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CIMを土木工事に活用する方法と導入のステップ
CIMとは何か
CIM(Construction Information Modeling/Management)とは、土木工事において3Dモデルを活用して設計・施工・維持管理を効率化する取り組みです。建築分野のBIM(Building Information Modeling)の土木版にあたります。
現在は国土交通省によって「BIM/CIM」として統一的に呼ばれています。
| 項目 | 従来の2D図面 | CIM(3Dモデル) |
|---|---|---|
| 表現方法 | 平面図、断面図、展開図 | 3次元の立体モデル |
| 情報の付与 | 図面上に寸法や注記を記載 | モデルに属性情報(材質、数量等)を紐付け |
| 干渉チェック | 図面を重ねて目視で確認 | ソフトで自動検出 |
| 数量算出 | 図面から手計算 | モデルから自動算出 |
| 関係者との共有 | 図面を読む知識が必要 | 3Dで直感的に理解可能 |
CIMが土木工事で活用される場面
(1) 設計段階
| 活用場面 | 内容 |
|---|---|
| 構造物の形状確認 | 3Dモデルで完成イメージを関係者間で共有 |
| 干渉チェック | 既設構造物や地下埋設物との干渉を事前に検出 |
| 数量算出 | 3Dモデルから土量やコンクリート量を自動算出 |
| 設計変更の反映 | モデルの修正で図面や数量が自動更新 |
(2) 施工段階
| 活用場面 | 内容 |
|---|---|
| 施工手順の検討 | 3Dモデル上で施工順序をシミュレーション |
| ICT施工との連携 | 3DモデルからICT建機用の施工データを出力 |
| 安全管理 | 仮設構造物の配置や重機の動線を3Dで検討 |
| 発注者との協議 | 3Dモデルを使って設計意図を正確に伝達 |
(3) 検査・維持管理段階
| 活用場面 | 内容 |
|---|---|
| 出来形管理 | 3D測量データと設計モデルの比較 |
| 完成モデルの納品 | 施工後の3Dモデルを維持管理用に納品 |
| 点検記録の蓄積 | 3Dモデルに点検結果を紐付けて管理 |
導入に必要なもの
ソフトウェア
| 種類 | 用途 | 主なソフト |
|---|---|---|
| 3Dモデリングソフト | 土木構造物の3Dモデル作成 | Civil 3D、InfraWorks、Revit |
| ビューアーソフト | 3Dモデルの閲覧・確認 | Navisworks、BIM/CIMビューア(無料) |
| 点群処理ソフト | ドローンやスキャナーのデータ処理 | TREND-POINT、CloudCompare(無料) |
| 施工用データ変換 | ICT建機用データの作成 | 各建機メーカー提供ソフト |
ハードウェア
| 機器 | 用途 | 備考 |
|---|---|---|
| 高性能PC | 3Dモデルの作成・表示 | GPUが重要。専用のワークステーションが望ましい |
| タブレット | 現場での3Dモデル閲覧 | iPad Pro等の高性能タブレット |
| ドローン | 3D測量データの取得 | RTK対応が望ましい |
人材
| 役割 | スキル |
|---|---|
| 3Dモデル作成担当 | 3Dモデリングソフトの操作 |
| データ管理担当 | モデルデータの管理・共有の運用 |
| 現場活用担当 | 3Dモデルを施工に活用する知識 |
導入のステップ
ステップ1: まず3Dモデルを「見る」(1-3か月)
最初はモデルを作る側ではなく、見る側から始めます。
| やること | 方法 |
|---|---|
| ビューアーソフトの導入 | 国土交通省が無償提供しているBIM/CIMビューアを使う |
| サンプルモデルで体験 | 公開されているモデルデータを閲覧して操作に慣れる |
| 発注者の要求を把握 | 自社が受注する工事でCIMがどう求められているか調査 |
ステップ2: 簡単なモデルを「作る」(3-6か月)
簡単な構造物から3Dモデルの作成に挑戦します。
| やること | 方法 |
|---|---|
| モデリングソフトの操作研修 | メーカーの研修や動画教材を活用 |
| 簡単な構造物で練習 | ボックスカルバートやL型擁壁など定型的な構造物 |
| 2Dと3Dの併用 | 3Dモデルと従来の2D図面を並行して作成し、結果を比較 |
ステップ3: 施工に「活用」する(6か月-1年)
作成した3Dモデルを実際の施工に活用します。
| やること | 方法 |
|---|---|
| ICT施工データの出力 | 3DモデルからICT建機用データを作成 |
| 出来形管理への活用 | 3D測量データと設計モデルの比較 |
| 発注者への提出 | CIM活用工事の成果品として3Dモデルを納品 |
ステップ4: 標準業務として「定着」させる(1年以降)
| やること | 方法 |
|---|---|
| 社内基準の策定 | 3Dモデルの作成基準、データ管理ルールを策定 |
| 人材育成の仕組み化 | 定期的な研修、OJTの体制を整備 |
| 活用範囲の拡大 | 維持管理段階での活用、発注者提案へのCIM活用 |
中小企業が始めやすいCIM活用
すべてを自社で行う必要はありません。中小企業は以下のような方法で段階的に取り組めます。
| 方法 | 内容 | 費用 |
|---|---|---|
| 3Dモデル作成を外注 | 測量会社やコンサルに依頼 | 1モデルあたり数十万円 |
| ICT建機はレンタル | MCバックホウなどを必要な時だけレンタル | 日額数万円 |
| 無料ソフトの活用 | BIM/CIMビューアやCloudCompareなどの無料ツール | 無料 |
| メーカー研修の活用 | ソフトメーカーが提供する研修プログラムに参加 | 無料-数万円 |
CIM導入のよくある課題と対策
| 課題 | 対策 |
|---|---|
| 3Dモデルを作れる人がいない | まずは外注し、並行して社内人材を育成 |
| ソフトの費用が高い | 無料ソフトから始め、必要に応じて有料ソフトを導入 |
| PCのスペックが不足 | 3Dモデル用のワークステーションを1台用意 |
| 現場での活用イメージが湧かない | 先行事例の見学やセミナーで具体的なイメージを掴む |
| 発注者から求められていない | 技術提案でCIM活用を提案し、評価加点を狙う |
まとめ
CIM(BIM/CIM)は、土木工事の設計から施工、維持管理まで一貫して活用できる技術です。中小企業でも、ビューアーの導入や3Dモデルの外注から始めることで、無理なく導入を進められます。
国土交通省はBIM/CIMの原則適用を段階的に進めており、今後は対応が必須になっていきます。早めに一歩を踏み出しておくことが、将来の競争力につながります。
