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近年、さまざまな業界で新たな取り組みや新しいサービスが生まれています。その中でも一際注目を集めているのが、ドローンを活用した点検技術です。
ひとつひとつ、目視と手作業で行われていたさまざまな点検作業を、ドローンを使うことで効率化・迅速化が可能になっています。
本記事では、企業や組織の新たな点検作業の選択肢として、ドローン点検の基本と技術、ドローン点検を導入する際にかかるコストと、メリットとデメリットを解説していきます。
ドローン点検とは
ドローン点検とは、無人航空機であるドローンを活用して点検作業を行う事です。
多くの業界で活用されているドローンですが、中でも建設業界やエネルギー産業、測量業界や農業ではドローンの導入が急速に進んでおり、建築物・マンションの外壁・屋根・橋・煙突・風力発電・ソーラー発電・農地などの幅広い分野で、対象物や場所の調査・点検に活用されています。
これまでの人力によるあらゆる分野の調査・点検をドローンに代替することで、事業の効率化・スリム化が実現できます。
ドローン点検が注目される背景
ドローンの登場でさまざまな業務が変化してきていますが、ドローン点検においては、作業時間の短縮・人件費の削減・正確な詳細データの取得が大きなメリットになります。
利益を生み出すことが重要な企業側にしてみれば、コスト削減を実現して作業効率を上げることができるという、非常に魅力的な技術に感じるでしょう。
労働人口の減少
世界的に見ても、日本は急速に少子高齢化が進んでいる国の一つです。
女性や高齢者の労働参加率が上昇していく一方で、労働者の確保が難しい時代になりました。
総務省の推計では、生産年齢人口（１５～６４歳）の比率は2020年と2060年では70%もの差が生じるという結果です。また、パーソナル総合研究所の労働市場の未来推計によれば、2030年には844万人の人手不足になるという結果が出ています。
中でも労働環境の厳しい建設業等では、なかなか人材を確保できないという現状があります。
国土交通省は新たな3Kとして「給与」「休暇」「希望」を挙げていますが、今後も人手不足はますます深刻化していくことが予想されます。
インフラの老朽化
現在の我が国のインフラ設備は経過年数50年以上の高度成長期の物がほとんどであり、かなりの割合で深刻な老朽化が懸念されます。
さらに、今後10年で対応が必要とされるインフラ設備は急速に増える見込みです。
▼インフラ老朽化による事故
- 2018年4月、西日本豪雨により幅50ｍを有するダムの砂防が決壊し、多くの死者がでました。原因は雨の規模とダムの老朽化で、ダムは建設から70年以上が経過していました。
- 2021年5月、大阪府で大阪市立小学校の天井ボードが落下する事故が起きました。幸いけが人は出ませんでしたが、校舎の老朽化と連日の雨と雨漏りが原因とされています。
- 2021年10月、和歌山県で腐食により水道橋が破断・崩落して、一週間にわたり断水がおきました。原因は点検不足と老朽化で水道橋は建設後４０年以上が経過していました。
インフラ設備は日々の生活に欠かせないもので、事故が発生するとライフラインが止まり、その復旧作業には人手とともに時間と経費が大きくかかります。
重大事故を未然に防ぐためにも、定期点検は欠かせませんが、従来の手法では人手不足・資金不足によりなかなか進まないというのが現状です。
ドローン飛行規則の緩和
2021年9月24日航空法施行規則の一部が改正されました。それ以前まではドローンの飛行に関して厳格な法規制があり、公共の安全やプライバシーを守るために厳しい規則が設けられていました。
しかし、近年のドローン技術の進化と利用者の増加からドローン飛行の規制緩和が進んでいます。
改正ポントは２点です。
- 係留飛行と立入禁止管理を徹底すれば許可が不要
- 建物から30ｃｍ以内の空域であれば、地表高度が150ｍ以上でも許可が不要
現在、ドローンを飛ばすには、航空法や電波法などが定める約30の規制を守る必要があります。
当然安全を確保するための規制ではありますが、厳しい規制がドローンの普及を阻んでいるという意見もあります。
ドローンを安全に飛ばすには、安定した電波環境と安全な飛行ルートの確保が必要です。
電波障害が起こらない環境を作ると同時に、異なる事業者が運航するドローン同士の衝突を防止しなければなりません。
そのためには、「それぞれのドローンの運航を調整するための運行管理システム」を整備することが急務です。
航空法により、がんじがらめになっていたドローンは、規制緩和によって活躍の場が一気に広がり、ドローンの業務利用が加速するきっかけとなりました。
ドローン点検のメリット
先述したように、今までの点検方法に比べて時間短縮、経費削減、人手不足解消などたくさんのメリットがあります。
これまで人手が足りず、時間に追われながら対応していた現場も、ゆとりを持って作業に取り組めることができるはずです。
余裕を持てればケアレスミスも防げ、安全確保に繋がります。
安全に点検できる
高所での作業は常に落下の危険が伴います。工場やプラント、下水道の点検等でも爆発や酸欠など常に危険と隣り合わせの作業になります。
厚生労働省の資料によれば、建設業界は他業種に比べ死傷者数が多く、墜落・落下の事故件数がずば抜けて発生しています。
点検が必要な対象物から離れた場所で操作をするドローン点検を活用すれば、高所に人が登ったり危険なエリアに立ち入ったりする必要がなく、安全を確保したうえで点検作業を行うことが可能です。
人が手をいれにくい、山岳地帯、森林、沿岸部でも効果的な点検手段として活用できます。
作業員の安全性が向上し「危険な仕事」というイメージがなくなることで、従事する若者が増えることにも期待が寄せられています。
点検時間を短縮できる
点検作業にドローンを活用することで、作業時間の大幅な時間短縮が可能です。
千葉県の銚子市では、長期にわたる風力発電システムのメンテナンスを地元が担うため、ドローン点検の実用化への取り組みを行っています。
2022年1月に、銚子沖約3Kmにある洋上風力発電まで船舶で近づいて、船から点検用のドローンを操縦して1基の３ブレードを12方向から撮影、点検をしました。
それまで人の手で行っていた時は１日１基程度しかできなかった点検作業が、およそ50分で完了し、点検に要する時間を大幅に削減することができました。
また、2021年に名古屋鉄道が行った実証実験では、災害時に作業員が２時間ほどかけて行う距離の初期点検作業を、ドローン点検では１０分ほどに短縮することができました。
建設業界でも、建造物の点検にドローンを活用すれば、足場を組む必要が無くすぐに作業に取り掛かることができます。
遠隔操作でドローンが上空から点検するので、わざわざ対象物の側へ行く必要がありません。
コストを削減できる
従来の点検方法では、高所や遠隔地などの点検場所へ人員を派遣する必要がありましたが、ドローン点検ではその必要が無く大幅に人件費を削減できます。
建造物に対して足場が必要なくなり、機材や設備の手配も最小限ですみます。事前準備のための機材がこれまでと比べて、格段に少なく済むでしょう。
工程を簡素化しメンテナンスを定期的に行うことで予防保全が可能になり、結果として機器の故障や破損が早く見つけられれば修理費用が減少してさらなるコストの削減に繋がります。
人手不足を補える
少子高齢化の社会では人手不足が深刻な問題です。
遠隔操作で作業ができるドローン点検は少人数で効率よく点検作業ができるので、人手不足の解決策としても注目されています。
高精度の点検ができる
ドローン点検は従来の手動点検よりも高精度の点検をすることができます。
点検対象物への自動飛行ルートをあらかじめ設定しておけば、作業者の操縦スキルにかかわらず質の高いデータを取得することができます。
また、特に目視では確認することが難しい損傷を赤外線カメラで可視化し、AI や画像処理技術を活用して制度の高い結果を得ることも簡単にできます。
光学ズームカメラを使って遠くからでも鮮明な画像を撮影したり、全体像を3Dモデルに構築したりと、活用方法もさまざまです。
リアルタイムで映像を配信できる
かつてはドローンで撮影した映像を確認するためには、撮影後に機体から都度データを取り出す必要がありました。しかし、災害時などは一刻も早く現状を把握する必要があり、リアルタイムで画像を伝送できる機能の要望が多くありました。
現在では、ほとんどのカメラ付きドローンが、撮影した映像をリアルタイムで伝送できるシステムを搭載しています。
また、全方位障害物検知機能や自律飛行技術によって、GPSが取得しづらい環境でも安全な飛行ができるようになり、幅広い現場においてスムーズに点検を実施できるようになりました。
岐阜県の多治見砂防国道事務所では、2022年に砂防えん堤や上流の渓流へドローンを飛行させ、上空から撮影した映像を離れた事務所で確認することで、遠隔地からの操作や作業指示を行っており、作業の状況を共有することができました。
コントローラーと無線で接続された受信機を通してリアルタイムに映像が映し出されるため、安全な場所から現場の状況を瞬時に把握し、適切な指示を出せるようになります。
撮影データを時系列で検証できる
時系列データとは、時間とともに変化した情報をもつデータのことです。
時間の経過とともに取得されたデータを順序通りに並べて分析することで、データのパターンや変化を特定し、過去の分析に加え、これからの先の動向を予測したり問題点の把握に役立てます。
未来を予測して発展させるためにも、時系列分析は非常に大切です。まもなく起きようとしている事柄に対して、早めの対応が可能になります。
ドローン点検のデメリット
これまでの内容から、ドローン点検は完璧な所業のように思われますが、便利な面ばかりでなくいくつかのデメリットも考えられます。
ドローン点検の現場で気を付ける点や、事前に課題を把握しておくことで、より効果的にドローンを活用することができるでしょう。
触診が出来ない
遠隔操作で点検をするので、基本的に対象物に対して近づくことはありません。
またドローンにはモーターで稼働するプロペラが付いているため物体と一定の距離を保つ必要があり、実際に触って確認をするということはできません。
あくまで撮影したデータを解析して状況を分析する、という機能に留まります。
天候の影響を受ける
ドローンは空飛ぶ電子機器であるため、一部の産業用ドローンを除き、基本的に雨天時や強風時の利用はできません。
また天候による温度変化が発生すると、赤外線カメラでの撮影結果が正しく出ないというデメリットもあります。
狭所を点検できない
ドローンは大型になればなるほど周囲の風の巻き返しも強く、安定した飛行が困難になります。
ドローンを飛行させるスペースが極端に狭い・入り組んでいる箇所については、安全面からドローンの利用は控えたほうが良さそうです。
ドローンによる事故のリスクがある
年々ドローンの飛行性能は向上していますが、それでも事故が発生するリスクはゼロにはできません。
人為的なミスの他にも、環境起因の事故や、思わぬ機材トラブルに見舞われる可能性も考えられます。
万が一の事態にも対処できるよう、日頃からドローンの操縦スキルを磨き、落ち着いてトラブルに対処できる人材が必要になります。
飛行時間に制限がある
ドローンの飛行時間は機体の種類によって大幅に異なります。
ネットで手軽に購入できるようなトイドローンは5～10分程度であることがほとんどですが、点検に使用する産業用ドローンなら、最大50分以上飛行可能なモデルもあります。
遠くにある鉄塔の点検や、長距離の送電線点検を行う場合は、全体の所要時間を計算し、どのドローンを使用したほうが良いのか・どの程度バッテリーを揃えるべきなのか・充電環境はどうするのかといった機材選定を行う必要があります。
周囲の理解を得る必要がある
ドローンの認知度は日に日に高まっていますが、機体が大きければ大きいほど飛行時の音が大きくなります。「自宅が映ってしまうのではないか」「万が一落ちてきたら？」という心配もあるでしょう。
飛行申請を出すことはもちろんですが、近隣住民とのトラブルにならないよう事前に飛行計画を周知しておくことをおすすめします。
ドローン点検が活用できる場所
次に、実際にドローン点検の活用が進む場面をご紹介します。
危険と隣り合わせなインフラ整備系の作業こそ、正にドローンの本領発揮といったところでしょうか。
マンション
常に雨風にさらされて強い紫外線を浴びるマンションの外壁は劣化しやすく、ひび割れやさびが発生しやすくなります。被害を大きくしないためにも定期的な点検が必要ですが、戸建てと違い、大きなマンションは大規模な足場を組まなくてはなりません。
工期も長くなり費用もかさんで、管理者にとっては大きな負担になりますよね。
ドローン点検なら足場を組む必要はなく、赤外線カメラを搭載したドローンを活用すれば、目視では確認できない内部の破損（タイルの浮きや漏水など）も検知することができます。早期発見することができれば、修繕費も大きく抑えられるはずです。
ただし気を付けたいのはマンションの周りの電線ですね。
屋根
マンションの外壁同様、屋根も定期点検が必要です。雨風や紫外線を受けて時間の経過とともに劣化が進むことは想像できますが、屋根はなかなか見えるものでもありません。
劣化に気付いたころには雨漏りが起きており、しみ込んだ雨水が建物内をさらに劣化させるという悪循環が発生することも少なくありません。
ドローン点検では屋根に人が登る必要が無く、足場も必要ありません。そのため定期点検を行うハードルが非常に下がり、短時間で多くの屋根を確認して回ることも可能になります。
台風など災害時に多い飛び込み営業はなかなか信用できませんが、撮影している映像はリアルタイムで見ることができるので、ドローンを使ったデータを活用すれば納得のいく結果になるでしょう。
高所
マンションの壁面や屋根もそうですが、鉄塔や送電線など、高所での作業は作業員の安全確保が第一です。大きなダムの壁面や水力発電施設なども例外ではありません。
ドローン点検を活用すれば、作業員は安全な場所から点検業務を遂行することができます。（高所故の突然の強風などには十分注意が必要ですが）
道路
一般道とは違い、高速道路は長時間通行止めをして点検をすることが困難です。
しかし、山間部や高架などは先述のように高所での作業になることもあり、点検に時間と手間がかかります。
ドローン点検では路面のひび割れ、損傷などを高解像カメラで撮影して状態を把握し、保守計画をたて必要な処置を取ることができます。
道路に設置されたトンネルや橋も同様に、構造物の劣化状況を短時間で視覚的に把握することができます。
橋梁
国土交通省の道路構造物の現状によると、日本全国にある道路橋の数はおよそ72万か所にも上ります。
橋梁は5年に1度の点検義務があるのですが、72万か所中45万か所が自治体に管理をまかせており、点検費用も自治体が負担しています。
また場所によっては高所や海上にかかる橋もあり、点検と時間と人手も必要になることが社会問題になっています。
「インフラの老朽化」でも触れましたが、橋梁の多くが昭和40年代までに整備されたもので、これから老朽化が進んで危険な状態になることが予想されます。
点検できる技術者も減少しており、人員の確保も課題です。ドローン点検なら、これらの問題を解決する糸口になるはずです。
鉄道
鉄道も道路と同様、トンネルや橋が多く点検作業は非常に工数がかかります。
大きな都市では地下鉄も多く、夜間の点検作業を完了させるために多くの人員を割いているという状況が続いています。
本来は係員が線路の巡視や試運転をしながら線路の状況を点検確認していましたが、ドローンを活用することで、安全を確保しながら効率よく確認作業ができるので、時間短縮とコストの削減につながります。
先ほどの導入事例でもご紹介しましたが、通常2時間ほどかかる約1.3kmの点検作業が、ドローンで点検したところ10分で往復点検できたというのは非常に素晴らしいことです。
煙突
煙突のような形状はまさにドローン点検にはうってつけですね。
高い煙突や複雑な構造を持つ煙突は、人力による点検が非常に困難です。
従来はゴンドラを架設して目視で点検を行っていましたが、高所へのアクセスが簡単なドローンなら、高所での作業を最小限にして点検員の安全性を確保できます。
高解像度のカメラを搭載したドローンなら、煙突内部や外部の様子を目視でき、赤外線カメラを使って見えない部分を可視化できます。
関西電力では、自立飛行をするドローンを活用して、１回あたりの点検時間を90％短縮できたと報告しています。
トンネル
トンネル内は狭い空間で高所作業が必要な場合があり、作業員の安全にリスクが伴います。
狭い空間でも飛行が可能なドローン点検では、人がトンネル内に立ち入らなくても遠隔操作でドローンを飛ばし、トンネル内の構造を撮影した映像をリアルタイムで確認して、必要な作業の計画を作ることができます。
熱画像処理を活用することで、暗い場所や視界の悪い場所でも点検が可能です。最近では暗所での撮影に特化したドローンも登場しています。
太陽光パネル
太陽光パネルは保守点検が義務化されています。
従来は人が歩いて1枚1枚のパネル点検を行っていたため、作業コストも作業時間も非常に大きな負担となっていました。
ドローンで太陽光パネルを点検する場合、可視光カメラと赤外線カメラの両方を使用して空から撮影を行います。
赤外線カメラでわずかな温度変化も感知し、可視光カメラで原因を探ります。（パネルの割れ、汚れの付着、樹木の影など）
【関連記事】
ドローンによる太陽光パネル点検のメリットと事例紹介
風力発電施設
脱炭素社会を実現する手段の一つとして注目される風力発電も、安全のための定期点検がかかせない施設です。ただ、巨大ゆえに点検は非常に手間がかかり、かつ危険がつきものでした。
問題は、風力発電施設がある場所は、風で発電できるような強風エリアということです。強風はドローンの数少ない弱点の一つですので、点検の際は慎重に操縦を行う必要があります。
ズーム機能を搭載したドローンを使用すれば、一定の距離を保った状態でも鮮明なデータを取得できるためおすすめです。
ドローン点検の費用相場
ここまでは、ドローンの性能・点検分野への活用についてご紹介してきましたが、実際にどれだけの費用がかかるのか気になりますよね。
まずドローン点検を行うためには、希望するデータを取得できる機材を揃える必要があります。
また機材の保険や保守費用、運用担当者の教育費などが発生するため、導入方法については総合的に判断する必要があります。
自社でドローン点検を導入する場合にかかるコスト
自社で点検を行う場合、まずどのように機材を調達するのがベストなのかを考える必要があります。
現在は様々なドローンを扱うレンタル会社が増えている為、購入のほかにも、短期レンタルや長期リースといった選択肢もあります。
【関連記事】
ドローンレンタルによる点検業務のドローン導入事例
本体の購入費
機材のレンタル価格については各レンタル会社のサイトで確認することができますが、DJIをはじめとしたほとんどのメーカーにおいて産業用ドローンの販売価格は公開されていません。
あくまで目安とはなりますが、赤外線カメラ搭載ドローンを購入する場合は、安価なもので～1,000,000円、防滴仕様の大型ドローンでは2,000,000円以上にもなります。
使用頻度を考慮し、どのような機材調達方法であれば無駄がないか、ドローンを取り扱っている会社に相談してみるのもいいかもしれませんね。
スクールの受講料
自社で運用する場合、ドローンの正しい知識を持ち、安全に運用できるパイロットを育成しなければなりません。
現状ドローンを操縦するために必須となる免許や資格は必要ありませんが、無人航空機を安全に飛行させるための知識、技術を身に付けなくては大きな事故につながってしまいます。
ドローンスクールにより料金は大幅に異なりますが、民間資格の取得をするだけでも200,000～300,000円程度は見ておいた方がいいでしょう。
事前に無料体験ができるスクールもあるので、どのようなスキルを身に付けることができるのか、いくつか比較検討してみるのもおすすめです。
メンテナンス費用
ドローンは導入して終わりはなく、安全に運用するためには定期メンテナンスが重要です。
一般的な空撮を楽しむコンシューマー機であれば数千円程度で済むことも多いですが、産業機となると1回あたり100,000円以上かかる場合もあります。
年間の維持費用を考えた上で、購入とレンタルどちらにするか検討してみてください。
保険料
こちらも購入する際に必ず発生する費用です。
保険には「損害賠償保険」と「機体保険」の2種類があり、機種により費用もまちまちです。
基本的にレンタルドローンは保険に加入しているケースがほとんどであるため、保守費用を抑えたいのであれば購入よりもレンタルがお勧めです。
まとめ
ドローンの進化には驚かされますが、当然ながら使用方法によってメリットもあればデメリットもあります。
業務への活用方法だけでなく、機材調達方法や運用方法、保守について等、総合的に判断したうえで導入計画を立てるようにしましょう。
ドローンレンタルのドロサツ‼では、空撮用や産業用ドローン、水中ドローンなど幅広い用途のドローンレンタルが可能です。
個人の方も法人の方も、ドローンのレンタルなら機体保有台数業界No.1のドロサツ‼にご相談ください。
監修者
森本 洸生(もりもと こうき)
株式会社 drone supply ＆control (ドローンエバンジェリスト）
＜略歴＞
中学生の時に国土交通省の全国包括申請許可取得し、鹿やイノシシによる農作物被害を守る害虫駆除のプロジェクトに参画するなど、若い世代のドローン第一人者。現在では様々なドローン事業に参画するなど多方面で活躍中。
＜所有する資格＞
- DJI CAMPスペシャリスト
- DJI CAMPインストラクター
- DJI CAMP ENTERPRISEインストラクター
- 無人航空従事者試験1級
- CRPI公認指導員
- 総飛行時間400時間以上
