目次

• ・BIMとは
• ・BIMと3D CADの違い
• ・BIMのメリットとデメリット
• ・BIMを実現するソフト「Revit」とは
• ・BIMを活用している業界実例
• 土木業界×BIM
• 都市機能（デジタルツイン・スマートシティ）×BIM
• ・BIMの今後と未来

これまでの建設業界において、CADによる設計が主流とされていました。現在、CADに代わる技術として「BIM」が注目を集めています。BIMは、様々な情報を3Dモデルに付与することで、作業の効率化などの多くのメリットをもたらしています。

BIMは、3DCGを作成する建築ビジュアライゼーションにも深く関わっている技術です。そのBIMの基礎知識や3DCADとの違い、メリット・デメリットなどについて説明していきます。

BIMとは

BIMとは、「Building Information Modeling（ビルディング インフォメーション モデリング）」の略称です。BIMは、コンピュータ上に作成した3DCGのデジタルモデルに、コストや仕上げ、管理情報などの属性データを3DCGの建築物のデータ上に反映させる技術です。建築の設計や施工、維持管理まで、あらゆる工程に必要な情報活用を行うためのソリューションであり、建築分野における新しい技術として注目されています。

BIMを実現するソフトを使って3Dモデルを作成し、設計から施工、維持管理に至るまでの建築サイクル全体の情報を反映させることで、建築ビジネスの業務を効率化し、建築デザインにイノベーションを起こす画期的なワークフローです。また、1つの3Dモデルデータをすべての部門で共有することが出来る為、設計ミス・施工ミス・施工不良といったマイナスを軽減することが可能です。それにより、生産性の向上とコスト削減を実現することができます。

BIMと3D CADの違い

こちらを説明するにあたり、とてもわかりやすい記事があったので、ご紹介します。
「Revit研」という情報メディアにて、「3DオブジェクトとBIMオブジェクトの違いは？」という切り口で、以下の画像を用いてその違いを説明されています。

BIMによって作成された3Dモデルは、3D CADで作られたCGパースとは異なります。BIMは、意匠上の表現のためのモデルだけではなく、構造設計や設備設計情報、コストや仕上げなどの情報もすべて1つの3Dデータで管理することができます。実際の建築物を施工する前にコンピュータ上で3Dモデルを作成し、それを活用して、意匠・構造・設備などの様々な仕様やコストを管理したり、環境性能やエンジニアリングのシミュレーションすることで、コスト効率のよい施工計画を立てたりすることができます。

修正の際の手間や、工数においても大きな違いがあります。2Dの図面を作成した後に3Dの形状を組み立てる3D CADでは、3D化した後に修正する必要がある場合に2Dの図面を修正する必要があったため、膨大な工数をかけなければいけませんでした。一方で、BIMは最初から3Dでシミュレーションの設計をするため、3Dから2Dの図面を切り出すことも可能です。BIMを部分的に修正した場合でも、修正された箇所はすべてリアルタイムで反映されるため、余計な工数を削減することができます。

BIMのメリットとデメリット

建築工事を行う上で重要な役割を担うBIMですが、導入するメリットもあればデメリットも存在します。

まずは、メリットを3つに絞って説明します。

1つ目は「コスト削減」です。各種シミュレーションをスムーズに行うことで設計初期段階での検討を容易にし、作業ミスを軽減することができます。それにより工数を減らすことができ、コスト削減が可能です。

2つ目は「コミュニケーションの円滑化」です。3DCGによって分かりやすくビジュアライズしてから共有することで、施工主や各関連事業者間の情報共有を円滑にします。そうすることで、要所での必要な各種意思決定を迅速にします。

3つ目は「作業効率の向上」です。上記2点の掛け合わせですが、施工前に情報を共有することで作業ミスと工数を減らすことができ、各部門や事業者間でのコミュニケーションを円滑にすることで打ち合わせ時間を短縮できます。結果的に、ワークフロー全体の作業効率を向上させます。

次にデメリットですが、こちらも3つに絞って説明します。

1つ目は「導入コストの高さ」です。BIMを実現するソフトは、当然CADのソフトよりも高額です。導入の際には、必要台数の確保やBIMソフト専用のパソコンの準備などがあり、経費や予算をベースに導入コストを考える必要があります。

2つ目は「人材確保の問題」です。BIMのソフトを操作できる技術者の育成、確保は簡単ではありません。BIMを導入するとなると、技術者の確保とBIMを操作できる人材の教育が必要です。

3つ目は「設計段階での使用に時間がかかる」という点です。BIMの3Dモデルを作成するには、2Dの図面を作成するよりも時間がかかってしまいます。BIMモデルを作るためには建具などの細かいパーツの3Dモデルが必要なため、プロジェクトの最初期にはそれらを作成するための時間が必要になります。

BIMを実現するソフト「Revit」とは

BIMを作成するには、専用のソフトが必要です。今回は、それら専用ソフトの1つである『Revit（レビット）』を紹介します。

Revitは、BIMソフトの代表格として世界中で高いシェアを誇っているAutodesk社製のソフトです。「Autodesk社製のCADソフト」には『AutoCAD』がありますが、Revitは「Autodesk社製のBIMソフト」という位置付けになります。

Revitは、意匠設計者に役立つのはもちろん、構造や設備の設計者もダイレクトに設計を担当することを可能にしています。従来の、意匠設計者が作成した図面をもとに構造や設備の設計者が別のソフトで設計を行うというフローを無くすことで、工数や打ち合わせ数を減らし、プロジェクトを円滑に進めることができます。

Revitでは、1つのマスタープロジェクトモデルを各設計の専門家ごとにコピーを作成することで、元のデータと同期できるワークシェアリングが可能です。つまり、同じBIMモデルに複数人が同時にアクセスして、変更や修正を加えることができます。ワークシェアリングは、各設計者が作業する範囲をワークセットで設定できますし、元のデータに加えた変更を許可できる管理者も決めることもできます。そのため、同じエリアを作業していたとしても安心して利用できます。

また、マスタープロジェクトモデルをクラウド上に保存することで、離れた場所同士でも連携が可能です。リアルタイムで使えるチャット機能もついているため、遠隔地でのコミュニケーションにも困ることはありません。

Revitには、Autodesk社製の他のソフトとの連携ができるというメリットがあります。都市設計などの広範囲で利用できるCIMソフトの「CIVIL 3D」や、「INFRAWORKS」から2D作図ソフトの「AutoCAD」まで、様々なAutodesk社の製品と連携できます。これらのAutodesk社製のソフトを既に利用しているのであれば、RevitをきっかけにBIM導入を考えてみてもいいかもしれません。

BIMを活用している業界実例

建築に関わる業界では既に多く使用されているBIＭですが、実例をもとにどういった形で活躍されているのか見ていきましょう。今回は「土木業界」「都市機能」の2ジャンルで紹介します。

土木業界×BIM

マカオにある海上橋建設（港珠澳大橋プロジェクト）の実例を紹介します。このプロジェクトは、橋梁、トンネル、人工島の建設が含まれているうえに、骨組みが軟弱な地層に位置していることもあり、非常に複雑な建造物でした。そのため、施工ミス・施工不良の軽減とコスト削減が必要不可欠であり、BIMの導入が採用されました。

チームはRevitを使って、すべての橋梁、トンネル、人工島の BIMを作成しました。パラメーター化技術によって様々な数値化した情報をデータ上に反映させ、複雑な橋梁設計における水平、垂直カーブの技術的な問題を解決した手法は、橋梁や道路建設でのBIM活用のモデルケースといえるでしょう。

作成されたBIMを使って詳細にシミュレーションすることで、様々な計画の改善ができました。たとえば、最初期から議論されていた料金所のアーチ屋根の信号灯やその他様々な信号の設置箇所についてです。BIMにより生成された3Dビジュアライゼーションを確認しながら検討することで、詳細に関する意思決定を早い段階で下すことができ、工数を削減することができました。

都市機能（デジタルツイン・スマートシティ）×BIM

実例を紹介する前に、各用語「デジタルツイン」と「スマートシティ」について簡単に説明します。

デジタルツインとは、読んで字のごとく「デジタルの双子」を意味しています。この双子とは、「仮想空間」と「現実世界」の2つのことを指しており、この2つの空間を相互的に作用させているものが「デジタルツイン」になります。言い換えると、現実世界の物体などの構造物を、仮想世界にそのままデジタルデータで反映させる技術となります。

スマートシティとは、スマートホーム・スマートビルディングよりも、さらにデジタルツインエリアの集合体となった都市形態を指します。

有名なプロジェクトの1つに、静岡県裾野市で開発が進んでいる『ウーブン・シティ（Woven City）』があります。ウーブン・シティとは、ロボット・AI・自動運転・MaaS・パーソナルモビリティ・スマートホームといった先端技術を人々のリアルな生活環境の中に導入できるのかを検証する実験都市のことです。

このスマートシティの開発においても、BIMとデジタルツインを活用しています。いきなり都市を建設するのではなく、実際に建設した場合に人や車の流れなどの都市機能が正常に動作するのか、3Dモデル上でシミュレーションを重ねています。

BIMの今後と未来

現在、建築の専門家は建築家以外に、構造設計者や設備設計者など、設計に関わる様々な専門家がいます。近い将来、これらの専門家の他に、BIMを扱える技術者が建築情報担当者として建築業界の中の専門技術者として位置づけられるようになることでしょう。それに伴い、人材確保のための技術者の教育にも注力されていくことも予想されます。

建築業界と土木業界のICT化を進めるものとして、注目を集めているのはBIMだけではありません。近年、BIMとセットでCIMという言葉も目にするようになりました。CIMは「Construction Information Modeling（コンストラクション インフォメーション モデリング）」の略で、『建設情報モデル化』のことであり、 建築分野で用いられているBIMを土木業界に適用した表現です。対象が違うだけで技術的には同じものですが、BIMとあわせて押さえておきたい技術です。

また、CADがジュエリー業界で大きな功績を残したように、BIMは設計が必要な業界でも活躍が期待できるかもしれません。
業界の垣根を超えることで認知度と技術力が高まれば、現状では導入に問題点を抱えているBIMを取り巻く環境も良くなっていくことでしょう。

関連記事はコチラ

Kvizでは、JARA2019（建築パース2019展）のイベントレポートを4本構成でまとめています。こちらのレポートは、「xR」を取り入れた建築ビジュアライゼーション表現を紹介しています。バーチャル技術と建築の組み合わせに興味がある方はぜひご覧ください。

CGパースや映像の制作を行う会社の積木制作が、3DCGパースの空間にVRで直接入ってしまうという新しい取り組みを実現しました。その技術を応用することで、3Dの建築現場をVR体験し、実際に起こりえる事故の危険性をより肌で感じられるようになりました。VR技術と建築の組み合わせに興味がある方にはおすすめの記事です。