人手不足を解消！LRTKならスマホで簡単3D施工

はじめに：人手不足と現場効率化という課題

建設業では今、人手不足と現場の効率化が大きな課題となっています。ベテラン作業員の高齢化が進む一方、若年層の入職者が減少し、現場技能者の平均年齢は上昇傾向です。2020年代には55歳以上が全体の3割超、29歳以下は1割程度とも言われ、将来的に熟練者の大量退職による労働力不足が懸念されています。こうした状況で業務量をこなすためには、省人化・生産性向上による「少ない人数で効率よく現場を回す」取り組みが不可欠です。

一方で、近年は国土交通省主導の「i-Construction（アイ・コンストラクション）」に代表されるように、建設現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）が推進されています。中小の施工会社や自治体でもデジタル技術への関心は高まっていますが、「専門知識が必要では？」「高額な機器がいるのでは？」と導入に不安を感じている方も多いでしょう。そこで注目されているのが「3D施工」です。これは測量・設計・施工管理に3次元データやICT技術を活用する新しい施工手法で、人手不足の解消と現場効率化の切り札として期待されています。本記事では、3D施工の基礎から導入メリット、具体的な活用方法や事例、そして導入時の課題とその乗り越え方までを解説します。小規模な現場でも今すぐ始められる3D施工のポイントを押さえ、最後にはスマホで簡単に始められるツール「LRTK」もご紹介します。DXに興味はあるものの一歩踏み出せずにいる方は、ぜひ参考にしてください。

3D施工とは何か？なぜ注目されているのか？

3D施工とは、従来の2次元図面や職人の勘に頼った施工手法から一歩進み、3次元データとICT（情報通信技術）をフル活用して施工プロセスを行う手法です。測量・設計から施工、検査・維持管理に至るまで、各段階でデジタルな3Dモデルやデータを用いることで、作業の自動化や精密化、効率化を図ります。国土交通省が2016年から推進する*i-Construction*では、この3D施工（ICT施工）が生産性革命の柱の一つとなっており、品質を確保しつつ人手と時間を減らすことを目指しています。

3D施工が注目される背景には、先述の深刻な人手不足があります。建設需要が高まる中、人海戦術では限界があるため、デジタル技術によって「少ない人員でも高品質な施工を実現する」必要性が高まったのです。また3D施工は、現場の安全性向上や働き方改革にも寄与します。重機の自動制御や遠隔操作によって危険作業に人が立ち入る機会を減らせますし、データ活用による段取り短縮で長時間労働の是正も期待できます。さらに、従来は「きつい・危険・きたない」という3Kで敬遠されがちだった建設現場を、デジタル技術の導入によって「給料が高い・休暇が取れる・希望が持てる」新3Kの魅力ある職場に変え、若者が定着しやすい環境にする狙いもあります。

要するに3D施工は、「データが現場を動かす」施工スタイルです。経験や勘に頼る部分をデジタルデータが補完・代替し、誰もが精度の高い施工を行えるようにします。この流れは今後ますます加速すると見られ、国交省は2023年度から公共工事（土工）でのICT施工を原則必須化する方針を掲げました。つまり3D施工は一部の先進的な現場だけでなく、業界全体で当たり前の技術になりつつあるのです。だからこそ「今は自分たちには関係ない」と傍観するのではなく、中小企業や自治体こそ早めに取り組む価値があると言えるでしょう。

従来の施工管理と3D施工の違い

では、従来の施工管理と3D施工では具体的に何が違うのでしょうか。大きな違いは、情報の扱い方と作業プロセスのデジタル化レベルです。以下に主な違いを挙げます。

• 測量・設計の違い：従来は職人がトランシットやレベルを使って現場を測量し、2次元の図面上で設計・数量計算を行っていました。点在する測点を人手で測って図面化するため、取得できる情報は限られ、複雑地形では職人の経験に頼る部分も多かったでしょう。3D施工では、3次元測量機器（ドローンによる写真測量や3Dレーザースキャナー、GPS測量機器など）を用いて現地の詳細な地形データを取得します。出来上がった3D地形モデル上で設計を行い、設計データ自体もデジタルな立体モデルとして作成します。これにより、設計段階から実際の地形を精密に反映した計画が可能になります。

• 施工の違い：従来の施工は、紙の図面や墨出し（現場への線引き）を頼りに職人が重機や工具を操作していました。ベテランの勘や経験が品質に大きく影響し、手戻りも発生しがちでした。3D施工では、作成した3次元設計データを重機や測量機器に取り込んで活用します。例えば、ICT建機と呼ばれるGPSやセンサー搭載のブルドーザー・ショベルは、3D設計データに基づいてブレード高さを自動制御し、オペレーターの補助なしで正確に掘削・整地を行えます。また、現場ではタブレットやスマホ上で常に3Dモデルを確認しながら作業できるため、図面を読み違えるリスクも減ります。つまり「機械が自動で動く」「人間もデータを見ながら動く」のが3D施工の施工現場なのです。

• 施工管理・検査の違い：従来は施工後に測量班が来て、出来形（できあがった形状）を確認するための断面測量や高さ測定を行い、図面と照合して検査する、といった流れでした。これも人手と時間がかかる作業で、取りこぼした箇所の有無は測ってみないと分からず不安が残る部分でした。3D施工では、施工途中や完了後にドローンや地上型スキャナー、あるいはLiDAR付きタブレットなどで現況の3D点群データを取得し、デジタル上で出来形を丸ごと検証できます。設計3Dモデルと出来形点群を重ねて比較すれば、一度に広範囲のズレや過不足を検出可能です。人が見落とすような局所的なミスも色分け表示等で一目で分かります。報告書作成もデータから自動で数量算出・図化できるため、検査書類作成の手間も大幅に軽減します。

• 情報共有の違い：従来は現場代理人や担当者が日々写真帳や紙図面で進捗を報告し、必要に応じて協力会社や発注者に説明していました。説明には経験が必要で、離れた場所に情報を伝えるにもタイムラグがありました。3D施工では、クラウドを通じて現場の3Dデータや進捗モデルを関係者とリアルタイム共有できます。オフィスにいながら現場の点群モデルや重機の稼働ログを確認したり、遠隔で指示を出したりも可能です。可視化された立体情報は直感的に理解しやすく、発注者や地域住民への説明資料にも活用できます。

このように、3D施工は「現場をデータで管理する」点で従来の施工管理とは一線を画します。職人の属人的な作業もデータと機械がサポートして再現性高く進められるため、品質の均一化や作業効率の飛躍的向上が期待できます。一方で、導入には3Dデータの作成や機器の準備など新たなハードルもありますが、それについては後述する課題と対策で触れます。次章では、3D施工によって具体的にどのようなことが可能になるのか、その代表的な技術や機能を見ていきましょう。

3D施工で何ができるのか？（点群データ、AR、出来形管理など）

3D施工を導入すると、現場ではさまざまな先進的手法が活用できるようになります。ここでは中でも注目度の高い3つの技術・活用法を紹介します。

• 点群データによる現況把握と計測: 3D施工の出発点となるのが点群データの活用です。点群データとは、レーザースキャナーや写真測量によって取得される無数の測点（ポイント）の集合で、現場の地形や構造物を精密にデジタル再現したものです。例えばドローンで上空から造成地を空撮すれば、短時間で広範囲の地形点群モデルを作成できます。地上でも、近年はスマートフォンやタブレットに搭載されたLiDARで手軽に周囲の点群をスキャンすることが可能です。点群は現実をほぼそのまま切り取った計測データなので、従来は取りきれなかった複雑地形や構造物の微妙な凹凸まで把握できます。取得した点群から距離・面積・体積を測定するのも自由自在です。例えば、掘削した土量を点群比較で算出したり、法面の勾配角度を点群上で解析したりといった応用ができます。現況を丸ごとデータ化しておけば、後から「測り忘れた」「記録し忘れた」という心配もありません。誰でも簡単に精密測量ができる点群技術は、3D施工の基盤となるものです。

• ARによる直感的な施工支援: AR（拡張現実）も3D施工の強力なツールです。AR技術を使えば、タブレットやスマホの画面越しに設計データを現実空間に重ねて表示できます。たとえば舗装工事で完成形の設計モデルをAR表示すれば、現場でどのくらい盛土すれば設計高さに届くか一目瞭然です。配管工事では、埋設する管の3Dモデルを地面上に透過表示して、掘削範囲や他の埋設物との干渉がないか確認できます。最近のスマートデバイスはGPSやセンサー精度が飛躍的に向上しており、専用のアプリケーションと組み合わせることで数cm単位の高精度なAR測位も可能です。現場を歩き回っても設計モデルがずれず、本来あるべき位置にピタリと表示されるため、まるで完成形がその場に存在しているかのような感覚で作業できます。このAR活用により、図面だけでは分かりにくかった設計の「見える化」が進みます。発注者との出来形立会い時にARで完成イメージを共有したり、現場スタッフに作業手順を示す教育ツールに使ったりと、活用シーンは多彩です。また、事前に埋設した配管やケーブルの位置を3D記録しておけば、将来の工事で地中埋設物をAR透視して表示し、誤って損傷するリスクを減らすこともできます。AR施工は熟練度に関わらず全員の空間把握力を高め、安全で正確な作業につなげてくれるのです。

• 出来形管理の効率化と高度化: 出来形管理とは、完成した構造物や造成地が設計通りの形状・寸法になっているか確認する品質管理プロセスです。3D施工では、この出来形管理にもデジタル技術が大活躍します。先に述べた点群データを活用すれば、施工後の地形を全面的に検証できます。例えば道路工事であれば、設計の完成モデルと施工後に取得した点群を重ね合わせ、ズレをヒートマップ（色分布図）で表示できます。設計通りの範囲は青～緑、超過掘削や盛り土不足の箇所は赤など、一目で良否を判定できるわけです。これは従来の部分的な検測では見逃していた誤差も発見でき、手戻り防止につながります。また、ソフト上で設計との差分体積を計算すれば「あと○立米の土を入れれば設計通りになる」といった具体的な手直し量も瞬時に把握できます。報告用の断面図や数値表も自動生成されるため、検査書類の作成時間も大幅短縮できます。さらに、点群や写真にグローバル座標（世界測地系の緯経度情報）を付与して記録しておけば、将来の維持管理にも有用です。例えば橋梁やトンネルの点検記録を3Dデータ付きの写真で残せば、次回点検時に同じ地点を正確に再現して経年変化を比較できます。このように、3D施工のデータは工事完了後も資産となり、長期的なインフラ管理に価値をもたらします。

以上、3D施工で実現できる主な機能を見てきました。他にも、重機オペレーションの遠隔監視や、VRによる施工計画シミュレーションなど、関連技術は日々進歩しています。重要なのは、「データとデジタル技術を使えば現場業務をもっとスマートにできる」ということです。現場経験が浅い人でも機械任せで正確に掘削できたり、一人ですべての測量を完結できたりと、省人化・省力化に直結する効果が多数あります。次章では、実際にそうした3D施工の技術を活用している現場の事例や、具体的な活用シーンを見てみましょう。

導入事例や現場活用シーン

3D施工の概念が掴めても、実際の現場でどのように使われているのかイメージしにくいかもしれません。ここでは具体的な活用シーンの例を挙げて、3D施工の有用性を紹介します。

• 事例① 土量管理と出来形確認の効率化：ある中規模の造成工事では、従来は現場監督と測量員が何日もかけて断面測量し、土工量を算出していました。それを3D施工に切り替えたところ、ドローンによる上空測量とスマホLiDARスキャンだけで現況の点群モデルを迅速に取得し、その日のうちに土量計算と出来形確認を完了できました。点群データをクラウドで共有すれば、遠方の設計担当者も即座にチェックできます。結果として測量作業に割く人員が激減し、1人でも出来形管理が回せるようになりました。さらに点群ヒートマップで誤差を見える化したことで、手直し箇所を早期に発見・是正でき、品質向上にも寄与しました。

• 事例② 埋設管の3D記録とAR活用：自治体の下水管工事では、老朽管の入替え位置を将来の維持管理のために正確に残すことが求められます。従来は紙図面に測定記録を残す程度でしたが、とある現場ではスマホを用いた3Dスキャンで開削時に配管の位置・深さを点群データ化し、クラウドに保存しました。埋戻し後は見えなくなった管も、施工管理者がタブレットのAR機能で地面に透過表示し、「見えないものを見る」ように確認できます。この活用で、掘削ミスによる誤破損ゼロを達成し、将来の修繕工事でも正確な位置把握が可能となりました。特別なマーカー設置や熟練の勘も不要で、誰でも直感的に埋設物を探知・確認できる点が評価されています。

• 事例③ 小規模現場へのICT導入：とある個人事業主の土木業者では、従業員数名で小さな造成や外構工事を請け負っています。人手不足から測量士を雇う余裕もなく、現場管理は常に手探り状態でした。そこで簡易な3D施工として、後付け型のマシンガイダンス装置を保有するバックホウに装着し、重機オペレーターが運転席のモニターで設計と現在の掘削深さを確認しながら施工できる環境を整えました。また、施工前後にはスマホとRTK受信機を使って自ら敷地を測量し、3Dモデルを作成しています。導入後、重機1台とオペレーター1人だけでも精度の高い掘削が可能となり、これまで半日かかっていた敷地整地作業が数時間で完了するようになりました。小規模な現場でも無理なく使えるICT技術のおかげで、生産性が向上するとともに「デジタル施工が自分たちにもできた」という自信にもつながったそうです。

以上のように、3D施工は現場の規模を問わず活用されています。大規模インフラ工事でのフル活用はもちろんですが、ポイントは「小さな現場こそ工夫次第で効果を発揮できる」ということです。最近では国土交通省も小規模工事向けのICT施工要領を整備し、中小企業での導入を後押ししています。例えば「施工土量が100立米以下程度の土工でもICT活用可」といった基準が示され、受注者の希望で3D施工を取り入れられる仕組みが整いつつあります。「うちは小さい現場ばかりだから関係ない」と思われがちですが、むしろ人手が限られる小規模案件ほど3D施工のメリットは大きいのです。身近な範囲からデジタル技術を取り入れた事例が増えていることは、導入を検討する上で心強い材料と言えるでしょう。

3D施工の課題と、その乗り越え方

便利な3D施工にも、導入にあたってはいくつか課題があります。ここではよく聞かれる課題と、その乗り越え方（対策）を整理します。

• 導入コストの課題: 最初に挙がるのがコスト面です。3DレーザースキャナーやICT対応重機など、本格的な機材は高額で手が出ないのではと心配されます。この課題に対しては、安価で手軽な機器から導入することが有効です。例えば近年はスマートフォン＋小型GNSS受信機で高精度な測量ができる製品や、既存の重機に後付けできる簡易マシンガイダンス装置など、低コストなソリューションが登場しています。また、必要なときだけ機器をレンタルする方法や、ドローン測量だけ外注するといった段階的な導入も考えられます。いきなり全てを揃える必要はなく、用途に応じて小さく始めて徐々に拡大することで費用を抑えられるでしょう。補助金制度や自治体の支援策が利用できる場合もあるのでチェックしてみてください。

• 技術スキルの課題: 「3DやICTといっても専門知識がなくて使いこなせるか不安」という声もあります。確かに従来とは違うソフトウェア操作やデータ処理が必要になる場面もありますが、最近のツールはUI（画面操作）が洗練され直感的になってきています。例えばスマホアプリ感覚で測量や点群処理ができるソフトもあり、研修不要で現場担当者が扱えたというケースもあります。現場向けに設計されたシステムは専門家でなくても使えるよう工夫されているものです。それでも不安な場合、メーカーや販売店が実施する講習会やサポートサービスを活用しましょう。導入初期は専門家にアドバイスをもらい、徐々に自社で回せるようにOJTで技能習得するのがおすすめです。また、社内にデジタルに詳しい若手がいれば積極的に起用し、若手主体でDXを推進してもらうのも一つの手です。

• 3次元データ作成や運用の課題: 3D施工では3次元設計データ（BIM/CIMモデル）が土台となります。しかし「設計図を3D化するのは手間がかかる」「パソコンでのCAD操作に慣れていない」といった声も聞かれます。これへの対策は二つあります。一つは外部リソースの活用です。最近は3D設計データの作成を請け負うサービスや、BIM/CIM対応の設計支援ソフトも充実しています。無理に自前でゼロから作成しようとせず、アウトソースできる部分は専門の会社に任せる方が結果的に早道です。もう一つは、必ずしも最初から完璧な3Dモデルを用意しなくても一部だけ3D施工に活用するというアプローチです。例えば設計図は2Dのままでも、現況の点群データと組み合わせて施工計画を立てたり、出来形検査時だけ3Dを活用したりすることも可能です。徐々に経験を積み、「3Dにした方が便利だ」という実感を得ながら範囲を広げていけば、抵抗感も少なく運用に慣れていけます。

• 社内の理解・人材確保の課題: 新しい技術導入には、社内の理解不足や現場の抵抗感もつきものです。ベテランほど「従来のやり方で十分」「デジタルは信用できない」と慎重になるケースもあります。この課題は、小さくても成功体験を積み重ねて説得するのが一番です。まずは一現場でも3D施工を試行し、その結果として「作業時間が○割短縮できた」「人手が減っても回った」「品質指摘がゼロだった」など具体的な効果を数字や実例で示しましょう。現場見学会や社内発表を通じて成功事例を共有すれば、他の社員も前向きになりやすくなります。また、DX推進の旗振り役となる人材の育成も重要です。外部セミナーに若手社員を参加させたり、ICTに詳しい人材を中途採用したりして、社内にデジタル推進チームを作るのも有効です。経営層の理解を得るためには、国の方針（ICT必須化や将来的な競争入札条件の変化など）も踏まえて「今やらないと将来受注機会を逃す」といった危機感を共有することも必要でしょう。

以上のように、3D施工導入にあたって考えられる課題は段階的導入と周到なサポートで乗り越えることができます。一気に全てを変えようとせず、できるところからデジタル化し、成果を検証しながら社内外の理解を広げていくのが成功のコツです。幸い、行政によるガイドライン整備や教育支援も進んでいるため、以前より格段に取り組みやすい環境が整っています。「難しそうだ」と敬遠せずに、まずは一歩踏み出してみることが重要です。

【まとめ】小規模現場でも今すぐ始められる3D施工

ここまで3D施工の概要から活用例、導入時のポイントまで見てきました。3D施工は決して大手企業や大型プロジェクトだけのものではなく、中小の施工会社や自治体の小規模現場でも大いにメリットを発揮します。人手不足で悩む今だからこそ、デジタル技術を味方につけて限られたリソースで高品質な仕事を成し遂げることが求められています。

小さな一歩からDXを始めてみましょう。例えば、次の現場ではドローンやスマホを使った現況測量にチャレンジしてみる、紙の図面ではなくタブレット上の3Dモデルで職人と打ち合わせしてみる、といった取り組みからスタートできます。最初は不慣れでも、「やってみたら意外と簡単だった」「効率が上がった」という実感が得られればしめたものです。その経験が次の現場への自信となり、徐々に社内のDXが進んでいくでしょう。国交省の統計によれば、生産性向上にICTを活用した企業ほど受注高や利益率が伸びているとの報告もあります。つまり3D施工はコストではなく投資であり、早期に取り組むほど先行者利益を得やすいのです。

特に若手スタッフにとって、デジタルツールを駆使する現場は魅力的で働きがいのある職場となります。人材確保の面でもプラスに働き、会社全体の活力向上にもつながるでしょう。「うちの規模で3D施工なんて…」と躊躇していた方も、ぜひできるところからデジタル施工を始めてみてください。小さな成功体験の積み重ねが、大きな現場改革への第一歩となります。

最後に：LRTKで3D施工をもっと簡単に。測量から始めてみませんか？

3D施工を始めるなら、まずは現場の状況を3Dで把握することからスタートするのがおすすめです。そこで役立つのが、スマートフォンを使って手軽に高精度測量・点群スキャンができる「LRTK」というソリューションです。

LRTKは、iPhoneやiPadなどのスマホ・タブレットに小型のRTK-GNSS受信機（測位端末）を装着して使用する携帯型の測量機器です。重さわずか数百グラムのポケットサイズ端末をスマホに付けるだけで、衛星測位の誤差を数センチ以内に補正できるため、従来は専門機器が必要だったセンチメートル級の測位が誰にでも可能になります。さらに、スマホ内蔵のLiDARやカメラと連携した専用アプリによって、1人で現場を歩き回るだけで精密な3D点群を取得できるのが大きな特長です。例えば、LRTKを使えば30m四方の敷地でも数分程度でスキャン完了し、即座に地形の3Dモデルが生成されます。取得したデータは自動的にクラウドに保存され、オフィスのPCからリアルタイムで確認することもできます。

またLRTKは、3D施工で述べたAR表示や出来形管理の機能もオールインワンで備えています。あらかじめ設計の3Dモデルデータをクラウドにアップロードしておけば、現場でスマホ画面を通じてそのモデルをARで正確な位置に投影可能です。たとえ現場を歩き回ってもモデルがズレないので、LRTKを使えば誰でも簡単に墨出しや位置合わせが行えます。埋設物のスキャンデータを保存しておけば前述のAR透視もワンタッチで実現し、試掘なしで安全に工事箇所を把握できます。さらに、施工後に取得した点群データと設計データを比較してヒートマップを自動作成するなど、出来形管理用の解析もアプリがサポートしてくれます。専門知識がなくてもボタン操作ひとつで「どこをどれだけ直せば設計通りか」まで教えてくれるため、検査準備にも悩みません。

LRTKなら、測量から施工管理、報告までスマホ1台で完結します。大掛かりな機材を持ち運ぶ必要もなく、ポケットに入れて必要なときにサッと取り出して使える手軽さは、日々忙しい現場担当者にとって大きな魅力でしょう。山間部など携帯電波の届かない場所でも、日本の測位衛星「みちびき」の高精度補強信号（CLAS）を直接受信できるため、オフライン環境下でも高精度測位を維持できます。災害現場の急な測量や、GPSが届かない構造物の陰での計測（橋梁下など）にも対応可能で、いざという時の強い味方にもなります。

このように、LRTKは「誰でも・どこでも・すぐに」3D施工の第一歩を踏み出せるよう設計されています。「3D施工をやってみたいけど何から始めれば…」という方は、まずLRTKによる高精度スマホ測量から始めてみてはいかがでしょうか。現場の地形をスキャンして点群データを作成し、それを使って出来形チェックやAR活用を試してみるだけでも、従来との違いにきっと驚かれるはずです。小さな現場こそLRTKでデジタル測量を導入し、人手不足解消と業務効率化の効果を実感してみてください。

3D施工は難しいものではなく、適切なツールを使えばスマホ一つで明日からでも始められる時代です。LRTKはその心強いパートナーとなるでしょう。人手不足の現場に革新をもたらす3D施工、ぜひあなたの職場でも一歩ずつ取り入れてみてください。現場の未来を変えるデジタル革命は、すぐそこまで来ています。あなたも今日からスマホを片手に現場DXに挑戦してみましょう！

（※本記事で紹介したLRTKの詳細や導入方法については、メーカー公式サイトや資料をご参照ください。）