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CIMとは!?基本を抑えて施工管理の生産性向上を目指そう

建設業界では、業務効率化を図るためにさまざまな取り組みがなされています。
そのなかの一つが、CIMです。
2012年に国土交通省が提言した取り組みで、現在では普及拡大に向けた取り組みが行われています。

本記事では、CIMの概要や活用できる場面、CIMの導入手順や効果などをご紹介します。

CIMとは

CIMは「Construction Information Modeling」の略称で、2012年に国土交通省が提言した「建設業務の効率化を目的とした取り組み」のことを指します。
既に建築分野で取り入れられていた「BIM」を元に、スタートしたとされています。

3次元モデルを主体とする情報を共有することで、建築生産システムをより高度で効率的なものにすることを目的としていました。
現行のCIMモデルでは、ライフサイクル全体を見た場合の情報マネジメントと情報の可視化に重点を置いています。

CIMとBIMの違い

CIMが取り入れられる際に見本となったのが、BIM(Building Information Modeling)です。
BIMは、3次元モデルにパーツの数量・価格・管理情報などの属性データを入力したデータベースを作成し、建築の工程に活用する手法のことを指します。
CIMはこのBIMの考え方を元に生まれた手法で、設計・施工・維持管理などの建設サイクルのモデルを作成し、関係者間で共有することで業務効率化に活用します。

つまり、CIMとBIMはモデリングを作る際の情報に違いがあるのです。
CIMは建設の情報を入力しますが、BIMは建築に関する情報を入力します。
建設は設計・施工・維持管理などの一連の流れを指し、建築は家などを建てることを指します。

【関連記事:BIMによって効率化は図れる!?3D CADとの違いやソフトの使い方

BIM/CIM活用業務

BIM/CIMの活用業務には、以下があります。

BIM/CIMモデルの作成や更新
以下の内容を設計して、BIM/CIMモデルの作成や更新を行います。

  1. 作成・更新するデータファイル
  2. 3次元モデルの種類
  3. BIM/CIMモデルの作成・更新の範囲
  4. BIM/CIMモデルの詳細度
  5. 付与する属性情報や参照資料
  6. BIM/CIMモデルの活用項目
  7. BIM/CIMモデルの作成・更新に使用するソフトウェアやデータの種類

BIM/CIMを活用した検討の実施
BIM/CIMモデルを活用して検討を行い、結果をBIM/CIM実施報告書としてまとめます。

BIM/CIMモデルによる照査の実施
作成したBIM/CIMモデルの照査行います。
その結果は、BIM/CIM実施報告書にまとめます。

BIM/CIMモデルの納品
完成したBIM/CIMモデルは、電子成果品としてとりまとめ納品します。

工事の推移
令和2年度のBIM/CIMを活用した工事は、業務が126件、工事が389件の合計515件です。
これは、令和元年度の361件(業務107件、工事254件)と比較して大幅に増えています。

出典:国土交通省「ICT施工の普及拡大に向けた取組
出典:国土交通省「BIM/CIM活用業務実施要領

CIMを活用できる場面

CIM

CIMは、建設に関する以下の場面で活用されています。

設計段階

設計の段階で構造物を3次元データ化することで、社内はもちろん関係者間での計画内容の説明が容易になります。
その結果、合意形成のスピード向上が期待できます。

また、施工予定区間内の情報を3次元化することにより、切土・盛土の土量を自動で算出できるようになります。
BIM/CIMでモデル化することにより、材料ごとの数量も算出できます。

さらに、3次元モデルは建設・建築に関する専門知識が無くても分かりやすいため、地元説明会などで地元住民に説明する際にも活用できるでしょう。
関係者に分かりやすく計画内容を説明できることにより、合意形成の迅速化が期待できます。

施工段階

設計段階で作成したデータは活用することで、施工の手順や進捗が一目見て分かるようになります。
変更した後のデータも迅速に共有可能です。
これにより、施工手順の確認や工程管理などの業務が効率化されるでしょう。
さらに資材調達の効率化や最適化なども期待できます。

さらに施工手順を3次元データ化して可視化することで、危険な作業や箇所などを作業前に確認できます。
また、施工対象と周辺環境の位置関係の把握などが容易となり、事前に確認や対策を考えたり、施工内容を修正したりなどが可能です。
さらに、出来高管理や鉄筋干渉チェックなどの照査の効率も上げられます。

維持管理段階

維持管理段階では、測量などで収集されたデータを一元化し、関係者間で共有・活用することが可能です。
また、各構造物のBIM/CIMの立ち上げを可能にすることで、直感的な情報検索を可能にします。

出典:国土交通省「初めてのCIM/BIM

CIMの導入手順

CIMは、ただ導入するだけでは業務効率化・生産性向上につながりません。
案件ごとに適した方法や、ツールを選ぶ必要があります。
ここでは、CIMを導入する際の手順についてご紹介します。

手順1:目的設定

CIMを導入する明確な目的を設定します。
CIMは、業務効率化やイノベーションなどを目的とした取り組みのため、目的は業務効率化や業務改善に関わるものに設定する必要があります。
たとえば、「未経験分野に参入する」や「問題点を解決する」などです。

CIMを導入することで何を解決・改善するかを明確になっていないと、効果が分かりにくくなります。
目的が分かっていないと社員のモチベーションも上がりにくいでしょう。
また目的を設定したら、社員に周知することも大切です。

手順2:現状の把握・分析

目的設定が完了したら、現状把握と分析を行います。
現状を把握・分析することで、目的を達成するために必要な情報が分かります。
情報使用用途に合わせて、データのインプット・アウトプットをそれぞれ想定しましょう。
必要な情報には、モデル形状や属性情報など多種多様なものがあります。

手順3:運用検討

必要な情報をどう取得するのか、達成に必要な情報をどう活用するかを検討します。
実行前に運用を考えることで、どのようなハードウェア・ソフトウェアが必要なのか、誰がデータをどのように加工するのかなど、実際に運用する際の流れを確認します。

手順4:ツールの検討

想定した運用を行うのに適したツールの検討を行います。
不足しているツールがあれば、既存のツールやアプリケーション、サービスなどを選定します。
必要としている機能があるか、コスト面と見合っているかなども確認しながら行いましょう。
既存の機能や方法では不足している場合は、システム開発などで新しく作る方法もあります。
目的や運用に適したツールであれば扱いやすさも向上し、現場に定着しやすいでしょう。

手順5:運用開始

目的・運用に適した手順やツールが用意できたら、実際に運用を開始します。
実際に運用してみて不備が出たり、想定と違う事態が行ったりした場合は、原因を追究し最適化を図りましょう。

CIMの効果・メリット

CIM

CIMの導入には、生産性向上や業務効率化などの効果が期待できます。
具体的な効果やメリットには、以下があります。

フロントローディングとしての効果

フロントローディングとは、設計の初期段階でシミュレーションなどを行い、課題を確認・検討する手法のことです。
CIM導入により3次元データを使った完成形の可視化を行えば、構造物が関係するまでの手順や周辺環境について関係者全員が同じイメージを共有できます。

これまでの図面を用いた検討では、なかなか手順や完成図をイメージし辛いため、認識の齟齬が生まれることもありました。
3次元モデルを活用すれば、構造や手順、周囲の環境や干渉などがすべて画面で確認できるため、同じイメージを前提にして協議できます。
認識の齟齬を無くせばすり合わせに使う時間を大幅に短縮でき、協議を迅速に進められるでしょう。

さらに、図面だけでは気づきにくかった課題や、潜在的な問題が3次元モデルによって顕在化すれば、より高度な議論も行えます。
図面の不整合や施工上の不具合なども見つけやすくなるため、問題が発生する前に対策を練ることができます。
事前に対策を練ることができれば、業務や工事の手戻りを防ぎ、業務効率化につながるでしょう。

コンカレントエンジニアリングとしての効果

コンカレントエンジニアリングとは、全行程の技術者が集結し、問題を討議しながら同時に作業にあたる方式を指します。
CIMを導入すれば設計段階で施工担当者の意見を取り入れることができるため、品質を確保しつつ景観や快適性の向上なども設計に含められます。
さらに、関係者間で情報共有がスムーズに行えるので、意思決定の迅速化につながるでしょう。

また、情報の変更や修正、追加なども簡単に行えるのが特徴です。
図面だけで起こりがちだった認識の齟齬や勘違いを減らすことで、工事の短縮にもつながります。

出典:国土交通省「初めてのCIM/BIM

CIM/BIMの適用拡大に向けた動き

国土交通省は令和5年度に向けて、CIM/BIMの適用を拡大する取り組みを行っています。
令和5年度までに、小規模を除いたすべての公共工事でCIM/BIMの原則適用を進めています。
これに先駆けて、令和3年度は「大規模構造部の詳細設計」において原則適用すると定めています。

令和4年度の適用範囲

令和4年度になると大規模構造物は、すべての詳細設計・工事においてCIM/BIMを原則適用することとしています。
また、大規模構造物以外の工事(小規模を除く)においても、すべての詳細設計で原則適用されます。

令和5年度の適用範囲

令和5年度になると、小規模を除くすべての公共工事の詳細設計・工事で原則適用されます。

3次元データ活用に向けた人材育成

国土交通省はさらに、3次元データの活用やITリテラシーの向上に向けた人材育成のための取り組みを行っています。
CIM/BIMの利活用ができる人材を迅速に育成するため、全国の地方整備局などの研修で使用される研修プログラムやテキストなどを作成しています。
さらに、人材育成センターの研修ではモデルとなる事務所の事業と連携し、AR・VRなどを活用する体験型の研修なども実施されるとしています。

出典:国土交通省「ICT施工の普及拡大に向けた取組

CIMは業務効率化・生産性向上に欠かせない取り組み

CIMを導入することによって、現場作業の効率化や生産性の向上などが期待できます。
これは3次元モデルを作成することにより、関係者全員が分かりやすい共通のイメージを持つことができるため、認識の齟齬が少なくなるためです。
また可視化されることによって、問題点なども指摘しやすくなり、工期の短縮や生産性の向上が期待できます。
国土交通省は令和5年までに小規模工事を除くうすべての公共工事において、CIM/BIMを導入することを発表しています。
そのためのガイドラインも策定されていますので、今度も動きが活発になることを知っておきましょう。