インフラ維持を変える次世代センサとモニタリング技術最前線

はじめに―止まらないインフラ老朽化と変革の壁

私たちの社会生活と経済活動を支えるインフラストラクチャーは、道路や橋梁、鉄道、上下水道、電力・ガスなど多岐にわたります。

しかし、日本の多くのインフラが高度経済成長期に整備・建設されたことで、今や更新や補修が喫緊の課題となっています。

一方で、インフラ管理の現場は、人手不足、高齢化、アナログ慣習など“昭和のやり方”が根強く残り、DX（デジタルトランスフォーメーション）どころかIoT化すら進んでいない現場も少なくありません。

こうした状況下、抜本的な効率化・省人化が不可欠ですが、重要性は分かっていながらも「新しい技術を入れて失敗したらどうしよう」「実績がないものは使えない」と変化を恐れる空気も根強く存在します。

本記事では、次世代センサ技術とモニタリング技術の最新トレンド、そして現場が直面する課題や、長年の慣習を打破するための具体的アプローチについて、現場目線で深堀りしていきます。

インフラ維持の現実：点検・保守の苦悩

高まる点検需要と慢性的な人手不足

都市インフラの老朽化が進む中、点検や保守業務の頻度・重要性は年々増しています。

特に、橋梁やトンネルなど高所・閉所・危険な場所の保守は、経験豊富な人材に依存しがちですが、現場では技術継承が進まず、慢性的な人手不足に苦しんでいます。

こうした状況を打破するために、センサやリモート監視システムの導入が進められていますが、「現場を知らない机上のDXが失敗する」典型だと揶揄されることも度々あります。

アナログ文化からの脱却が進まない理由

インフラ管理の現場では「巡回点検こそが安全の要」「五感を使った目視点検に勝るものはない」という根強い信仰があります。

これには理由もあり、過去にデータ偏重や机上判断が現場の現実と乖離し、事故や重大インシデントにつながった苦い経験も無数に存在します。

そのため、導入効果や安全性が十分に立証されていないセンサやモニタリング機器への不信感が根深く、「前例主義」が定着している現状です。

次世代センサ技術の現状―何が“次世代”なのか？

従来型センサと次世代型の違い

これまでのインフラ点検に使われてきたセンサは、「温度」「振動」「傾斜」「ひび割れ」など限定されたパラメータをピンポイントで測ることが主流でした。

対して、現在開発・実用化が進む次世代センサには以下の特徴があります。

・IoT対応で遠隔地からのネットワーク監視が可能
・1台で複数パラメータ（温湿度、歪み、応力、劣化進行など）を同時計測
・電源が不要な低消費電力型、さらには自己発電型
・異常時にはAIがリアルタイムで危険度を自動診断
・小型化・軽量化・ワイヤレスで設置作業が極めて簡便

こうした進化によって、従来は「高コスト」「保守難」「データ通信困難」とされた課題が、劇的に解消しつつあります。

具体的な技術革新の例

具体的な事例として、以下のような先端センサが注目を集めています。

• MEMS（微小電気機械システム）を用いたひずみ＆振動複合センサ
• 光ファイバー内蔵型でどんな形状にも沿わせて貼付できる歪みセンサ
• 劣化・腐食をナノレベルで検出できる表面分析センサ（エレクトロケミカル型）
• エネルギーハーベスティング（太陽光や振動で発電）機能付き自律運用センサ

これらの技術は、従来の「人が点検しないと分からない・異常が出てからしか分からない」という常識を根底から覆します。

進化するモニタリング技術とAI活用

単なるリアルタイム監視から“異常予知”へ

従来のモニタリングシステムといえば、各種センサから送られる膨大なデータを人間がモニターで監視し、異常値を見逃さないよう注意を払うものでした。

しかし現在は、AIや機械学習の発展により「通常パターンからの微細な逸脱」をリアルタイムで自動検知できる時代となっています。

また、過去の重大事故データや老朽度の進行データ等もAIで解析・学習させることで、「いつ、どこで、どの部位が、どんな劣化を起こしやすいか」を高精度に予兆できる取り組みが進みつつあります。

デジタルツインとの連携によるシミュレーション

インフラ機器や工場設備をサイバー空間上に“仮想コピー”する「デジタルツイン」技術も急速に進歩しています。

このデジタルツインとモニタリングデータを連携させることで、異常発生時の波及影響や、メンテナンス計画の最適化シミュレーションが可能になりつつあります。

これにより、過去の「場当たり的」「経験則頼み」の保守から、「将来リスクの定量予測を根拠とした計画保全」へのシフトが本格化しようとしています。

現場導入における課題と“現実的な進め方”

課題1：費用対効果と費用負担のジレンマ

最先端のセンサやAI監視システムは確かに有用ですが、導入・運用コストをどう捻出するかは現場にとって死活問題です。

「5年、10年で回収できるROI」を示しても、現実には「今年度予算」「目の前のコスト削減」を優先する声が大きいため、「実証実験で終わり、恒常運用に至らず」が少なくありません。

この課題には、いきなり全面導入ではなく、「特に要注意な部位・設備からスモールスタートし、成果を現場で“体感”してもらう」ことが不可欠です。

課題2：現場の意識改革と“納得感”の醸成

前述の通り、現場では昔からの「目視信仰」「経験重視」「ITアレルギー」が根強く残っています。

ここを突破するには、現場の熟練者自らが新技術の検証・評価に参画し、“自分で納得する”プロセスを丁寧に作り込む必要があります。

「外から押し付けられる」のではなく、「現場が主体的に評価し、“これなら実用になる”と判断」して初めて根付くのです。

課題3：部門間連携とデータ利活用の壁

製造業あるあるとして、「設備保全部門」「情報システム部門」「経理部門」が縦割りで、センサ・モニタリング導入時の調整が非常に煩雑になることが挙げられます。

またシステム導入後も「データは取れるが活用されていない」「データ形式や管理方法がバラバラでうまく連携できない」など、運用面の壁も多いです。

現実的な解決策としては、「データフォーマット共通化」と「意思決定者巻き込み型の現場主導プロジェクト推進」がカギを握ります。

サプライヤー/BtoB企業が今考えるべきこと

サプライヤー視点から見た“バイヤーの本音”と新提案

バイヤー（購買担当者）は「技術の先進性」「コストパフォーマンス」のみならず、「現場導入のハードルをどう下げるか」「実績に基づく信頼性」「サポート体制」を重視します。

そのため、サプライヤーは単なる“最先端技術”の売り込みではなく、「現場の困りごとを肌で理解し寄り添う姿勢」「使い方・効果を現場で一緒に検証する伴走型提案」「小規模から始めて段階的に拡大できる柔軟なサービス体制」が求められます。

また、現場のアナログ文化を尊重しつつ、「“分かりやすさ”と“安心感”」を徹底したコミュニケーションで担保することが、成功の最大因子となるでしょう。

まとめ―昭和型インフラ維持から“真の現場DX”へ

インフラ維持の現場は、長く「人海戦術×経験則」の昭和型スタイルでした。

しかし現代は技術的課題のみならず、組織文化・人の意識も根強いボトルネックです。

こうした壁を乗り越え、真のDXを実現するには、「技術の進化×現場の納得×経営層の理解」の三位一体が不可欠です。

次世代センサとモニタリング技術は、インフラ維持を「人手で守る」から「データで見守る」時代へ進化させます。

製造業バイヤー、現場技術者、サプライヤーそれぞれの立場が“腹落ち”し、現場目線で使いこなせたとき、新たなインフラ維持モデルが実現します。

この変革の波に乗り遅れることなく、昭和から令和型へと“地殻変動”を起こせるか――今まさに、その正念場を迎えています。