建設現場の労働者不足を解消するヒューマノイド量産。コスト試算と投資回収【前編】

日本の製造業が取り組むべきヒューマノイドのアプリケーション（適用分野）として、第一に、建設業における労働者不足を補完/解消するヒューマノイドがあるのではないか？ということで報告書を作成しました。細部は練り上げていますので、現実味がある数字が上がっていると思います。

1章｜建設業における労働力不足の実態と構造

1-1. 高齢化が進む建設業界と減少する若年層の新規参入

日本の建設業界は、極めて深刻な人材不足に直面している。とりわけその根底には、「高齢化」と「若年層の新規参入減少」がある。厚生労働省が公表している『建設業の雇用動向調査』（2023年版）によれば、建設業就業者のうち55歳以上が全体の35.2％を占め、29歳以下はわずか11.6％にとどまっている。これは製造業（29歳以下18.9％）やサービス業（同22.4％）と比較しても著しく低く、建設業が若年層にとって「魅力の薄い職業」になっていることを如実に物語っている。

高齢化により、技能伝承の継続性にも危機が迫っている。例えば、鳶職や型枠大工といった伝統的な職種では、「見て覚える」「親方の背中で学ぶ」文化が今なお根強く、マニュアル化・機械化が困難な現場が多い。だが、それらの職人たちが次々と引退していくなか、後継者が育たず、技能の空白地帯が拡大している。

さらに近年では、「建設現場での肉体労働＝3K（きつい・汚い・危険）」という旧来のイメージが若者の敬遠要因となり、入職率が鈍化。技能実習生などの外国人労働者に依存する構造が深まっているが、外国人材も永続的な供給源とはなり得ない。とくにコロナ禍以降、国際的な人材流動性が鈍化し、建設現場では「人数が揃わないために工期を延ばす」「外注コストが跳ね上がる」などの問題が多発している。

このような中、ヒューマノイドのような機械的な補完が現実的に検討される土壌が形成されつつある。

1-2. 主要職種別の人手不足状況と課題の深刻度

建設業における労働不足は一律ではなく、特定の職種に集中している。以下は、国土交通省および建設業団体によるデータを基に、特に人材不足が顕著な3職種を整理したものである。

■ 鳶職（足場の組立・解体・高所作業）

鳶職は建設現場における"はじまりの職人"として不可欠な存在である。足場がなければ建物の上部施工ができないため、鳶工の手配が滞れば現場全体が停止するリスクがある。だが、高所作業の危険性と身体的負担の高さから敬遠されがちで、全国的に職人の確保が困難となっている。鳶職は一人前になるまで数年かかるうえ、事故率も相対的に高いため、企業側も新人教育に慎重になっている。

■ 型枠大工（鉄筋コンクリートの型枠設置）

型枠大工は、建物の骨格となるコンクリートの"型"をつくる専門職である。寸法の正確性と頑丈さが求められるため、高度な技能と経験が必要とされる。ところが、この職種は完全に属人化している現場が多く、ICT建機や3D測量などの最新技術の恩恵が届きにくい。国土交通省が2024年に発表した調査によると、型枠工事を請け負う専門工事業者の65％が「深刻な人手不足」を訴えており、平均年齢は50歳を超えている。

■ 配管・設備工（上下水道・ガス・空調の工事）

一見地味に見える配管工だが、インフラ機能を支える非常に重要な役割を担っている。住宅・ビルの内部に設置される配管は、建設プロセスの中盤〜終盤に集中するが、これらの作業は狭小空間・不整形環境での施工が多く、AIロボットが最も苦手とする分野とされている。よって、この職種への機械代替はやや難易度が高いと見られている。

上記以外にも、鉄筋工、コンクリート打設作業員、内装工事、左官工、解体作業員など、様々な職種で人材不足は深刻化しているが、「定型的動作」「物の搬送」「反復的作業」といったロボットの得意分野が活かせる現場も多く、限定的でもヒューマノイド導入による"穴埋め"の可能性は確かに存在する。

1-3. 上昇する労働単価と工期延伸の経済的影響

労働力不足の結果として、建設業界では人件費が年々上昇している。国交省の建設工事費デフレーター（労務費項目）によると、2020年から2024年の間に平均的な労働単価は約18％上昇しており、特に首都圏および大都市圏ではそれ以上の伸びを記録している。

現場の声としても「協力会社からの見積りが20〜30％高くなって返ってくる」「応札する業者が極端に少なくなった」といった例が多く報告されている。また、日給制が多い建設業においては、1人欠けるだけで工期全体に遅延が生じる。その遅延を補うために休日返上・夜間作業が増え、結果として更なる人件費高騰、働き手の疲弊、事故リスクの増大という負のスパイラルに陥っている。

さらに、公共工事の予算枠と現実の施工コストのギャップが広がっている点も重要である。地方自治体では「予算額では業者が請け負ってくれない」ため、再入札や設計変更を余儀なくされる例が急増しており、国のインフラ整備計画にまで遅れが波及する懸念がある。

こうした中で、一定の業務を機械化・ロボット化することは、コストの平準化・工期の確実化・安全性の向上につながるため、公共発注側からもヒューマノイド導入に対する補助やインセンティブの整備が進められる可能性がある。

1-4. 労働環境の改善とヒューマノイド導入の期待

建設業は、他産業と比較しても労働環境の改善が遅れてきた業界である。近年は「週休2日制の導入」「労働時間の上限規制」など、政府主導の改善努力も見られるが、現場レベルでは未だ"人海戦術"が主流である。

そのため、ヒューマノイドが一部の作業を代替し、技能者の補助的な役割を担うだけでも、労働環境の負荷軽減に大きな効果があると期待されている。たとえば、資材搬送をロボットが担うことで、職人の疲労が軽減されれば、全体の作業効率も向上する。また、現場の監督者や熟練職人が、"作業"から"マネジメントと教育"に役割転換することも可能となり、より長期的な視点での技能承継にもつながる。

このように、建設業界の人材構造・職種別の逼迫状況・経済的影響を総合的に見たとき、ヒューマノイド導入は単なる"人手の置き換え"にとどまらず、建設業の生産性構造そのものを再構築する契機となり得る。次章では、この現実的な可能性を踏まえて、製造業大手がどのような形でこの分野に参入し得るのか、具体的な事業モデルを検討していく。

2章｜想定するヒューマノイドの業務範囲と仕様

2-1. 建設現場における代替可能な業務の整理

建設現場では、あらゆる工程が連動して進むため、ヒューマノイドの導入効果を最大化するには「反復的で一定のリズムがある作業」かつ「人手不足のボトルネックとなっている作業」を狙い撃つ必要がある。

本章では、以下の3領域においてヒューマノイド導入が現実的かつ経済的効果を持つと想定する。

(1) 資材運搬・荷揚げ作業

建設現場では、資材の搬入・運搬・仮置き・撤去といった"荷役業務"が膨大に存在する。とりわけ以下のような業務においては、ヒューマノイドの適用可能性が高い。

• セメント袋や鉄筋の床間搬送（1回10〜30kgの負荷）

• 型枠材の階層間移動（中腰・担ぎ上げ作業）

• 機材の移動・配置（測定機器、電動工具等）

人手による荷揚げは腰への負担が大きく、現場での労災原因の第2位となっていることから、繰り返し動作で搬送できるロボットの導入は、安全性・生産性の両面で評価されやすい。

(2) 定型的な組立・補助作業

構造物の組立には、規格化された部材を扱う工程が多く、手順が固定されている作業には機械学習の導入余地がある。

• 住宅建設におけるパネルの組立（ビス止め、ボルト固定）

• パイプの差し込み作業（空調・配管工事）

• 吊り下げ器具の取り付け補助（電気・照明器具）

ただし、「目測での微調整」や「施工誤差の吸収」が求められる場面では、現在のヒューマノイド単体では困難なため、**人間との協働作業（コ・ロボティクス）**を前提とする設計が望ましい。

(3) 安全巡回・記録・監視業務

建設現場では日々の作業安全確認や進捗記録の作業が欠かせない。これらの業務は、ロボティクスとAIビジョンの活用が比較的容易である。

• 朝夕の現場パトロール（段差・養生状況・落下物確認）

• 定点撮影による進捗記録（クラウド共有）

• 作業者のヘルメット・安全帯の装着チェック

既に建設大手では四輪・六輪のパトロールロボットが導入され始めているが、ヒューマノイド型であれば階段移動が可能な点で、より実用範囲が広がる。

2-2. ヒューマノイドに必要とされる基本スペック

建設現場に投入されるヒューマノイドは、一般家庭向けやサービスロボットと異なり、高い耐久性と汎用性が求められる。以下に必要とされる主要スペックを整理する。

(1) 自由度（Degrees of Freedom）

• 最低限：全身で20自由度以上（腕・脚・腰・首）

• 理想構成：脚×6自由度、腕×7自由度、胴体・頭部 各1自由度

これにより、階段昇降・荷物の持ち上げ・工具の使用といった多様な動作が可能となる。とくに手首・肘・肩の可動範囲が広いことが、工具操作の精密性に直結する。

(2) 出力・パワー

• 一般建設作業に耐えるため、片腕で15kg、両腕で30kgの持ち上げ能力

• 階段を登りながら10kg以上を運搬できる脚部トルク

これを実現するには、高出力・軽量なサーボモーターの内製化が鍵となる。日本の精密部品メーカー（ミネベア、日本電産など）との連携も想定される領域である。

(3) 耐久性・環境適応性

• 耐塵・耐水（IP65相当）、屋外対応

• 耐熱／耐寒性能（−10〜45℃）

• 転倒からの自動復帰機能

建設現場は粉塵・水気・紫外線・凹凸床面など過酷な環境条件を伴うため、家庭向けヒューマノイドとは根本的に設計思想が異なる必要がある。

(4) センサー・認識機能

• ステレオビジョンカメラ、LIDAR、TOFセンサー等を搭載

• 物体認識（鉄筋／工具／人間／足場等）

• 深度推定、滑落回避、障害物回避ナビゲーション

AI認識により、対象物の判別だけでなく「どの順序で作業を進めるかの判断支援」も可能になる。クラウド連携型のビジョン処理との組合せも検討される。

2-3. 2025年時点での実用技術水準

次に、現時点（2025年）で市場に存在する代表的な実用ヒューマノイド機体のスペックと、建設業への応用可能性を検証する。

① Unitree Robotics「G1」

• 身長：127cm／体重：35kg

• 自由度：全身23DOF（腕＋脚＋腰）

• 特徴：自社製アクチュエータと軽量筐体により、片腕7kgの運搬能力あり

• 長所：小型で安価（推定価格250万円前後）、ソフトウェア開発環境が開かれている

• 短所：耐候性・粉塵対応は限定的。屋内前提の構造

建設現場での荷物運搬やパトロールには活用可能だが、防塵・防水を前提とした筐体強化が前提となる。

② UBTECH「Walker S」

• 身長：170cm／体重：77kg

• 自由度：全身41DOF（高度な二足歩行・階段昇降）

• 特徴：大容量バッテリーによる4時間以上の稼働、人間に近い歩行安定性

• 長所：階段対応、精密操作能力、歩行中の姿勢安定性が高い

• 短所：価格帯が不明（1000万円以上と予想）、中国製ゆえに政策的導入が困難な可能性も

実用性は高いが、量産導入のハードルはやや高い。

③ Agibot（智元機器人）

• 特徴：完全カスタマイズ対応。ROSベースで拡張性が高く、産業利用に特化

• スペック：多関節アームと可変構造。自律移動機能あり

• 長所：製造ライン・物流・建設といった多業種対応の柔軟性

• 短所：詳細仕様が不透明、日本国内導入実績がほぼない

日本のパートナー企業との共同開発による「現場特化機種」開発が現実的。

2-4. 検討すべき仕様コンセプトの方向性

2025年の実用技術水準を踏まえると、建設業向けヒューマノイドに求められる仕様は、以下のような"実用合理型"が妥当である。

特に「人間と協調し、業務フローに溶け込む」という思想が鍵であり、単独で万能を目指すよりも「一定の作業を95%の精度で繰り返せる特化型」が短期回収モデルには向いている。

2-5. ヒューマノイドの用途別モジュール開発の展望

今後、1台で複数作業に対応するよりも、用途ごとにパーツ交換が可能な「ユニットモジュール型の構造」が有力となる可能性が高い。

こうしたアプローチであれば、「汎用ヒューマノイド×交換可能アタッチメント」により、1台で複数現場にローテーション投入するモデルも成立し得る。

ヒューマノイドは"力作業"から"協働知能"へ進化する

建設現場におけるヒューマノイドの役割は、「人を完全に代替する」ものではなく、「人が担ってきた重労働や反復作業の一部を肩代わりし、技能者がより本質的な仕事に集中できる環境を作る」ことにある。つまり、ヒューマノイドは現代の建設業において、"補助的作業員"ではなく"新しい現場チームの一員"として迎えられる時代に突入しようとしている。

次章では、このようなヒューマノイドを量産し、建設市場に供給する主体として、製造業大手がどのように参入できるかを検討する。

3章｜製造業大手による参入モデル

3-1. なぜ製造業がヒューマノイド量産に最適なのか

ヒューマノイドの建設業向け量産において、最も現実的な生産主体は既存の精密機械・産業ロボットメーカーである。その理由は以下の通りである。

• 高精度なアクチュエータ（関節部）の量産技術を既に保有

• 強固な国内外サプライチェーンを構築済

• ロボティクス制御・組立・検査の自動化ノウハウ

• ISO対応済の品質保証体制と部品トレーサビリティ

• 自治体や大手ゼネコンとの過去取引実績による信頼性

中小ベンチャーでもヒューマノイド開発に取り組む企業はあるが、月産100台以上の規模で信頼性のある製品を安定供給するには、大手製造業の参入が不可欠である。次節では、想定される主要プレイヤーとその強みを整理する。

3-2. 想定される製造業プレイヤーと役割分担

■ 川崎重工業（ロボットビジネスセンター）

• 既に人協働ロボット「duAro」シリーズで実績あり

• 建機業界とのパイプが強く、BtoB営業力が高い

• 社内に鋼材加工・パワーアクチュエータ製造のインフラを持つ

• 「ヘルスケアロボット」「物流ロボット」の開発経験が豊富で、汎用制御技術が応用可能

➡ 役割：プラットフォーム型ヒューマノイドの設計と量産母体

■ ファナック（山梨本社）

• 高精度なサーボモーター・コントローラ製造のトップ企業

• 「ロボドリル」等のFA機器で世界市場を押さえる

• ソフトウェア・ハードウェアの完全自社開発体制あり

• バーティカル統合によるコスト最適化と歩留まり管理が得意

➡ 役割：動作制御系・関節ユニットの量産供給者

■ 安川電機（モーションコントロールの老舗）

• 「MOTOMAN」シリーズで産業用ロボットの大手

• モーター、インバータ、制御盤まで一気通貫で供給可能

• FA＋ロボティクスのシステムインテグレーション力が高い

• 九州・中部に自社工場群を持ち、スケーラビリティが高い

➡ 役割：サブモジュール製造、電装系ユニット構築

■ その他補完企業

これらを中核に、"日本型ヒューマノイド製造コンソーシアム"を組成することで、政府・自治体からの補助や制度連携を引き出すことも可能である。

3-3. サプライチェーン構築モデル：要素分解

建設現場向けヒューマノイドの量産体制を構築するにあたっては、以下のように構成要素を機能ごとに分解し、国内外の部品調達先を選定・統合する。

国内調達を主軸に据えることで、品質保証とアフターサポートの一体運用が可能となる。海外依存を減らすことで、建設現場特有の「トラブル対応即応性」にも対応できる。

3-4. 自社工場での生産規模シミュレーション

以下に、月産100台／500台／1000台の各モデルについて、製造工場の稼働率・人員・敷地面積・コスト構造の試算を示す。

【モデルA】月産100台（パイロットフェーズ）

• 想定工場規模：1000m²

• ライン数：1ライン（8人×2交代制）

• 組立時間：1台あたり8人時

• 生産コスト：部品80万円＋組立20万円＋テスト・管理10万円＝計110万円

• 販売価格想定：200万円（粗利約90万円/台）

➡ 地方工場（例：山梨・滋賀）にて運用可。市場投入初期モデル。

【モデルB】月産500台（量産初期）

• 工場規模：3500m²

• ライン数：4ライン（1ライン＝10人×3交代）

• 組立時間短縮：平均6人時（半自動組立導入）

• 生産コスト：90万円/台前後（スケール効果で低減）

• 販売価格：200〜250万円（粗利100万〜125万円/台）

➡ 鳥栖（安川）、掛川（川重）など既存工場を転用。

【モデルC】月産1000台（全国配備モデル）

• 工場規模：8000m²

• 完全自動搬送＋半自動アセンブリ＋画像検査システム

• 組立時間：4人時以下／ユニット生産化

• 生産コスト：70〜75万円（大半が自動化）

• 販売価格：200万円（粗利125〜130万円）

➡ 大規模なOEM展開、サブブランド展開も可能。建設用・物流用でモジュール共通化。

3-5. 販売後の保守体制とアップデート運用モデル

建設現場へのロボット導入では、購入後の保守性・故障時の迅速対応が重要であるため、以下のような運用モデルが推奨される。

• BIM連携による遠隔状況監視とメンテ予告

• 地方メンテ拠点を全国7都市に設置

• バッテリーパック・関節モジュールの即日交換体制

• サブスクリプション型アップデート（動作ライブラリ提供）

このようにすることで、販売後の"稼働率保証"が可能となり、ゼネコン・サブコンからの信頼を獲得しやすくなる。

製造業によるロボット事業再構築の好機

2025年現在、日本の製造業大手は「産業用ロボット」分野で世界的シェアを持つものの、家庭用・サービス用ロボットでは韓国・中国・米国に後れを取っている。だが、建設業界という"手付かずの現場"で量産型ヒューマノイドを提供することで、完全新規の市場創出が可能となる。

この参入は単なる新規事業ではなく、"労働力不足"という国家課題をロボットで解決する日本型モデルの輸出"という国家戦略とも結びつく。特にアジア新興国や中東インフラ市場への展開を視野に入れれば、「日本の製造業が再び世界を変える」契機になる可能性を秘めている。

次章では、実際にどの程度の価格帯と販売台数で、3年間で投資回収が可能なのか、財務モデルの視点から具体的にシミュレーションしていく。

4章｜コスト構造の試算

4-1. ヒューマノイド1体あたりの製造原価：全体像

建設現場に導入するヒューマノイドは、高性能なアクチュエータ・センサー類・耐久性素材を用いた筐体などを必要とするため、家庭用や受付業務用ロボットとは異なる高コスト構造となる。本節では、月産500台規模を前提とした1体あたりの原価試算を行う。

■ 製造原価内訳（1体あたり）

➡ 量産規模500台／月では、約79万円の製造原価が見込まれる。

4-2. 各コスト構成要素の詳細分析

(1) 駆動系部品（約35万円）

• 中空軸アクチュエータ（Nidec製）：高トルク・軽量

• 関節ユニットの減速ギア（Harmonic Drive社）

• ケーブル・配線・絶縁材などの高耐久仕様

建設業務での高負荷運転を前提とするため、出力密度の高い駆動部品が要求され、コストを押し上げる最大要因となる。

(2) センサー・電源系（約20万円）

• TOFカメラ／深度センサー：人や障害物の検出用

• LIDARユニット（Velodyne級）：安全巡回用途

• 大容量リチウム電池（交換式2セル）

価格低下は進むが、耐久性・信頼性を担保するためには業務用グレードが必須であり、民生品流用では不十分。

(3) 組立・検査・副資材（約11万円）

• 組立には専門技術者によるアライメント調整が必要

• モーター・センサー組込み後の自動キャリブレーション工程

• 省人化は進むが、最終調整は人手が不可欠

今後、生産ロボットによる組立自動化で、この領域のコスト削減が期待される。

(4) ソフトウェア償却費（約4万円）

• 動作ライブラリ（組立／運搬／監視）ごとに学習済モデルを開発

• 初期開発費：1億円前後を想定し、5,000体で償却を試算

• クラウド接続によるアップデート用サーバ保守も含む

1体あたりでは小額だが、全体プロジェクトの収益構造に影響する項目であり、価格戦略と連動して管理すべき。

4-3. ロジスティクスおよび保守費用の見積もり

ヒューマノイドは出荷後の「運搬・初期設定・保守対応」に高い要求があるため、アフターコストも製品ライフ全体で把握すべきである。

■ 出荷・初期展開コスト

➡ 初期展開コスト：5万円前後

■ 保守・交換・サブスク費（3年）

➡ 3年間で約36万円（年間12万円）の保守費

これを価格に内包するか、別建てで「サポート契約」として売るかで収益モデルが変化する。

4-4. 価格帯別の収益シミュレーション

以下に、3つの想定販売価格帯（200万／300万／500万円）における、利益率・損益分岐点・回収年限を比較する。

【モデルA】販売価格：200万円／体（コスト重視）

➡ 「価格競争力が高く、数で勝負する量産モデル」。ゼネコン向けに1契約100体超の導入が期待でき、損益分岐点は早い。

【モデルB】販売価格：300万円／体（品質訴求）

➡ 中堅建設業者向けの「性能＋信頼性」訴求価格帯。耐候性・安全設計・アップデート含みのプレミアモデル。

【モデルC】販売価格：500万円／体（高級仕様＋OEM）

➡ 高負荷用途／海外輸出モデル。公共工事向けの補助金込み価格設定にも対応。年間200体でも黒字化可能。

4-5. 3年間の投資回収シナリオと価格戦略

初期投資（工場設備、開発費、在庫費など）を約20億円と仮定した場合、以下の回収シナリオが描ける。

価格を下げるほど市場規模は広がるが、販売・保守体制が重くなる。
一方、価格を上げるほど利益率は良くなるが、導入側（ゼネコン・自治体）の稟議・補助金取得難度が増す。

現実的には、以下のハイブリッド戦略が望ましい：

• 200万円モデルを全国中小建設業に普及（台数確保）

• 300万円モデルを大手ゼネコンに導入（実績・ブランド獲得）

• 500万円モデルは公共インフラ案件や海外市場にOEM展開

利益率と導入障壁のバランスが鍵

ヒューマノイド事業の収益性は、「価格 × 台数 × 保守収益 × アップデートサブスク」という複合モデルで成立する。
200万円台という"建設業が許容できる現実的価格帯"に落とし込みながら、製造・物流・保守の各コストを徹底的に抑え、3年以内での投資回収を実現することが戦略の核心である。

次章では、想定されるクライアント層と導入場面を具体化し、市場需要規模の定量化を試みる。