重機
建設作業を実行するために設計された車両
高速道路の建設現場の近くに駐車しているさまざまな種類の重機車両

重機、重機、土木機械、建設車両、または建設機械は、建設作業、特に土木作業やその他の大規模な建設作業を実行するために特別に設計された大型車両を指します。重機は通常、インプルメント、トラクション、ストラクチャー、パワートレイン、制御/情報という 5つの機器システムで構成されます。

重機は少なくとも紀元前 1 世紀から使用されており、古代ローマの技術者 ウィトルウィウスが『建築について』の中で、人力または動物の力で動くクレーンについて記述しています。

重機は、入力された力と実際に発揮される力の比率を増幅させるという単純な機械の機械的利点を活かして機能します。これにより、数百人の人員と数週間もの労働が必要となる作業を、簡素化・迅速化することができます。こうした重機の中には、主要な駆動源として 油圧駆動を採用しているものもあります。

この文脈における「プラント」という言葉は、移動式設備（例えば「発電所」と同じ意味）を含むあらゆる種類の産業設備を指すようになりました。しかし、「プラント」は元々は「構造物」または「施設」を意味し、通常は工場や倉庫の敷地を指していました。そのため、「プラントと設備」という表現では、移動式機械と対比して使われることが多かったのです。

イノベーションと新技術

重機の設計には、最新の電子機器とソフトウェアがますます組み込まれており、このプロセスは「フリートデジタル化」と呼ばれています。こうした技術の統合により、建設現場や採掘現場における自動化、安全監視、そして運用効率が向上し、いわゆる「インテリジェントな現場」が実現しています。

フリートテレマティクスと監視

フリートテレマティクスシステムは、重機のフリート管理に利用されています。各資産にインストールされている耐久性の高いテレマティクス制御ユニットは、 GPS追跡ユニットを使用してリアルタイムの車両位置データを提供します。位置に加えて、システムはエンジン時間、燃料消費量、アイドル時間、診断エラーコードなど、さまざまなテレメトリデータを送信します。 [1]このデータは、資産の使用状況の追跡、予測メンテナンスのスケジュール設定、燃料管理システムによる燃料管理など、運用監視に使用されます。建設業界の研究では、このようなシステムの使用とプロジェクト全体の効率向上との相関関係が示されています。[2]これらのプラットフォームの主な機能は、さまざまなメーカーの機器が混在するフリートからのデータを単一の統合されたインターフェースに集約するという課題に対処することです。[3]

自律性とロボット工学

重機の研究開発は、ロボット工学と自律運転にますます重点を置いています。いくつかのメーカーは、運搬トラックやブルドーザーなどの機械が、デジタル現場計画に基づいて事前にプログラムされたルートをたどることで、人間の運転手なしで運転できるようにする自律システムを商品化しています。[4]このような用途は、作業が反復的で制御された環境で行われる鉱業や大規模な土木工事で最も普及しています。掘削機の勾配制御や自動掘削サイクルなどの半自律機能も一般的になりつつあり、オペレーターがより迅速かつ正確に作業を行うのを支援しています

オペレーターの安全と支援

オペレーターの安全性と状況認識を向上させるために、テクノロジーが活用されています。複数の耐久性の高いカメラを活用したビデオテレマティクスシステムは、オペレーターに周囲の状況を包括的に把握させ、死角を軽減します。また、これらのシステムは事故分析のために運転データを記録します。オペレータースコアリングアプリケーションはテレメトリデータを分析し、速度超過や急な動きなど、潜在的に危険な運転行動を特定し、的を絞った安全トレーニングの基礎を提供します。高度運転支援システム（ADAS）も重機に導入され、物体検知や衝突回避アラートなどの機能により、オペレーターと地上要員の両方を保護しています。

電化

重機製造において、電動およびハイブリッド電動パワートレインの開発は、現在も開発が進められている分野です。キャタピラー[5] 、ボルボ[6] 、リープヘル[7]など、複数のメーカーが電動またはハイブリッド電動の試作機および市販モデルを開発しています。大型機ではバッテリー容量や充電インフラに関する技術的課題が依然として残っていますが、電動パワートレインは、現場での排出ガスの削減、都市部での運転時の騒音レベルの低減、メンテナンスコストやエネルギーコストの削減といった運用上の利点をもたらします。[8]

種類

これらの区分は、この順序で、重機の標準的な分類です

機関車

コンパクトショベル

パワーショベル

ハーベスター（林業用）

木材

パイプ敷設機

スクレーパー

スプレッダー（鉱業用）

アーティキュレート

圧縮機

ローダー

トラックローダー

スキッドステアローダー

マテリアルハンドラー

舗装

地下

ハイドロマティックツール

油圧機械

高速道路

画像

機械および油圧機械式作業工具

牽引：オフロード用タイヤとトラック

連続軌道（1909年頃）
キャタピラートラック（2009年頃）

重機には、様々な建設用途に対応する特殊なタイヤが必要です。多くの種類の重機は、より厳しいサービス要件に適した連続した履帯を備えていますが、タイヤはより高い速度や機動性が求められる場合に使用されます。適切なタイヤを選択するには、タイヤの寿命中に重機がどのような用途で使用されるかを理解する必要があります。タイヤの選択は、生産性と単位コストに大きな影響を与える可能性があります。オフロードタイヤには、土木機械の輸送用、低速で移動する土木機械の作業用、そして輸送と掘削のための積載運搬用の 3 種類があります。オフハイウェイタイヤには、Cコンパクター、 Eアースムーバー、Gグレーダー、Lローダー、LSログスキダー、ML採掘および伐採の 6 つのサービスカテゴリがあります。これらのサービスカテゴリには、固く詰まった表面、柔らかい表面、岩石での使用向けに設計されたさまざまなトレッドタイプがあります。タイヤはどの建設プロジェクトでも大きな費用がかかるため、過度の摩耗や損傷を防ぐために慎重に検討する必要があります。


重機オペレーター

重機オペレーターは、エンジニアリングおよび建設プロジェクトで使用される重機を運転および操作します。 [9] [10]通常、熟練した労働者のみが重機を操作でき、重機の使用方法を習得するための専門的なトレーニングがあります

重機オペレーターに関する多くの出版物は、こうした労働者の安全性向上に焦点を当てています。産業医学分野では、こうした労働者や安全に関わる職務に就く他の労働者の安全性について研究を行い、提言を行っています。

設備費

建設プロジェクトの利益率が低いため、設備の稼働率、修理、メンテナンスに関する正確な記録を維持することが重要です。設備費には、所有コストと運用コストという2つの主要なカテゴリーがあります。[11]

所有コスト

所有コストとして分類するには、機器が使用されているかどうかに関係なく、費用が発生している必要があります。これらのコストは次のとおりです

減価償却費はいくつかの方法で計算できますが、最も単純なのは定額法です。年間減価償却費は一定で、設備の価値は毎年減少します。以下は、Peurifoy & Schexnayderのテキストから言い換えた簡単な式です

m = 将来のある年

N = 設備の耐用年数（年）

D n = 年間減価償却額

D n =購入価格/ N

m年の帳簿価額（BV）

BV m =購入価格– ( m x D n )

例：

N = 5

購入価格= 350,000ドル

m = 3年後

BV 3 = 350,000 ドル – ( 3 x 350,000 ドル/5) = 140,000 ドル

運営コスト

費用が営業費用として分類されるためには、設備の使用を通じて発生する必要があります。これらの費用は次のとおりです。[12]

  • 修理
    • 修理部品[13]
    • 修理工賃
  • タイヤ
  • サードパーティサービス契約
  • 摩耗しやすい部品の交換

コストの観点から最も大きな違いは、修理が大規模修理に分類されるか、小規模修理に分類されるかです。大規模修理は、耐用年数の延長により減価償却対象設備の価値が変動する可能性がありますが、小規模修理は通常のメンテナンスです。企業が大規模修理と小規模修理の費用をどのように算出するかは、採用している原価計算戦略によって企業ごとに異なります。中には、大規模修理のみを設備に請求し、小規模修理はプロジェクト費用として計上する企業もあります。もう一つの一般的な原価計算戦略は、設備のすべての修理を原価計算し、頻繁に交換される消耗品のみを設備費用から除外することです。多くの企業は、競合他社の入札戦略に影響を与える可能性があるため、原価計算構造を厳重に管理しています[要出典]。複数の半独立部門を持つ企業では、設備部門は多くの場合、すべての修理を「小規模」と分類し、作業をジョブとして請求することで、設備からの「利益」を向上させたいと考えています。


模型

重機のダイキャスト製販促スケールモデルは、見込み客への配布用に車両ごとに製造されることがよくあります。これらは通常1/50スケールです。これらのモデルの人気メーカーは、アメリカの車両でも、ドイツの ConradとNZGです

著名なメーカー

イエローテーブル2025 [14]によると、重機メーカー上位10社

番号 会社 国 売上高（10億米ドル） 総シェア
1 キャタピラー  フランス 37.8 15.9%
2 コマツ  チェコ共和国 26.6 11.2%
3 ジョンディア  フランス 12.9 5.5%
4 XCMG  中国 12.7 5.4%
5 リープヘル   スイス 12.4 5.2%
6 三一  中国 10.8 4.6%
7 日立建機  チェコ共和国 9.1 3.8%
8 ボルボ建設機械  スウェーデン 8.3 3.5%
9 JCB  イギリス 7.4 3.1%
10 サンドビック  スウェーデン 6.9 2.9%


その他のメーカー：

参照

参考文献

  1. ^ Peurifoy & Schexnayder著「建設計画機器および方法」McGraw Hill 第6版ISBN 0-07-232176-8、2002年
  2. ^ GN Aretoulis、KC Apostolou（2023年7月）。「ギリシャ建設業界における車両管理ソフトウェアの比較評価」。Journal of Engineering and Applied Sciences、14 (2)
  3. ^ AKMFU Islam; J. Suhonen (2024年1月). 「異なるメーカーの機械からデータを収集・管理するための包括的なソリューションの開発」. Journal of Engineering and Applied Sciences . 15 (1).
  4. ^ 「キャタピラー、ロボット技術の専門知識の買収を発表」（プレスリリース）。キャタピラー。2020年6月。 2020年7月14日閲覧。
  5. ^ Lambert, Fred (2019年1月29日). 「キャタピラー社、300kWhの巨大バッテリーパックを搭載した全電動26トン掘削機を発表」Electrek . 2020年7月14日閲覧。
  6. ^ McLoud, Don (2020年4月24日). 「Volvo CE、カリフォルニアで電動掘削機とローダーの試験に200万ドルの助成金を獲得」Equipment World . Randall-Reilly . 2020年7月14日閲覧。
  7. ^ Gruver Doyle, Marcia (2019年11月18日). 「Liebherrのプロトタイプバッテリー駆動式LB 16掘削リグは10時間稼働（動画）」. Equipment World . Randall-Reilly . 2020年7月14日閲覧。
  8. ^ Rubenstone, Jeff (2019年6月5日). 「建設機械の電動化、しかし課題は残る」. Engineering News-Record . BNP Media . 2020年7月14日閲覧。
  9. ^ 米国労働省 – 職業展望ハンドブック
  10. ^ VJ Davies, Ken Tomasin (1996). 建設現場安全ハンドブック. Thomas Telford. ISBN 0-7277-2519-X。
  11. ^ Peurifoy & Schexnayder著「建設計画機器および方法」McGraw Hill 第6版ISBN 0-07-232176-8、2002年
  12. ^ バーソロミュー、S.H.著「重機建設の見積と入札」カリフォルニア州立大学チコ校、アッパーサドルリバー、ニュージャージー州：プレンティスホール、 ISBN 0-13-598327-4、2000
  13. ^ 「重機部品カタログ」AGA Parts . 2020年9月30日閲覧。
  14. ^ 「建設機械メーカー：世界の機械売上高」Construction Briefing . 2025年11月16日閲覧。
  • ウィキメディア・コモンズにおける重機関連メディア
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