コロナの影響で長らくBIMによる成果の発信がWEB等のデジタル空間での事例説明に限って行われてきた。
2022年11月末都内で開催されたBIMイベントで発信された内容をトピックでお知らせしたいと思う。
BIMを実施することの効果や実現場で行われたBIMマネジメントで工夫した事例が建設会社、設備専門会社で発表された。
今まで当たり前であった対面での発表に際して、実際に携わった人の顔を見て、生の声を聞く機会の大切さを感じた。
CDEによる建設プロセスに起こり得る課題解決、コミュニケーション、承認が元請建設会社のリードにより実施された内容である。
嬉しいことにその場で発信したメンバーの一人として参加させていただいた説明の抜粋をWEB等で公開されているものを集約して報告する。
 
 

全体BIMの体制は、合意形成のためにモデリングをした建築モデル、構造モデル、Revitモデルを基に実施設計モデルを行い、確認申請や現場発行時に主要な設計図をモデルから切り出した。
また、各範囲の複数ファイルをRevitリンクで一つの統合モデルとした。
CDE環境はISO19650に基づき大林組BIM360環境下を利用し、発注者様を含めた多方面関係者間で統合モデルを共有、全体に関わる課題解決、合意形成を行った。

全体 BIM 体制

スタジアムの工事は、屋根スライド工法の採用やガーダー架構の早期構築など全体工程として複雑に組み合わされている一方、調整工事が場内の至るところで絶えず行われているため、工事動線や重機配置など場内計画と合わせた全体の計画を厳密に調整する必要があった。
そこでRevitの機能により作成した工事のSTEPモデルとArchicadで作成した工事造成地盤モデル、仮設モデルをIFC変換してRevit上で合体、関係者へ共有することで全体の理解と施設ごとの工事検討利用へつなげた。

全体工事 STEP図

工区割りモデル

大規模スタジアム外観パース

Revitの集計機能を利用し、現場打ちのコンクリートとなるエリアにおいては、設計モデルから工区別のパーツモデルを作成し、工区割の妥当性を検討した。
 
ガーダー架構は、巨大な躯体の短期間施工を実現するために、柱の外殻や梁底を分割PC化し、現場打ちコンクリートと組み合わせた施工計画となっている。
これらのPCをRevit上でパーツ化し、各パーツにPC設置日やコンクリート打設日のパラメータを追加し、管理することで進捗状況の見える化や打設数量の検討に活用した。

基礎版工区別数量

ガーダー躯体 工事進捗把握

固定屋根と可動屋根の鉄骨工事を対象とし、現場施工管理者が出来高を管理するのに、大林組開発システムをプラットフォームとして、情報を共有し、連携管理を試行した。
このシステムは、名前のとおり、計画工程や実際の進捗状況を色別にビジュアル化し確認ができ、タイムライン表示も行うことができる。
これにより、誰でも工程の前倒しや遅延状況の把握が容易になった。
また、実績登録日と製品重量情報から、全体の出来高をグラフ化して表示させる機能があり、システム内で自動表示、出力した情報を詳細グラフ化し活用した。

現場内で使用

【進捗管理】建方表示

出来高算出機能

土木班の土量管理と全体工事状況確認を目的に導入し、生成された現況の地盤点群データをRevit上で計画モデルと重ね合わせ、計画・現況の比較や仮設工事の計画に利用した。
 
実際には、点群の誤差が数cm程度あるため正確な精度管理を求められる検討には向いていなかった。
しかし、広範囲の敷地とモデルの関係を早く把握する手法としては十分な利用価値があり、測量の手軽さと短時間でデータを取得・利用できる点を考えると、タイムリーな検討には、十分生産性の向上ができた。

点群と BIM 重ね合わせ

実証実験の取り組みとして、4D施工管理支援システムにBIMを活用した。
BIMを基にした建築物の施工状況に、ドローンの点群データを重ね合わせることで現場の現地盤を再現した。
そのデジタル空間をプラットフォームとし、IoT化した重機の位置や稼働状況、監視カメラの映像、作業員の出面情報など、現場管理に必要な情報を連携させることで、リアルタイムに現場の状況を反映させるものである。
 
デジタル空間上で一元的に管理することで、従来そこに行かなければ分からなかった情報を遠隔から確認でき、施工管理の効率を向上させようと取り組んだ。

リアルタイムに現場稼働状況を反映

施工確定には、施工が実現可能な詳細度の作成が必要で、なおかつ、同時並行の限られた時間内で関係各社との課題解決を求められる。
また、当たり前とされた紙資料で確認、改善提案、決定方針の共有は人間の受け止め方による齟齬が発生する。
関係者と関わっていく、モノ決めをCDE活用のBIM360内で解決を試行した。
 
以下に実例を挙げる。

意匠とダクトの納まり確認では、電光掲示版と後ろに設置の設備ダクトをそれぞれに組み込まれている情報を連携しBIM360で確認をした。

Revit建築モデルをCDE・BIM360へリアルタイムで共有していただくことで、信憑性のある建築データを基に、搬入時の揚重機検討、搬入機設置、ルート選定計画が可能となった。
クレーンのパラメータ情報が信憑性のあるデータとなり、確実なものとして荷重計算の課題を解決することで、関係者間で円滑に搬入を計画することが可能であった。

建築データを基に搬入計画

テクスチャーというパラメータを用いて、お客様に見せる努力、ISO19650で必要不可欠な承認行為へ活用し、設置をした。
これは、工事関係者のみならず、お客様に十分に理解を得て、モノ決めをする流れもCDE活用だから円滑に行うことが可能であった。

海外の設計事務所や他拠点の意思決定者へBIM360のCDE内でデータを届け、見える化以上の意思決定の活用をした。
BIM360上で差出人や宛先の明確な指摘事項などを用いて、信憑性のあるモデルに対して、リアルタイムで意思伝達をすることで訴求力のある意思決定の促しを実施することが可能となった。

大型機器の外観確認

新菱冷熱工業㈱は、BIMモデルから部材を抽出し、製造製作・加工データとして工場に渡すファブリケーションに取り組んだ。
工場新設の際、Revitデータをそのまま製作につなげるという仕組みをもたらしたダクト専門工事会社との連携により、現場内で加工・切断をしているダクト業者さんの多くの作業を事前に解決することを可能とした。
 
Revitデータには、高精度の製造情報がデータとして内包され、今まで製造データに手を加えるのに、ダクト１ピース当たり20分程度入力していた労力が一瞬のうちに、加工機までつなげることができる。
協力会社の後工程の作業を解決することで、省力化・省資源化を図り、働き方の転換にもつながった。
また、工場制作率を高めることにより品質の安定化とともに廃棄物抑制にも貢献できた。

ファブリケーションのフロー

現場施工管理者が管理していく上で、オブジェクトの状態を把握することが大切である。
Revitで作成したBIMモデルに、発注から検査までのステータスにパラメータ付与し、新菱冷熱工業（株）が開発したクラウド上のステータス管理ツールと連携した。
現場施工管理者が直接ステータスを変更したり、進捗写真を遠隔操作担当者へ送ることで、現場内の部材管理を行うことを可能とし、全体の進捗をエリア選択し集計をすることで出来高のパーセンテージを表示し、現場進捗状況の可視化も可能である。
 
形のみならずと、いつ頃までに搬入がされていないといけないのかという、資材フェーズ情報とクラウド上のステータス管理システムを連携し、みんなで把握・管理することで、施工管理作業の利便性を試行することができた。

ステータス管理システム

モデル内に設置している制気口を利用し、現場内検査として必要不可欠な風量測定の利便性向上を試行した。
設置済みの制気口のファミリに対し、サイズや有効面積、設計風量といった風量測定の指定書式に必要なパラメータを準備し、制気口の集計表を出力。
そのデータを指定書式と連携することで、一つ一つ手作業で行っていた作業を自動化することを行った。
また、この書式を、測定風速の結果として出てきた数値と連携させることで、手入力の手間を省き、人為的ミスも削減することが可能であった。

風量測定のフロー

今回の大規模スタジアム建設のBIM活用から生まれた今後の課題と対策について述べる。
 
BIM人材確保の課題として、マネジメント、モデリング、利用者ともに不足していると感じられる。
この課題には、各々のスキルアップと、プロジェクトごとに適切な要因配置をしていく必要がある。
 
次に、大規模データの扱いの課題としては、ハンドリングの悪さや共有しづらい面が多くの場面で生じ、対処できるよう工夫を迫られた。
今後は、データの軽量化、ハードソフトの整備が強化される
ことを期待しつつ、最適なデータを組み合わせて運用する手法を初期段階でにらむ工夫が必要であると感じる。
 
最後に、システム一元化としては、利用する側がどう利用して生産性向上につなげられるか具体的なビジョンをさらに明確にする必要があり、利用者意見を反映したシステムDXの開発推進がさらに求められると思われる。
 
 

全体に関わる課題をCDE活用し解決することに関して、ISO19650もしくはEIRに準ずるBIMデータ利用環境により、課題解決を軌道に乗せていきたいと期待する。
 
次に、ファブリケーション、プレファブ、オフサイト施工を通して現場作業を減らす動きがある中、どのように行うのか。
情報の正確さ、信憑性を高める管理手法体制を整備していくことで現場の生産性向上へつながることに期待する。
 
最後に、ステータス・出来高管理をBIM情報で行うことに関して、正確なステータス情報の共有があることで、遅れや不具合が大きな課題につながることを未然に防ぎ、関係者間の影響低減につながると期待を込めている。

元請建設会社である（株）大林組が準備したCDEの環境が全体最適をもたらし、関係者間で利用をしていこうと提案し、活用していった。
このことが今回の大規模スタジアム建設におけるBIM運用のポイントであり、重要であったと感じる。
 
現場はリアルな空間での出来事である。
リアルな事例説明に接して、使い分けバランスが大切であることを再確認した。
 
 
参考文献：施工BIMのインパクト2022
 
 
 

 
 
【出典】

創業2008年10月１日。
アパート・マンションなど集合住宅の企画・立案から設計、施工、その後の運営、物件管理、コンサルティングまで賃貸用集合住宅に関わる全機能を備えた総合力で成長を続ける。
売上高は450億8,300万円（2022年３月期）。
また、2022年３月末時点で管理戸数3,436棟・41,565戸の管理実績を誇り、管理物件における入居率は99.2％で実に10年連続99％以上という驚異的な割合を維持している。
 
 

これは、BIM導入と同時に積算との連携をワンモデルで成功させた、ある会社の挑戦の物語だ。
 
その会社の名は、株式会社アーキテクト・ディベロッパー。
同社がチーム編成など約３カ月の準備期間を経てBIM導入のための検証プロジェクトをスタートさせたのは2022年１月。
ただ、これは単に設計にBIMを導入するという話ではなかった。
 
賃貸用集合住宅に関わる全領域を手掛ける同社は、最終目標を“設計と積算の連携”をワンモデルで実現した上で、全部門を一気通貫させたBIMプロセスの確立に置いたのだった。
具体的に検証プロジェクトに挑むチームの編成にも、目標を全うする強い意志が現れていた。
本プロジェクトを現場で指揮した建築本部設計開発部設計システム課の課長・石井宗弘氏は次のように語った。
 
「最終目標を見据えて、組織横断的に各部門の代表を入れて編成しました。もちろん、当初は設計と原価（積算）の２部門がメインになるため、その他の部門はオブザーバー的な参加になりましたが、全社的な活用に向けてBIM知識の浸透と理解を全部門に広げる目的があったからです。社員が同じ方向を向くことが重要でした」
 
このプロジェクトには、BIMソフト「Archicad 」上で動くアドオンソフト「BI For ArchiCAD」が重要な役割を担ったが、本ソフトウエアを擁してBIMの活用スタイルを提案する株式会社U’sFactory（ユーズファクトリ)もメンバーの一員として参画した。
通常、コンサルタントとして指導する側にある同社を各部門の代表と同列にしたチーム編成に、アーキテクト・ディベロッパー自身の、並々ならぬ変革への意志が感じられた（図-1）。

図-1　BIM検証プロジェクトチーム

検証プロジェクトの第一関門は３月の役員プレゼンだった。
プロジェクトを本格的に始動させるためには、その大前提であったワンモデルでの“設計と積算の連動”が、BIMで可能なことを役員に納得してもらうことが第一だった。
同社ではこれまで原価計算にExcelを使っていたが、役員たちが見守る中、設計モデルのデータは、Excelの積算フォーマットに見事に出力された。
ここに本プロジェクトは、実用化に向けた本格的な検証段階に入ったのである（図-2）。
 
一般的にBIMによる設計と積算の連携は、BIMツールによる設計モデルを作成した後で別の積算ソフトを使って行われるが、これでは真の意味の連携とは言えない。
なぜなら積算担当者による代用入力が必須な上、手拾いでの入力、単価入力などの作業が避けられず、非効率なだけでなく誤入力や重複入力など人為的ミスが発生しやすく手戻りも多いからだ。
 
従って、積算精度は担当者の力量に左右されてしまう。
同社の場合、設計と積算のズレは、利益率低下に直結する。
石井氏は、同社にとっての設計と積算の連携の意味をこう語る。
 
「弊社は、一棟の単価が約1.0億～1.2億円の物件が多く、適正な利益を得るためには、積算額の誤差を最小限に抑える努力が欠かせません。従って、積算の精度向上は社内でも以前から課題となっていました」
そうした社内の意識を、BIMの導入とともに一気に次に進める契機となったのは、一人の新入社員の「BIMというソフトがありますよ」という一言だった。
この声を受けた設計部は、すぐに部内プレゼンを行いBIMの大いなる可能性を感じた。
そして設計部発による全社的なプロジェクトが始まったのだった（図-3）。

図-2　BIM導入スケジュール

図-3　ワンモデルの構築とBIMプロセスの確立

BIM導入のための検証プロジェクトは、第１から第３までの３フェーズで行われた。
第１フェーズでは、敢えて設計部門と原価(積算)部門それぞれに別々のモデルを作成した。
文字通りゼロからのBIM導入で当たったため、一般的に行われている状況を再現するプロセスとなったが、設計部門が一つのデータであったのに対し、原価部門は躯体・内部部屋・外面仕上げの３データとなった（図-4）。

図-4　設計／原価 各部門による検証

当然ながらデータ不整合、入力手間、部材重複登録などが生じ、むしろこれまでより人工がかかるという事態になった。
このとき設計部門が検証用に選んだのは、同社の鉄骨造（パネル工法）のブランド「逸鉄/ITTETSU」の既存物件だ。
決して容易ではないタイプを選んだ効果を石井氏はこう振り返る。
 
「構造が複雑な鉄骨造でしかも60分準耐火という３階建の集合住宅です。設計面では手間がかかりましたが、むしろこの構造でBIM導入をスタートできたことで、結果的にはその後の自信につながりました」
 
６月には第２フェーズに入った。
ここでは設計モデルのみでどこまで積算できるかをテストした。
結果は発注項目数184に対し積算出力できた項目がわずか11、全体の6％に過ぎなかった（図-5）。
 
「クロスや長尺シートなど、この11項目はたまたま偶然出た、という感じです。実は『Archicad』を入れてモデルを作りさえすれば積算できると思っていたのですが、できなくて当然でしたね。積算に必要な情報が図面に書かれていなかったのです。もっと細かな箇所まで作り込んでいく必要があったと痛感しました」
石井氏は、目標を見据えた実質的なスタートである第2フェーズの展開をこう省みた。
そして、まさにこの言葉に、ワンモデルでの“設計と積算の連携”成功のキーがあったのだ。

図-5　設計／原価検証結果図

アーキテクト・ディベロッパーのBIM導入プロジェクトは、積算精度の結果を受けて第３フェーズに入っていった。
ここでの目標は、石井氏の発言とも結び付く“積算を考慮した設計モデル”の作成だった。
こうしてワンモデルでの積算精度を上げていくチャレンジが、繰り返されていった。
しかし、設計と積算の連動はなかなかスムーズに進まなかった。
 
「『Archicad』で複雑な断面形状を作成してオブジェクト配置しても、図面表現は満足できるクオリティなのですが、積算と連動できない。そんなケースが数多く発生しました。その都度、ユーズファクトリさんに相談し、積算用の専用オブジェを作成してもらいました。例えば一つ配置するだけで矩計図の表現が可能になる折板屋根やサイディングなどです。
内部で言えば、積算を考えなければ表現する必要のない巾木や壁紙のオブジェクトなども作成されました。これらによってパーツを一つひとつ描く必要がなくなり、手間も削減されました」
 
石井氏がこう語る専用オブジェクトとは、例えば設計者が床の形を描きさえすれば、必要に応じて積算に必要な部材がセットされたオブジェクトが自動発生するイメージだ。
第３フェーズでは、積算との連携をスムーズにするため、こうした専用オブジェクトが次々に作られていった（図-6）。
 
そのための意見交換を円滑にするために、プロジェクトチームの定例会議は月２回、不定期の個別打合せは半年で15回というペースで実施され、設計部側からの要望に対する検討が行われた。
ユーズファクトリには施工マニュアルも手渡された。
このほかExcel上で質疑応答が行える「質疑相談シート」をCloudを用いてメンバーで共有し、出来上がったオブジェクトの不具合にはすぐに修正依頼が寄せられた。
そうした要望の数は週50件にも上り、ユーズファクトリ側の対応状況は定例会議で改めて共有された。
トライ＆エラーの繰り返しは、BIMのみで積算できる割合を徐々に上げていった（図-7）。

図-6　一枚の屋根を配置すれば積算に必要な
情報を持つオブジェクトが自動発生する

図-7　トライアンドエラーにより改良されたオブジェクト等

第２フェーズで全体の６％に過ぎなかった積算出力項目数は、10月の時点で184の発注項目数に対し積算出力項目
137と全体の74.5％に上昇、実用化への目処が立ちつつあった（図-8）。
こうして本プロジェクトが当初の目標に手が届く位置になった背景には、第３フェーズで述べたような各担当者の努力の積み重ねがあった。
しかし、それ以前に根本的な成功要因を挙げるとすれば、最終ゴールに「全部門を一気通貫させたBIMプロセスの確立」を置いて部門間の垣根を壊すことを試みたプロジェクトの精神だったと言えよう。
同社には「UP(アップ)」という誰でも提案できる公募制度がある。
これに象徴されるオープンな社風が本プロジェクトを押し進めたのは間違いない。
 
BIMを導入しても、なかなか社内に浸透しない、という声をよく聞く。
それは、言葉を変えれば縦割り体制が邪魔して組織を挙げてのムーブメントにつながりづらいからだ。
アーキテクト・ディベロッパーでは、組織横断的なプロジェクトの精神を理解することで現場スタッフの考え方も変わっていった。
設計図書の作成が仕事だと思っていた設計システム課の担当者も「積算に配慮した図面を書けば、原価に直結する」ことを意識し始めた。
また、２次元上で自分が描いた線が実際の建築でどう納まるかを、BIMの3Dモデルを通し自らの目で確かめることで積算への理解はさらに進んだ。
全部門を一気通貫させるという最終ゴールに向けても、社内の関心は徐々に高まっている（図-9）。
 
「営業部門から『BIMx』を使ってプレゼンテーションしたいという要望が寄せられています。また、“Webでの内覧など物件を借りたい人向けに家具が置かれた状態を3Dで見せられたら”というアイデアも出ていますね。積算との連携は実用化まであと一歩ですが、来年度にはBIMによるワンモデルでの意匠設計と積算の本格稼働や、弊社の他の工法での検証も進めたいと思っています」
 
石井氏はプロジェクトの進行に自信をのぞかせながら、実用化の先にある組織のさらなる活性化も視野に入れているように見えた。

図-8　設計／原価検証結果

図-9　積算を考えた設計モデル

 
 
 
【出典】

株式会社日積サーベイでは、BIM活用積算の普及を目指し、BIM対応建築積算システム「ΗΕΛΙΟΣ（ヘリオス）」を開発、提供しており、2023年１月には、新3Dビューワ機能などを搭載した最新版「ΗΕΛΙΟΣ2023」をリリースした（図-1）。
このΗΕΛΙΟΣは、BIMソフトとの連携として、2011年にはIFCファイルを中間ファイルとした「IFC連携」を、2016年にはBIMソフトのデータを直接ΗΕΛΙΟΣのデータ形式に変換する「ダイレクト連携」を実現した。
 
これらのBIM連携機能をリリースして以降、多くの方々に活用いただいており、弊社でもBIMを活用した積算業務を行っている。
 
そして、2022年１月には、BIMソフト上で利用可能なアドイン概算システム「COST-CLIP（コストクリップ）」の初弾となるバージョン1.0をリリースし、同年８月には機能追加版となるバージョン1.5をリリースした。
さらに、2023年２月にはバージョン2.0をリリースする。
 
今回は「COST-CLIP」に求められているBIM概算ツールとしての役割に触れた上で、新バージョン（Ver.2.0）の主要機能を紹介する。

図-1　ΗΕΛΙΟΣ 2023

「COST-CLIP」は「ΗΕΛΙΟΣ」のBIM連携機能をリリース以降、多くの方々から要望いただいた「設計初期段階のBIMモデルの活用の幅を広げたい」、「BIMモデルによって概算の効率化を図りたい」、「コストを意識したBIM設計を推進したい」などといったニーズに対応するべく開発、提供しているシステムである。
 
また、「COST-CLIP」は、国内でよく使われている「Archicad（グラフィソフトジャパン株式会社）」や「Revi（tオートデスク株式会社）」上で動作し、設計初期段階の概算コストが把握できる。
これにより、設計プランを変更した際にも、リアルタイムに、建築工事全体の概算コストを把握できる。
 
企画段階からの利用に配慮し、最低限必要なBIMモデルを「部屋」のみとし、仕上情報の取得は表計算ソフトで作成した「仕上表」にも対応している。
また、ΗΕΛΙΟΣでのノウハウを生かし、「帳票出力」や「数量集計」に対応し、表計算ソフトで作成した「単価表」により、金額まで埋め込まれた、部分別内訳書が作成できる。
 
 

BIMモデルを活用して概算するために最低限求められる役割は大きく４つあると考えている（図-2）。

図-2　BIM概算ツールの役割

 
そのうち、役割１．「BIMモデルの数量算出」は、BIMソフトが標準装備する「数量集計機能」でも対応可能である。
一方で、役割２．～４．は、BIMソフト単体では対応が難しい。
 
 

BIMモデルに描かれた数量を単に集計するだけでなく、“概算数量”として集計することが求められる。
 
「COST-CLIP」では、一般的な概算で用いられる「部分別集計」に対応している。
 

概算に必要な部材が、必ずしもBIMモデルに描かれているとは限らない。
しかし、描かれていない部材（例えば、仮設、構造体や雑物）も、概算上無視できない。
そのため、BIMモデルに描かれていない数量も算出できることが求められる。
 
「COST-CLIP」では、BIMにない概算項目の「自動計上」機能の追加で、各種床面積やBIMモデルからの数量をベースに直接仮設、構造体や雑物を含む、建築工事全体の概算コスト算出に対応している（図-3）。

図-3　COST-CLIP「自動計上」

単価情報は、理論的にはBIMモデルの各部材に入力できるが、現実的な話ではない。
単価は永久に同じではないからである。
そのため、単価の変動に対応できることが求められる。
 
「COST-CLIP」では、表計算ソフトで作成した「単価表」との連携に対応している。

BIM概算ツールには、単に概算コストを算出するだけでなく、算出した概算コストの妥当性や、設計変更の必要性をチェックしやすいことが求められる。
 
「COST-CLIP」では、二次利用（編集）が容易でシンプルな概算表である「総括表」出力機能の追加により、数量やコストのチェック、検討をしやすくしている（図-4）。

図-4　COST-CLIP「総括表」

「COST-CLIP」は、BIM概算ツールの役割を果たすことを重視し、BIMソフトの標準機能にはない付加価値の提供を心掛け、日々機能改良を進めている。
新バージョン（Ver.2.0）でも、ユーザーからの意見を多く反映しながら、BIM概算ツールとしての役割を深化させている。
ここでは、主要な２つの機能について紹介する。
 

－全てのBIM部材への対応－
前バージョン（Ver.1.5）までは、意匠BIMモデルの主要部材である「部屋」、「壁」、「建具」に特化して対応していたが、新バージョン（Ver.2.0）ではBIMモデルに描かれた全ての部材（例えば、構造体や雑物）の数量算出に対応した。
 
BIMモデル化されたものは、そのまま全て計上できるようになったことで、コスト担当者だけではなく、設計者にとっても、より概算が「見える化」しやすくなった。
 

－構造計算ソフトの数量対応－
新バージョン（Ver.2.0）では、構造計算ソフト（Super Build/SS7など）から出力した数量データについて、「COST-CLIP」への取り込み、集計に対応した。
これによって、設計段階やBIMモデルの入力状況に応じて、構造体の数量の算出を、以下の３つから選択できるように
なった。
 
①各種床面積ベースの「自動計上」
②構造計算ソフトの数量データ活用
③構造BIMモデルからの数量算出
 
 

2019年に国土交通省が設置した「建築BIM推進会議」では、BIMを活用した概算やコストマネジメントが、主要なテーマに位置付けられており、「BIM活用概算/積算」の流れは広まりつつある。
 
リリースして２年目を迎える「COST-CLIP」も、この流れをさらに加速させる存在となるべく、今後もユーザーに積極的なヒアリング調査や提案を行っていく。
特に、リアルタイムでコストの変化を確認できる機能や、「積算資料（経済調査会）」等の刊行物の単価データを連動できる機能など、さまざまな機能追加や改良を加えることで、よりいっそうBIM概算ツールの役割を担っていけるよう取り組んでいくことを約束する（図-5）。

会社名：株式会社日積サーベイ
所在地：大阪市中央区大手前1-4-12大阪天満橋ビル8F
創業：1964年（昭和39年）10月URL：https://www.nisseki-survey.co.jp/
資本金：2,000万円
従業員数：43名（2022年４月現在）
主な事業内容：建築積算、コスト算出、コンピューターシステムの開発
 
 
 

 
 
【出典】

i-Construction施策により、3Dモデルを活用していくことは、これからの土木技術者にとって必要なスキルである。
 
今から10年ほど前、弊社が受注した宮崎県発注の耳川河口部護岸工事は、工事特性として地元住民の合意形成を図りながら施工していくことをプロセスとして組み込まれた工事であった。
しかし、施工前に工事の完成形をイメージすることは地元住民の方々には容易なことではないため、工事の説明手段として3DCADを使って現場をモデリングすることがよいのではないかと考え、当時インターネット上で無料配布されていたSketchUPというアプリを使い現場を3Dモデリングしたことが3D活用を始めたきっかけであった。

3Dモデル制作は、自己学習の範囲で帰宅後の夜２～３時間程度、週末は１日中没頭し10日～１カ月程かけて制作していたが、これが全く苦ではなかった。
逆に、PC上で現場が出来上がっていくことが楽しくて仕方がないという状況であり、現在まで10年間で10現場の3Dモデルを制作した。
 
これまでの実績を踏まえ既出とは思うが、メリットをいくつか挙げてみたい。
 
①自分自身の理解が深まる。
②利害関係者（地元住民・発注者）との協議などにおける合意形成が容易。
③設計図書の照査が容易。特に、異なる構造物の整合性が明確に判別できる。

例：Ｌ型擁壁と軽量盛土の接続部を協議

④施工計画書における説明図として活用。

橋梁耐震補強工事

⑤完成予想図として活用

⑥新工法の説明看板に活用

このように良いことずくめな3Dモデル活用であるがいくつか課題もあると考える。
 
 

全社員の活用促進につなげていく方法をどうするかが課題の一つである。
 
弊社には、若手社員が中心となって実施している「旭ドボク塾」という勉強会がある。
 
社員は県内各地の現場に配属されているため、誰でも気軽に参加できるように短時間で毎週火曜日の17時05分～20分間とし、WEBで実施している。
 
勉強会のテーマは多岐にわたり、従来技術や新技術、BIM/CIMやICT施工と仕事に関することはなんでもメニューに取り上げ、お互いに技術研鑽をしている。
１年ほど前になるが、3Dモデル制作に長けた先輩社員を講師として１カ月（４週）の3Dモデル制作訓練を行った。
3Dモデル制作にはそれなりのスキルを要し、まとまった時間も必要となるため敬遠している社員がいるように感じられた。
しかし旭ドボク塾での操作訓練を経て3Dモデル制作ができる人が増えた。
 
目標は全社員活用である（写真-1）。

写真-1

せっかく時間をかけ苦労して制作した 3Dモデル。
外部の人への説明に活用してこそ生きると考える。
 
その都度PCを開いて3Dモデルを起動してもよいが、世の中には3Dプリンターという画期的な機器があるので使わない手はないだろう。
 
工事目的物は分かりやすく！もっと簡単に！を追求した方が、利害関係者への説明が容易となり、最終的には自分のためになるのである。
 
 

耐震補強用の部材がどのような形状をしていて、どのように取り付くのか、模型化することでよく分かる。
部材の寸法違いや形状違いがあった場合は当然のことながら模型の段階で設置できないことが分かる。
 
データ変換は必要だが制作した3Dモデルを3Dプリンターで流用可能なので便利である。

全国ニュースにも取り上げられた台風災害の発生した場所で、県内の注目度が高く、無人化施工の取り組みも実施していることから外部の人が多く訪れる現場であった。
このため現場説明を行う際に3Dプリンター模型による説明で現場をイメージしやすくした。
 
特に、発注者による現場視察７回、現場見学会は、県内の建設会社、リース会社、土木事務所職員、地元の工業高校土木科生徒と４回の現場見学会を実施し説明用に大いに活用できた。

宮崎県椎葉村にて2020年９月７日台風 10号により地元建設会社が被災した箇所に砂防堰堤工が計画された工事で、砂防堰堤背面に直高200ｍの崩壊法面を背負う環境下において施工される工事である。
 
この条件下、当初設計段階で無人化バッ クホウによる砂防掘削作業が計画されていた（写真-2）。
 
弊社として初めての施工方法であったが、掘削工事において人を介在しないで施工できるのであればと、さらなる安全対策を協議し工事を開始した。

写真-2

掘削に際し事前に砂防堰堤工および砂防背面の掘削形状を3Dモデル化。
その結果、左下のような複雑な形状であることが発覚。
また、現地土質調査の結果、背面の掘削勾配が３分勾配⇒６分勾配へと変更となり、それに伴い砂防堰堤本体形状も変更になった。
この機会に掘削形状をシンプルな形状へと弊社で3D設計し発注者に提案した（図-1）。

図-1

私自身、現場の施工効率をアップさせるには、安全施工であることは必須条件だと考えている。
 
掘削工事に無人化バックホウを使い、人を介在させずに施工を進めるという基本方針を厳格に履行することがこの工事の本質である。
 
しかし、掘削形状がシンプルになり丁張数が大幅に減ったとはいえ、丁張２本の設置に半日を要するような環境では、作業員が現場内に常時とどまる状況となるため、危険リスクは高いままだ（図-2、写真-3）。

図-2

写真-3

i-Constructionの施策に従いICTを活用すれば、安全施工が可能ではと考えたが、現在の市販技術ではICTモニターは車載式のため、無人化バックホウ技術とトレードオフの関係が成立する。
 
土砂崩壊地における土砂撤去などの単純作業であれば丁張など必要ないため無条件で無人化バックホウによる無人化が実現できるが、建設工事での無人化施工はICTと組み合わせなければ本当の無人化施工は不可能だと気付いた。
 
木杭、ぬき板、大ハンマー、削岩機などを持って危険な場所を歩かせられないし、自分も歩きたくない。
 
何とかしてバックホウの外でICT技術が使えないか試行錯誤が始まった。

キャビン内のモニターを外部のタブレットで見ることができれば、遠隔でICTが可能ではないかと考え、カメラを設置しモニターに照準を合わせ、インターネット回線を使用してiPadで見られるようにした（写真-4）。

写真-4
 
しかし、以下の問題点が確認された。
 
①山間部のためインターネット環境が悪く映像遅延が発生。
最悪フリーズして固まる。
②施工中のバックホウ振動により、カメラが動き、モニターを30分以上捉えられない。
固定方法を工夫したが解決できず、カメラ調整のため現場内に立ち入らなければならなかった。
 
 

試行錯誤を繰り返しながら、弊社とタッグを組んで無人化施工に協力してくれた㈱アクティオへ技術開発要請をしており、一緒に検討を行っていたが、ついに外部タブレットにICT操作モニターを映し出すことに成功した。
 
この現場で生まれたこの技術を「どこでもICT」と名付けさせていただいた。
 
これにより、本当の意味での無人化施工が実現した（写真-5、図-3）。

写真-5

図-3

砂防堰堤の掘削工事は、完全無人化を実現し、災害ゼロから危険ゼロを達成し無事完了した。
 
文中にも書いたが、「安全は全てに優先」とは安全施工こそが生産性向上のカギであると考えているからである。
安全対策に関する創意工夫に終わりなし。
乾いた雑巾をさらに絞って水を絞り出すが如く、知恵を絞ってさらなる挑戦をしていきたい。
 
 
 

 
 
【出典】

弊社は東京都江戸川区に事務所を置く社員20 名の小さな会社です。
2005 年に会社設立以来、設計コンサル様や建設会社様より仕事を頂き、橋梁を中心にコンクリートおよび鋼構造物の調査・診断、補修・補強設計などの維持管理関連の仕事を行っております。
そのなかで、三次元処理技術を活用し従来のワークフローの改善に努めております。
本稿では会社紹介と弊社の中での3D 技術の生い立ちについて紹介させていただきます。
 
 

会社設立以前、私はショーボンド建設に在籍し、約20 年、諸先輩方から橋の維持管理について指導を頂きました。
独立時はこれからは地場の建設業の皆さまが地元の土木構造物の維持管理を担う時代になると信じ、少しでも役に立てることができればと会社を設立しました。
しかし初めての会社経営であり、経営的センスは全く持ち合わせていなく、社員が徐々に増えるに従い、人を雇用する責任、会社運営方法など回りの方々に助けられながら経営してまいりました。
 
そのような中、中小企業ならではの問題（人材確保、高齢化など）と直面し、藁をもつかむ思いで、技術を探し、試し、判断、運用を繰り返してきました。
その結果が表-1です。
決して時代を先取りしようとするものでなく、目の前に見えている問題に対して、対処してきたという状況です。
このような対処方法も前職での経験があったからこそと今も感謝しております。

表-1

弊社の特徴は現場第一主義です。
理由は弊社が橋梁の調査、補修・補強設計業務を中心としており、補修・補強設計を行うには、設計の知識もさることながら、現場状況の把握や工事の流れや品質管理などを理解していないと質の良い設計ができないからです。
 
損傷調査では鉄筋探査、はつりやコア採取、断面修復、現場試験、工事現場の調査では、設計照査、墨出し、実寸計測、製作図まで、一貫して自分たちでできることは全て自社で行っています。
当然人によって向き不向きはありますが、まずはさまざまな作業を自分の五感で感じとることが維持管理では重要と考えています。
 
 

新設は計画から始まり構造物を造るまでであり、維持管理はその後のお世話かと思います。
お世話というのは非常に息の長い付き合いであり、単なる仕事ではなく、そのものへの愛着がないと適切なお世話はできません。
常に知識と知恵を習得しながら、何度も何度も直接会い相手を理解しながら自分も勉強をする。
これを繰り返すうちに自然と愛着が生まれ、お世話、診断ができるようになります。
 
維持管理では、専門知識も非常に重要ですが、それだけではままならず、日常の点検方法から始まり、定期点検方法、診断、緊急処置の判断、対処方法、施工方法、工事、その後の運用まで、全般にわたる知識やネットワークが必要となってきます。
いくら新設の知識があったとしても、すぐにできるものでもありません。
 
既設橋梁を見たときに、その橋の履歴書をイメージできると面白くなってきます。
また、古い橋梁であればその橋の設計者がどこを大事に設計したかを見抜けるようになると、なお良い設計が行えるようになるかと思います。
 

維持管理業務のなかで、特にソフトウエアなどを開発する場合、私が特に注意することは、最初から全自動を目指さないことです。
前述の新設と維持管理の違いにも含まれますが、新設の場合であれば、当然全自動ソフトを目指します。
維持管理の場合は、橋により条件は全て異なります。
 
いくつかのサンプル橋梁に合わせて全自動を作るとそれらの橋でしか使用できません。
半自動くらいで融通が利くようにしておけば、利用できる橋梁は格段に増えます。
その半自動の部分に今まで人力だけに頼っていた部分や人ではできなかった部分などを自動化し、まずは大変な部分を取り除き、確実に利用でき効果が実感として現れるようにします。
それがワークフローの改善につながります。
いくら新技術と言っても使える対象や人が少なく実務とかけ離れていては、多額の費用を費やした割には利用者がいないなど、全くの採算割れになり生産性向上どころか、継続すら難しいものになります。
私共のような小さな会社では社内での利用価値が上がれば生産性は向上し、開発・改善の効果は顕著に表れます。

表-2

維持管理業務の中では、企画・改善項目を見つけ出すことは容易なことです。
維持管理業務の中では今もなお手作業が多くあります。
これは決して怠慢なわけではなく、調査などの仕事をする環境、対象物が千差万別であり、しかも過酷な条件のなかで行わなければなりません。
このような状況の中で、機械化やソフト等による自動化はパターンが多くかなり難しいものとなります。
しかし手作業が多いのは事実であり、その部分を洗い出せば課題は簡単に抽出できます。
また、その際にスーパーマンを目指すのではなく作業者の相棒的存在になるようにしています。

先にも申しましたが、既設構造物を扱うのが維持管理です。
既設構造物の3Dデータを取得できれば調査の手間を大幅に削減するだけでなく、後の維持管理にも有効利用でき、将来にわたってのコスト削減が期待できます。
また、維持管理には現状での構造寸法や損傷度合の把握が重要であり、従来はそれらを把握するために全て手作業で調査を行ってきました。
世界のBIMの技術の中には現況を3Dで再現する技術は年々進歩しており、非常に簡単に利用できるまでになっています。
将来、現場では現況のデータ取りに専念し、現場をパソコン上で超リアルに再現し3Dデータ上で点検を行うようになる日は近いものと思います。
維持管理ほど3D 技術の活用範囲が広いものはありません。

BIMとCIMは一般的に日本では建築と土木での使い分けかと思いますが、両者を比べるとBIMは伸び伸びと自由に活用され確実に進歩、普及しているように見えます。

 
建築では昔から意匠を重視する文化があり、そこに3D 技術がうまくマッチし、仕事の流れの中でも合意形成手段としてや生産性を上げるツールとして有効利用されています。
それは3Dの特徴や利点を自然に理解でき、民間同士の中でメリットさえあれば自由に伸びていく土壌があることが考えられます。
 
CIMはBIMのような土壌がない中で、生産性を向上する手段として選択しました。
この点が両者に差が生じる原因とも思われますが、業界に関わる全ての方が3Dの特徴、利点をよく理解し、従来のワークフローの中に組み入れることにより、生産性向上を目指す必要があるかと思います。
 
 

2007年より画像処理技術に取り組んできました。
きっかけは、耐震補強工事でのアンカーボルトを定着するためのコンクリートコア削孔を行った位置を計測する業務です。
計測方法としては、コア削孔したコンクリート面の前面に透明のマイラー紙を貼り付け、マジックで削孔穴をマイラーに書き込み、事務所に戻ってからそのマイラー紙を差し金で計測するというものでした。
 
精度も良くなく、新入社員当時から20年も経つのに同じ計測方法に疑問を持ち、良い方法はないか必死に探しました。
そこで出会ったのがNikonの「GS -1画像診断支援ソフト」でした。
写真上でひび割れをプロットして延長が算出できるのなら、ひび割れの代わりに削孔穴をプロットすれば位置を特定できるのではと導入したのが始まりでした。
 
それ以来、Nikonの小出氏とのお付き合いが始まり、画像、赤外線とご指導を頂き、弊社の一番の特徴である画像処理の礎となりました。
 
その後、小出氏にはNikon退職のおり、ご自身の判断でたった10名の弊社を選んでいただき、社会人としてのマナーから始まり、何事にもチャレンジしていく社風にまで成長させていただきました。
 

図-1　点群データ

2012年より3Dレーザースキャナーを運用開始しました。
きっかけは損傷調査を行う際に、まず現地を計測して現況一般図と構造図を復元します。
この作業は経験と知識が必要となる作業であり、弊社の中の経験不足のカバーと効率化が目的で導入しました。
この当時、「レーザースキャナーでデータを 取ってください」という依頼は皆無であり、お客様にも全く興味を持っていただけませんでした。
それでも弊社が関わる案件では必ずスキャンを実施し、点群上で計測し図面を作成しました。
理由としては経験不足による計り忘れを防ぎ、図面を書く際にも非常に便利であり、社内での価値が生み出せたからです。
また、「点群は非常に維持管理には有効なデータ」だと確信し、依頼がなくとも点群としてデータを残していました。
現在では600橋近い点群データを蓄積しています。
 
その後、運用を続けていくうちに、従来の2Dの図面を書く手段として点群を利用することに大きな矛盾を感じ、3Dデータをそのまま3D成果として活用できる方法を模索し始めました。
そこで4D汎用マネジメントソフト（Arena4D）と出会います。
 

図-2　Arena4D画面

2015 年より導入しました。
しかしながら当初３年間は有効利用できませんでした。
Arena4Dは、もともとイギリスのソフトで、マニュアルからソフトまで全て英語であり、後に日本語のマニュアルもでましたが、機能のほんの一部しか理解できない状態でした。
 
そんな状態の中、フィリピンの外注委託先より一人、就労ビザを取得し弊社に迎え入れることができました。
これを機にArena4Dのさまざまな機能を把握し、業務の中での活用が可能となりました。
また、今ある機能だけでは足りず、干渉チェックや差分解析の機能の部分開発に参画しました。
 
Arena4Dは、点群をベースデータとして、その上にさまざまなデータを重ね合わせができるソフトです。
過去に作成した2D-CADデータや撮影したjpegデータなど有効活用ができる上に、時間軸を設定できるため、維持管理においては有効な活用が期待できます。
また、3Dの特性を十分に発揮し、将来を見据えた3D-成果を自由に創作できます。
 

最初の導入は2011年でした。
その当時UAVは市販されていなく、マニアの方が外国から部品を取り寄せ組み立てており、それを購入しました。
 
きっかけは、橋梁調査を行う際、事前に下見を行います。
山間部の橋梁では橋面は踏査できるのですが、橋下は急峻な斜面であるため降りていくには危険が伴います。
その当時、親綱に一眼レフを縛り付け橋面から宙づりにし、橋下の状況を確認していました。
これもほかに何か良い方法はないか探しUAVに着目しました。
 
しかしながら、最初に飛行を試した際、わずか３秒で墜落してしまいました。
操縦の難しさと安全に関わる知識がないと事故につながると深く反省し断念しました。
 
2018年、UAVが市販され始め、性能も向上したことから、私を筆頭にUAVスクールへ通い操縦資格(民間)を取得しました。
現在では調査員20～60代まで10名が取得しています。
これは全員が操縦するわけではなく、UAV調査時の安全を確保するために、直接、操縦しない者も安全知識を習得するためです。
 
翌年より、UAVに一眼レフ相当のカメラが上向きに搭載できる機種が販売されたのを機に橋梁への適応を始めました。
具体的には床版の詳細調査を行う際に、従来は点検車上から床版を一眼レフで取得した画像から画像診断をしておりました。
この点検車上の作業を軽減および効率化するのが狙いでした。
しかし、UAVが大型機であり一般的な橋梁では飛行空間が狭く危険であることや画質が一眼レフより劣ることから、なかなか活用が進みませんでした。
 

UAVを本格運用し始めたのは、2021年よりSkydio-J2の運用がきっかけでした。
水を得た魚のように、次々と今までの調査での作業をUAVに置き換えできるようになりました。
これはSkydio-J2が小型であるのと同時に障害物回避機能（ビジュアルスラム）を有し最小離隔50cmでの撮影が可能であり、橋梁点検での狭隘部で損傷確認するための進入性や近接性能に優れるためです。
画角は小さくなるものの画質は一眼レフと同等の画質が確保できることにより、活用範囲は大幅に拡大しました。
 
UAVでは搭載されたカメラで写真もしくは動画を撮るのが簡単な使用方法です。
しかし、写真を撮るだけでは活用範囲が限られます。
その取得した画像をいかに活用するかでUAVの価値が変わります。
SfMなどの技術を組み合わせれば、自在に既設構造物を高繊細画質で3D化が可能となります。
 
例えば、UAVで撮影した画像をSfMソフトにて3D化します。
このデータは点群にも容易に変換できます。
そうすれば用途としては、現橋を高鮮明な3Dデータとしてパソコン上で損傷を把握することが可能となります。
また、点群に変換することにより、構造寸法も用意に計測ができるようになります。
3Dレーザースキャナーと組み合わせれば、3Dレーザースキャナーではデータを取得しにくい箇所をUAVで画像を撮影し3Dデータとし、両者を重ね合わることで、欠損のない3Dデータを作成できます。
 
このように自在に3Dデータを作成することが可能となります。
 

今年度よりKDDIスマートドローン株式会社様と橋梁分野での業務提携を結びました。
と同時にSkydio2+を提供していただき運用しています。
 
橋梁分野でのさらなる活用や将来へのコスト縮減を目指した提案など、この業界に携わる方々へ分かりやすくかつ利用しやすい環境を整えつつUAV活用を広めていきたいと考えています。
弊社は微力ではありますが、KDDIスマートドローン様よりUAVに関する指導を受けながら努力してまいります。

写真-2　Skydio 2+

弊社では画像処理に始まり、UAVまでさまざまな技術に取り組んでまいりました。
土木技術者の中にはこれは技術ではなく手段だと思われる方も数多くみえると思います。
私もまったく同様に思います。
ただ、土木の専門知識だけでは成り立たなくなっているのも事実であり、専門外のつながりがないとなかなか本業を全うできなくなってきています。

写真-3　KDDI小山データセンターにて

 
弊社の場合は、新技術を行うことが目的ではなく、会社の本業をいかに精度よく、年齢構成などに関係なく将来にむけて継続させるかの一点でその手段を探してきました。
国の施策には全くと言っていいほど無頓着でした。
補助金なども一度だけ申請したことはありますが、その後は申請したことはありません。
ほぼ自力で行ってきています。
そのような中、専門外の方々と接する機会が増え、業界に固まっていた時と比べ、非常に楽しく仕事ができるようになりました。
 
ただ、私自身は土木出身ですので、いつまでも本業を全うできる技術をこれからも模索していきたいと思います。
また、中小企業間でCIMの活用が推進するよう７年前よりM-CIM研究会を発足し、情報交換や勉強会を行い、弊社が利用している技術も皆が共有できるよう活動をしています。
興味のある方は是非、声をかけていただければと思います。
 
最後に全国の維持管理に携わる方々に少しでも参考になればと切望するとともに、常日頃、ご指導、お世話になっている方々に感謝申し上げます。
 
 
 

 
 
【出典】