特集 建設分野における新しい生産システム導入の動き

CIMの導入に向けて
国土交通省大臣官房技術調査課

工事監視官

いしかわゆういち

石川雄一

今後は，これまで取り組んできた情報化技術を要素技術として，それらを統合・発展させて建設

１． はじめに生産プロセス全体として情報化を推進し，業務の効率化をはじめ建設事業全体での生産性の向上を

国土交通省における土木分野でのICT（情報通信技術）の活用としては，事業執行の効率化などを目指して平成８年度に「建設CALS整備基本構想」を策定し，以来，アクションプログラムに基づきCALS／ECとして取り組みがなされてきたところである（図―１参照）。

図る必要がある。

２． 建築分野でのBIM（Building Information Modeling）について
BIMとは，コンピュータ上に作成した３次元のこの間，電子納品，情報化施工，情報共有シス

形状情報に加え，材料・部材の仕様・性能，コステムなど一定の成果が得られ，実現場において活ト情報等，建物の属性情報を併せもつ建物情報モ

用されている技術はあるものの，CALS／ECが目デル（BIMモデル）を構築することで，設計から指してきた調査〜計画〜設計〜施工〜維持管理ま施工，維持管理に至る建築ライフサイクルのあらでを一貫した情報化のシステムは未だ構築されてゆる工程でBIMモデルを活用することにより，建いない（図―２参照）。

築生産や維持管理の効率化に繋げるものである。

（出典） 国土交通省

CALS／ECアクションプログラム２００８

図―１３０ 建設マネジメント技術

2012 年 8 月号

CALS／ECの取り組み

建設分野における新しい生産システム導入の動き 特集（出典） 国土交通省

図―２

CALS／ECアクションプログラム２００８

目指してきたCALS／ECのイメージ

BIMは世界的に見ると，国際組織（IAI）により平成８年から標準化に着手し，現在ではBIMモ

土交通省において，平成２２年度よりBIM導入の試行を開始している。

デルデータ国際標準化規格（IFC）が整備されてBIMの最大の特徴としては，以下の二つの情報を併せ持つ３次元モデルにより，高度なシミュレいる（図―３，４参照）。
国内においては，平成２１年が日本のBIM元年とーションを行うことが可能となるところにある。

いわれ，主に民間の建築を中心に導入が図られて!

３次元の形状情報いる。東京スカイツリーの工事においてもBIMが"属性情報（材料・部材 の 仕 様・性 能，コ ス導入されている。また，公共建築物においても国ト，その他の情報）（出典） 一般社団法人IAI日本

図―３BIMの概要

建設マネジメント技術

2012 年 8 月号 ３１

特集 建設分野における新しい生産システム導入の動き（出典） 一般社団法人IAI日本

図―４

図―５

IFC

フロントローディング

BIMにより構築された３次元モデルを活用することで，建設プロセスにおけるさまざまなリスクをより上流で管理（フロントローディング）する

３． 土木分野におけるICT活用の現状についてことが可能となり，事業の効率化，コストの低減，安全の向上などBIM導入による効果は多岐にわたり期待されている（図―５参照）。

土木分野におけるICTの活用については，情報化施工技術の活用が挙げられる。代表的な情報化施工技術にはTS（トータルステーション）を用いた出来形管理技術，MC（マシンコントロ ール）／MG（マ シ ン ガ イ ダ ン ス）技 術 な ど が あり，これらの技術は直轄工事を中心に普及が図ら

３
２ 建設マネジメント技術

2012 年 8 月号

建設分野における新しい生産システム導入の動き 特集

れている。
また，情報共有システムの導入も進められており，各現場の生産性の向上や品質確保に寄与している（図―６，７参照）。
一方，設計成果や工事完成記録についても電子納品保管管理システムにより電子化が進められている（図―８参照）。
このように，個々の段階での電子化・情報化はある程度進んではいるが，土木分野においては，未だ建築分野でのBIMのように建設生産システムのあらゆる工程でモデルを共有したシステムは構築されていない。
国土交通省では，今後の建設生産システム全般において，建築におけるBIMの思想とツールを取り入れて，建設分野全般に適用すべくCIM（Construction Information Modeling）の 構 築 と 導 入の検討を進めることとしている。
!

CIMの概要CIMは，調査・計画〜設計〜施工〜維持管理の各段階において，３次元モデルを一元的に共有・図―６

活用，発展させることにより建設生産プロセスの過程において，より上流におけるリスク管理を実

図―７

建設マネジメント技術

2012 年 8 月号 ３３

特集 建設分野における新しい生産システム導入の動き（出典） JACIC HPより

図―８

電子納品保管理システム

現するとともに，各段階での業務の効率化を図る情報等，実構造物としての属性情報をも併せ持っものである。

た情報の集合体を設計段階から構築することであり，この点が２次元設計との決定的な違いである! ３次元モデルの構築（図―９，１０参照）。

CIMにおける３次元モデルとは，単にコンピュ

従って，構築された３次元モデルは，変更の容ータ上に精緻な仮想構造物の形状を表現するだけ易さ（コンピュータ上の画面操作により可能）にでなく，材料・部材の仕様・性能・数量，コスト加え，モデルの変更に連動して数量等の属性情報

図―９３４ 建設マネジメント技術

2012 年 8 月号

３次元設計のイメージ

建設分野における新しい生産システム導入の動き 特集（資料） 奥村組提供

図―１０ 設計・施工のミスの減少も変更されるため，比較・解析という各種シミュ!

レーションの場面において，その容易さ，速さおCIMにおいては，この３次元モデルの構築・活よび正確さにおいて最大の効果を発揮すると考え用を柱としているが，それは３次元モデルを構られる。

築・活用することにより，次の効果が期待できるCIMの効果（建設生産段階）（図―１１参照）と考えられるからである。
・設計段階においては，効率的，かつ幅広い比較

図―１
１ CIMの概念（案）

建設マネジメント技術

2012 年 8 月号 ３５

特集 建設分野における新しい生産システム導入の動き

表―１
建設生産の各段階

試行事項

モデル事業での試行項目と検証事項等（案）期待される効果

検証事項※：実施未定＊：将来想定される課題

測 量

既存３次元地形データの利用

地形測量の効率化

データ利用の有用性
地形測量の効率化

精度の確保

設 計

構造計算（従来と同様）

干渉チェックによる設計

干渉チェックの実効性

使用３Dソフトの妥当性

３次元モデル作成（形状） ミスの減少

発 注

施 工

PCの性能
属性情報の特定材料等の属性の付与

比較設計の効率化〜
各種比較の実効性
高度解析（低〜高レベル） 属性情報の有用性 他

数量の自動算出

数量算出の効率化
数量算出ミスの減少

自動算出された数量の精

現行の数量算出要領との度確認

整合性※概算工事費の自動算出

工事費比較の効率化

自動算出の実効性

単価設定の精度

３次元モデルによる設計協議（フロントローディング）

合意形成の効率化
最適設計の選定

各 協 議 で の３Dモ デ ル（可視化）の有用性

施工時リスクの抽出

情報化施工データの作成

情報化施工の推進

データ連携の実効性

施工での使用の可否

発注工事数量の自動算出

数量算出の効率化
数量ミスの減少

数量の工区（ロット）割の実効性

システム開発の必要性

現行の積算システムによる積算 ＊将来は自動積算

積算の効率化
＊違算の防止３次元データから数量と＊積算を自動で算出＊システム開発＊単価の設定現地照査による３次元モデルの修正・追加（必要により）３次元モデルの精度向上

データの修正・追加の実効性

データの互換性
標準化の必要性

情報化施工データによる情報化施工の実施

情報化施工の推進

データ連携の実効性

４次元での工事工程管理の実施（試行時必須，基本任意）

現場管理の効率化
安全の向上 他

４次元での工程管理の実
効性，有用性

４次元データ作成の効率性

維持管理用機器の設置（ICタ グ，セ ン サ ー 類，維持管理の効率化・高度化

機器設置箇所の妥当性
機器の動作確認

維持管理用機器・設置箇所の選定

３次元モデルでの施工管理（出来形・品質，数量施工管理の効率化
監督・検査業務の効率化

リアルタイム，オンラインでのデータ共有

データの信憑性の確保等）

設計変更の効率化

変更数量の自動算出

３次元完成モデルの納品（地下埋設物データを含む）

施設の維持管理の効率化・高度化

データ作成と納品物の妥
当性

使用ソフトの標準化

３次元完成モデルの活用

管理の効率化

活用データの有用性

既存システムの活用

維持管理用機器の活用

管理の迅速化・高度化

機器設置の有用性

コスト面での妥当性

建設生産システムの効率化と生産性の向上

モデル流通の有用性

標準化，納品物，責任分
界他）

維持管理

その他，随時設定
全 般

３次元モデルの構築と流通

３
６ 建設マネジメント技術

2012 年 8 月号

建設分野における新しい生産システム導入の動き 特集

検討等が可能となる他，構造物の干渉チェック

現状で国土地理院から提供されている基盤地図情による設計ミスの削減，数量の自動算出，構造報（数値標高モデル）の活用や「地理空間情報活物の可視化等。

用推進基本計画」（H２０閣議決定）に基づく「地・設計から施工に移行する際に，３次元モデルによる円滑なデータ連携が図られる。

理空間情報高度活用社会（G空間社会）の実現」に向けた検討に期待するところである。

・施工時のデータを順次モデルに追加することに"については，まさにCIMの主要部分であり，より，出来高確認等の施工管理の効率化が図ら必要な属性情報をどう選択し，どの程度の情報をれるとともに，維持管理に活用する３次元モデ付加するべきかなど，CIM構築にかかるコストとルが構築される。

その効果については，今後の検討の柱となる部分

・施工時に時間軸を追加（４次元モデル）するな
どの応用により，施工計画の最適化，効率的な施工管理，安全の向上等が可能となる。
・維持管理において必要なデータ（属性データ等）を連携させることにより，維持管理での３である。
また，#については，各段階での役割・責任にかかわる現行の建設生産システムの制度としての課題であり，各関係方面での議論が必要と考えられる。

次元モデルが構築され，管理の効率化・高度化が可能となる。

"

CIM導入に向けた取り組み

・発注者においては，発注業務（設計書作成，積CIMの導入に向けては，上述した以外にも３次算など），監 督・検 査 業 務 の 効 率 化 が 図 ら れ

元設計ソフトの開発などの技術面においてさまざる。

まな検討項目があると思われる。それらの項目については，すでにJACIC（一般財団法人日本建設! CIMの検討における課題（BIMとの相違）

情報総合センター）を中心とした民間の研究機関

CIMの検討に当たっては，次の点に留意する必による検討会が立ち上がっており，各関係機関・要があると考えられる。

業界からの参画を得て議論・検討がなされている! 土木分野では，現地の地形・地質に依存またところである。

は左右される要素が建築分野に比べて格段に大一方，CIMの導入に当たっては，現行制度や要きく，地形・地質の詳細で精緻な情報が最も重領・基準類の見直しが必要となることから国土交要であること。

通省では導入に向けた制度検討を進めているとこ" 土木分野では，建築分野に比べて設計の自由度は小さく，施工においては，いわゆる設備関係も限定的であること。

ろである。
また，各検討と並行して，実際の事業の中でその効果について検証する必要があるため，国土交

また，維持管理においては，各構造物に特有通省の直轄事業において，CIMを導入したモデルな管理項目があり，さらに地域や周辺環境との事業（表―１参照）を実施することとし，平成２４

関係が建築に比べてより密接であること。

年度より３次元による設計業務を試行的に実施す# 現行の公共土木の契約形態は，設計と施工をることとしている。

分離して発注することが基本であることから，CIMの導入がもたらすものは，まだまだ未知数

事業の上流（設計）段階での施工上のリスク管の部分も多いが建設生産システムそのものを変革理の実施（フロントローディング）は限定的なし，建設イノベーションを実現する可能性を秘めものにならざるを得ないこと。

たものであり，他産業並みの労働生産性の向上を

これらの留意点のうち，!の地形については，図るためにも，重要な意味がある。

建設マネジメント技術

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