「CIM」とは建設・土木事業の品質や生産性向上を目的とした取り組みの一つです。2012年に国土交通省が提言し導入を推進していますが、具体的にはどのような取り組みなのでしょうか。ここではCIMの概要、メリット、BIMとの違いなどについて解説していきます。
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目次
CIMとは具体的にどのようなものなのか、詳しく見ていきましょう。
CIM（シム）は「Construction Information Modeling / Management」の頭文字をとった略語で、建設・土木事業の効率化を目的とした取り組みです。
建築分野で進められているBIMを参考に、3次元モデルを主体とするデータなどを情報共有し、業務効率化を図ることを目的としています。
具体的には、構造物などを3次元で立体的に表現したモデルで構築し、設計、施工、維持管理までを共有して、品質や生産性向上を図っていきます。主に土木事業で活用されており、橋やダム、道路などの比較的大規模なインフラ設備が対象です。
CIMが活用されるのは主に以下の場面になります。
設計段階からCIMを活用することで、関係者との協議や地元住民への説明が迅速化し、建材の数量算出が容易になります。また、建造物の材料や部材が自動算出できるため、正確な材料費見積もりも可能です。
施工段階では、安全教育・安全管理、設計変更など、工事関係者に向けてCIMを活用します。複雑な施工であっても、関係者にわかりやすく可視化した情報を整理することで、円滑な合意形成やスピーディーな施工につながるでしょう。また、3次元データ化で危険な作業部分を予測・把握することで、事前対策や施工内容の修正が可能になります。
維持管理では点検箇所の把握、補修方針の検討、点検作業の効率化など、あらゆる場面でCIMは活用されます。事前に損傷しやすい箇所、補修履歴などをCIMと関連づけておくと、必要な際に位置や構造を容易に把握することができるでしょう。
CIMを導入することで、さまざまなメリットが得られます。どのようなメリットがあるのか、具体的にみていきましょう。
まずメリットに挙げられるのは、3次元データ化によって完成形の可視化ができることです。施工対象物の構造、完成までの手順、周辺環境との干渉などが可視化されることで、施工関係者全員が共通のイメージを持ちやすくなります。
関係者への共有がスムーズになると、すり合わせ時間が短縮され、結果的に作業効率向上にもつながるでしょう。
CIMの導入は設計ミスの大幅な削減につながります。
従来は、2次元の平面図をもとにした分析をしていたため、細かな部分の想像が困難で、設計ミスも起きやすい状況でした。
CIMを活用すれば、3次元データに基づいた分析で詳細を理解できるため、設計ミスが起きづらくなります。また、平面図では把握できなかった問題点も施工前に見出すことができるでしょう。
周辺環境の要因を加味したシミュレーションを容易に実行できるのもCIMの強みです。
従来は、構造物の経年劣化や空調、風などのシミュレーションは専門家へ分析を依頼して実施されてきました。専門家へ外注すれば、その分の時間やコストがかかってしまうのはどうしても避けられません。
しかし、CIMを導入してツールを使用すれば専門家でなくてもこれらのシミュレーションが可能となります。必ずしも専門家に分析依頼をする必要がなくなるため、結果的にコスト削減や作業効率の向上につながるでしょう。
CIMはBIMを手本として生まれましたが、その違いはモデリングに活用する情報にあります。
BIMは、3次元モデルに属性情報を追加した建築物データベースを作成して、建築工程に活用する手法です。BIMが3次元モデルに加える属性情報は、パーツの数量・価格・管理情報など、建築のみに焦点が当てられているのが特徴です。
それに対しCIMは、設計・施工(建築)・維持管理など、建築だけでなく地理的条件や自然条件なども含んだ建設全体の属性情報管理が可能です。
つまり、BIMとCIMの違いは、対象の範囲です。大まかにBIMは、「建築物のみ」、CIMは「規格化が困難な橋梁・ダムなどのような自然環境に囲まれた構造物」が対象だと覚えておきましょう。
CIMを導入するには、以下のステップを踏んでいく必要があります。
それぞれについて解説していきます。
まずはCIMを導入する目的、理由を明確に定めておきます。CIMはそもそも業務の効率化や生産性向上を目的とした取り組みなので、導入目的は業務改善であることが大前提です。
事前に建設業務において何を改善したいのかを明確にしておきましょう。
導入目的が定まったら、現場の現状を把握して目的達成のために何が必要かを分析しましょう。業務プロセスの流れ、データ管理および情報共有の方法、使用しているシステムの詳細など、現状の課題を分析することで、導入すべき機能を明確にできます。
現状把握と分析ができたら、導入すべきツールを検討します。運用する際に不足している機能があれば、既存のツール・サービスを調達しましょう。CIMにはさまざまなツールが存在します。値段や知名度だけではなく、導入目的に合った機能を有しているかを重視しましょう。
CIMの導入後、プロジェクトを開始する前に簡単なモデリングを作成して内製化しましょう。まずはCIMの機能や操作を理解し、運用上の問題点を解決することが重要です。既存の機能では物足りないといった場合には、システム開発も視野に入れなければなりません。
目的が定まり、準備が整ったらいよいよCIMの運用開始です。万全の準備を整えたとしても、実際に運用してから見えてくる課題も少なからずあることでしょう。適宜見直しを繰り返しながらCIM運用の最適化を図りましょう。
運用を開始したら社員がCIMに慣れるよう、機能や操作方法などを現場に横展開しましょう。実際に生じた問題点やそれに対する解決方法などを記録しておくと、社内でのノウハウが蓄積されていきます。また、社員のスキルが不足している場合は、教育や外注、CIM操作スキルを有する人材の採用などの検討もしておきましょう。
CIMの導入には、3次元データを作成・閲覧するためのソフトウェアが必要になります。さまざまな種類がありますが、ここでは代表的なソフトウェアを目的別に合計6個紹介します。
地域住民への説明会でCIMを活用すれば、住民などの関係者とイメージを共有しやすくなり、合意形成の迅速化につながります。ここでは合意形成の場におすすめのソフトウェアを紹介します。
Infra Worksはオートデスク社が提供するインフラ設計に特化したソフトウェアです。土木や建設物のデータを一つのプロジェクトに集約し、インフラ設計のコンセプトをモデル化することに重きを置いています。広範囲の周辺環境を再現できるため、都市モデルや自然環境モデルを用いた景観検討や天候変化のシミュレーションにも活用できるでしょう。
LumionはACT-3D社が開発したソフトウェアです。優れたCG技術により、水などの透明素材や木材、地質などをリアルに表現可能で、ハイクオリティなモデルが作成できます。VRや360°パノラマ画像を用いた構造物のプレゼンテーションなどに活用できるでしょう。
複雑な形状の構造物モデルを作成したい場合は、汎用性が高いソフトがおすすめです。具体的には、多様な形状の構造モデルを設計から施工まで一元管理できたり、多様な3次元モデルとの連携ができたりすることが重要です。ここでは複雑な構造モデルの作成におすすめのソフトウェアを紹介します。
オートデスク社が提供しているRevitは、建築物や橋梁などの土木構造物、また構造物内の配筋といった複雑な対象でも3次元モデルを構築しやすく、設計から施工まで一元管理ができます。また3次元モデルを先に作成すれば、従来の2次元の平面図や断面図を作成することも可能です。
Inventorはオートデスク社が提供している主に製造業における3次元モデリングの生産性を高めるソフトウェアです。製品設計から開発工程全体を支援するハイレベルなツールであると共に他のオートデスク社の3Dソフトと連携できるので、複雑な構造物モデルの作成に最適です。
CIMモデルで施工手順を可視化することで、周辺環境との位置関係が明確になり、安全性の向上や、工程管理の効率化につながります。ここでは施工手順を示すのにおすすめのソフトウェアを紹介します。
オートデスク社のNavisworksは複雑な施工手順を3次元モデルで再現し、さらに時間軸を加えた4Dシミュレーションで施工検討が可能なソフトウェアです。またグラフィックにも強いのが特徴で、施工手順を示すのに活用するなら十分な機能が備わっています。
V-nasClairは、川田テクノシステム株式会社が開発した建設・土木に特化した国産ソフトウェアです。グラフィック機能を抑えているため比較的簡単に3Dモデル化が可能です。また工程管理で設定した工期をもとに、施工ステップを表示しやすい強みがあります。
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