「いよいよBIMが普及期に入ってきている」とは言っても、設計や施工のためのツールとして、専門的に使用する人たちの間での話だ。
当然だが、専門性の高い業務に有用なツールの場合、まずはそのスキルを直接業務に反映させることを生業としている組織を中心に普及し、じわじわと裾野を広げ、一般化していく。
設計図面が手書きから二次元CADに置き換わっていくときも同様であったが、二次元CADの場合、発注者として成果品に含まれる情報量や成果品である図面の運用に本質的な差異は少なく、発注者が主体的に「ツール」そのものを指定したり、運用を規定したりする必要はなかった。

BIMとCADは似て非なるもの

しかし、実際のプロジェクトにおいてBIM運用を経験してみると、BIMとCADは全く異なるツールであり、発注者としてもBIM運用の方針と成果について、明確な意思を示す必要があると認識した方がよいことが分かった。
特にBIMモデルのLOD(※1)や付加される属性データの取り扱いによって、有効にBIMが運用できる業務範囲に影響が出ることに注意が必要だ。

(※1)Level of Development : 日本建築学会技術報告集 http://www.jstage.ist.go.jp/article/aijt/24/56/24_333/_article/-char/jp/

おまかせ時代の終焉か

発注者が竣工引渡を受ける建物そのもののスペックや品質ではなく、設計や施工の過程に使用されるツールに何らかの意思を示すことは、「請負」という日本特有の契約システムそのものに手を出し、目を向ける行為であり、問題は大きい。
しかしながら、その根本に踏み込むことがBIMの本質的普及につながり、日本の建築生産システムが真の国際標準に肩を並べるために不可欠なことと思う。

 
 

現場でBIMは大活躍

当社のBIM運用は、令和２年度から令和３年度にわたり国土交通省のBIMモデル事業に採択されたことが大きなきっかけである（図-1）。
令和２年度は、当社の「プレファス吉祥寺」建設（以下、本プロジェクト）に係る日建設計の設計が完了し施工者が前田建設工業に決定した後、その施工期間中に公募があった。
当社は設計段階からBIMの運用を積極的に行い、施工者に対しても現場運営においてBIMモデルの活用を見積要項に盛り込んでいた経緯もあり、維持管理BIMの検証をテーマに応募し、採択に至ったと考えている。(※2)

令和３年度は、「前年度の成果、知見をベースに、プロジェクトのより上流である設計段階において適切なBIM運用の指示を発注者として発信することが、より具体的な成果につながる」との思いで設計者と本プロジェクトを題材に再度応募し、採択に至っている。(※3)

(※2) 参照：国土交通省ホームページhttps://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/jutakukentiku_house_fr_000119.html
(※3) 参照：国土交通省ホームページhttps://r03.bim-jigyou.jp/

図-1　モデル事業に荒井商店が参加するに至った経緯
出典：国土交通省令和三年度BIMモデル事業中間発表

BIM調整会議は喧々囂々だが盛り上がる

本プロジェクトでは、現場運営において積極的なBIM活用を行った（図-2）。
着工後、初期段階において通常の現場定例と並行して、BIM調整会議を隔週にて開催し、発注者、設計者、施工者、サブコン、専門工事業者が一堂に会し、各社のデータを統合したクラウド上の三次元モデルをモニターで確認しながら、主に意匠、構造と設備の不整合、発注者から建物管理目線での設計変更指示を行った。
この段階で関係者が三次元モデルを共有し、問題点を目の当たりにしながら喧々囂々討議ができたことは非常に効果的で、実際に施工段階での手戻りは最小限にできたと感じている。
竣工引渡後の運用、管理においても適切な点検口、マンホールの配置、人の出入り、通行を考慮したバックヤード計画が実現した。

図-2　維持管理業務＿施工時に保守点検ルート等の検証
出典: 国土交通省令和二年度BIMモデル事業成果品　　図版提供：前田建設工業株式会社

仮設計画の見える化

前田建設工業の現場所長とBIM運用の有用性について討議した際には、実際の施工建物に関しての有効性も認識しながら、より直接的な運用として、仮設計画への効果も強調している。
BIMモデルとして仮設計画を部材から可視化し、仮設材の数量を検証段階にて正確に把握しながら、効率的な計画、試行錯誤の検証を繰り返すことによって、通常生じる現場での不整合、余剰な発注、仮設の盛替えが大幅に減少し、仮設に関わる想定外の費用削減に大きく貢献したとのことである。

 
 

発注者目線とは何か

当社は発注者であり、所有不動産を長期運用するという事業形態から建物オーナーでもある。
発注者としてBIMの運用を主体的に推進するためには、単に「建物をつくる」という観点以外にBIMモデルを整備する必然性を社内に対して説明できないと、コストをかける合理性が成り立たないことになる。
そのためにも、当社に限らず多くの建物オーナーが直面しているであろう課題を抽出する必要があった（図-3）。
特に多数の不動産を所有している場合、長期にわたって所有、運用を続けることで蓄積しているエビデンスも多量で多岐にわたり、保管・活用に苦慮しているケースが多い。
これら貴重な社内資産を有効に活用することがBIM運用の有効性の大きな切り口となる。

図-3　建物オーナーにとっての課題とは
出典：国土交通省令和三年度BIMモデル事業中間発表

BIM運用でどう変わる

この問題点を解決する一つの手段として、BIMモデル運用が起点になるのではないかと期待している。
 
当然ながら、BIMモデル活用は手段であり、目的ではない。
開発段階でBIMモデルが作成、活用され最終成果品としてBIMモデルが整備されている不動産については、維持管理システムとの連携をいかに実現するか、社内担当部署と外部管理会社との連携をどのように構築するか、長期間にわたる維持管理において、改修など建物に変更が生じた場合のBIMモデルの整合性を誰がどのように対応するか、といった実務的側面の検証が必要となる。
しかしBIM以前の不動産に対してはどのように考えるべきか。
紙ベースの竣工図から一物件一物件BIMモデルを作成する労力、コストに見合う合理性を見いだせるのかが、これから建物オーナーが真剣に向き合うべき大きな課題であり、この問題を認識して初めてBIM運用の意識が高まると思う。
そこで発注者が、BIMを積極的に推進する動機となるであろう項目をまとめてみた（図-4）。
結局、各種エビデンスがアナログデータからデジタルデータに置き換わっていく時代の変化と呼応し、BIM運用の可能性、合理性が高まっていくとも言えそうだ。

図-4　オーナーにとってBIMに期待すること
出典：国土交通省令和三年度BIMモデル事業中間発表

BIMは付加価値となり得るか

図-4を見ていただくと、他の項目と性質の異なる項目があることにお気付きいただけると思う。
「⑤付加価値の創出」である。
この項目を具体的に示せることにより、発注者がコストを投資する合理性、「錦の御旗」となり本格的な普及を加速する可能性は大きい。
そもそも、国内での不動産評価は長年にわたり「現物主義」であった。
そこに土地があり、建物が存在し、テナントが入居し、毎月現金として家賃収益がある、これこそが不動産価値そのもので、その価値を証明するエビデンスは二次的、付加的なもので「現状有姿取引」(※4)という用語が、当たり前に流通していることでその根強さは推して知るべきである。
 
ところが、この価値観を大きく揺さぶる大事件が二度起こっている。
「1991～1993年のバブル崩壊」と「2008年のリーマンショック」である。
 
これらによって、国内の不動産マーケットは大打撃を受け、多くの不動産会社が破綻や事業縮小を余儀なくされた。
これに代わって、海外から不動産投資資金が流入し、国内の不動産マーケットも息を吹き返すこととなるのだが、ここで海外不動産取引の常識の洗礼を受ける。
海外の不動産投資会社は不動産の価値を証明する「エビデンス」により重きを置いて取引を行っており、この頃から国内不動産会社でも「デューデリジェンス」「エンジニアリングレポート」といった単語が使われ始めるようになった。
 
つまり、もともとBIMを開発し、BIM運用の先進国となっている欧米と日本では不動産価値の考え方に根本的相違があり、BIMは「エビデンス」に基づく不動産価値の創出という概念を土台として構築されたシステムなのである。
 
このことをモデル化したのが、図-5のISO19650である。
ここで重要なのは図-5の上流である左側（デザイン、コンストラクション）より右側のAIMに起点番号である「１」が表示されていることだ。
つまり、不動産にまつわるエビデンスは結果として得られるものではなく、最上流で発注者が規定して、その契約に基づき納品されるべきものであるということだ。
 
(※4)現物の不動産の現状を最優先とし、そのままの状態を前提に売買等取引を行うこと

図-5　ISO19650情報管理プロセスの概要と図

発注者として要件を明文化する

次にニュージーランドのEIRに添付されている「BIMUSE」という資料をベースとし、発注者の求めるBIMの目的をプロットした表を見ていただきたい（図-6）。
BIM運用に際し発注者の要件を明確に伝えるためにはプロジェクトの上流から下流まで細分化し、それぞれに発注者の意志を示す必要がある。
この考え方、作業は今までの不動産事業では行ってこなかった「新たな」プロセスだ。
前項で述べたAIMを起点とするプロジェクトフローを組み立てるために必須の作業であり、この作業をベースとしてBIM運用は構築されるべきだ。

図-6　BIM活用の明文化

 

なぜBIM発注なのか

結局のところ、BIM運用は発注者にとってメリットはあるのだろうか。
多大な労力とコストを投下して「整ったBIMモデル」の納品を受けることに意味はあるのだろうか。
先ほども述べたように図面が手書きからCADになり、二次元モデルから三次元モデルへ、そしてBIMモデルに至るに従い、モデルに含まれる要素は多くなり複雑になる。
合わせて、データがアナログからデジタルに切り替わることで、データの情報の加工が容易になり、情報のコピーや伝達をしても、劣化しないという特性が加わり、データ運用の幅が広がると同時に、その管理にはより厳格な取り扱いと著作権などの権利に対する新たなルールが必要になる。
以前の「図面」はもはや「図面」ではなく、「不動産情報」（AIM）の集積体となっていくことが近未来の当たり前と考えるべきだろう。
そう考えれば、そのAIMを適切に維持管理、運用するためのツールが必要となり、BIMの本質はそこにこそある。
そうであれば、BIMは発注者こそ積極的に普及に取り組み、日常的に運用されることが重要で、労力とコストの対価として、新たなAIMという果実を得られるようにするべきだ。
不動産資産に対する付加価値たり得るか、は重要な問題ではあるが、付加価値とは結果として得られる評価であり、要は始めるか始めないか、鶏が先か卵が先か、の議論に近しいと思う。
 
いま目の前のコストではなく、直近の未来のことを考えれば、発注者目線でのBIM運用が必要な時期は既に到来している。

 

 

株式会社荒井商店 取締役 技術マネジメント部長

一級建築士　宅地建物取引士　認定登録医業経営コンサルタント

清水 浩司

 
 
【出典】

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建設ITガイド 2022
特集2 建築BIM



 

デジタル技術がもたらす社会像として「Society5.0」があります。
「Society5.0」は、内閣府の第５期科学技術基本計画において、わが国が目指すべき未来社会の姿として平成28年に提唱されたものです。
これまでの狩猟社会（Society1.0）、農耕社会（Society2.0）、工業社会（Society3.0）、情報社会（Society4.0）に続く、「サイバー空間（仮想空間）とフィジカル空間（現実空間）を高度に融合させたシステムにより、経済発展と社会的課題の解決を両立する、人間中心の社会（Society）」とされています。
 
Society5.0の社会では、「IoT（Internet of Things）で全ての人とモノがつながり、さまざまな知識や情報が共有され、今までにない新たな価値を生み出すことで、これらの課題や困難を克服します。
また、人工知能（AI）により、必要な情報が必要なときに提供されるようになり、ロボットや自動走行車などの技術で、少子高齢化、地方の過疎化、貧富の格差などの課題が克服されます。
社会の変革（イノベーション）を通じて、これまでの閉塞感を打破し、希望の持てる社会、世代を超えて互いに尊重し合える社会、一人一人が快適で活躍できる社会となります。」とあり、これらデジタル化の進展による全体最適の結果、社会課題解決や新たな価値創造をもたらす可能性について提唱されています。

わが国は、現在、人口減少社会における働き手の減少への対応や潜在的な成長力の向上、産業の担い手の確保・育成などに向けた働き方改革の推進などの観点から、生産性の向上が求められています。
 
こうした観点から、国土交通省では、平成28年を「生産性革命元年」と位置付け、社会全体の生産性向上につながるストック効果の高い社会資本の整備・活用や、関連産業の生産性向上、新市場の開拓を支える取り組みを加速化し、生産性革命プロジェクトを実施してきました。
本プロジェクトの中で、ICTの活用などにより調査・測量から設計、施工、検査、維持管理・更新までのあらゆる建設生産プロセスにおいて抜本的な生産性向上を目指す「i-Construction」の取り組みを進めています。
 
「成長戦略フォローアップ」（令和元年６月21日　閣議決定）において、i-Constructionの貫徹やBIMを国・地方公共団体が発注する建築工事で横展開し、民間発注工事へ波及拡大させていくこと、国・地方公共団体、建設業者、設計者、建物所有者などの広範な関係者による協議の場を設置し、直面する課題とその対策や官民の役割分担、工程表などを令和元年度中に取りまとめることが盛り込まれたことを踏まえ、i-Constructionのエンジンとして先行して土木分野で重要な役割を担ってきた「BIM/CIM推進委員会」の下に、建築分野のBIMについて拡充を図るため、令和元年度からWGとして、後述する「建築BIM推進会議」を設置し、建築分野におけるBIM活用に向けた市場環境の整備について具体的な検討が開始されました。
 
 

現在、諸外国では土木分野だけでなく、建築分野においてもBIMの活用が進んでいますが、わが国での建築分野におけるBIMの活用については、設計、施工の各分野がそれぞれのプロセスの最適化を目指して活用する段階に止まっており、さらなる生産性向上などのポテンシャルがあると考えられる、各プロセス間で連係した建築物のライフサイクルを通じたBIMの活用が進んでいない状況にあります。
この結果、維持管理段階のBIMの活用は低調となり、またBIMの利用効果も限定的となっています。
 
国土交通省が令和２年12月～令和３年１月の期間で設計や施工の関係団体に対して調査したところ、活用状況としては、導入率は全体として46％で、設計分野は、総合設計事務所が約８割、専門設計事務所が約３割、施工分野は、総合建設業、専門工事会社のいずれも約５割となっています。
一方、企業規模別では、1,000人以上の企業が７割以上となっている一方で、10人以下の企業では３割以下といった状況となっています。
特に中小事業者にとっては、導入・運用には多額の設備投資が必要である上に、習熟した人材が不足しているといった課題もあります。
 
 

国土交通省では、前述の「成長戦略フォローアップ」に基づき、建築物のライフサイクルにおいて、BIMを通じデジタル情報が一貫して活用される仕組みの構築を図り、建築分野での生産性向上を図るため、官民が一体となって「建築BIM推進会議」（以下、推進会議）を令和元年６月に設置しました。
 
推進会議では、官民が連携し、建築業界全体が一丸となって今後の建築BIMの活用・推進について幅広く議論し、対応方策をとりまとめていくラウンドテーブルとなり、BIMの活用による建築物の生産・維持管理プロセスなどの「将来像」とそれを実現するための「ロードマップ」（官民の役割分担と工程表など）の検討・策定、当該「ロードマップ」に基づく官民それぞれでの検討などが進められました。
 
なお、推進会議は、松村秀一東京大学大学院工学系研究科特任教授を委員長とし、学識者のほか、建築分野の設計、施工、維持管理、発注者、調査研究、情報システム・国際標準に係る幅広い関係団体により構成されています。
国土交通省においても、住宅局建築指導課、不動産・建設経済局建設業課、大臣官房官庁営繕部整備課の３課で事務局を務めています。

令和元年６月に第１回推進会議が開催され、同年９月の第３回の推進会議において、「建築BIMの将来像と工程表」が了承されました（図-1）。
 
特に「将来像」として、「いいものが」（高品質・高精度な建築生産・維持管理の実現）、「無駄なく、速く」（高効率なライフサイクルの実現）、「建物にも、データにも価値が」（社会資産としての建築物の価値の拡大）、の３つの視点で整理されるとともに、その将来像を実現するための「ロードマップ」が、次の（１）～（７）の７項目に整理され、連携しつつ検討していくこととされました。
 
① BIMを活用した建築生産・維持管理に係るワークフローの整備
② BIMモデルの形状と属性情報の標準化
③ BIMを活用した建築確認検査の実施
④ BIMによる積算の標準化
⑤ BIMの情報共有基盤の整備
⑥ 人材育成、中小事業者の活用促進
⑦ ビックデータ化、インフラプラットフォームとの連携
 
また、これらに取り組む基本的な戦略として、以下の３点を掲げています。
 
・マーケットの機能を生かしながら、官・民が適切な役割分担の下で協調して進める
・先行的な取り組みを進め、その後に一般化を図る（PDCAサイクルによる精度の向上）
・可能な限り国際標準・基準に沿って進める
 
特に１点目の役割分担に留意し、①のワークフローの検討など、さまざまな業界間の調整が必要な部分については国が主体的に事務局を行う部会「建築BIM環境整備部会」を設置することとし、②～⑤については既に民間の関係団体などにおいて検討が進められていることから、それらの各団体の活動を部会と位置付け、個別課題に対する検討などを進めることとされました。（令和元年10月～）
 
なお、当面は①～⑤の取り組みを先行して行うこととされていましたが、令和３年度から⑥と⑦の取り組みにも着手したところです。
 
現在も、これら部会において官民が一体となってBIMに関する議論を進めています。

図-1　建築BIMの将来像と工程表－７つの取り組みと工程表－

①の検討を行う「建築BIM環境整備部会」（以下、環境整備部会）は、志手一哉芝浦工業大学建築学部建築学科教授を部会長とし、推進会議と同様に幅広い関係団体などにより構成されています。
 
令和元年10月から環境整備部会において、BIMのプロセス横断的な活用に向け、関係者の役割・責任分担等の明確化などをするため、標準ワークフロー、BIMデータの受け渡しルール、想定されるメリットなどを内容とする「建築分野におけるBIMの標準ワークフローとその活用方策に関するガイドライン（第１版）」（以下、ガイドライン）の検討が行われ、推進会議での承認を経て、令和２年３月にガイドラインが策定、公表されました（図-2）。
 
特にガイドラインでは、「維持管理BIM作成業務」と「ライフサイクルコンサルティング業務」の２つについて言及されています。
 
維持管理BIM作成業務は、設計段階のBIMをベースとしつつ、施工段階で決まる設備施工情報や設備機器の品番、耐用年数などの必要な情報を入力・情報管理し、竣工後、維持管理段階にBIMを引き継ぐ役割です。
 
また、ライフサイクルコンサルティング業務は、維持管理段階に必要と想定されるBIMおよびそのモデリング・入力ルールを、設計者との契約前に事前に検討し、設計者・維持管理BIM作成者・施工者に共有する業務です。
 
これら業務を組み合わせることで、設計、施工、維持管理段階をBIMで効率的につなげ、デジタル情報を一貫して活用することが可能となるとしています。

図-2　建築分野におけるBIMの標準ワークフローとその活用方策に関するガイドライン（第１版）

令和２年度から、第１版であるガイドラインの実証などを行うため、ガイドラインに沿って試行的にBIMを導入し、コスト削減・生産性向上などのメリットの定量的把握・検証や、運用上の課題抽出を行う、「BIMを活用した建築生産・維持管理プロセス円滑化モデル事業」を実施しています。
本事業では、ガイドラインの実証だけでなく、BIMを活用した場合の具体的メリットを明らかにするとともに、BIM実行計画書（BEP（BIM Execution Plan））、BIM発注者情報要件（EIR（Employer’s Information Requirements））を含む検討の成果物を公表することとしています。
 
令和２年度は、本事業について40件の応募から８件を採択するとともに、別途、モデル事業に採択されなかった提案のうち、推進会議と連携し検討内容の熟度を高めることで、今後成果物が公表された場合に当該成果物の発展性・波及性等が見込まれるものとして学識経験者などにより評価されたものを「連携事業」として14件選定しました。
各事業で検討が進められ、環境整備部会において、検討の進捗状況や成果について報告・議論されました。
 
これらの事業等による検証の結果、標準ワークフローの大きな枠組みについては、汎用的に各プロジェクトで適用され標準ワークフローに基づく運用上の留意点などや、BIMの定量的な活用メリットなどが提言されました。

令和３年６月に閣議決定された成長戦略フォローアップ（令和３年６月18日　閣議決定）において、ガイドラインに基づき、官民などが発注する建築設計・工事などにBIMを試行的に導入し、コスト削減・生産性向上などの効果検証や、運用上の課題抽出を行い、その結果を踏まえ、令和３年度中にガイドラインの改定に向けた検討を行うとされました。
 
これを踏まえ、本年度中の改定（第２版の策定）を見据え、検討をしています。
 
第２版については、モデル事業などの試行プロジェクトに基づいた具体的な修正案などの意見を踏まえ、環境整備部会などにおいて議論・調整を行い、改定することを基本方針として検討・作業を進めています（図-3）。

図-3　ガイドライン改定の検討方針について

令和３年度は、昨年度の成果なども踏まえ、「先導事業者型」、「パートナー事業者型」、中小事業者BIM試行型」の３つの枠に分けて募集をしています（図-4）。
 
「先導事業者型」は、昨年度のモデル事業と同様のものとして、発注者メリットを含む検証など昨年度に検証されていないもの、もしくは発展させたものであることを応募の要件として募集を行い、16件の応募から７件を採択しました。
 
また、「パートナー事業者型」は、昨年度の「連携事業」と同様の位置付けで、推進会議に連携・提言を行っていただく事業として募集を行い、５件を選定しました。
 
最後に、「中小事業者BIM試行型」は、BIMの普及に向けた取り組みの一環として、中小事業者が事業者間でグループを形成し、試行的にBIMを活用し、BIMの普及に向けた課題解決策の検証などを行うものであることを応募の要件として募集を行い、24件の応募から９件を採択しました。
 
これらの事業については、本年度から新たに設置したBIMの活用による生産性向上などのメリットや課題の検証を行うWG（先導型BIMモデル事業WG）と、BIMの導入や普及に向けた課題解決策の検証などを行うWG（中小型BIMモデル事業WG）において、検討の進捗状況や成果について報告・議論いただく予定です（本年度は既に10月に同WGを開催）。
 
これら官民の事業が推進会議と連携し、同会議において検討内容が議論・公表されることで、さらにBIMの検討が加速することが期待されます。
 
なお、これらの事業については、昨年度と同様、本年度末に報告書が広く公表されるだけでなく、成果報告会を開催する予定です。

図-4　令和３年度BIMを活用した建築生産・維持管理プロセス円滑化モデル事業

建築BIMの推進においては、官民一体となって個別課題に対する検討などを進めるとともに、共通する課題に横断的に取り組むことが重要となります。
このため、昨年度から、それまで①～⑤の課題に対し個別に検討を進めてきた各部会について、部会間の連携をさらに深め、共通する課題への取り組みを進めています。
 
また、各部会だけでなく、例えば設計三団体（（公社）日本建築士会連合会、（一社）日本建築士事務所協会連合会、（公社）日本建築家協会）では、設計プロセスについてさらに深掘りした「設計BIMワークフローガイドライン建築設計三会（第１版）」を令和３年10月に策定するなど、推進会議に参加している各団体においても、ガイドラインを踏まえ、検討を進められています。
 
引き続き推進会議の下で部会間・関係団体間で連携し、官民一体となってさらに検討を行ってまいります。
 
特に環境整備部会では、前述のガイドラインの改定に係る議論を通して、発注者メリットと発注者の役割や、BEP・EIRの策定、維持管理BIMの作成方法、ライフサイクルコンサルティング等に係る検討を行う予定です。
また、今後も継続して、契約や業務報酬、竣工モデルの定義、著作権などについても議論を進めていきたいと考えています。
 
こうした継続的な取り組みにより、マーケットのさまざまな事業でBIMが広く活用され、関係団体の検証も進み、将来的にはさまざまな人材の育成や幅広い事業者への普及、さらにはビッグデータ化、インフラプラットフォームとの連携などに広がっていくことを期待します。

 
 
【出典】

ここ数年来、構造物維持管理において３次元点群データや３次元モデルはその活用についてめざましい発展を遂げている。
とりわけ橋梁維持管理においては、損傷などが多様にわたり従来の２次元データでは実現できないような劣化状況を表現することができる。
３次元データを取得する場合さまざまな計測機器および技術が市場に提供されており、本稿においては地上型レーザースキャナー、ハンディースキャナー、およびSfMを活用した橋梁損傷部の３次元計測について報告する。
また本計測では名古屋大学内橋梁長寿命化推進室教育施設N2U-BRIDGEを計測対象とした。

橋梁定期点検は基本的に近接目視にて行い、損傷図や損傷写真、部材ごとの健全度を評価し調書として記録することとなっているが、現状では以下の課題がある。
 
・点検調書の損傷図は部材の形状や損傷を正確に表現したものではないことから、定量的に活用することは難しく、その後の追跡調査や工事に活用しにくい
・損傷の進展を確認するには、点検調書の限られた写真と現状の目視によるピンポイントの比較となるため、損傷の全体像や経年変化を把握することが難しい
・架橋条件によっては、交通規制を伴う橋梁点検車や高所作業車が必要であるため、近接目視作業が非効率なものとなり、点検に多くの日数や費用が必要となる
 
以上の課題を解決するため、現地作業の効率化、既設構造物形状や損傷情報の定量的な把握、および損傷の全体像や進展性の確認が可能な方法として、損傷を含めた橋梁全体の3次元データ取得を行うこととした。

N2U-BRIDGE（ニュー・ブリッジ）は国立大学法人東海国立大学機構名古屋大学、中日本高速道路株式会社、中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社が共同管理する施設であり、さまざまな劣化・損傷が生じ撤去された橋梁の部材を全国から集めた実橋モデルである。
名古屋大学橋梁長寿命化推進室（室長 名古屋大学大学院 中村光教授）は、N2U-BRIDGEを活用し臨床型の橋梁維持管理技術者の養成・研修などの事業を行っている。
今後急速に増加していく供用後50年以上となる老朽化した橋梁の点検・診断には、３次元データの効率的な活用が期待されることから、名古屋大学橋梁長寿命化推進室の協力を得てN2U-BRIDGEの３次元計測によるデータ取得を実施した（写真-1）。

写真-1　N2U-BRIDGE全景

橋梁の形状計測において、地上型レーザースキャナーは既設形状の３次元データ取得をする上で欠かせないツールである。
完成図が存在しない橋梁や、また完成図にはない添架物の追加や改修による補修補強部材の設置など、供用のうちに形状が変化していることがあるため、既存図面では得られない構造物の最新状況を把握することが可能となる。
さらに周辺状況も３次元データ化されるため、将来の補修補強工事の際の仮設計画や施工計画の立案も容易となる。
また計測対象物に近接せずに離れた位置からの計測が可能なため、危険箇所などに立ち入ることなく安全な場所からの計測作業（データ取得）が可能となる（写真-2）。

写真-2　地上型レーザースキャン状況

地上型レーザースキャナーは広範囲の３次元形状の把握に適しているものの、小型構造物や狭隘な部位など、死角となりやすい形状を有する場合はデータに欠落を生じることがある。
この点はハンディースキャナーを用いてデータを補完することができる。
対象物をスキャンしながらリアルタイムで計測中の３次元モデルを確認ができ、撮り残しがあれば追加でスキャンを行えばよい。
また３次元カラーカメラを搭載しているため、３次元モデルに写真データを元にしたテクスチャを貼り付けることで、形状だけでなく色調も正確にモデル化される。
 
ハンディースキャナーは機械製品や人体などの医療分野、文化財など幅広い分野で利用されており、橋梁においては支承や鋼橋の部材単位での形状計測においても有効なツールとなる。
なお今回の計測ではパソコンレス仕様のハンディースキャナーを使用した。
現場にパソコンを持ち運ぶ必要がないため、従来モデルに比べ操作性、利便性が飛躍的に向上している（写真-3）。

写真-3　ハンディスキャン状況

高所にある橋梁や、広範囲の径間・部材を有する橋梁の場合、損傷部位へのアクセスや作業効率が悪いため、調査時には多大な労力を必要とする。
UAV（Unmanned Aerial Vehicle）は人が移動することなく動画や写真による情報収集が可能なことから、損傷調査作業の効率化が期待できるものの、鋼橋などの複雑な構造を有する構造物に適用する場合、UAVの特性を理解した上での機種選定が必要となる。
 
通常のUAVは橋梁下面など非GPS下となる電波の届かない場所では手動の操縦となるため、機体が障害物に接触して墜落する恐れがある。
一方、今回使用したUAVは機体上下にある計６個の魚眼レンズによる「VisualSLAM」技術を搭載しているため、全方位の３次元地図を作成し自機と障害物との全方位の距離を把握できる。
さらに機体のAIが周囲の形状を認識して自動で障害物を回避するため、非GPS下においても安定した飛行が可能となる。
このように熟練の操作技術や経験を必要としないことは、橋梁の維持管理におけるUAV調査手法の普及を促進する点において大きな利点といえる（写真-4）。

写真-4　UAV調査状況

SfM（Structure from Motion）とは大量に撮影された写真から特徴点を抽出し、撮影時のカメラの位置および向きを推定することで撮影対象の３次元形状を復元する技術である。
SfMにより作成された３次元モデルからメッシュデータ（objなど）、点群データ（lasなど）、オルソ画像（jpgなど）の出力が可能なため、近年では簡易地形測量や概略土量計算など、土木分野においても活用事例を増やしつつある。
 
N2U-BRIDGEにおいては、舗装や小部材は一眼レフによる静止画撮影（写真5-1）、高所にある床版下面や下部工はUAVによる動画撮影（写真5-2）を行った。
これらのデータをSfM処理して橋梁の部材ごとに３次元モデル化を行い、各出力データを作成した。
これにより損傷した部材はパソコン上で再現ができ、かつ３次元モデル上で計測が行える。
また床版下面などのコンクリート面は格間単位で１枚のjpgデータにて作成できるため、画像処理機能を持つひび割れトレースソフトを活用することで、ひび割れなどの損傷をリアルに再現（写真5-3）した状態で広範囲の損傷記録として保存が可能となる。

写真-5-1　一眼レフ写真撮影状況（舗装面）

写真-5-2　UAV動画撮影状況（床版下面）

写真-5-3　床版下面のオルソ画像にひび割れなどの損傷を記録

橋梁の維持管理は、点検結果のほか、対象物の諸元や補修履歴などの多くの情報集約を必要とする。
現在これらは橋梁台帳、点検調書、補修補強設計図などとして紙ベースで管理されているものの、複数の書類が年度別に存在し、情報の一元管理が難しい。
この点は点群データ上に２次元、３次元のさまざまなデータを展開できるソフトウエア「Arena4D DataStudio-J」（以下、Arena4D-J）を活用することで解決できる。
これにより橋梁全体の維持管理情報の一元化ができ、次の点検や補修工事に役立てることが可能となる。
N2U-BRIDGEの3次元データ取得においても、これまで紹介した計測手法のデータを点群上に集約するためArena4D-Jを活用した。
なおデータの配布方法としては、紹介動画作成のほか成果物をデータパッケージ化することで、事前にソフトをインストールしていない場合でも閲覧可能な無償ビューワーを提供できる（写真-6）。

写真-6　床版下面のオルソ画像にひび割れなどの損傷を記録

今回の計測ではN2U-BRIDGEの全ての部材の３次元データ化を行うことで、従来の２次元の成果に対し、より現実的な３次元のアウトプットで表現することができた。
また複数の３次元技術を活用することで効率的な調査が可能となり、予定より早く調査を終えることができた。
N2U-BRIDGEのような鋼・コンクリート橋、また大小の部材で構成された施設を3次元データ化するには、複数の技術についてそれぞれの技術の長所を生かし適材適所で活用することが重要と考える。
 
なお今回の３次元データ取得は調査員４人が１日半で行い、３次元データ処理はひび割れの画像処理を含め１カ月であった。
本計測結果として３次元データイメージを約５分にて閲覧できる動画を作成している写真７はその動画タイトルである（写真-7）。

写真-7　３次元データイメージ動画タイトル

今回のN2U-BRIDGEでの３次元計測を通じ、現地作業の効率化、既設構造物形状や損傷情報の定量的な把握、および損傷の全体像や進展性の確認という現状の課題を解決し得る成果が得られた。
現場作業の効率化が見込める点においては特に有効と考えている。
以下の課題を挙げたい。
 
1.３次元データは容量が大きく処理時間を要するため、高性能なパソコンは必須である。
2.３次元による損傷の表現の仕方が見えてきたことから、次の段階として損傷判定の適切な表現方法を考えていく必要がある。
 
 

今回使用機材、ソフトウエア
・地上型レーザースキャナー：FARO Focus3D S120
・ハンディースキャナー：Artec Leo
・UAV：Skydio J2
・一眼レフカメラ：Nikon D7500
・SfMソフト：Context Capture
・３次元データ総合マネジメントソフト：Arena4D DataStudio-J
・コンクリート構造物劣化調査支援ソフト：Crack Imager

株式会社補修技術設計が主導するM-CIM研究会では構造物調査において３次元技術を活用し調査技術の新たな展開を図る賛同者を会員として募っている。
また技術研修会では会員中心に３次元データの取得および活用での技術情報ミーティングを実施している。
本趣旨に関心を持つ方は法人および個人を問わず本部事務局へ問い合わせいただきたくお願いします。
 
M-CIM研究会事務局（株式会社補修技術設計内）
〒134-0088
東京都江戸川区西葛西6-24-8尚伸ビル5F
e-mail ire@ire-c.com
電話 03-3877-4642
 
最後になりますが、本稿執筆に当たり３次元データ取得のため施設を提供していただいた、名古屋大学長寿命化推進室中村光教授ならびに橋梁長寿命化推進室関係各位に心より御礼申し上げます。

 
 
【出典】

CUGとはどんな活動団体なのかを最初にご紹介する。
 
2007年、土木分野への３次元モデルの導入推進を目的に、Civil 3D User Groupを発足し、その後、2012年に、設計者・施工者をはじめとした土木技術者の集まりとしてCivil User Group（略称：CUG）へと発展してきた。
 
時同じく2012年度より開始された国土交通省のCIM活動への対応も、３次元部品の公開や、CIMインストラクターの認定など、人材育成と環境整備に力を入れている。
３次元部品の公開については、以下のサイトで長年にわたり公開してきた。
 
実はこのサイトは、現在までに以下の図のような変遷をたどっている（図-1）。
 
2015年から整備をスタートし、2016年に公開した当初は主に自分たちがBIM/CIMを進める上で、部品として配置することにより、より現実的な施工現場や設計段階での計画シミュレーションを行うために整備してきたものであった。
CUGには実務を行っているメンバーが集まっているため、CUGの３次元部品WGに参加した有志の集まりで作成され、自らの業務で作成したものを公開している程度であった。　
 
CUGのWebサイトで公開しているものを少しでも永続的、かつ、より多くの人が利用しやすいようにと、部品サイトでは世界的に有名なBIMobject（図-2）の日本法人と協力し公開を試みるも、当時のBIMobjectの公開規則は、製造メーカーが自身の製品の部品を公開することが原則であり、いわゆるジェネリックモデルとして作成した部門を公開することは許されていなかった。
そのため、このBIMobjectサイトを利用するための条件をBIMobject社と協議をした結果、CUG会員という有志で登録されている部品の意味を理解している人のみ利用できるという条件で、CUGサイトに登録した会員のみにしか土木関連部品が利用できないという流れとなった。
限定されたメンバーへの公開となったが、それでもこの世界最大の３次元部品プラットホームのBIMobjectサイトを利用し、日本の土木部品を公開できることは、部品サイトの永続性を考えると大きな転換点になったと思われる。

https://cim-cug.jp/library/

図-1　CUGが整備してきた部品サイトの変遷

図-2　BIMobjectが公開している部品サイト（https://www.bimobject.com/ja）

さて、このような３次元部品サイトの状況ではあるが、日本以外のサイトはどのような整備が進んでいるのか、米国、欧州、アジアの様子を以下にまとめた。
 
● 米国ウィスコンシン州では、発注機関からソフト、部品、テンプレート、マニュアルなど全て提供されている。
● イギリス王立建築協会が運営しているサイトで、主にメーカーが作成したBIM用の部品が登録されている。
● シンガポールは、BIMが進んではいる。
　しかし、建築確認申請時に3Dモデルが必要ではあるものの、部品サイトは存在していない。
● 韓国は、建築分野のライブラリーは民間団体が配布している状態である。
　土木分野のライブラリーは国土交通部と政府の研究機関、韓国建設技術研究院（以下、KICT）が100％運営をしている。
　設計・積算に主眼を置いているため、3D部品に限らず、アセンブリ（組立図）の登録もされているが、政府機関が必要なものに限られている感がある。
●スウェーデンのベンチャー企業のBIMobject社は、世界最大のBIMデータライブラリーサイトを全世界向けに運営している。2017年にはBIMobjectJapanが設立されている。

このようにほとんどが建築向けの部品サイトとなっており、インフラ分野での部品サイト構築はないに等しい。
 
しかしながら、韓国では、唯一、土木分野における「ライブラリー」が存在する。
 
韓国でのインフラ分野におけるライブラリーは、ライブラリーの利用者は、民間業者ではなく、発注者および発注者業務を実施する設計コンサルであり、道路建設における業務プロセスを大幅に短縮するために利用している。
計画はもとより、積算業務などへの取り組みが積極的であり、その取り組み内容はKICTのムン博士やジュ所長（2017年当時）から聞いたわれわれも、本来国としてあるべき取り組みであると、感嘆の声を上げざるを得ない内容だった。
 
この件については、詳細はこちらをご覧いただきたい（https://www.jacic.or.jp/hyojun/2016shouiinnkai-01.html）。

このような状況において、では日本は建築分野、土木分野においてどのような状況なのかを今一度整理してみたい。
 
BIM（建築系）では、2015年秋に設立されたBIMライブラリーコンソーシアムが、（一財）建築保全センターに事務局を置き、117者の会員企業・団体から成るコンソーシアムとして、BIMライブラリーの構築・提供を目標として活動を開始し、2019年８月23日付で国土交通省に技術研究組合として認可され、法人格を持つBIMライブラリ技術研究組合に移行した。
 
BIMによる円滑な情報連携の実現のため、BIMオブジェクトを標準化し、その提供や蓄積を行うBIMライブラリを構築・運用するとともに、現在BIM導入を検討・開発中でその効果が大きい領域との連携を図ることにより、効率的な建築物のプロジェクト管理などの実用化に関する試験研究を実施することを目的として活動を継続している（図-3）。
 
建築分野における情報連携を進めるための属性情報の入力規則や内容を統一するための活動や、建築プロセスを通じて利用するための基準統一などの活動がここでは行われている。　
 
翻って、土木分野に目を転じると、国土交通省は2018年３月、効率的に3D設計を進める一つの手法として、3Dモデルを構成するパーツを作成・提供する「３次元部品データライブラリ」の構築に乗り出すということで、2020年度の運用を目指し、CIMライブラリー構築の検討が始まっていた（図-4）ものの、現在もこのライブラリ構築は行われていない。
 
国が整備するライブラリ構築については、単なる部品ライブラリではなく、韓国のような考え方を基にライブラリを構築しなければ、公共工事におけるライブラリ利活用は意味がない。
現在、国土交通省がパラメトリックモデル構築の取り組みを進めているが、単なるモデルのデータ交換やモデル構築を楽にするための方法ではなく、このモデルが設計・積算のみならず、さらなる土木施工を効率化させるためのプレキャストへの展開と誘う流れにしてほしい（図-5）。

図-3　BIMライブラリ技術研究組合（https://blcj.or.jp/）

図-4　３次元オブジェクトの供給に関する検討資料（2017年資料より）

図-5　パラメトリックモデルの考え方（素案）
https://www.mlit.go.jp/tec/content/001395569.pdf

このように、日本での部品整備は、建築分野、土木分野における利用の違いによって、整備状況も方針も変わってくるが、CUGとしては実際のモデルを構築する土木技術者が少しでも手間をかけずに利用できる部品サイトの構築に力を入れていきたい。
 
また部品整備を進めるに当たり、Webサイト基盤整備においてコストと時間をかけ、利用環境を常に最新の物にすることが望まれるが、CUGとしての活動はそもそも慈善活動でまかなわれていることもあり、これらを実現することは難しい状況であった。
BIMobject社と再度協議を重ねる中で、「CUG×BIMobjectブランド」として、通常のメーカーの公開方法に近い立場で情報を公開できることになった。
CUGサイトを通じれば、カテゴリ別・部品種類別での絞り込みは可能であり、さらにCUGの会員登録をしなくてもダウンロードが可能となる。
 
その環境構築をBIMobject社とともに進めた結果、2021年12月24日に正式公開の運びとなった（図-6）。
 
今後は、BIMobjectの無料会員登録をすれば、CUGサイトの埋め込まれたライブラリから、誰でも利用が可能となる（図-7、図-8）。
 
BIMobjectのプラットホームを利用した部品公開ができたことにより、ダウンロードした日時やダウンロード数のデータが分析できる。
なお、CUGは幅広いユーザーに利用してもらうため、個人情報に該当するユーザー名などは、CUG側では管理できない仕様とし、サイトの運用をBIMobjectとともに行っていく。
どのような部品を皆が好んで利用しているのか、またどんな部品を欲しているのかなど、利用者と提供者の間において利用履歴を活用した意思疎通も図ることができそうである。
ぜひ、CUGのフォーラムで意思疎通を図ってもらいたい。
 
現在われわれCUGの3D部門活動有志メンバーだけで今後の部品を増やしていくことは難しい状況でもあるため、ぜひこの活動に参画し、一緒に部品を増やし、また、利用しやすい環境を構築するために手伝ってもらえる方々を募集している。
また部品についても、こんな部品が欲しいなどの声も併せて募集している。
 
国土交通省をはじめ行政機関には、部品という単純なものを整備するのではなく、その活用や運用を含めた対応を実施していただき、われわれCUGのメンバーは、自身も含めて土木技術者が「簡単・便利・使いやすい」ものを提供することに主眼を置きながら、今回のような世界的に展開している関係者との協調体制を構築し、土木技術者が土木技術者のために必要な環境を整備していくために力を発揮していきたいと考えている。
 
本件への対応に関して、問い合わせがある方はサブリーダである加藤氏もしくは小島氏に連絡いただきたい（図-9）。

※活動参加者一覧
3D部品WG（継承略）
リーダ：杉浦伸哉（大林組）
サブリーダ：加藤　俊（ヒロセ）
サブリーダ：小島文寛（東急建設）
メンバー：長谷川充（水都環境）
　　　　　石川信恵（水都環境）
　　　　　石倉博司（水都環境）
　　　　　新　良子（CTC）
　　　　　田中和恵（CUG）
　　　　　後藤直美（大林組）
　　　　　糸田川由美（東急建設）
　　　　　林　美幸（ティーネットジャパン）
　　　　　山村洋平（ソフトバンク）
　　　　　椎葉　航（EARTHBRAIN）

図-6　CUGサイトにおけるBIMobject基盤を使った公開イメージ

図-7　部品一覧表示内容

図-8　部品詳細情報表示内容

図-9　連絡先

 
 
【出典】

弊社は静岡県袋井市に本社を置く、昭和 34 年創業の土木・建築を業とする建設会社です。
社員は 19 名と小さな会社ですが、近年ICTの活用は社内でも特別なものではなくなってきました。
今後の工種拡大やスタッフの活用に差ができないよう、ICTの普段使いと裾野拡大に向けて取り組みを進めています。
 

2016年よりi-Constructionが始まり６年目に突入し、ICT活用工事も浸透してきました。
工種もどんどん増え、ICTは聞き慣れた言葉となり、ICT活用工事は中部地方整備局管内では1企業（Ｃランク以上）当たりのICT（土工）受注率は90％程度と、複数回受注も50％を超えているようです。
 
資料では「みんながICTに取り組んでいるようだけれど、自分はおいていかれているだろうか」と思われる読者の方もいらっしゃるのではないでしょうか？
 
しかし当初の目標、生産性20％UP（2025年）、そして人材不足の解消は、もっと普及していかないと達成できないのではと感じています。

ICT活用工事（土工）の受注実績分析

ICT活用工事の伸びは主に積極的に進めてきたi-Con第１世代が繰り返し施工することで、工事件数が増加しています。
内田建設でも、第１世代は繰り返しICT活用工事に取り組むことができました。
しかし裾野拡大が進まないと生産性が停滞してしまいます。
そこで弊社では推進係を設置してi-Con第２世代の積極的な育成をしており、活躍の場を広げています。

弊社の３年前の状況（習熟度と施工件数）と現在の状況
※赤は現場作業員　青は現場監督
2人が牽引よりも第２世代全員で生産性UPを目指す

裾野拡大の成果が出てきたところで、第2世代の方へ取り組んで良かったこと、苦労した点や今後の抱負などを聞きました。

i-Con第２世代の監督　自ら構造物を3D化し現場説明会を行った松浦氏

今回は自主的なICT活用で地元説明会や協議資料、土量算出などを行いました。
3Dは分かりやすく十分効果があったと思います。
 
取り組み当初は気持ち的なハードルが高かったのですが、食わず嫌いになっていたと思います。
今後は、若手が伸びているので、新機能はサポートを受けつつ、これまでの現場経験がある分、適材適所で便利なツールを使っていきたいと思います。
 
メリットは昇降が少なくなることと、丁張がなく１日の疲労度が下がるとかですかね。
初めてICT工事のオペになったときは操作をよく聞いていましたが、最近は別のオペレーターにもICTの癖を教えています。
選手寿命を延ばしてできるだけ長く働きたいですね。
 
CADも初めてで戸惑うところは多かったのですが、一般的なPCスキルからでもなんとかICT施工の管理ができるようになりました。
まずはICT現場が円滑に回るようサポートをして、今後BIM/CIMや通常の現場管理を身に付けたいです。
メリットは、ICTがないときは大変だったんだなぁと（笑）

還暦後ICTオペレーターとして成長著しい小栗氏

第２世代の成長を支援するICT推進係の佐藤氏

実は、社内でもなかなかICTの普及が進まない時期があったため、ICT推進係を設置しサポート体制・機材の拡充を行いました。

杭ナビショベル操作を説明する推進係（右２名）

中小企業のICTは推進者の頭の中、そんな感じではありませんか？そこで今回の体制では推進係が研修後の復習も兼ねてマニュアル作りも行うことで知識の定着と第２、第３世代へとつないでいます。
また、スキルアップのため、監督総出でKENTEMさんへ3D設計合宿も行いました。

社内マニュアル

監督全員KENTEM合宿

会社のICT工事件数が伸びても普及が進まないのは、支援・育成のどちらの人材も通常業務が忙しいからです。
ICT活用工事以外でのICT活用は「不要不急」と誤認してしまい、ICT化が進まないサイクルに陥ります。
加えて、ツールの変化が大きく、使いこなすための指導と体験も必要でした。

今回、推進係という専任が入り、ICTで困ったときにサポートできる体制ができたことで、ICTの操作の受け皿が大きくなり少しずつ成長が進んだのだと思います。

活用工事以外の現場へもICT重機の活用を進めています。
衛星の入る現場、入らない現場、小規模な現場でも対応できるようGNSS用、TS用、小型重機と、どんな現場でも効率的な施工を目指して、挑戦を進めています。

作成した3Dデータの設計見える化にも力を入れて挑戦しています。
現在はHololens2とiPadでのMR/ARを関係者との打合せに活用しています。

今後も、ICTの普段使いが浸透するまで、継続的に育成や挑戦を続けていきます。
ICTが全てを解決するのではありませんが、生産性向上の大きな手段として今後も進めていきたいと思っています。

 
 
【出典】