東亜建設工業株式会社（本社：東京都新宿区、代表取締役社長：早川 毅、以下「当社」）は、海上作業における生産性向上を目的として、ARAV株式会社（本社：東京都文京区、代表取締役社長：白久 レイエス樹）が開発した重機の遠隔操縦・自動運転システムを、動揺する砂撒船上に設置したバックホウに適用しました。重機の遠隔操縦・自動運転システムを難度の高い海上工事に試験的に導入するのは、国内初の取組みとなります。

背景

砂撒船は、港湾工事で利用される作業船の一種で、護岸基礎の築造や漁場の海域環境を改善するため、海底に土砂を撒く作業や、窪地の埋め戻し作業などに使用されています。土砂投入作業は、土砂を積載した土運船を砂撒船に接舷し、２台のバックホウによって土砂を土運船から砂撒船のホッパーに投入し、海底に土砂を投入します。

砂撒船「サンライズ」では、２台のバックホウをそれぞれのオペレーターが操縦しており、海底に均一な厚さで土砂を撒くためには、一定量の土砂をホッパーへ連続的に投入しなければならず、バックホウ同士が接触しないよう、オペレーターがお互いにタイミングを合わせて施工を行う必要があります。そのため、作業時間と精度は、オペレーターの技能や経験に依存していました。

さらに、少子高齢化に伴う担い手不足により、熟練オペレーターが減少していることから、自動運転による省人化・効率化が望まれていました。

そこで当社は、将来の砂撒船バックホウの完全自動化を見据え、まずは１名のオペレーターが２台のバックホウを遠隔で同時に操縦できる遠隔操縦・自動運転システムの開発に取り組み、陸上においては実用性を検証しておりましたが（※）、今回、初めて動揺する砂撒船上のバックホウに適用し、難度の高い実際の海上工事（実施工）に国内で初めて試験導入しました。

実施工での検証試験

今回、遠隔操縦・自動運転システムを試験導入した海上工事においては、オペレーターがバックホウを遠隔操縦することで、土運船に搭載されている土砂を掘削した後、掘削した土砂を自動運転で砂撒船のホッパーに投入できることを確認しました。

また、この作業と同時に、オペレーターはもう１台のバックホウを遠隔操縦して土砂を掘削し、先のバックホウがホッパーへの土砂の投入を完了し、初期位置へ戻ってきたことを検知した後、予め掘削しておいた土砂を自動運転で砂撒船のホッパーに投入できることを確認しました。

この遠隔操縦と自動運転を繰り返すことにより、１名のオペレーターが２台のバックホウを操縦することができるため、オペレーターを１名削減できるだけでなく、オペレーターの習熟度に関係なく効率的な施工ができることが改めて検証されました。

今後の展開

海上でバックホウを自動運転させるためには、波浪や海面変動等の外乱を考慮した姿勢制御が重要ですが、今回の検証試験で取得したデータを自動制御システムにフィードバックすることで、システムの更なる精緻化を図っていきます。

また、シミュレーターを活用してバックホウ操作の習熟度を向上させ、誰でも掘削作業ができるような取組みも進めていきます。

さらには、将来的に「重機の完全自動化」を実現するため、障害物検知やトラブルを判断する技術、緊急時の対応などについて、引き続き、実施工を通じて試験・検証を行い、より安全かつ効率的な作業環境の構築を目指していきます。

関連情報

重機の遠隔操作・自動運転システムを砂撒船に活用（2023年4月7日）

本件に関するお問い合わせ先

東亜建設工業株式会社
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