建設業界で最も注目されている技術の一つが、BIMです。
設計業務において、従来の3DCADよりもはるかに利便性に優れるというBIMは、次世代技術として大手企業や設計事務所での導入が進んでいます。
この記事では、従来のCADと新たに登場したBIMでは設計プロセスにおいてどのような違いがあるのか、そしてBIM設計に欠かせないソフトにはどんなものがあるのか、詳しく解説します。
BIM設計とは
そもそもBIMとはBuilding Information Modelingの略称で、3Dモデルの中に多くの情報を内包できる設計技術のことを指します。専用の設計ソフトを導入することで使用できるBIMは、3Dモデルを設計するだけで立体図と平面図の両方を兼用させることができます。
BIMを使って設計した図面の中に、プロジェクトに必要な全てのデータを含めることができるため、必要に応じて設計図を平面で描いたり、3Dモデルとして運用したりと好きなように設計データを扱える柔軟性を備えています。
建設業界においてもDX（デジタルトランスフォーメーション）の重要性が注目されており、業務のデジタル化が進んでいますが、BIM設計は建設業界のDXの中核となれる技術です。
BIMを設計に導入するメリット
BIM設計を業務に採用することで、具体的にどのようなメリットが期待できるのでしょうか。
ここではBIM設計を実施するメリットについて、
- 設計業務の効率を改善できる
- 設計における変更箇所の確認や複数バージョンの確認が容易になる
- 設計時の意思決定や合意形成を迅速化できる
の3つを紹介します。
設計業務の効率を改善できる
BIM設計の導入によって、従来の設計業務よりも高い生産性を実現可能です。
BIM設計はそのプロジェクトにおいて必要な全ての設計業務を一度に行い、以降の工程では設計図を新たに作成したり、修正したりといった負担を与えません。
設計プロセスはもちろん、施工段階は建物の維持管理・運用段階においても設計当初のBIMモデルを継続して使えるので、長期に渡って高い生産性の向上が期待できます。
BIMを使った理想的な設計手法がフロントローディングと呼ばれるものですが、これについては後ほど解説します。
設計における変更箇所の確認や複数バージョンの確認が容易になる
BIM設計を導入することで、設計業務として発生する修正や仕様変更の対処、およびその確認は従来手法よりも簡単になります。図面と3Dモデルが連動しているので、どちらかの情報を変更すれば、勝手に変更が適用され、ログを残すこともできるからです。
複数のバージョンを確認したい場合も、変更したい箇所をいじるだけで簡単に図面や3Dモデルに反映されるので、一から設計図を描き直すような負担も発生しません。
設計時の意思決定や合意形成を迅速化できる
BIM設計を通じて作成する3Dモデルは、図面情報を正確に反映したモデルであるため、設計に詳しくない関係者でも簡単に設計内容を把握できます。
3Dモデル上で設計図のディテールを正確に反映し、言葉で説明しなくともビジュアルで仕様を明確に伝え、プロジェクトをスムーズに前進させられるのが強みです。
設計後の建物のシミュレーションを高度かつ簡単に行える
BIM設計を通じて作成した3Dモデルは、寸法や材質などの正確な情報を反映しているため、高度なシミュレーションを実施するのに適しています。
照明効果や耐久性など、実際に建ててみないと分かりにくい細かな仕様についても、BIM設計により事前に把握し、必要に応じて修正が可能です。
BIMとCADの設計プロセスの違い
ここで気になるのが、BIM設計とCAD設計ではその設計プロセスにおいてどのような違いがあるのかについてです。
両者の設計における相違点で主なものを、以下の表にまとめました。
| BIM | CAD | |
| 設計の進め方 | フロントローディング | 従来型 |
| 3Dモデルとの連動性 | 図面とモデルが常に連動 | 図面とモデルは連動しない |
| 代表的なソフト | Revit,ArchiCADなど | AutoCAD,SketchUp Freeなど |
まずBIM設計の場合、最もこの技術に適している設計手法がフロントローディング呼ばれる手法です。CAD設計などで採用されている従来型の設計手法とは異なり上流工程で設計業務の全てを完結させる方法であるため、のちの工程における設計負担を丸ごと解消してくれるという強みがあります。
また、BIMは3Dモデルと設計図を連動させ、リアルタイムで両者の情報を反映させることができる反面、CAD設計では3Dモデルと設計図を別個に作る必要があり、手間は実質2倍です。
BIM設計とCAD設計では、それぞれの技術を使用するために別々のソフトを使わなければならないのも大きな相違点です。BIMソフトはまだ種類が少なく、Revit,ArchiCADなどの限られた有料ソフトしか使用することはできませんが、CADソフトはAutoCAD,SketchUp Freeなど、有料ソフトから無料ソフトまで幅広く揃っているので、誰でも気軽に使いやすいと言えます。
BIM設計のやり方
BIM設計を実施する場合、主なはじめ方のプロセスとしては
- BIM導入に際してのビジョンを描く
- BIM設計を主導するチームや責任者を配置する
- ツールを導入し初期導入を進める
の3つのプロセスに分かれます。
BIM設計を実施するにあたっては、まずBIM設計を使ってどんなことを実現したいのか、どんな課題を解消したいのかを考えることが大切です。BIM設計をスタートする目標を定めることで、そこから逆算して必要な導入ツールや人員、導入にかける期間などを細かく計画することができます。
BIM設計のビジョンが描けたら、続いてBIM設計を主導するリーダーシップがとれるチームや責任者を配置します。BIM設計は初めこそ小規模な導入となりますが、いずれは全社的な運用を実現するのが理想的です。
そのため、社内の部門間調整を主導して担えたり、BIM設計に関する強力な情報発信ができたりするリーダー的存在はBIM設計導入を大きく後押しするでしょう。
ビジョンや運用体制が整備されたら、BIM設計ツールの導入、および実践的な運用をスタートします。いきなり現場の最前線にBIM設計を実施するのはリスクが大きいため、手始めに過去のプロジェクトをBIMを使って再度設計し直したり、架空のコンペを行ったりすることで実装の準備を進めます。
最適なBIM設計の方法は、企業が積み上げてきたノウハウによっても異なるため、このようなテスト運用を通じて試行錯誤を繰り返し、自社ならではの最適解を見つけましょう。
BIM設計に欠かせないフロントローディングとは
これまでも少し触れてきましたが、BIM設計のメリットを最大限活かす上で重要な設計手法が、フロントローディングと呼ばれる手法です。
フロントローディングは従来の設計手法よりも初期の段階に多くの時間と人手を割き、そのプロジェクトにおける全ての設計業務を完結させる方法です。
これまでの設計手法においては、ある程度設計図が完成したら施工に移り、施工状況を確認しながらその都度設計図を修正するような進め方が一般的でした。しかしフロントローディングにおいてはこの段階的な見直しを排除し、初期で完成させた設計図を最終版として、以降の工程においても大きな変更を挟むことなく施工から維持管理まで使い続けます。
フロントローディングの実現には高度な設計技術が求められますが、BIMを使った設計業務を採用することで、このような効率的な設計手法を実施することが可能です。
BIM設計にフロントローディングを導入するメリット・デメリット
BIM設計を使ったフロントローディングの導入は、多くのメリットを与えてくれる反面、注意すべきデメリットもあります。
BIM設計にフロントローディングを採用するメリット
BIM設計にフロントローディングを採用するメリットは、
- 現場の負荷を小さく抑えられる
- 計画的にプロジェクトを進められる
- コスト削減に役立つ
というものです。
BIM設計を採用したフロントローディングであれば、初期の設計段階に十分な時間をかけるものの、以降の工程においては大きな設計変更などが発生しなくなるため、現場への負担はかかりません。
施工に入って何度も設計をやり直すような工数を削減し、そうしなくても良いようにBIM設計で高度な設計業務を実現できるため、フロントローディングとの相性は抜群です。
フロントローディングを採用することで、プロジェクトを計画的に進めやすくなるというのもメリットの一つです。設計のやり直しや仕様の変更などが施工段階になって発生するということがなくなるので、修正にかかる時間を削減し、予定通りに工事を終えることができます。
ランダムに修正などが発生していると、計画がどんどん後ろにずれていくということも珍しくありませんが、フロントローディングによって設計業務を事前に完結させることで、このような問題を回避できます。
また、フロントローディングをBIM設計によって実現すれば、コストの削減にも貢献します。
残業や休日出勤の際にかかる人件費を削減し、工期が伸びることによる工事費の増加を回避できます。
BIM設計にフロントローディングを採用するデメリット
BIM設計によるフロントローディングは魅力的な設計プロセスではあるものの、一方で注意すべきデメリットもあります。それが、
- フロントローディングの実施環境を整備する負担が発生する
- BIM設計が可能な人材を確保する必要がある
の2つです。
BIM設計を採用したフロントローディングの実現における最大の課題は、従来型の設計プロセスからの移行負担が大きいことです。日本では従来型の設計手法が広く普及しているので、フロントローディングを実施するとなると、関係者間で新しい設計プロセスの導入に向けたフローの見直しが必要になります。
また、BIM設計は新しい設計手法ということもあり、BIMソフトが使える人材やフロントローディングに見識のある人材を確保する必要があります。
BIMのスキルを持った新しい人材を外部から確保したり、社内の人材に研修などを実施し、BIMのスキルを身につけてもらったりする時間や費用は免れないでしょう。
BIM設計についてのまとめ
この記事では、BIM設計と従来型のCAD設計の違いや、BIM設計のメリットを最大限活かせるフロントローディングの可能性について紹介しました。
BIMを導入した設計手法は建設業界のDXには欠かせない技術であり、今後業界のスタンダードとなっていくことが予想されます。BIM設計を取り入れたフロントローディングの実施もすぐに進められるものではないため、余裕のあるうちから段階的に採用を進めていく必要があるでしょう。
