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建設業界では、人手不足や業務効率化への対応を背景に、DX化の重要性が高まっています。その中でも注目されているのが、設計・施工・維持管理の情報を3次元モデルで一元管理する「BIM/CIM」です。
国土交通省による原則適用も進んでおり、今後は公共工事を中心にBIM/CIM活用の重要性がさらに高まると考えられます。
一方で、「BIMとCIMの違いがわからない」「導入すると何が変わるのか知りたい」という方も多いのではないでしょうか。
本記事では、BIM/CIMの基本的な意味や建設DXとの関係、導入メリット・注意点、具体的な活用事例までをわかりやすく解説します。
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建設業界のDX化に欠かせないBIM/CIMとは？
BIM/CIMは、建物や道路、橋などの情報を3次元モデルにまとめ、設計から施工、維持管理まで活用する考え方です。
単に見た目を立体化するだけではありません。材料や数量、工程、点検履歴などの情報もあわせて管理することで、関係者が同じ情報を見ながら判断しやすくなります。
BIM/CIMの意味と読み方
BIM/CIMは「ビムシム」と読み、建設に関わる情報を3次元モデルでまとめて管理する仕組みです。
BIMは「Building Information Modeling」の略で、主に建築分野で活用されています。一方、CIMは「Construction Information Modeling／Management」の略で、建築分野で広がったBIMの考え方を土木分野へ応用したものです。
3次元モデルとは、平面図ではなく、建物や構造物を立体的に確認できるデータを指します。形状だけでなく、以下の情報も一緒に管理できる点が特徴です。
- 部材名
- 材料
- 強度
- 数量
- 点検履歴など
また、BIM/CIMは設計段階だけで使うものではありません。計画・調査・設計から施工、維持管理まで同じ3次元モデルを連携して活用します。
そのため、設計者・施工者・発注者が同じ情報をもとに話し合いや確認を進めやすくなり、認識のズレや手戻りの削減にも役立ちます。
BIM/CIMモデルを構成する3要素
BIM/CIMモデルは次の3要素で構成されています。
- 3次元モデル
- 属性情報
- 参照資料
2次元の平面図を書くところからスタートするCADと違い、BIM/CIMは3次元モデルが基本です。建物の属性情報や参照資料も管理されているため、設計からメンテナンスに至るまで幅広く活用できます。
3要素の特徴は以下のとおりです。
| 要素 | 概要 | 特徴 |
| 3次元モデル | 建物の形状や構造を3次元で立体的に表現した情報 | 構造物の外観や内部の構造を視覚的にチェックし、設計変更や干渉のシミュレーションができる |
| 属性情報 | 部材等の名称、形状、数量などの情報 | 壁や柱の部材には、材質や重量、強度といった物理的な要素と、製造元や価格といった経済的要素が属性情報として付与される |
参照資料 | 3次元モデルや属性情報に含まれない関連資料などの情報 | 設計図や写真、測量データ、点群データなど |
BIM/CIMモデルは、形を立体化するだけでなく、実務で必要となる情報まで含めて作成することが重要です。
見た目がきれいな3次元モデルでも、材料名や点検履歴などの情報が不足していると、後の工程での効果的な活用は難しくなります。
実務で使いやすいモデルにするには、3次元モデル・属性情報・参照資料をそろえ、関係者が同じ情報を共有できる状態にしましょう。
BIM/CIMと建設DXの関係
BIM/CIMは、建設DXを進める上で中心となる仕組みです。そもそも建設DXとは、デジタル技術を活用して現場や設計業務を効率化する取り組みを指します。
具体的には、BIM/CIMを導入することで、従来の図面だけではわかりにくかった部分を3次元で確認できるようになり、設計ミスや手戻りの削減へとつながります。
さらに、施工手順や数量、維持管理の情報まで一元化できるため、深刻化する人手不足への対応や、施工品質の向上にも大きく貢献するでしょう。
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建設業界が抱える3つの課題
建設業界は、インフラ整備や老朽化対策、災害復旧工事などにより需要が高まっている一方 、さまざまな課題を抱えています。とくに、業務効率化の遅れや人材不足、安全管理の問題は、多くの企業に共通する課題です。
ここでは、建設業界が抱える代表的な 3つの課題について解説します。
1. DX化の遅れ
建設業界はDX化が遅れており、現場では紙の図面や手作業による管理が主流です。
たとえば、図面の修正内容を紙で共有していたり、工程管理や点検記録をExcelや紙で管理していたりする現場も少なくありません。そのため、情報共有に時間がかかり、記入ミスや伝達漏れが発生しやすい状況です。
DX化が進まない主な理由は、既存システムとの連携の難しさ、インターネット環境の不備、従業員のデジタルスキルの不足です。とくに建設現場は屋外作業が中心のため、通信環境が安定しにくいケースもあります。
また、中小規模の建設会社では、ITツール導入にかかる費用や運用負担を懸念し、従来の方法を継続している場合もあります。
しかし、DX化の遅れは、業務効率の低下だけでなく、若手人材の確保や技術継承にも影響を与える可能性があるため、早急な対応が必要とされているのです。
2. 人手不足
建設業界の課題として、人手不足も挙げられます。とくに職人の高齢化が進んでおり、深刻な状況です。
国土交通省のデータによると、建設業で働く労働者の約34%が55歳以上で、29歳以下は約11%にとどまっています。そのため、ベテラン職人の引退が進む一方で、若手人材の確保が追いついていないのが実情です。
さらに、建設業界は「長時間労働」「休日が少ない」「体力的な負担が大きい」といったイメージを持たれることも多く、これが若年層の入職率低下を招く要因となっています。
人手不足が深刻化すれば、1人あたりの業務負担が増大し、さらなる長時間労働や現場の疲労蓄積につながりかねません。また、技術継承が滞ることで、将来的な施工品質や安全管理に影響が及ぶ懸念もあります。
そのため近年では、ICT施工や遠隔臨場、BIM/CIMなどを活用し、少人数でも効率よく現場を運営できる体制づくりが求められています。
3. 労働災害
労働災害も、建設業界の課題として挙げられます。
建設現場は、高所作業や重機操作、大型資材の運搬といった危険と隣り合わせであり、他業種に比べても事故リスクが非常に高いのが現実です。
主な災害として、足場からの墜落・転落、資材・重機との接触や転倒などが挙げられますが、とくに高所からの転落は命に関わる重大災害に直結するため、一瞬の油断も許されません。
近年は、人手不足による負担増や経験の浅い作業員の増加が、安全管理をより難しくしています。ちょっとした確認漏れや情報共有不足が、大きな事故の引き金になりかねないのです。
こうした背景から、ウェアラブルカメラや遠隔臨場、AIによる危険検知といったICT技術の導入が進んでいます。こうした取り組みにより、事故防止と現場の安全性向上が期待されています。
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BIMとCIMの違い
BIMとCIMは、「3次元モデル」「属性情報」「参照資料」の3要素で構成されているところは共通していますが、対象とする分野や情報の内容が異なります。
建築分野はBIM
BIM（ビム）は「Building Information Modeling」の略で、ビルやショッピングセンターなどの建築分野が対象です。
BIMで管理する情報は、構造物とそれに付属する情報となります。
土木分野はCIM
CIM（シム）は「Construction Information Modeling」の略で、ダムや道路、橋などの土木分野が対象です。ただし、海外では日本ほど明確な使い分けはされておらず、土木分野のモデル化をBIM for infrastructureと呼ぶこともあります。
CIMでは、構造物だけでなく地形や地質といった周辺の状況も属性情報に加えます。
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国土交通省が推進するBIM/CIM原則適用とは
BIM/CIM原則適用の具体的な内容や、令和5年度から始まった運用のポイントについて、対象となる業務・工事や発注条件の仕組みを交えて解説します。
BIM/CIM原則適用の概要
BIM/CIM原則適用は、国土交通省の直轄土木業務・工事で、BIM/CIMを基本的に活用する取り組みです。
対象となるのは道路、橋梁、河川、トンネルといった土木分野の設計や施工であり、3次元モデルを導入することで形状、数量、施工手順などを関係者間で共有しやすくなります。従来の2次元図面だけでは伝わりづらかった立体的な位置関係や構造も、視覚的にわかりやすく確認できるのが大きなメリットです。
さらに、確実なデータ共有を目的として、契約後速やかに発注者が受注者へ設計図書の基となった情報の提供や引き継ぎを行う「DS（Data-Sharing：データ共有）」が実施される点も特徴に挙げられます。
令和5年度（2023年度）以降の原則適用のポイント
2023年度以降のポイントは、BIM/CIMが試行段階ではなく、実務で活用する前提になったことです。
国土交通省は、小規模なものを除く直轄土木業務・工事で原則適用を開始しています。
また、3次元モデルは必要以上に細かく作成するのではなく、活用目的を達成できる範囲・精度で作成する考え方が示されています。
つまり、「モデルを作ること」が目的ではなく、業務効率化や情報共有に活用することが重視されているのです。
対象工事・対象業務
原則適用の対象となるのは、国土交通省が発注する直轄土木の「詳細設計業務」および「工事」です。
具体的には、道路、橋梁、河川、ダム、トンネルなどの設計・施工が中心となりますが、すべての案件に一律で課されるわけではありません。
3次元モデルの必要性が薄い、あるいは緊急性が高いとされる以下の案件などは、適用対象から除外されています。
- 単独の機械設備工事・電気通信設備工事
- 維持工事
- 災害復旧工事
自社が手がける案件が適用対象かどうかは、発注条件や特記仕様書を個別に確認しましょう。
リクワイヤメントの仕組み
リクワイヤメントとは、発注者が受注者に対して示すBIM/CIM活用条件のことです。
具体的には、業務や工事ごとに発注者が「活用目的」を明確に示し、受注者はその目的に応じて3次元モデルを作成・活用することになります。
この仕組みは、大きく分けて「義務項目」と「推奨項目」の2つに分類されています。
義務項目は、未経験者でも取り組みやすい「視覚化による効果」を中心とした項目です。
主に、以下の項目から発注者が選択し、受注者はその目的に必要な最小限の範囲でモデルを作成します。
- 出来あがり全体イメージの確認
- 特定部（複雑な箇所や干渉箇所など）の確認
- 施工計画の検討補助
- 2次元図面の理解補助・現場作業員への説明
なお、活用目的以外の箇所の作成や、見栄えを整えるだけの修正を受注者に求めないルールとなっています。
推奨項目は、一定の規模や難易度を有する事業において、義務項目に加えて「3次元モデルによる解析」など、より高度な活用目的からひとつ以上の項目に取り組むことを目指す仕組みです。
関連する測量業務や地質・土質調査、概略・予備設計業務などもこの推奨項目に位置づけられています。
このように、リクワイヤメントは発注者と受注者の間で「何をどこまでやるか」の境界線を明確にするための仕組みです。そのため、業務や工事の着手前には発注条件（特記仕様書など）を必ず確認し、求められている要件を正確に把握しておくことが重要となります。
BIM/CIMを導入するメリット
BIM/CIMを導入することで期待できる効果は、次の3つです。
- 生産性向上につながる
- コスト削減できる
- 情報伝達が円滑になる
それぞれ詳しく見ていきましょう。
1. 生産性向上につながる
BIM/CIMの導入によって、生産性向上が期待できます。建設業界の生産性を高める手法としては、次の2つが効果的です。
- フロントローディング
- コンカレントエンジニアリング
フロントローディングは、直訳すると「前に負荷をかける」という意味です。建設現場では、設計・開発の初期段階で時間をかけてシミュレーションを行うことで、施工段階での負荷軽減を目指します。
コンカレントエンジニアリングは、直訳すると「同時並行技術」という意味です。BIM/CIMの活用により情報が一元管理されることで、複数の工程を同時に進行しやすくなり、全体の効率化が図れます。
2. コスト削減できる
現場の生産性が向上することで、コスト削減にもつながります。建設業界では、工数が増えるほど人件費がかさむため、当初の予定通り作業を進めていくことが重要です。
たとえば、フロントローディングの手法を取り入れることで、修正や工事の遅れによるコストを抑制することが可能です。
3. 関係者間での合意形成と情報共有がスムーズになる
BIM/CIMツールを使うことで、正確で視覚的にもわかりやすい説明ができ、関係者間での合意形成や情報共有が円滑に行えます。データは一元管理されているため、最新情報を常に関係者で共有できる仕組みです。
3次元モデルを基本とするBIM/CIMは専門的な知識がなくても理解しやすいため、地域住民や自治体職員との情報共有にも向いています。
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BIM/CIMを導入するデメリット・注意点
BIM/CIMの導入は、建設DXを推進し業務を効率化するための有効な手段である一方、現場への定着までにはいくつかの課題も存在します。
初期投資の大きさや実務における運用の難しさなど、あらかじめ押さえておくべき3つの注意点について解説します。
1. 導入コストが高い
BIM/CIMは、専用ソフトを購入しただけで自動的に効果が出るものではありません。
3次元モデルに材料や数量、工程や維持管理情報などを紐づけて一元管理できるのがソフトの強みです。一方で実務で使いこなすには、ソフトの購入費以外にも「操作教育の標準化」や「社内ルールの整備」に伴うコストが発生します。
仮に、社内でのモデル作成ルールが統一されていない場合、担当者ごとにデータの作り方がバラバラになってしまい、かえって情報共有の妨げになりかねません。また、操作に慣れるまでの導入初期は、従来の2次元図面よりも作業時間が増え、現場の負担が一時的に大きくなることも予想されます。
こうしたリスクを避けるためにも、最初からすべての業務に適用しようとせず、まずは目に見えて効果が出やすいピンポイントな業務から段階的に社内展開していくのがよいでしょう。
2. 高性能PCや対応ソフトが必要になる
BIM/CIMを実務で活用するには、3次元モデルを安定して扱える環境が必要です。
3次元モデルはデータ容量が大きくなりやすいため、オフィスで一般的に使われている標準的なスペックのPCでは、動作が著しく重くなってしまいます。画面の表示や編集にいちいち時間がかかっていては、現場作業や打ち合わせの効率低下に直結するため、まずはグラフィック性能などに優れたハイスペックPCへの買い替え（機材投資）が必要です。
さらに、自社内だけでなく、発注者や協力会社とスムーズにデータをやり取りするための「共通形式への対応」も重要なポイントとなります。
たとえば、異なるソフト間での建物モデル共有には「IFC形式」、土木設計データを測量機器やICT建機と連動させるには「J-LandXML形式」といった国際・国内共通のファイル形式への理解が欠かせません。
これらに対応していない古いソフトを使用していると、データ変換の際に中身の情報が消えてしまったり、図面が正常に表示されなかったりするトラブルの原因になります。
3. 3次元モデル作成に工数がかかる
3次元モデルは、細かく作るほど時間と手間がかかります。
BIM/CIMでは、形を作るだけでなく、部材名や材料、数量や工程などの属性情報も登録します。属性情報とは、モデルに意味を持たせるための中身の情報です。
たとえば、壁や柱に材質や強度、メーカー情報を登録することで、施工管理や維持管理にも活用しやすくなります。一方で、必要以上に細かい情報まで入力すると、作業負担が増え、モデル作成だけで多くの時間を使ってしまう場合があります。
また、活用目的が曖昧なまま作成すると、「誰が、どの場面で使うのか」が整理されず、実務で十分に活用されないケースも考えられるでしょう。
こうした事態を防ぐためにも、工程のどの場面で、誰が使うのかをあらかじめ明確に定めておき、目的に必要な情報だけに絞ってモデルを構築していく進め方が重要です。
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BIM/CIMの活用場面
BIM/CIMの活用シーンは、「設計」「施工」「維持管理」の3段階に分けられます。
BIM/CIMは、単に3次元モデルを作成するだけではありません。設計から施工、維持管理まで同じ情報を活用できるため、関係者間の情報共有や業務効率化、手戻り削減につながります。
ここでは、具体的な活用シーンと期待できる効果を解説します。
1. 設計段階の活用シーン
設計段階では、建設現場付近の住民への説明会でBIM/CIMを活用できます。視覚的にわかりやすい資料を使うことで、スムーズに合意が得やすくなるでしょう。
また、BIM/CIMの情報をそのまま説明資料に流用することで、準備の手間も削減できます。
さらに、3次元モデルを活用すると、設備や構造物同士の干渉確認もしやすくなるのが特徴です。図面だけでは気付きにくい問題を事前に把握できるため、施工後の設計変更や手戻り防止にも役立ちます。
設計内容を関係者全員で視覚的に共有しやすくなることで、認識のズレを減らし、設計確認を効率よく進められるようになります。
2. 施工段階の活用シーン
施工段階では、施工手順を確認する際に活用できます。従来の2次元モデルと比べて、複雑な構造でもわかりやすく伝えられるため、確認作業の迅速化が期待できます。
BIM/CIMを導入することで、合意形成が円滑に進みやすくなり、作業効率も向上するでしょう。
また、施工前に作業手順や重機の動線を3次元で確認できるため、現場作業員への説明もしやすくなります。
そして、施工数量や工程情報をモデルと連携させることで、施工管理や進捗確認を効率化しやすくなります。関係者間で同じ情報を共有できるため、確認漏れや伝達ミスの削減にもつながるでしょう。
3. 維持管理段階でできること
維持管理段階では、現場での点検箇所の把握に活用できます。従来は、点検・補修の履歴が紙媒体や電子データなど異なる形式で管理されていることも多く、確認作業に時間がかかっていました。
一方、BIM/CIMで管理する情報には点検に関するものも含まれているため、必要な情報が迅速に手に入り、作業の効率化が可能です。
また、点検結果や補修履歴を3次元モデルと一元的に管理することで、設備や構造物の経年変化を的確に把握できるようになります。過去の修繕内容や劣化状況を速やかに確認できるため、精度の高い維持管理計画の立案にも寄与するでしょう。
さらに、将来の改修工事や更新工事を行う際にも、既存設備の正確な情報を参照できることから、現地調査や設計業務の効率化へとつながります。
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BIM/CIMの活用事例
2023年に国交省の直轄工事等で原則適用されたBIM/CIMですが、活用方法に悩んでいる企業は少なくありません。
国土交通省が公表している、BIM/CIMの取り組み事例を参考に、自社に合った方法を見つけていきましょう。
1. 隣接既設構造物の把握、離隔確認【トンネル】
まずは、トンネル修正設計業務におけるBIM/CIMの活用事例です。この工事では、供⽤中のI期線トンネルと計画中のII期線トンネルの両方を3次元モデル化しました。
3次元モデルにしたことで、位置関係がわかりやすく表現され、近接影響の範囲が視覚的に確認できるようになりました。
また、地質縦断図や線形情報をモデルへ反映し、支保パターンごとに色分けすることで、地山条件や施工条件の違いも把握しやすくしています。さらに、支保工や補助工法、設計時の留意事項などの属性情報も付与されました。
これにより、発破振動による影響範囲や既設アンカーへの影響確認がしやすくなり、対策工事の検討に活用されています。
加えて、モデル内へ設計情報や申し送り事項をまとめることで、後工程となる施工段階への情報共有も円滑に進めやすくなりました。
2. 施⼯⽅法及び⼿順等の妥当性を⽴体的に検証【橋梁】
続いては、⾼架橋の設計業務における活用事例を紹介します。この工事では、立体交差する鉄道や国道上の架設などを検証する目的でBIM/CIMモデルを作成し、施工ステップごとの実現性を確認しました。
「大型クレーンの配置は妥当か」「国道の通行止めは必要か」などを設計段階で検証することで、後工程の施工がスムーズに進行できるようになりました。
また、本体構造物だけでなく、仮設構造物や周辺の支障物、搬入出路などもモデルに反映し、干渉チェックを実施しています。これにより、クレーン配置や資機材搬入の可否、施工ヤードの確保などを事前に確認できるようになりました。
さらに、鉄道・国道・ランプ橋などが複雑に交差する施工順序を立体的に可視化することで、施工計画の妥当性を把握しやすくなっています。
施工段階での留意事項や注意点もモデル上で共有しやすくなるため、関係者間の情報共有や合意形成の円滑化にもつながっています。
3. 電線共同溝と既設埋設物の干渉を事前に確認【道路地下構造物】
続いては、道路地下構造物における活用事例を紹介します。この業務では、歩道地下にある既設埋設物と、新たに整備する電線共同溝との干渉を確認する目的でBIM/CIMモデルを活用しました。
ハンディ型地中レーダで取得した地下情報と、3次元レーザー計測による地上部の点群データを組み合わせることで、地下埋設物を立体的に可視化しています。
設計段階で干渉箇所を事前に確認することで、敷設位置の修正や既設埋設物の移設計画を早い段階で検討できるようになりました。その結果、施工時の手戻りや工期延伸、コスト増加、埋設管破損事故の防止につながっています。
また、整備前後の状況を3次元で比較しやすくなるため、沿道住民への説明や合意形成にも活用されています。
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BIM/CIMの現場活用を進めるならANDPAD BIM
BIM/CIMを実務で活用するには、3次元モデルを作成するだけでなく、現場で関係者が共有しやすい環境づくりも重要です。
ANDPAD BIM は、BIMデータを現場で閲覧・共有しやすくする機能を備えたサービスです。BIMデータを軽量化して表示できるため、タブレットやスマートフォンでもスムーズに確認できます。
また、保存したビュー状態のままリンク共有できるため、現場作業員や協力会社へ「どこを確認してほしいか」を視覚的に伝えやすい点も特徴です。断面表示やマークアップ機能にも対応しており、作業説明や指示出しにも活用できます。
さらに、図面とBIMモデルを連携できるため、図面だけではわかりにくい断面や施工イメージを3次元で確認しやすくなります。施工計画や重機配置の検討、作業手順の共有など、施工段階での活用も想定されています。
まとめ
BIM/CIMは、単なる3次元モデル作成ツールではなく、設計・施工・維持管理まで情報を連携しながら活用する仕組みです。
図面だけでは把握しにくかった構造や施工手順を視覚的に確認できるため、手戻り削減や情報共有の円滑化、生産性向上などにつながります。
一方で、導入にはコストや運用ルール整備といった課題もあるため、「何のために使うのか」を明確にした上で段階的に活用を進めることが重要です。
国土交通省による原則適用も進む中、今後はBIM/CIMを前提とした業務がさらに増えていくことが予想されます。現場での情報共有や施工管理を効率化するためにも、自社に合った活用方法を検討していきましょう。
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