経営・戦略

2026.03.28 10:36

建設業界の変革:石油と金属からシリコン、データ、AIへ

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先の記事で報じた通り、2026年3月2日から6日にかけてラスベガス・コンベンションセンターで開催されたCONEXPO-CON/AGGは、鉄と鋼鉄の展示会であると同時に、かなりの量のシリコン、コンピューティング、遠隔操作、そしてAoT®(Autonomy of Things:モノの自律化)革命に向けた重要な取り組みの場でもあった。建設業界は、もはや金属、石油、煙、粉塵だけの世界ではない。シリコンとデータ、そしてAIを活用し、物体やモノを自律的に動かす時代が到来している。

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上記の画像(おそらく19世紀に撮影されたもの)から読み取れる印象的な事実:

  1. 全員が帽子を被っており、工事用ヘルメットは着用していない(ヘルメットは1919年に発明された)
  2. 安全性はそれほど重視されていないようだ
  3. 彼らは楽しんでおり、明らかに自分たちの仕事を愛している
  4. 残念ながら、現在ではこのような労働者が不足している

建設業界は劇的に成長しており、現在、世界で年間15兆ドル規模の産業となっている。そのうち15%が米国市場(年間約2兆ドル)である。同業界は約800万人を雇用しており、これは米国労働力の5%に相当する。この成長の最中、熟練労働者の供給は減少している(退職者の増加と、若くテクノロジーに精通した労働力のこの業界への参入減少・躊躇)。機器販売はこの市場の約2500億ドルを占め、そのうち10%が米国市場向けである。

生産性、安全性、スケジュール、資本利用率を向上させるため、輸送セクターのコンピューティング、半導体、センシング、AoT®の技術を活用することが鍵となる。これにより、希少で熟練した人的資源の配置も最適化される。現在、新しい建設機器の約8%には何らかの自律機能(対面または遠隔監視が必要)が搭載されている。これは2034年までに倍増すると予想されており、より深いレベルの自律性(無監視)が期待されている。自動運転車やスマートフォンと同様に、サービスやライセンス収益が重要になりつつあるように、建設機器メーカーもSaaS(Software as a Service)やAUaaS(Autonomy as a Service:自律化サービス)といった継続的な収益に注力している。

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ジョン・ディア:Nothing Runs Like a Deere(ディアのように走るものはない)

189年前(1837年)にシンプルな発明、すなわち非粘着性の鋤(図1)で創業した同社は、約2世紀にわたり農業機器分野で革新を続けてきた。

先に報じた通り、CESでは、ディーゼル駆動の""車輪の上の工場""であるX9を実演した。これは作物を自律的に収穫、洗浄、加工し、穀物をトラックに積み込んで倉庫や工場に輸送する。キャビン内の人間は主に農学者であり、土地、作物密度、作業、収量を研究して次シーズンの植え付け戦略を決定する。X9は合計18,000の部品と7000万行のコードを持つ(物理的部品1つあたり約4,000行のコード)。

ディアは、数十年にわたり過酷な環境向けの複雑な機器を設計・提供してきたのと同じ程度の革新性を、自律化とデータサイエンスにもたらしている。同社の建設事業は比較的新しく、わずか約75年の歴史しかない。これは、農家が傾斜地の農地で作業するためにブルドーザーを必要としたときに、農業事業からスピンオフしたものである(図2)。それと第二次世界大戦後の住宅ブームが、建設部門の形成を促した(現在、同社の総売上高約500億ドルの約3分の1を占める)。

CONEXPO 2026での基調講演で、トップエグゼクティブ(CTO(最高技術責任者)のジャミー・ヒンドマン氏、技術・自律化担当副社長のジョニー・スペンドロブ氏、CDO(最高データ責任者)のメアリーアン・グレイブス氏)は3つの分野に焦点を当てた:

  1. 自社機械の自律化
  2. 混合車両群の運用統合(建設機器以外を含む)
  3. 豊富な現場およびフィールドデータから実用的なインテリジェンスを抽出するデータサイエンス

同社は4,300人のソフトウェア/データ/AIエンジニアを採用しており(おそらくR&D/エンジニアリングスタッフの50%)、これらの取り組みを支援するための買収/パートナーシップに積極的である:

  1. 2017年:Blue River Technologyを3億500万ドルで買収 - 識別用AIカメラ
  2. 2017年:Wirtgen Groupを52億ドルで買収 - 道路建設機器
  3. 2021年:Bear Flag Roboticsを2億5000万ドルで買収 - トラクター用自律運転
  4. 2024年:SpaceXと戦略的パートナーシップを締結し、新旧の農業機器にStarlink衛星インターネット接続を提供。遠隔地での接続性に不可欠。
  5. 2026年:Tenna, LLCを買収 - 混合車両群管理ソフトウェア
  6. 2024年〜2026年:建設技術スタックの一部として""バーチャル現場監督""アプリケーションを導入。リアルタイムでデータを収集し、生産、コスト、安全性のパフォーマンスに関する洞察を提供。これは、2024年のCloudscape Labsとのディアの協力(同社のスタートアップ・コラボレーター・プログラムの一環)から生まれた。

これらの投資により、同社は地理、気象、地形、建設プロジェクト全体にわたって膨大な量のデータを収集できる。正しくマイニングされれば、それは粘着性のある継続的な収益の生命線となり、顧客が効率、資本利用、品質(コスト、スケジュール、手戻りの削減)を改善するのに役立つ。

ディアの土工機械販売・マーケティング・カスタマーサクセス担当副社長のジェイソン・デイリー氏によると、建設現場は複雑で混沌としており、混合車両群全体で協調的な自律化と調整が必要な場合はさらにそうである。複雑さとさまざまなデータソースを、適切に管理された摩擦のない運用に削減することが、顧客の成功の鍵となる。自律化ソリューション、Tennaの混合車両群運用管理ソフトウェア(Tennaは、資産を追跡し、機器データと使用状況を収集するために、請負業者であるConti Groupによって建設請負業者向けに開発された)、およびバーチャル現場監督(運用指標を追跡・改善するためにリアルタイムデータを収集)の組み合わせにより、これが可能になる。図3は、次世代の自律型道路建設用掘削機を示している:


CONEXPO 2026でのキャタピラーの重要な焦点は、労働力開発であった。AIと自律化が労働力に必要なスキルの種類を変えるという事実を認識し、同社は2025年にFuture Skills Initiative(未来スキル・イニシアチブ)を発表した(これは創業100周年でもあった)。これは、5年間で1億ドルの資金を投じて、ロボティクス、自動化、人工知能技術において労働力をアップスキルし、拡大する製造業のスキルギャップを埋めることを約束するものであり、K-12の生徒向けのSTEMアウトリーチや成人向けの有給技術者トレーニングプログラムも含まれる。このイニシアチブの一環として、Knowledge Academyのための専用ブースを設け、Global Dealer Technician Challenge(グローバル・ディーラー技術者チャレンジ)Global Operator Challenge(グローバル・オペレーター・チャレンジ)という一連の競技会を開催し、技術者と機械オペレーターが建設を前進させる上で果たす重要な役割を強調した。3日間のイベントには数千人が参加した(次の優勝者を目指す子供たちも含む)。

同社の基調講演では、企業幹部(建設グループ社長のロッド・シャーマン氏、CTOのジェイミー・マイナート氏、CDOのオギ・レジック氏)が以下の問題と、自律化とAIの影響について議論した:

  1. 安全性:現在、米国労働力の5%が建設業に従事しているが、安全事故の20%がこのセクターで発生している。同社は、このような事故を最小限に抑えるため、障害物/歩行者検出、衝突回避、キャビン内監視のためのカメラやその他のセンサーに基づくCAT Detectなどのさまざまなツールを開発した。
  2. 生産性:建設環境は複雑であり、自律化の実装には、人々とプロセスの働き方に対する異なるアプローチが必要である。驚くべきことに、建設現場での活動の30%は手戻りであり、コストとタイムラインを増加させている。キャタピラーは鉱業自律化のパイオニアであり(30年前に開始)、この経験を活用して建設におけるこのような非効率性を排除している。重要な取り組みは、CESで実演されたCAT AIアシスタントであり、これは基盤となるLLM(大規模言語モデル)の上に位置し、1世紀分の運用知識と製品設計をエンコードするAIエージェントである。これにより、顧客は機器を安全かつ効率的に購入、保守、管理、運用できる。CAT VisionLinkは、混合車両群の生産性を最適化するためのフリート管理のための実用的な洞察を提供するデジタルツールのスイートである(現在、約110の請負業者が使用している)。
  3. 建設業における労働力不足:前述のFuture Skills Initiativeとは別に、限られた熟練労働力を最大化するために自律化とデジタルツールを使用することが重要な焦点分野である。単一のオペレーターが遠隔操作と遠隔操縦を介して最大5台の機械を操作できるようにすることは、すでに現実となっている。CAT AIアシスタントには、経験の浅いオペレーターをさまざまな機械でトレーニングするための指導ツールもある。

CTOのジェイミー・マイナート氏によると、持続可能性は重要な考慮事項であり、機器の再構築は機器設計の不可欠な部分である。同社は、CAT AIアシスタントなどのツールを使用して、ディーラーの教育とトレーニングに多大な時間を費やしている。典型的なディーゼルエンジンの寿命は10,000時間であり、約1,900のディーラー拠点で再構築できる。新品部品のコストの45〜85%で新品同様のパフォーマンスを提供する(図6):

自律化とデジタルツールの焦点は、建設プロセスを摩擦のないものにすることである。マイナート氏によると、""100年間、顧客の課題が私たちの革新の方法を推進してきました。先進技術とエンジニアリングを大規模に適用することで、顧客がより生産的に働き、より安全に運用し、急速に変化する世界で回復力のある運用を構築するのに役立つ、インテリジェントで接続されたソリューションを提供しています""


Xpanner:AI駆動の自動化で建設を再定義

同社は、2020年に韓国で創業して以来、太陽光発電所向けの建設自律化事業を展開してきた。2700万ドルの投資を受け、2023年にカリフォルニアに移転した。CEO(最高経営責任者)のヘンリ・リー氏(2008年にDoosan Heavy Industriesに買収されたBobcatなどの建設会社や、Hyundai Infracoreで役職を歴任)が率いるXpannerは、MortensonBlack and Veatch、太陽電池フォトボルタイクスとモジュールの主要メーカーであるQ-Cellsの建設部門などの大手建設会社と協力している。

Xpannerの最初の成果は、太陽光パネル構造(太陽光パネルと制御電子機器が取り付けられる)を保持するために使用される杭打ち機に自律性を挿入したことであった。CONEXPO 2026では、プロセスの次のステップ、すなわち太陽光パネルを杭打ち構造に持ち上げて取り付ける作業の自律化を実演した(図7):

複数の顧客(Solar AutomationとBESS Construction)との継続的な試験により、自律化のプロセス効率の利点が実証されている(図8)。取り付け作業の運用化は、2026年第2四半期に予定されている。

Xpannerの主力製品であるX1 Kitは、自動化コントローラー(Mango)、センサーフュージョンモジュール、AIモジュール(M2)、およびAIソフトウェアで構成されている。これは建設機器に統合され、特定のプロセス/タスクと場所でトレーニングされる。自律化スタックは機器に依存しない。パネル取り付け機器に統合されたMangoコントローラーを図9に示す。

収益モデルは、自律化スタックを統合するための初期費用と、プロジェクトの期間中に請求されるAutomation As a Service(AuaaS:自動化サービス)料金で構成されている。売上高は2024年の700万ドルから2025年には2100万ドルに成長し、2026年には4300万ドルに達すると予測されている。同社は73人の従業員(韓国と米国)を擁し、黒字である。

リー氏:""私たちはAI駆動のインフラストラクチャの時代に入っています。太陽光発電所からデータセンターまで、世界は前例のないスピードで重要なインフラストラクチャを構築していますが、業界は深刻な労働力不足に直面しています。Xpannerでは、Physical AI(物理的AI)を展開して重機を自動化し、人間の能力を拡張しています。私たちはPhysical AIを使用して、AIの未来を可能にするエネルギー資源を構築しています""


Ceres Holographics:次世代ディスプレイの実現

主要な建設・農業機器OEMが、半自律型ブルドーザーや掘削機のキャビンでの運用やトレーニングのために労働力を関与させることに多大なR&D費用を費やしていることを考えると、気を散らすことなく情報を表示することが重要である。HUD(ヘッドアップディスプレイ)は過去30年間、自動車セクターで使用されており、人間のドライバーを支援するように設計されているが、横を向いたり、ドライバーのFoV(視野)に直接ない画面を見たりすることを強制しない。この技術をブルーカラー車両に転用することは当然のことのように思える。

しかし、問題がある。自動車は空気抵抗を最小限に抑えるために傾斜したフロントガラスで設計されている。建設車両や大型トラックは抵抗を気にせず、垂直なフロントガラスを持っており、これには視認性の向上、構造強度、使用可能なキャビンスペース、修理コストの低減という利点がある。従来のHUDは反射光学を使用しており、プロジェクター、ミラー、フロントガラスの角度の厳密な位置制約と精密な位置合わせが必要である。垂直なフロントガラスで機能させることは事実上不可能である。

Ceres Holographics(CH)は、プロジェクターからの光を回折する薄いホログラフィック光学素子(HOE)をフロントガラスに埋め込むことで、この問題を解決する。ホログラムは精密にプログラムされており、特定のプロジェクター角度から特定の波長で到着する光が、フロントガラス内に埋め込まれたHOEからの回折と反射を使用して、ドライバーのディスプレイに向けてリダイレクトされる。図10は、トラクターの垂直フロントガラス用のHOE設計の光学概略図を示している。

垂直フロントガラスで機能するという利点とは別に、HOEには従来のHUD(垂直および傾斜フロントガラスの両方)に対する他の利点がある。

  1. パッケージング容積が15%低く、FoVが3倍
  2. 複数の画像をフロントガラスに投影できる(たとえば、1つはドライバー用、もう1つは乗客用)。
  3. プロジェクターの配置の柔軟性により、キャビン設計の制約が緩和される
  4. 統合と修理のコストが低い

ホログラフィックディスプレイのアイデアは、1990年にベル研究所でのデータストレージ用のフォトポリマーの開発から生まれた。2011年に早送りすると、この技術は2つの異なる垂直市場にサービスを提供するためにスピンオフされた。1つはフォトポリマーフィルムの製造(Bayer Material Science(現在のCovestro)によって買収・開発)、2つ目はウェアラブル用で、2018年にAppleによって買収された。

CHは、自動車OEMにHOE機能を提供するサプライチェーンの一部である(図11を参照):

サプライチェーンのフローは次のとおりである:

  1. CovestroがフォトポリマーフィルムをEastmanに供給
  2. EastmanがCeresが設計したマスクから埋め込まれたDOE構造を持つCovestroフィルムを、Ceresの生産機械(以下のステップ3を参照)でカプセル化
  3. Ceresが最終OEM顧客向けにカスタムHOEマスクを設計し(取り付けおよび視聴要件に基づいて)、マスターマスクを製造する(独自に設計されたカスタム機器で)。これは、ステップ2を実行するためにマスターからフィルムを複製する生産機械とともに、Eastmanに納入される。
  4. EastmanがカスタムHOEを含むインターレイヤーフィルムをフロントガラスメーカーに供給し、フロントガラスメーカーがフロントガラスアセンブリを自動車OEMに納入する。
  5. Ceresがプロジェクターサプライヤーと設計/テストシステムについて協力する。これらは計器パネルアセンブラーに納入され、その後OEMに納入される。

CHは、Eastmanへの機械の供給と、EastmanおよびInstrument Panelサプライヤーからのロイヤリティ料金を通じて収益を得ている。同社は、複数の建設機器会社向けの垂直フロントガラスHOEディスプレイの評価プロジェクトに取り組んできた。製品の浸透は遅く、建設業界の安全性と生産性への焦点、およびHOEディスプレイが提供する利点を考えると、これは不可解である。

Ceres HolographicsのCEOであるアンディ・ウィリアムズ氏によると:

""当社のディスプレイソリューションは、建設および農業機器セクターに共通する垂直フロントガラスの要件に独自に適しています。従来のHUD方式では対処できない課題に対処します。当社のソリューションは今日利用可能であり、必要な量で利用可能であり、機器メーカーが最新の技術で車両を強化し続けることを可能にするために拡張できる実証済みのサプライチェーンが整っています""


Eastman:より良い世界を構築するための革新

Eastmanは、上場している材料会社(1994年にEastman Kodakからスピンオフ)であり、車両フロントガラス用のインターレイヤーフィルム、高性能医療機器の耐久性のための樹脂、持続可能なウォーターボトルや化粧品ケース用のリサイクル材料を生産している。上記のように、自動車用HOEフロントガラスのサプライチェーンの一部として、EastmanはHOEディスプレイ用のフィルムをフロントガラスメーカーに納入する上で重要な役割を果たしている。

EastmanはCONEXPO 2026で自動車用HOEディスプレイソリューションを実演した。マイケル・ジョンソン氏はEastmanの自動車事業開発責任者であり、自動車OEMのHOEフロントガラス設計からの実際の画像を実演した(図12)。

ジョンソン氏によると、複数の自動車OEMが2028年に50の車両モデルでHOE対応フロントガラスディスプレイを発売する予定である。CONEXPO 2026では、建設機器メーカーからこの技術を半自律型建設車両に埋め込むことへの大きな関心が寄せられている。それが実現することを期待しよう。


建設業界は急速に成長しているが、労働者供給、プロジェクトタイムラインの短縮、より高い効率、品質、安全性の必要性という課題に直面している。Physical AI、自律化、データ、労働者のアップスキル、現場管理のためのデジタルツールは、企業がこれらの課題を克服するために追求している重要な取り組みである。

forbes.com 原文

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