技術士二次試験模範解答と解説 H29年 2017年 総合技術監理部門

問題文 T−2

 2015年に「国連持続可能な開発サミット」が開催され,持続可能な開発目標(SDGs)を含む「我々の世界を変革する:持続可能な開発のための2030アジェンダ」が採択された。これは,開発途上国の開発に関する課題にとどまるものではなく,世界全体の経済,社会及び環境の三側面を,不可分のものとして調和させる統合的取組である。

 我が国でも政府がSDGS推進本部を設置し,実施指針を示している。その中では,「持続可能で強靭,そして誰一人取り残さない,経済,社会,環境の統合的向上が実現された未来への先駆者を目指す」ことがビジョンとして掲げられ,8つの優先課題と具体的施策が示されている。表1がその具体的な内容であり,これらは日本としての施策の観点からまとめられているものの,総合技術監理部門の技術士にとっても参考となろう。 ここでは,総合技術監理に携わる技術士として,事業における持続可能性(SuStainability)に関する課題を考えていきたい。持続可能性は,持続可能な開発(持続可能な発展とも訳されており,この方が先進国の実態には近い。)の前提となる概念であるが,経済,社会,環境などが将来にわたって適切に維持・保全され,発展できることを意味している。

 なお,事業は有期のプロジェクト(開始と終了が計画されている。)とは異なり,ある程度の継続性を前提としたまとまりとして捉えるべきものである。例えば,一定の地域における水循環システムを対象とした上下水道事業などが該当する。また,水供給のみに限定し上水事業として捉えることもできるし,水処理事業,浄水場維持管理事業などとして限定的に捉えることも可能である。ただし,例えば個々の浄水場建設や高度水処理システム更新工事などは一過性のプロジェクトであり,ここでの事業の定義とは異なる。その他にも事業としては,河川維持管理事業,道路交通安全事業,電気自動車事業,医薬品事業など様々なものが挙げられよう。

 ここで,あなたがこれまでに経験した,あるいはよく知っている事業を1つ取り上げ,その事業が目指している社会ニーズの充足や目的とする成果物の創出などを考えたとき,事業が対象としている経済,社会,環境などの持続可能性について,その課題と解決の方向性について,総合技術監理の視点から以下の(1)〜(4)の問いに答えよ。ここでいう総合技術監理の視点とは,「業務全体を俯瞰し,経済性管理,安全管理,人的資源管理,情報管理,社会環境管理に関する総合的な分析,評価に基づいて,最適な企画,計画,実施,対応等を行う」立場からの視点をいう。また,表1の内容は施策を示したものであり,参考として利用することは推奨するものの,この中から項目を選択することを誘導しているものではない。

 なお,書かれた論文を評点する際,考察における視点の広さ,記述の明確さと論理的なつながり,そして論文全体のまとまりを特に重視する。

 


表1 8つの優先課題と具体的施策

@あらゆる人々の活躍の推進

一億総活躍社会の実現

女性活躍の推進

子供の貧困対策

障害者の自立と社会参加支援

教育の充実

A健康・長寿の達成

薬剤耐性対策

途上国の感染症対策や保健システム強化,

公衆衛生危機への対応

アジアの高齢化ヘの対応

B成長市場の創出,地域活性化,科学技術イノベーション

有望市場の創出

農山漁村の振興

生産性向上

科学技術イノベーション

持続可能な都市

C持続可能で強靭な国土と質の高いインフラの整備

国土強靭化の推進・防災

水資源開発・水循環の取組

質の高いインフラ投資の推進

D省・再生可能エネルギー,気候変動対策,循環型社会

省・再生可能エネルギーの導入・国際展

開の推進

気候変動対策

循環型社会の構築

E生物多様性,森林,海洋等の環境の保全

環境汚染への対応

生物多様性の保全

持続可能な森林・海洋・陸上資源

F平和と安全・安心社会の実

組織犯罪・人身取引・児童虐待等の対策

推進

平和構築・復興支援

法の支配の促進

GSDGs実施推進の体制と手段

マルチステークホルダーパートナーシップ

国際協力におけるSDGsの主流化

途上国のSDGs実施体制支援


 

(1)本論文においてあなたが取り上げる事業の内容を次の@〜Bに沿って示せ。

 (問い(1)については 問い 2)と併せて答案用紙3枚以内にまとめよ。)

 @事業の名称及び概要を記せ。概要については,事業の対象範囲についても明示すること。

 Aこの事業の目的(充足すべき社会ニーズ)を記せ。

 Bこの事業の成果物(創出すべき製品,構造物,サービス,技術など)を記せ。

(2)あなたが取り上げた事業が対象としている経済,社会,環境などの持続可能性の観点からの課題について,総合技術監理の視点から,次の@〜Bに沿って示せ。

 (問2については問1とあわせて答案用紙3枚以内にまとめよ。)

@この事業における「過去の課題」(過去においては課題であったものの,何らかの対応が取られ現在では影響が小さいと考えられている。)を2つ取り上げ,詳述せよ。

Aこの事業における「現在の課題」(現在において影響が大きい若しくは緊急性が高いと考えられている。)を2つ取り上げ,詳述せよ。

Bこの事業における「将来の課題」(現在においては影響が小さく緊急性も低いものの,事業環境の変化や技術革新の進展などにより将来課題になると考えられる。)を2つ取り上げ,顕在化の要因となる将来の変化を含めて詳述せよ。

(3)あなたが取り上げた事業の「現在の課題」について,その課題の背景及び部分的にでも解決又は達成する方策について,次の@〜Aに沿って示せ。 (問3については答案用紙を変えて1枚以内にまとめよ。)

@(2)Aで詳述した「現在の課題」のうち1つを取り上げ,その課題の背景について,事業を行っている組織内部における制約,外部の事業環境の制約を区別して記せ。

Aこの課題に対して,事業を継続する中で部分的にでも解決又は達成する方策と,部分的にでも解決又は達成された際の事業の状況について記せ。解決又は達成には,事業を取り巻く内外の制約を技術発展により乗り越えること,社会的なコンセンサスの下で内外の制約を除外すること,などの方向性が考えられるが,そのような方向性にも留意して記すこと。


模範解答1 建設・施工 専門とすること 施工計画 添削回数18

 

 


 

(1)事業の内容

@-1事業名称

 新築工事の獲得を有利にするために維持保全工事を

通して顧客から引渡後も継続して受注できるビジネス。

@-2事業の概要

 〇〇地区において,LCC計画に従い建物の屋上・外壁の維持保全,インフラ更新工事を行い建物寿命を更新する。また,顧客が生産ラインやレイアウト変更の計画を立て,こちらからより詳細な計画を提案することにより,顧客の事業拡大や生産性の向上させるための工事をデザインビルトで請け負う。

A事業の目的

 顧客の事業継続や生産性向上のための要望に即応することにより,顧客との信頼度を上げて,新築・増築工事において特命のデザインビルトでの受注率を高める。

B事業の成果物

 使用している建物の耐久性を維持することにより事業が支障なく稼働できる。顧客の生産ラインの生産量の増加,生産効率の改善,ランニングコストの減少,機械の自動化をすることにより,顧客の生産性の向上に資することが可能である。

(2)建築維持保全工事の持続可能性の課題

@-1過去の課題-1

 耐震性の劣る建物が多くあるため,耐震化を進めることが課題であった。なぜなら,昭和56年以前に建てられた建物は,構造計算の上で耐震性が劣り,大地震の際に建物の倒壊や破損する可能性が高かった。そのため,構造設計を見直し,耐震壁を追加したり,柱梁のラーメン構造にブレスを設けることにより耐震性を向上させた。また,耐震度の状況によっては,建替えを促した。

@-2過去の課題-2

 建材に石綿が含まれるものが多くあったため,建材を無害化することが課題であった。なぜなら,屋根外装材,内装材,配管材などは,石綿含有量に規制がなく,多く含有している建材が使用されていた。長期にわたって吸引することで肺がんや中皮腫を誘因する可能性が高かった。そのため,無石綿材と交換したり封じ込めを実施して無害化して適正に処理した。

A-1現在の課題-1

 建設業界の就業者数が減少しているため,若い世代や女性の入職率を上げて就業者数を確保することが課題である。なぜなら,北関東地区においても,維持保全工事における多能工や専門の技能労働者は,高齢化が進み減少の状況にある。そのため,賃金を安定化させ労働環境を改善することにより就業者数を増やす必要がある。

A-2現在の課題-2

 タイル貼り建物の調査件数が増加のため,検査スピード化をして調査を進められる人材を育成していくことが課題である。なぜなら,タイルの浮きを放置すればタイルの剥落につながり人命を脅かす。外壁タイル貼りは建物のメンテナンスフリーの外装材として多く採用されてきたが,特に躯体に直接タイルを貼る直貼り工法において,躯体界面で剥離現象が多く発生した。そのために,打音・目視検査をして適切に判断できる

人材の育成が必要である。

B-1将来の課題1

 建設業に従事する技能労働者が将来減少してしまうために,生産性を向上させて省人化を進めることが課題である。なぜなら,技能労働者が減少して社会が要求する建設物の施工力が低下してしまう。そのために,ロボット化や機械化により進め省人化を進め,クラウドサービスを利用することにより,効率的な資機材の管理を行う。徹底した省力化を実施することにより一人あたりの生産性を向上させる。

B-2将来の課題2

 効率的な維持保全工事を行うために,保全シミュレーション(情報管理)を行いLCCを最適化することが課題である。具体的な計算方法は初期投資と修繕費で計算してLCCの合計とする。なぜなら,LCCを検討し,部位毎の初期投資と修繕費用の効率的な仕様を設定することが可能となるからである。それによって,コストが最小限となる仕様が判断できる。

(3)事業の現在の課題背景及び部分的解決・達成方策

@維持保全工事に担当者を配置されない課題の背景

@   -1組織内部における制約    

組織の管理者が生産性至上主義に陥り,生産性の低

い維持保全工事を避ける。また,維持保全工事は,休日や時間外の作業が多く,トラブルがお客様の業務に影響があるため一般以上の管理体制で臨む必要がある。

@-2外部事業環境の制約

 2020年までは,首都圏は,五輪関連の施設工事が多くある。その他,首都圏においては再開発事業や外環道・圏央道の進捗に伴い物流施設の案件が数多くあるため,技術者・専門業者とも不足する。

A-1内外の制約を技術的発展により解決する方策

 ICT化として,点群データを3Dスキャナーで現地のデータをとり3次元CADに復元する。正確な施工数量の把握,施工計画の作成の省力化が可能となる。                                                                                                                                              

営業,設計から施工に至るまで,正確な現地復元図を基に,TPMにより全工程でロスミスを無くす。

A   -2社会的なコンセンサスの下で解決する方法

 入職者数を増やすためには,社会保障の確保,給与水準の向上,週休2日の実現が必須である。協力業者の組織団体に社会保障へ入会を勧める。また,建設業界団体から業界とし週休2日制に強化して取り組んでいることを他の業界団体にもアピールして理解を得る。

 

(4)建物維持保全工事の将来の課題の部分的解決又は達成方策

@-1将来の課題

 建設就業者が減少しているために,ロボット化や機械化を進めて重労働を減らし,一人あたりの生産性を向上させることが課題である。

@   -2影響

 省人化された現場では作業員による危険作業がなくなり災害件数が減少する。また,現場での組立を減らし均一な品質を確保しながら省力化するため,工期短縮や無駄なコストを削減することが可能となる。

B   将来課題の解決策 

 熟練工の経験や勘に依存していた判断を,AIシステムを導入することにより若いエンジニアでも判断を可能にして技能を伝承する。建物維持保全工事の際,センサーや自動計測のデータをソフトで解析し,更にBIMと連動させることにより,効率的に継続した維持管理ができるようにする。

C   現在から検討若しくは実施すべき方策

 損傷部の予測診断精度を高めるために,教師データを集積してディープラーニングを実施することにより少ないデータにおいても短時間に適切な判断ができるようにする。また,BIMとの連動を増進させるためにBIMオペレータを育成しBIMの活用方法の教宣活動を行う。



 

模範解答2 建設・施工 専門とすること 施工計画 添削回数5  


(1)事業の内容

@事業の名称及び概要

(1)外郭環状高速道路の維持管理事業

(2)地方と各都市とを結ぶ高規格道路で、全長10qのRCボックスカルバート地下構造物である。この道路は都心部の慢性的な渋滞の解消を目的に構築され、供用後30年経過しており、道路構造物の高齢化が急速に進展している。この事業の対象範囲は、当該道路の維持管理に関する品質・安全・環境の保全である。                    

A事業の目的

事業の目的は、道路利用者に安全性と快適性を提供することである。また、交通の利便性を高めることで地域経済の活性化を図るとともに、交通渋滞を緩和することで、周辺環境の保全を図る。

B事業の成果物

この事業の成果物は下記の通りである。

1)良質な道路構造物の提供

2)地域経済の活性化

3)周辺環境の保全

4)交通渋滞の緩和

(2)持続可能性の観点からの事業の課題

@事業における「過去の課題」

(1)ライフサイクルコストの改善

従来の維持管理活動は、コンクリートの劣化が顕在化してから補修工事を行う『事後保全』であったために、大規模工事となることでコストが増加した。

(2)交通渋滞の解消

道路構造物の定期点検活動には、多大な労力と時間を必要とするため、長期間の交通規制が不可欠であった。上記理由により、周辺道路は激しい交通渋滞を何度も引き起こしていた。

A事業における「現在の課題」

(1)地域経済の活性化

地域人口減少によって、より利便性の高い地域へ人が流出している。今後、人口減少地域の拡大範囲は広がるため、道路財源を確保することが非常に難しくなり、地域経済も衰退する。

(2)地域環境の保全

周辺地域は、公園や歴史的な神社及び小中学校がある自然豊かな環境であり、住宅が多く建ち並ぶ密集地でもある。大規模な補修工事によって、周辺地域の生活環境が悪化する。

B事業における「将来の課題」

(1)維持管理方法の改善

労働力人口の減少により、調査・診断する技術者が不足することが予想されており、従来の人に依存した維持管理方法を見直し、省力化・省人化する方法に変更する必要がある。

(2)構造物品質の改善

供用後30年経過しており、今後、劣化が進行することが懸念されている。また、鉄筋の太径化や高密度化及び構造物の複雑化によって、コンクリートの締固め不可能な部位が増えることが予想されている。そのために、材料や施工法の改善をする必要がある。

(3)「現在の課題」の背景及び解決

@課題の背景

『地域経済の活性化』の背景は、下記の通りである。

(1)地域経済の衰退(外部の事業環境の制約)

(2)地域人口の減少(外部の事業環境の制約)

(3)道路財源の確保(組織内部における制約)

A部分的にでも解決又は達成するための方策

インターチェンジやサービスエリア等の道路施設に対し、民間のノウハウを取り入れたコンセッション事業を活用する。また、スマートインターチェンジを積極的に導入し、サービスを改善することで道路利用者の増加を図る。

上記解決策が実施されたことによる状況は、下記の通りである。

1)雇用の創出

2)地域振興の改善

3)地域ネットワークの拡大

4)観光産業の増加

コンセッション事業の活用にあたっては、民間事業者の創意工夫による更新事業価値の向上と活発な競争環境による最適な事業者の選定が重要となる。そのために、公共側から市場調査等の積極的な情報提供を行うことが不可欠である。

(4)「将来の課題」の解決

@顕在化により引き起こされる影響

維持管理方法が改善されないことにより引き起こされる影響は、下記の通りである。

1)高速道路が通行止めになる。

2)物流システムが停滞する。

3)交通渋滞が増加する。

4)地域経済が停滞する。

A部分的にでも解決又は達成するための方策

AI(人工知能)と通信機能を持ったロボットを利用した維持管理方法に変更する。道路構造物に内蔵したセンサーによって、劣化範囲を自動的に特定し、その結果をもとに人工知能が当該範囲の劣化状況を診断・分析・評価し、補修・補強計画へ提案する機能を持つ。

上記方策によって、維持管理業務が軽減することで、人的資源問題が解決する。

B現在から実施すべき方策

AIを利用したサイバー攻撃によって、コンピューターがウィルス感染した場合、ロボットから受信した膨大な構造物データが利用不可能になる。そのため、現在から実施すべき方策は下記の通りである。

1)データ管理手法を確立する。

2)劣化事例をAIに学習させる。

3)セキュリティ対策・セキュリティ人材を確保する。

 

 



 

模範解答2 環境−環境保全計画  専門とすること 環境情報の収集・整理・分析 添削回数3

 


 

1.取り上げる事業の内容

1−1.事業の名称と概要

1)名称

 大手スーパーマーケットにおける設備の改善事業

2)概要

 我が社は、〇〇県を中心とした〇〇地方に約100店舗のスーパーマーケットを展開であり、私は本社事業本部設備課長の立場にある。事業の対象範囲は、冷凍・空調を始めとした設備の適正・運用管理及び店舗従業員に対する指導である。     

1−2.事業の目的(充足すべき社会ニーズ)

 スーパーマーケットは、国民の日常生活を物資供給の面から支える必要な不可欠なサービスである。本事業は、設備管理の改善を通じて本業の事業継続リスクを低減し、来店客の満足度の向上に貢献することを目的とする。 

1−3.事業の成果物

 来店客満足度を向上し、環境負荷を低減する冷凍・空調機器及び周辺の技術である。

2.事業が対象とする持続可能性からの課題

2−1.過去の課題と対応 

1)加工食品の充実 

 女性の社会進出や一人暮らし世帯の増加により、加工済みの生鮮食料品に対するニーズが高まった。品質管理の面で、異物や虫などの混入が許されない環境を店舗内につくることが課題であった。個別空調にクリーンルームを付加した調理場を設け、店内で鮮魚や野菜を加工することで課題をクリアし、顧客満足と品質管理を両立した(経済性管理)。

2)冷媒の有害性低減

冷凍・空調機器に内蔵されているヒートポンプで用いられている冷媒には、かつて人体に有害なアンモニアが使用されていた。やがて、人体に対して無害な特定フロン類に代替された。しかし、特定フロン類は成層圏オゾン層を破壊して地上の紫外線を増大させることが判明した。このため、オゾン層を破壊しない代替フロン類にさらに置き換わった(社会環境管理)。

2−2.現在の課題

1)温度管理の適正化

 食品加工技術の高度化により、取り扱う加工食品の種類が増えている。加工食品の特性により、食品衛生法における保存温度基準が−15℃以下、4℃以下、8℃以下、10℃以下の4段階に細かく規制されている。保存温度基準の遵守を徹底するため、従業員に冷凍機の温度管理を徹底させる必要がある。

2)省エネルギーへの取組

 エネルギー消費量の削減を目指すための規制が強化された。このため、緻密な設備管理と運用の工夫により、店舗におけるエネルギー消費量の継続的削減を実施する必要がある。

2−3.将来の課題

1)エネルギーの自立性向上(課題1)

 国内では電力・ガスの自由化、国外では原油価格の下落が進行し、東日本大震災以降の供給不安は徐々に薄れつつある。しかし、我が国の一次エネルギーの約9割は国外に依存しており、世界のエネルギー需要は拡大の一途である。再生可能エネルギーの導入量は世界で2割を超えたが、我が国では未だ1割にとどまる。

 このようなエネルギー供給事情がもたらす将来の事業環境の急変に対応し、冷凍・空調を始めとした設備の持続可能性を担保するため、自立的な電源供給システムを構築する必要がある。

2)維持管理及び保守技術の「自前化」(課題2)

 現在においては、冷凍・空調の維持管理及び保守は、外部業者への委託を通じて完全に依存している。しかし、少子高齢化の進展により優秀な人材の確保が一層困難となる中、将来的な委託先における技術の質の低下が懸念される。さらに、課題1の実現も考慮すると、冷凍・空調に加え、自立的な電源供給システムを維持管理するスキルを持ち合わせた高度な技術者を自社で確保する必要がある。

このような優れた人材を確保するためには、職務分析と職務設計を通じて採用条件を明確化し、採用後も高いモチベーションを維持するような雇用管理を実現しなければならない。

3.「温度管理の適正化」の方策と事業の状況

3−1.現在の課題の背景

1)組織内部における制約

 多数の正規・非正規従業員に、食中毒の原因菌が増殖するリスクを伴う工程の温度管理を任せざるを得ない。

2)外部の事業環境における制約

 「食の安全」が市場の至上命題となっており、温度管理に失敗して食中毒を発生させた場合、経営危機に直結する。

3−2.課題解決に向けての方策と事業の状況

1)部分的にでも解決又は達成する方策

 温度管理を含めた食品の衛生管理には、国際規格であるHACCAPやISO22000といった、社会的にコンセンサスの得られた手法がある。当社では課題解決に向けてISO22000の認証を取得し、その中で教育訓練管理を行うこととした。具体的には、新規採用時や班長昇任時に行う階層別教育訓練、業務内容ごとに行う職能別教育訓練により、温度管理の要諦を学ばせる(人的資源管理)。併せて、食中毒発生等の緊急事態の早期発見及び情報処理についても定め、組織の社会的信頼性の確保に全力を挙げることとした(情報管理)。

2)部分的にでも解決又は達成された際の事業の状況

 温度管理の実施が組織的且つ計画的に担保され、商品品質の向上と苦情の減少につながった。

4.「エネルギーの自立性向上」の解決へ向かう方策

4−1.将来課題の顕在化状況と影響

 世界のエネルギー需給が逼迫することで、コストが上昇する。国内の再生可能エネルギーも導入コストを賦課金で賄う必要があるため、エネルギーコストの上昇は避けられない。

 このため、発電時の熱エネルギーを有効に活用できる分散型エネルギーの導入が経済的に有利となる。

4−2.部分的にでも解決又は達成する方策

 燃料電池は発電効率が高く、発生する熱を有効に活用できる(経済性管理)。さらに、太陽光エネルギーで水を電気分解して製造した水素を活用すれば、自立した環境配慮型の電力供給システムを構築(社会環境管理)し、営業を継続することができる。

4−3.現在から検討若しくは実施すべき方策

 将来課題の顕在化状況についてリスクアセスメントを実施する(安全管理)。

燃料電池自動車は、外部給電器に接続すれば燃料の水素がある限り冷凍・空調の電源として活用することができる。そこで、この機能に着目し、社用車に燃料電池自動車を導入する事業企画をまとめる。この方針を上層部に意思決定してもらうため、実行可能性調査(FS)を実施し、事業計画を立案する(経済性管理)。

意思決定後、危機管理マニュアルを策定し、外部給電気の使用訓練を毎年1回行う(安全管理)。