものバックナンバーを検索し、建設タスクが自動化されたあらゆる例を探しました。 私の主なテイクアウトは、建設自動化の成功は基本的に2つのカテゴリーに分類されるということです。1つは、工場でオフサイトで行うことができる建設関連のタスクです。これには、鉄骨製作、プレキャストコンクリート、窓やドアの製造などが含まれます。もう1つのカテゴリーは、オンサイトのタスクで、単純な経路に沿って移動する機械が、繰り返し同じ動きを何度も行うことができるように、工場のようなものにされるか、またはされているものです。歴史的に、これらの2つのカテゴリーの外にあるほとんど何も成功していません。 方法 私はUSModernistで入手可能なArchitectural Forum（950号）とHouse & Home（370号）のすべてのバックナンバー、およびarchive.orgで入手可能なEngineering News-Record（4,300号以上）のすべてのバックナンバーをダウンロードすることから始めました。これらは、建設慣行や方法を含む建設業界のさまざまな側面をカバーする業界誌であり、19世紀半ばから1980年代初頭までの期間をカバーしています。その後、Claude（Opus 5 Max）にこれらの号を検索させ、建設タスクが自動化されたインスタンスをすべてフラグ付けさせました。これに加えて、私はClaudeに建設自動化の例について、より一般的なウェブ検索も行わせました。これには、国際建設自動化・ロボット工学協会（IAARC）のアーカイブを検索することも含まれていました。 この目的はデータ分析ではありませんでした。年ごとまたはカテゴリーごとにケース数を数えるようなものではありませんでした。これは純粋に、どのような種類のものが試され、業界誌に掲載されるほど有望であったかを確認するための存在調査でした。 いつものように、この種のタスクの結果は、用語を操作化するために選択する定義の関数になります。「自動化」とは、「人間の指示なしに機械があるタスクの substantial portion を実行する」という意味です。したがって、これは「機械化」や「工業化」とは区別されます。機械化や工業化では、タスクを実行するために必要な労働量を減らすために機械が使用されますが、その機械は依然として人間のオペレーターからの継続的な指示または直接の操作を必要とする場合があります。したがって、パワーツールやクレーンのようなものは自動化とは見なされません。なぜなら、どちらの場合も、作業が行われている間、機械の個々の動き/アクションは人間によってオーケストレーションされるからです。一方、人間のオペレーターがレンガを1つずつ指示することなく、個々のレンガを自動的に配置するレンガ積み機は、自動化と見なされるでしょう。 ほとんどの定義と同様に、この定義も端が曖昧になります。実際には、ほとんどの自動化システムは実行中にある程度の人間による監視を必要とし、その監視が「個々の動きを指示する」と見なされるかどうかは判断の余地がある場合があります。したがって、人間が継続的に監視しているとしても、アスファルトを自動的に敷設する道路舗装機は「自動化」と見なすでしょう。しかし、コンクリート仕上げ機のようなものは、秒単位でより多くの人間の指示を必要とするように見えるため、はるかに境界線上にあります。 コンクリートパワーコテ、Concrete Tools Directより。 工場での方法 建設タスクの一部が、実際の建設現場の外、工場または工場のような環境で行うことができる場合、他の工場タスクと同様に、少なくとも部分的に自動化できる可能性が非常に高いです。 この初期の例の1つは、コンクリートバッチプラントです。19世紀のほとんどの間、コンクリートはシャベルを持った労働者によって手作業で混合されていましたが、19世紀後半にはコンクリート混合が機械で行われるようになり、20世紀前半には自動セメント計量、自動水供給など、これらの機械はますます自動化されていきました。例えば、フーバーダムでは、コンクリートバッチ処理は「完全に自動化」されていました。 フーバーダムの自動コンクリートバッチプラント、Hoover Archivesより。 鉄骨製作も同様です。鉄骨セクションは、もちろん工場生産品であり、常にそうでした。そして、工場で生鉄要素を建材部品に加工し、それらのタスクを部分的に自動化することは、それほど大きな飛躍ではありません。鉄骨梁に穴を自動的に開ける機械、パイプの継ぎ目を自動的に溶接する機械、鉄骨セクションを自動的に塗装する機械は、19世紀後半に登場し、今日でも広く使用されています。 現代の鉄骨加工業者、Wikipediaより。 より一般的に、本質的にあらゆる建材—鉄、レンガ、コンクリートブロック、合板、乾式壁、屋根材—は工場で大量に生産されるため、生産プロセスのさまざまな部分が自動化されます。 1950年代の合板工場の自動トリミング、YouTubeより。 コンクリートは、前述のように、当初は現場生産材料でしたが、最終的にはその生産がオフサイトに移されました。私たちは他の建材でも同じ軌跡を見ています。例えば、窓やドアはかつて現場で製造されていましたが、それらは現在、多くの組み立て作業が自動化されたオフサイト工場で製造されています。床や屋根のトラスも同様に、当初は現場生産部品でしたが、現在ではさまざまな程度の自動化を備えたオフサイト工場で主に製造されています。典型的なトラス工場では、さまざまな木材セクションの切断とトラスプレートのプレスが自動化されており、一部のトラス工場ではさらに高度な自動化が採用されています。 1950年代の現場トラス加工、House & Homeより。 Randekによる自動屋根トラス製造、 circa 2013、YouTubeより。 プレキャストコンクリートは、もう1つの工場生産建材です。梁、壁、柱などの大型コンクリート要素はオフサイトのプラントで製造され、その後、現場に輸送されて組み立てられます。プレキャスト製造は、特に米国では、必ずしも高度な自動化を備えているわけではありませんが、高度に自動化される可能性があります。 アイルランドの自動プレキャストプラント、YouTubeより。 もちろん、これはプレハブ建設にこれほど多くの歴史的な関心が寄せられてきた理由の一部です。実際の建設プロセスを工場に移せば、その大部分を自動化できる可能性があり、（期待される）労働力とコストの削減を達成できます。プレハブ建設が単なる従来の労働集約的な建設を倉庫内で行うだけの場合もありますが、プロセスが高度に自動化されている場合もあります。Levitt and Sonsは、1970年代のOperation Breakthroughの一環として高度に自動化されたプレハブ工場を建設しました。現在、米国のAutovolやドイツのGropyusなどの企業は、部分的に自動化された工場を運営しています。 1950年代のプレハブ施設での自動キャビネットドア塗装、House & Homeより。 Autovolの工場での自動壁パネル組み立て、circa 2021、YouTubeより。 オンサイト連続プロセス 成功した自動化のもう1つのカテゴリーは、工場のようなものにできるオンサイトタスクです。単純で反復的な動きで、機械が単純な経路に沿って移動しながら何度も繰り返されます。 このカテゴリーの例の多くは、コンクリートやアスファルトに関連しています。