ドローン点検は今すぐ導入すべき!種類やメリット、課題まで徹底解説

ドローンと作業員

ドローンの登場により空撮が以前よりも手軽に行えるようになり、点検事業を行う企業も増えています。

点検分野へのドローン導入には期待が寄せられていますが、どのような種類があるのか、またメリットやデメリットなどについてわからないことが多くお悩みの方も多いのではないでしょうか。

ドローンの点検業務には大きく分けて

  • 民間が発注する点検(主に設備点検)
  • 行政が発注する点検(主にインフラ点検)

の2種類があります。どちらもドローンを導入することによって作業の効率化コストの削減が認められ、ドローンの活用が進んでいます。

そこでこの記事では、

  • ドローンを使った点検業務の種類や実例
  • 点検業務にドローンを取り入れるメリット
  • ドローン点検のリスクや課題
  • ドローンの点検業務に必要な資格

などについてお伝えし、点検業務においてドローンを活用することで作業の効率化に繋げるための方法を提案していきたいと思います。

この記事を読めば、ドローンを使った点検業務を行うことで得られるメリットや課題についての理解を深め、自信をもってドローン運用に向けての準備を進めることができるでしょう。

実際行われているドローン点検の実例

ドローンを操縦する作業員

点検分野ごとの事業化フェーズ

上の図は点検分野ごとの事業化フェーズをまとめたものです。ソーラーパネルが抜きん出ていますが、全体的に事業化フェーズに移行しつつある状態だということがわかります。

それでは、実際行われているドローン点検にはどのようなものがあるのか、実例を見ていきましょう。

1.太陽光パネルの点検

ドローンによる太陽光パネル点検は、サーマル(熱検知)カメラと光学カメラを装着して撮影し、温度差によって異常を検知する方法で行われます。太陽光パネルは長期に渡って使い続けるものなので、故障の早期発見や定期的なメンテナンスのために点検は不可欠。

しかし、人の手を使って点検するには、特に大型のパネルの場合多くの人員と多額の費用が必要でした。そこで点検に用いられるようになったのがドローンです。

ドローンを利用すれば広範囲のパネルを一気に点検でき、より包括的な確認ができるというわけです。

2.屋根のドローン点検

屋根の劣化を早期に発見し適切に対処することで、雨漏りの危険を未然に防止し、建物の資産価値を適切に保存することができるようになります。そのためには屋根の定期点検が必要不可欠。

これまでの屋根点検は、作業員が実際に屋根の上に登って点検するため、常に落下の危険を感じながら作業しなくてはなりませんでした。

一方、ドローンを使った屋根の点検は、地上にいながらにして屋根の状態を把握することができるため、安全かつ効率的な点検が可能。さらに昨今のドローンは持ち運びがしやすいサイズのものでも解像度が高いカメラを装着することができるので、精度の高い映像を撮影することができます。

肉眼で確認するのとほぼ変わらない精度で安全に点検を行うことができるドローンでの屋根点検は、これからの主流になるでしょう。

3.ビル壁面のドローン点検

外壁落下に関わる事故は過去に何度も起きており、外壁調査の必要性はますます高まっています。

ドローンによるビル壁面の点検は、サーマルカメラを利用します。足場要らずで常に一定の距離と角度からビルの壁面の温度を測ることができるので、安全かつ正確に修理箇所の特定が可能。

ビルなどの外壁の劣化診断は、これまで主に下記の2つの方法で行われてきました。

  • 打診法
  • 赤外線カメラを使った診断

「打診法」は、先端に玉のついた棒で壁を叩いたりなぞったりする方法。劣化の度合による音の違いで診断しますが、建材による音の違いを聞き分けられるようになるまでには経験が必要であり、さらに高所での作業は危険な上コストもかかります。

赤外線カメラを使用した方法は壁面の温度変化によって劣化箇所を診断する方法で、地上から安全に行うことができますが、高度が上がると誤差が生じやすくなるため一定の高さ以上の建物には使えないというデメリットがあります。

ドローンとサーマルカメラを使用すれば、これらの方法よりもスピーディーかつ正確に診断できるので、こちらもこれからの主流になることは間違いないでしょう。

4.船舶のドローン点検

大型船舶は5年間に1度の定期検査と、その間の中間検査が義務付けられています。また、船主が任意で点検・修繕を行う合入渠があり、船体、機関、排水設備、操舵、揚錨設備、消防設備、貨物タンク等の内部検査や修繕などのメンテナンスが行われます。

特に大型船舶のタンクやマストの検査へのドローン利用は、危険回避や効率化の観点から言っても有効性が高いと考えられており、ドローンの船舶検査利用は国内外で広がりを見せています。

巨大な船を建造したり安全点検を行ったりする造船所は、広い敷地、危険な高所やタンク内部など、ドローンの特性を活かし活躍させるのにぴったりの現場だと言えるでしょう。

また、水中ドローンによる船底検査や、センサーを駆使したカメラを搭載したドローンによる造船所警備など、船舶に関わる点検へのドローン導入は幅広く発展が期待されている分野です。

5.道路のドローン点検

高速道路などでは、点検車両で道路上を低速で走行し、車上から目視で構造物に異変や損傷がないかを確認します。

定期点検では、場所によっては足場を組むなどの作業が必要になる場合も。どこでこの点検作業において活躍が期待されるのがドローンです。

首都高速のインフラ点検において、ドローンはのり面点検や、コンクリートのクラック(ヒビ)を検出する作業への活用が見込まれており、通常足場を組んでの作業が必要な高所の点検を空撮で代替し、写真データからAIで補修が必要な部分を特定するといった使い方が想定されています。

これがシステム化されれば、インフラの高齢化と労働人口の減少への対策として有効性が高いと言えるでしょう。

6.送電線や基地局鉄塔のドローン点検

送電線は、素線切れや落雷あとなどの損傷が発生するため、定期的な点検は不可欠とされています。

しかし、現状では、“電工”という専門職が高所の送電線に乗って目視確認する「宙乗り点検」が一般的に行われ、人材不足労働災害のリスクがネックとなっています。

従来の方法では点検時に通電を止める必要があるほか、墜落事故のリスクもあります。また、鉄塔に登り送電線を渡りながら作業するためかなりの時間を要することに。

そこで、東京電力では2014年からドローンによる点検に取り組んでおり、中部電力や関西電力でもドローン導入を進めています。

送電網の工事を行う有資格者の年齢層は高く、若年就労者も減少していることから、ドローン点検へのニーズは高まる一方。

また、携帯電話の基地局においては、通信事業各社が2017年頃からドローンを使った基地局鉄塔点検を行っています。

7.工場やプラントのドローン点検

大規模な工場やプラントでは、設備に不具合が起こるたびに稼働をストップしてしまうと生産性が落ち、コストが増えてしまうため、定期的な設備点検が欠かせません。

ドローンは、工場やプラント施設、高所設備の効率的な点検にも活躍が期待されています。特に足場が必要な高所や目視が難しい塔類、大型貯蔵タンクなどの点検にドローンは有効であり、さらに災害時に迅速に必要箇所を点検できるというメリットも。

高度経済成長期に建設された国内のプラント施設の多くは、50年ほど経過して建物や配管等の劣化が進んでおり、保守点検の必要性が高まっています。

加えて作業員の高齢化や人手が不足する中での点検員の確保や、煙突や鉄塔など危険を伴う高所設備における作業員の安全確保も大きな課題。

ドローンの登場はこれらの課題を解決してくれるばかりでなく、画像解析技術を掛け合わせた、より高精度な点検技術を取り入れることで、安全性の高い施設運用をサポートしてくれます。

8.風力発電のタービンのドローン点検

常に過酷な自然環境にさらされている風車はトラブルも多く、落雷やブレード飛散といった事故も増加しています。

このため、風力発電設備については部位ごとに半年、1年、3年ごとの定期事業者検査と、3年ごとの定期安全管理審査が義務付けられることに。

日本に2500基以上ある風力発電機は、高さが100~200mになるものもあり、作業員による点検作業は危険かつ困難。

こうした足場のない高所でのロープワークなど、極めて危険な作業が強いられる従来の点検に代わって導入されるようになったのがドローンによる点検です。

安全性が確保された効率的なドローン点検は、現在では実証から商用化の段階に移りつつあります。

9.橋梁のドローン点検

橋梁を長く安全に利用するためには、定期的な点検によって損傷を早期に発見する必要があります。

橋梁の長寿命化を目的として、国土交通省では2014年度から5年に1回の橋梁など道路施設に関する定期点検を実施。

インフラ点検の中でも特にドローン活用が期待されているのが橋梁点検です。2025年には現在ある橋のうち約42%が建設後50年を迎え、老朽化への対策が急務。

しかし、交通規制をかけた上で特殊車両を用いて作業員が点検を行う従来の方法では、人手もコストも時間もかかります。そこで、作業員が目視で行っていた作業をドローンに置き換える取り組みが進んでいるのです。

橋梁という特殊な場所での飛行にはまだまだ課題もありますが、定期点検要領が改定されドローンによる目視点検の代替が認められたことにより、ドローンを導入した橋梁点検の社会実装は加速しています。

ドローンを活用した点検作業で得られる4つのメリット

空を飛ぶドローン

点検分野にドローンを導入することで得られるメリットは主に以下の4つ。

  1. 危険な場所でも点検を行うことができる
  2. 労働人口の減少に対応できる
  3. 高精度な撮影ができる
  4. コストを抑えることができる

1.危険な場所でも点検を行うことができる

点検作業には、高所からの落下などの危険が伴うケースが非常に多いです。

離れた場所から操作しながら高所まで飛ばして撮影ができるドローンは、足場を組んだり高所作業車を手配したりヘリコプターを飛ばすなどして対応してきた場所においても安全に点検ができるというメリットがあります。

また、高所作業における危険性だけでなく、例えば可燃性ガスや水蒸気といった爆発の危険が伴う場所での作業を回避することができるというメリットも。

2.労働人口の減少に対応できる

少子高齢化に伴う労働人口の減少は社会的課題ですが、特にインフラ点検においては経験者の高齢化に伴い現場作業のノウハウの継承も大きな課題になっています。

そこで、ドローンを導入することで、従来の方法では多くの人手を要した点検業務でも大幅に人員を削減することができます。

さらに点検業務にICTを活用することで自治体ごとのスキルのばらつきをなくし、インフラの安全性確保に繋げることが可能に。

3.高精度な撮影ができる

目視による点検業務では、当然のことながら目に見えない損傷を発見することはできません。

これに対して、ドローンに搭載するカメラは日々進化しており、目視で確認するのとほぼ変わらないような高精度な撮影が可能であるばかりでなく、AIの技術を組み合わせて劣化箇所を自動検出することも可能。

また、点検作業に付帯する点検報告書の作成も簡単にできるようになります。

4.コストを抑えることができる

特に特殊な作業車両を用いたり作業員が高所に登って一つ一つ点検するような現場では、点検に莫大なコストがかかります。

このような点検業務にドローンを導入すれば、設備費や人件費が抑えられ、大幅なコストカットが可能。

また、設備の停止が収益減に大きく影響するプラントやパイプライン、船舶、電力会社なども、ドローン導入によって設備を止めることなく点検することができれば、得られるメリットは大きいでしょう。

ドローン点検の課題は主に4つ

建設現場を飛ぶドローン

ドローン点検のメリットがわかったところで、リスク課題についても確認しておきましょう。

どの分野においても、ドローン導入には以下のような課題があります。

  • 機体の強化
  • 飛行規制の緩和や緩和手続きの迅速化
  • 初期投資が必要

こちらでは、特に点検分野においての4つの課題についてご紹介します。

  1. 鉄塔の裏側や橋梁の隙間など、どうしても撮影しにくい場所がある
  2. コンクリート構造物の打鍵作業ができない
  3. 橋梁下など非GPS化での安定飛行が難しい
  4. フライト時間が短い

1.鉄塔の裏側や橋梁の隙間など、どうしても撮影しにくい場所がある

ドローンといえども狭い隙間などでの撮影は困難。

課題解決のため、カメラをドローン上部に付けたり超高精細や超望遠レンズを搭載したり、あるいは車の自動運転に近い形で2台のカメラを搭載し3次元立体映像を構築してその中をカメラで認識させながら飛行する技術も開発されています。

2.コンクリート構造物の打音作業ができない

ドローンでは現状、コンクリート構造物の打音検査はできません。

打音検査とは、躯体のコンクリートの内部亀裂や鉄筋腐食による空洞などを、ハンマーなどで軽く叩いて、その音の違いで異常を検地する検査のこと。

ドローンの安全運用において「周囲の人やモノとは十分な離隔を取る」という大原則がある以上、それと矛盾する打音作業はドローンでは難しいという課題があります。

現在接触を前提としたドローンの開発は進んでおり、今年筑波大の研究グループがコンクリートの壁面や橋脚などを打音検査する飛行ロボット(ドローン)の開発に成功しています。

ただし、ドローンによる打音検査が可能になったとしても、修繕が必要なクラックや錆があった場合は人が登って修繕作業をする必要があります。

3.橋梁下など非GPS環境下での安定飛行が難しい

ドローンは、非GPS環境下では安定した飛行が難しく、手動操縦の技術が必要です。

特に橋梁やトンネルなどの点検においては、GPS衛星からの電波を受信できない場所を飛行させる場合も多いので、GPSの位置情報に頼らずに飛ばすことができる技術は必須。

現在は、GPS電波の届かない場所での安定した飛行を可能にする自律飛行型ドローンの開発が進んでおり、実際にサービスを提供している企業も現れています。

4.フライト時間が短い

ドローンにはフライト時間が短いという難点があります。

ドローンが飛行可能な時間は、最大30~40分程度が一般的ですが、気温や高度、飛ばし方など条件によってはもっと短くなる場合も。こうしたドローンを点検業務に利用する場合、現場によっては途中で何度もバッテリーを交換しなくてはならないという課題があります。

ただ、技術の進歩により、従来よりも長い時間飛ばすことのできるドローンも開発されており、こちらも課題解決には長くはかからないだろうと推測されます。

【点検専用ドローン】

海外では、点検に特化した特殊なドローンも開発され、実用化されています。

点検専用ドローン

こちらはスイスのFlyability社の球体ドローンで、船のタンク内や下水道などで活用されています。

ドローン点検ビジネスに新規参入するなら比較的安価な民間案件が狙い目

ドローンを見上げる作業員

事業発注者から見た場合、ドローン点検ビジネスは大きく2つに分けられます。

  1. 民間が発注する点検
  2. 行政が発注する点検

こちらでは、発注者から見た2種類の点検ビジネスへの参入について、簡単にご紹介します。

1.民間が発注する点検では比較的安価なものが狙い目

民間が発注する点検は、例えば屋根やソーラーパネル、ビル壁面、船舶などの設備点検です。

民間が発注する点検

受注単価で考えた場合、比較的単価が安い民間案件は、新規参入できる可能性がある分野です。

ただし、ビル壁面点検に関しては、意思決定の主体者が誰であるかがポイント(オーナーなのか管理会社なのか)。

民間案件でも基地局鉄塔や船舶に関しては、運営する会社がかなりの大手なので、点検業務は自前化するでしょう。こちらに関しては、データ解析などソフトウェアに力を入れて提携するのが得策。

2.行政が発注する点検は実績がなければ受注困難

道路やダム、橋梁などのインフラ点検は、行政が発注する案件です。

一口にインフラ点検と言っても対象となる構造物は多種多様であり、点検に必要な技術も数多くあります。地方公共団体が点検業務を依頼する場合、特定資格を持っていることを要件とすることが多く、ただ単にドローンが操縦できるというだけでは受注することは難しいでしょう。

また、インフラ設備の点検は公共的な事業なので、その業務は入札によって受注者が決定します。よって実績がなければ受注は困難と言えます。

まず行政からの点検業務を請け負っている建設コンサルタントの下請けに入ることから始めるのが賢明です。

ドローン点検を導入するならライセンス取得がおすすめ

点検作業をするドローン

ドローンを点検業務に導入する場合、高い操縦技術はもちろん、点検に特化した知識や技術も必要となります。

最近は点検業務に特化した資格講習もあるので、目的に合わせてスクールに通うのも技術を磨く一つの方法です。

プラント点検スペシャリスト養成

こちらはプラント点検に特化した資格が取得できるもの。飛行技術だけでなく、プラント点検における運用方法、法律関連、リスク対策などについても学ぶことができます。

点検資格等講習

こちらは空中写真撮影による施設の点検、赤外線カメラ搭載ドローンによる建物点検及びAIを活用した特殊ドローンによる橋梁施設の点検について習得できる講習です。

ドローンの点検産業の市場はこれから急拡大する

点検作業に向かうドローン

2019年3月の定期点検要領の改訂で、橋梁およびトンネルの点検作業に関して、部分的ではあるもののドローンの利用が公式に認められました。

これにより、ドローン導入を人手不足解消・効率化の決め手にするべく、点検分野において本格的なドローン運用に向けての動きが加速することは間違いないでしょう。

ドローンにレーザースキャナやサーモグラフィーなど多様なセンサーを搭載することにより損傷形状をより詳しく測定したり、解析ソフトとの連動で破損箇所の分析や可視化、データの共有や保存が容易にできるなど、単なる人手不足の解消だけでなく作業の効率化を図る手段としてもドローンは有効です。

民間の設備点検においては、点検のために設備の運用を停止するとその期間に得られるべき利益が失われてしまいます。

そのため、いかに効率良く、コストを抑えて点検できるかという点においてドローン導入への期待はますます高まっています。

さらに、工場や倉庫といった場所での屋内の点検業務も始まっており、GPSやコンパスに頼らず安定した飛行ができるFPVドローンにより点検サービスも続々と登場し、点検分野でのドローン利用は常識となる日も近いでしょう。

まとめ

ドローンを操作する作業員

ドローンによる点検業務について紹介してきましたが、もう一度大まかな要点を確認しておきましょう。

実際行われているドローン点検には

  • 太陽光パネルの点検
  • 屋根のドローン点検
  • ビル壁面のドローン点検
  • 船舶のドローン点検
  • 道路のドローン点検
  • 送電線や基地局鉄塔のドローン点検
  • 工場やプラントのドローン点検
  • 風力発電のタービンのドローン点検
  • 橋梁のドローン点検

などがあり、点検分野全体として事業化フェーズに移行しつつある状態です。

ドローン点検のメリットと課題

ドローンの点検業務には大きく分けて

  • 民間が発注する点検(主に設備点検)
  • 行政が発注する点検(主にインフラ点検)

の2種類。

どちらもドローンを導入することによって作業の効率化コストの削減が認められ、ドローンの活用が進んでいますが、新規参入しやすいのは比較的安価な民間案件です。参入にあたっては、点検に特化したライセンス取得もおすすめ。

ドローン点検の市場規模は2022年で約800億円、2024年には約1400億円と試算されています。企業にとっては省力化に繋がる投資として点検などにドローンの利用を進めることは、有効性が高いと言えるでしょう。

本記事で得られた知識を元に、あなたの仕事においてもドローンが有効に活用されることを願っています。