連 載建築コストをめぐる話題［29］仮想空間上で設計が完結する時代のマネジメント手法
早稲田大学理工学術院創造理工学部建築学科1

 べての設計行為が仮想空間上です完結する時代

講師（専任）

石田 航星

は類似する状態になると言える。
そこで、本稿においては、ソフトウェア開発におけるプロジェクト・マネジメント手法に焦点を多くのアンケートで示されているように、我が国においても、建築プロジェクトにおいてBIMソ当て、建築プロジェクトにおいても参考になり得る点について考察を行う。

フトウェアを利用する事例が増加している。また、意匠設計、構造設計、環境設計など建築設計

2

ウォーターフォール・モデルとアジャ
イル開発に関わる各分野で3次元設計を一貫して行う「フルBIM」などの適用事例も紹介されるようになってきている。現状では3次元モデルを活用し情報産業における開発のマネジメント手法とした設計と2次元図面の併用や、図面を紙に印刷してよく対比される二つの手法として「ウォーターて、数量を拾うなど、3次元モデルによる設計フォール・モデル」と「アジャイル開発」がある。と、2次元図面と紙による伝統的な設計手法が並ソフトウェア開発におけるプロジェクト・マネ

立しているが、設計や積算、施工計画に関わる多ジ メ ン ト 手 法 と し て、 古 く か ら 存 在 す る

くの作業が仮想空間上で完結する未来も、そう遠「ウォーターフォール・モデル」は、図1に示すくない時期に実現される可能性がある。

ようにソフトウェアの開発工程を「要件定義」

このような仮想空間上で設計行為を行う新しい「設計」「実装」「検証」「運用」などの段階に分手 法 の 登 場 と 呼 応 す る よ う に、ECI方 式 やIPD

け、前工程の終了後に後工程を実施するという流（Integrated Project Delivery）などのように、設れでプロジェクトを進行する手法である。1970年

計者と施工者などが協業しながら設計案をまとめにWinston W. Royceにより示されたモデル1）をていく手法が導入され始めている。更にはBIMソ基に命名された手法注 1 である。

フトウェアを利用しながら設計者と施工者が協業要件定義するVDC（Virtual Design and Construction）な設計ども提案されており、複雑化した建築物の設計の実装検証

品質を、関係者間での共同作業により向上させる運用試みが行われている。

時間軸

ところで、コンピュータ内の仮想空間上で多く図1の設計や製作行為が完結する産業として、ソフトウェア産業が既に存在している。建築設計が仮想空間上で設計行為のすべてを実施した場合、これはコンピュータを介して多くの設計・開発行為が実施されるソフトウェアの開発の手法に、外見上58

建築コスト研究No.1032018.10

注1

ウォーターフォール・モデルの概念図

ただし、元の論文1） では、図1のような一方的なモデルだ
けでなく、各工程間でフィードバックのあるモデルや、テスト時に発生した問題をフィードバックする必要性なども示されており、前工程から後工程への一方的な流れを一度実行しただけではうまくいかないと言及されている。本稿では後工程から前工程に戻らない（つまり論文の意図とは異なる意味の）マネジメント手法の意味で「ウォーターフォール・モデル」を用いている。

建築コストをめぐる話題［29］このウォーターフォール・モデルは、現在でもイテレーション１利用されている開発手法である。発注者の要求を計 設 開 試 評
画 計 発 験 価

整理し、要件定義を明確化することが重要となる

イテレーション２
計 設 開 試 評
画 計 発 験 価手法である。ただ、システムを発注する側は、自分たちが必要としているシステムがどのようなもイテレーション３
計 設 開 試 評
画 計 発 験 価のなのかを事前に明快にし、言語化することが難

時間軸しいため、曖昧な部分が残る可能性がある。また、

図2

開発進捗によりシステムの全容が明らかになると、アジャイル開発3）4）の概念図

発注者が多くの「変更要求」を指摘する可能性がれているが、この価値観と原則を共有する手法は高いが、前の工程が完了した後に、後の工程を実複数存在している。アジャイル開発の手法として施することを前提としているため、変更に対して「スパイラル」「XP」「FDD」「リーン・カンバン」

柔軟に対応することが難しい。更に、ソフトウェ「スクラム」など、様々な手法が考案されている。

ア開発が複雑で大型プロジェクト化した場合、プロジェクト全体にかかる期間が長期化する可能性

3

アジャイル開発における「スクラム」が高く、仮に要件定義を適切に行えたとしても、社会状況の変化のスピードが速いため、リリース時には陳腐化してしまう場合も考えられる。

アジャイル開発手法の中で最も普及した手法であ る「 ス ク ラ ム 」 は、Jeff Sutherland 氏 や Ken

このようなウォーターフォール・モデルにおけSchwaber氏により提唱されたが、この手法は、るソフトウェア開発における諸問題は建築プロ竹内弘高氏と野中郁次郎氏が日本と米国におけるジェクトにも共通する問題である。

新製品の開発プロセスを分析して得られた知見を一方、「アジャイル開発」では、1～4週間程公表した論文5） 内で示されている手法を基に考度の期間で優先順位の高い機能を有する動作する案された手法である。そのため、ソフトウェア開ソ フ ト ウ ェ ア の 開 発 を 行 う「 イ テ レ ー シ ョ ン

発だけでなく日本の建築産業においても、参考に（Iteration）」が一般的であり、分析、設計、実なる手法である。

装、テストなどの各工程の専門家が同一のチーム

なお、この論文において「スクラム」型のチーとして参画し、異なる分野の専門家が一緒に開発

ムの特徴として下記の六つ注 3 が挙げられている。

や問題点の解決に従事する手法である。各イテ①不安定な状態を保つ

レーション終了時には動作するソフトウェアが作②プロジェクトチームは自ら組織化する成され、発注者やユーザーが意見を述べ易い環境③開発フェーズを重複させるを整えながら、イテレーションを文字どおり繰り④マルチ学習返すことにより、ソフトウェアを発注者が望んだ⑤柔らかなマネジメントものに成長させていく手法である。変更を前提と⑥学びを組織で共有するした手法であり、よいソフトウェアを作成するた

この中でも特に②に示された「自己組織化」はめに、発注者も一緒になって開発行為に参画する建築プロジェクトにおいても重要な項目である。

手法になっている。

竹内氏と野中氏の論文では、富士ゼロックスのFX-

2001年に公表された「アジャイルソフトウェア
注2

開発宣言 」では、四つの価値観と12の原則が示さ
注2

2001年に発表されたアジャイルソフトウェア開発宣言2） において、開発における関係者間の対話を重視し、動作するソフトウェアを早期に実現し、顧客との協調や、計画の変更への柔軟な対応を目指すことが述べられている。

3500の開発において、計画、設計、製造、販売、流通、評価の各専門部門の関係者を一つの大部屋（One large room）に集め、設計された例が示され
注3

スクラム手法を提唱した論文の共著者である野中氏が執筆した著書3）に記載のある訳語をそのまま掲載している。

建築コスト研究No.1032018.1059建築コストをめぐる話題［29］ている。これにより、会話が生まれ情報が共有さ⑵れ、個々人が開発チームにとって、最善な行動は何か考えるようになった例が紹介されている。

発注者の参加を必要とする手法である
多くの発注行為では、発注者は「お任せ」という丸投げに陥り易いが、アジャイル開発では建築物が複雑化し、一つの建築物の施工に参加

発 注 側 と 受 注 側 の 協 業 が 必 要 で あ る。 イ テする工種が数十種類になり、設計会社、ゼネコ

レーション（スクラムでは「スプリント」と呼ン、専門工事会社、建材メーカーへ設計に関わるぶ）毎に発注者は動作するソフトウェアを通じ専門業務が高度に分業化された一方で、建築物にて開発状況を理解できる上に、必ずしも専門家関わる専門知識をすべて理解できる技術者や企業ではない発注者と受注者のコミュニケーションが存在しない以上、建築プロジェクトにおいてを円滑化する工夫が多く取り入れられている。

も、竹内氏と野中氏の論文で述べられている手法⑶

開 発チームの支援者としてスクラム・マスや、これを発展させた「スクラム」でのマネジメターを用意している

ント手法は、非常に参考になる手法であると筆者

チームのマネジメントを行う上で必要なは考える。

「開発の方向性を示す」ことと「チームが円滑「スクラム」の概念と役割分担は「スクラム・に活動するために必要な環境を整える」こと、6）

ガイド」 に記載されている。日本語版も公開さこの二つの異なるリーダーシップを「プロダクれているため、詳細についてはスクラム・ガイド

ト・オーナー」と「スクラム・マスター」で分に譲るが、特徴的な点としてスクラムでは「プロ担している。

ダクト・オーナー」「開発チーム」「スクラム・マ⑷

仕様変更の機会を明確にしているスター」という三つの役割で分担されたスクラム

スプリント完了後に動作するソフトウェアをチームを構成単位としている点がある。プロダク使って発注者からレビューを受ける。この際のト・オーナーは、開発チームが実施する作業によ変更の要求は積極的に受け入れることで、発注り生産される価値を最大化するために製品に必要者からの変更の時期を明確にしている。特に開な機能を定義し、開発項目の優先順位を設定す発行為が進行しているスプリント内では変更をる。開発チームは開発の実行部隊で、様々な専門受け入れないようにしているため、開発チーム家で構成される。スクラム・マスターはスクラムが開発行為に集中しやすい環境が整っている。

チームの活動を円滑にするために、プロダクト・⑸契約手法について知見を有しているオーナーや開発チームの支援やチームが抱える問

請負契約は、請負人が仕事の完成を約束し、題の解決を行う役割を担う。そのため、中央管理発注者が仕事の完成に対して報酬を支払う契約型のリーダーシップではなく、サーバント・リーである。そのため、発注者と設計者の共同作業ダー（Servant-Leader）としての役割を求めらを通じて、設計案をまとめる手法において、通れ、メンバーからの相談やコーチングだけでな常の請負契約では実施できない可能性が高い。

く、チームが抱える問題の解決のために外部と交ソ フ ト ウ ェ ア 開 発 に お い て も、 我 が 国 で は渉を行う役割を担う。

「請負契約」が一般的だが、地方自治体注 4 の情

このスクラムの実践手順と建築プロジェクトを報システムの発注において、アジャイル開発が比較した際に、建築分野において、特に示唆を含導入された例がある。契約方式など参考注 5 にむ点として、以下の項目があると考える。

なる点が多い。

⑴

変更を前提とした手法である
アジャイル開発に含まれる多くのマネジメン

ト手法では、変更が起こる前提で、変化への対応を包含する手法として考案されている。

60

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注4
注5

例えば、山形県庁のシステム開発において導入された例がある9）。
イテレーション完了時に動作するソフトウェアが出来上がるため、イテレーション毎に個別の契約とする方法などが紹介4）されている。

建築コストをめぐる話題［29］なお、前述の点以外に、開発項目の規模見積りの工程にも波及し、変更作業の手間が増えてしまを素早く実施するための「プランニング・ポー

う。また、上流工程の齟齬を下流の工程で修正すカー」やリスク・マネジメントの手法が含まれるることが困難なため、下流工程における設計者がなど建築プロジェクトにおいて参考になりそうな取れる選択肢も大幅に制限されてしまう。そこ項目が多数含まれている。

で、建築物に必要な機能と性能や、建築物の具体的な形状や部材の位置、仕様などを決める専門家

4 建 築プロジェクトへの置き換えとソフトを建築プロジェクトの初期段階から集め、優先的ウェア開発と建築プロジェクトの相違点に決定するべき情報から徐々に設計の詳細度を上昇させていく手法の方が、3次元での設計に適し前章までに示したアジャイル開発の概念や価値ていると考えられる。また、従来の2次元図面と観を建築プロジェクトにおける設計に導入した場は異なり、3次元モデルがあれば、ある程度発注合、図3のような手順になると考えられる。

者はこれから出来上がっていく建築物を想像し易

建築プロジェクトにおいては、意匠設計、構造いため、建築物に求める要望を明確化し易いと考設計、環境設計、施工計画等の様々な技術者が設えられる。建築物の機能に対する要求を示す機会

計案の作成に従事するが、これら関係者が一体にを定めることで、それ以外の時期では設計チームなって、設計初期段階から共同で参画することには設計に集中できる。

なる。また、カーテンウォール・メーカーや鉄骨なお、建築プロジェクトの初期段階から設計にファブリケーター、昇降機メーカーなど、設計的必要な専門家を集めるため、発注者は調達行為の行為を含む建築部材の製造に関わる業者の技術者

初期で建築物に必要なコストを概算し、これに基も設計に参加することが望ましいと考えられる。

づく価格による入札で受注者を決める手法ではな

BIMソフトウェアを用いた3次元での設計でく、建築プロジェクト全体で使えるコストの上限は、設計変更に伴う修正等の手戻りは多大な労力を定め、設計に参画する専門家との協業により、が必要となる。意匠設計者が設計した設計案を踏建築物に必要な機能とコストのバランスを取りなまえて、構造・環境設計者が設計を行い、その後、がら、目標とするコストに近づけていくというよ施工技術者が参加して詳細設計を実施し、専門工

うな調達方式の方が適しており、従来の入札・調事会社（サブコン）や建材メーカーが更に詳細な達方式の大幅な見直しが必要となる。

設計図や加工図を作成する従来の手順では、上流

前述のように、建築物と同様に請負契約によりの工程で修正を必要とする場合、修正作業が下流調達されることが多い情報システムにおいて、公イテレーション１
発注者

設計者
施工者

建築物への要求条件

イテレーション２
設計案
レビュー

建築物への要求条件

イテレーション３
設計案
レビュー

建築物への要求条件

意匠設計

意匠設計

意匠設計

構造設計

構造設計

構造設計

環境設計

環境設計

環境設計

施工計画

施工計画

施工計画

製作設計

製作設計

製作設計

発注

レビュー

発注

レビュー

建材・工場製作物の発注
施工
施工

図3

建築プロジェクトへの適用の例

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61

建築コストをめぐる話題［29］的発注者がアジャイル開発に含まれる手法で調達

設計の成果物（ここではBIMデータや3次元モデした事例は既に存在しており、契約方法についてル）を閲覧してもらい、発注者が建築物に求めるは、かなり参考になると考えられる。また、IPD要求を言語化することが重要となる。また、ソフやECIなど従来、設計に参画してこなかった施工トウェア開発の「テスト」のように設計案の整合技術者を建築プロジェクトの初期段階から参画さ性と品質、性能を確認するために、干渉チェックせる方式が既に導入されている。アジャイル開発

や構造・環境のシミュレーション技術に加え、工に含まれる各手法は、これら方式を更に押し進め事手順を仮想空間でシミュレーションする手法がた手法であると筆者は考えている。

必要になると考える。本章では、「発注者が3次一方で、ソフトウェア開発においては、設計を元モデルを通じた会議に簡単に参画できる手法」

行った後、実装を行い、実際に動作するソフトと「想定している工事手順が実現可能であるかシウェアを作成し、テストを行うことができる。建ミュレーションする手法」について、筆者の研究

築プロジェクトでは、設計を行い、各種シミュを通じて言及したい。

レーションを実施して、設計案の検討を行うこと

建築物の設計は、ソフトウェア開発とは異なや、異なる設計者が作成した3次元モデルを同一り、設計完了時点で実物の建築物は存在しないたの空間で重ね合わせて、設計の不整合を修正する

め、発注者に設計案のレビューをしてもらうため干渉チェックが、「テスト」に近い手法である。には、工夫が必要になると思われる。また、設計

ただ、建築物そのものの評価は施工後に建築物が案が実際に施工できるかは、現状では工事をして完成してみないと分からない部分が多い。特に実みないと分からない部分が存在する。これら問題際に使用できる建築物は建築プロジェクトの終盤を解決する重要な技術としてVR技術に着目してにならないと登場しないため、ソフトウェア開発いる。と同じレベルの「テスト」はプロジェクト終盤まで実施できない。

発注者だけでなく、施工者側にも3次元CADやBIMソフトウェアを日常的に利用しない関係者

また、複雑化した建築物を設計するためには、が多く存在する。ただ、3次元モデルを作成する各分野の専門技術者の共同作業が重要になること

ソフトウェアを操作するためには、ある程度の訓は明らかであるが、設計者や施工者、納品メー練が必要になるため、建築プロジェクトに関わるカーを価格による入札や相見積りを経て選定する

多くの参加者と意見を交換するためには、現在の手法は共同作業における大きな障害になる。特にマウスやキーボードに頼らない、現実の建築物をアジャイルな設計手法を導入する場合には、建築閲覧する際と同様の操作性のあるソフトウェアがプロジェクトの初期段階に、高度な専門知識を有必要となる。そこで我々はモーション・コントする関係者を集めることが重要であるため、サブローラに着目し、モーション・コントローラとコンや建材・機器メーカーを早期に選定することVR技術を用いて3次元モデルを操作する方法にが必要になる。建築部材や工事の受注を期待させついて研究を実施している。以下に示す図4はて、無償で見積りや設計を行う商習慣は、共同作

モ ー シ ョ ン・ コ ン ト ロ ー ラ の 一 種 で あ るLeap

業の大きな妨げになるため、アジャイル開発を参Motionを用いて、仮想空間上の3次元モデルを考とした手法を導入する場合には、参加するすべ「持つ」状況を示した図である。ての専門家に適切な設計料を支払う必要がある。

Leap Motionにより上部にある手の動作をリアルタイムで記録し、VR空間上に手の骨格モデル

5

仮想空間における設計案の検証手法が連動するようになっている。このVR空間では物理エンジンが搭載されているため、物体同士の前章までの考えを実現するためには、発注者に62

建築コスト研究No.1032018.10

当たり判定や重力判定が適用されている。そのた建築コストをめぐる話題［29］すくめ、手で掬う動作をすると、仮想空間上の手の上を再現するためには物理現象や人そのものを再現に立方体を載せることが可能になる。

す る 必 要 が あ る が、 我 々 は ゲ ー ム 開 発 環 境 のこのLeap Motionを用いて、図5に示すようにUnityを用いている。図6に作業シミュレーショ

VR空間に設計中の3次元モデルを用意して、現実ンのシステムの構成の概念図を示す。これによりの建築物に触れるように仮想空間上の手で3次元作成した内装間仕切壁の作業シミュレーションのモデルに触れることで、必要な情報を取得する技

ソフトウェアの実施例を図7に示す。これは仮想術が実現されれば、発注者を含む関係者間の3次空間上でスタッドやランナーを持って移動し、設元モデルを介したコミュニケーションが円滑化さ置箇所に設置する行為を再現し、VR空間上で現れると考えている。3次元設計が本格的に導入さ実を模倣した作業を行うことで、作業時間や作業れる時代において、ICT技術に関する専門知識をの妥当性をシミュレーションするソフトウェアで有しない関係者を議論に参加させるためのBIMにある。なお、このソフトウェアにより、図8に示おけるユニバーサル・デザインが重要性を増すとすように作業者の移動経路や作業時間を記録し、考える。

評価することが可能となると考えている。

Leap Motion

進捗状況

工程計画

進入禁止区域

確認用ゲームの作成（Unityを使用）

3次元CADモデル（ArchiCADを使用）〇安全に関する項目

連動

飛来、転落

C# Script

自動車事故
クレーン作業半径への侵入

図4

モーション・コントローラによる操作例〇作業に関する項目
運搬

接合

持つ/置く

〇分析用データの出力

図6

図7
図5

危険作業の回数

移動経路

作業シミュレーションのシステムの構成7）

内装間仕切壁の作業シミュレーションの実施例

仮想空間上の手で3Ｄモデルに触れる例

また、異なる設計者によるモデル同士の干渉チェックや、3次元モデルを用いて建築の構造や建築環境をシミュレーションし、設計の質を検証する技術が多く開発されている。同様に、施工計画そのものをシミュレーションする技術についても様々な研究が実施されている。我々も仮想空間で作業者を再現し、工事手順の妥当性や作業者への負荷をシミュレーションする手法について研図8

作業シミュレーションにより記録した作業者の移動経路例7）究7）8） を実施している。仮想空間において工事

建築コスト研究No.1032018.1063建築コストをめぐる話題［29］6（参考文献）

おわりに1）Winston W. Royce : Managing the Development of Large

建築プロジェクトにおいて「設計」という工程は非常に重要な部分であるが、この設計を行う方法が「紙を中心とした2次元図面」から「コンピュータ内の仮想空間における3次元設計」に変更すると、建築プロジェクトに最適なマネジメン

Software Systems, Proceedings of IEEE WESCON, 1970.8,
pp.1-92）「アジャイルソフトウェア開発宣言」http : //agilemanifesto.
org/iso/ja/manifesto.html, 2018.8.20閲覧
3）平鍋健児、野中郁次郎『アジャイル開発とスクラム―顧客・技術・経営をつなぐ協調的ソフトウェア開発マネジメント』翔泳社

2013.1

4）鈴木安而『図解でわかるアジャイル・プロジェクトマネジメント』エスシーシー

2016.6

ト手法もまた変化するものと考えられる。2次元

５）Hirotaka Takeuchi, Ikujiro Nonaka : The New New Product

図面における設計手法は、精緻に考えられた製図

６）Ken Schwaber and Jeff Sutherland : SCRUM GUIDES,
https : //www.scrumguides.org/download.html, 2017.11

記号や設計上の規則を含むことにより、高度に訓練された専門家間でのコミュニケーションにおいて、寸法や仕様など専門家間での情報のやり取りを円滑化する優れた手法であったと考えられる。
ただ、建築に関する専門知識を有しないことが多い発注者や施設の利用者にとっては、相互理解への障害になる可能性が高い。
また年々、建築物に用いる技術が高度化し、建築物そのものが複雑化したため、2次元図面と文書によるやり取りだけでは、多くの誤解を生む可能性が高まっている。このような状況下でBIMを中心とした設計手法の変化は、建築産業の進歩のための必要な技術であるが、マネジメント手法を現代に合ったものに変更することも必要となる。その際に、本稿で触れた情報産業だけでなく、造船産業のCIM（Computer Integrated Manufacturing）の導入における生産プロセスの変更など、他産業におけるプロジェクト・マネジメント手法には、建築分野におけるプロジェクト・マネジメント手法を一足飛びに進化させるための重要な知見が蓄積されており、多くの示唆に富むと言える。

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建築コスト研究No.1032018.10Development Game, Harvard Business Review, 1986.1（2018.8.20閲覧）
7）石田航星「VR技術を用いた工事作業の再現と安全評価に関する研究」『第33回建築生産シンポジウム論文集』pp.245-250，
日本建築学会 2017.7
8）石田航星「建築工事における安全教育のためのゲームソフトウェアの開発」『大会学術講演梗概集』F-1分冊，pp.345-346，
日本建築学会 2017.9
9）日経×TECH「幸せを呼ぶアジャイル開発〔第4回〕SOAはア ジ ャ イ ル と 相 性 が 良 い 」https : //tech.nikkeibp.co.jp/it/article/COLUMN/20120100/346081/?ST=system, 2018.8.20
閲覧（山形県庁での事例）