建築情報モデリング（BIM）とは何か：設計から維持管理までをつなぐデジタル革新ガイド

2025年12月25日 最終更新日時 : 2025年12月25日 エバープレイ編集部

はじめに — BIMの定義と重要性

建築情報モデリング（Building Information Modeling：BIM）は、建築・土木分野における設計・施工・維持管理を一つの情報モデルで統合的に扱う手法とプロセスの総称です。単なる3次元図面（3Dモデル）を超え、属性データや施工工程、コスト、材料仕様、維持管理情報などを付与した『情報豊かなモデル』を関係者で共有し、ライフサイクル全体の意思決定を支援します。

BIMは設計の効率化だけでなく、工事の安全管理、コスト最適化、維持管理（FM: Facilities Management）や長期的な資産管理（AM: Asset Management）にまで効果を発揮します。特に多職種が協働する大型プロジェクトでは、BIMの導入がプロジェクト品質と生産性を左右する要素になっています。

BIMの基本要素とデータ構造

BIMは複数の要素から構成されます。代表的な要素を挙げると次のとおりです。

  • ジオメトリ（Geometry）：形状情報。2D図面や3D形状がここに含まれます。
  • 属性情報（Properties）：素材、仕上げ、耐火性能、断熱性能などの製品・部材の特性。
  • 関係（Relationships）：部材間の接続や階層構造、ゾーニングなどの論理的関係。
  • 時間情報（4D）：施工順序・工程情報。
  • コスト情報（5D）：数量と単価に基づくコスト管理。
  • ライフサイクル情報（6D/7D）：維持管理データや環境性能、ライフサイクルコスト。

これらはIFC（Industry Foundation Classes）などの標準データスキーマや、各種ソフトウェアが採用する独自フォーマットにより、互換的に表現・交換されます。

国際標準とワークフロー — ISO 19650と情報管理

BIMの普及に伴い、情報管理の国際標準化が進み、ISO 19650シリーズがその中心となりました。ISO 19650は、BIMを用いた情報管理の原則やプロセスを規定し、プロジェクト間での情報の一貫性と信頼性を高めます。主要なポイントは以下です。

  • 情報要件（EIR: Employer’s Information Requirements）と成果物の明確化
  • 共通データ環境（CDE: Common Data Environment）によるファイルの保存・版管理
  • 責任と役割（情報マネージャ、BIMマネージャなど）の定義

日本においても国土交通省や関連機関がISOに準拠したガイドラインを提示しており、公的案件でのBIM/CIM活用が促進されています。

BIMのレベルと導入段階

BIM採用の成熟度は一般にレベル分けされます。これは組織のコラボレーションと技術活用の深さを示します。

  • レベル0：CAD中心、2Dの図面管理。情報交換は紙や静的ファイル。
  • レベル1：一部3Dの利用、標準化された命名規則やファイル管理の導入。
  • レベル2：モデルベースだが各専門が個別のモデルを作成し、調整・集約して運用（IFC等で交換）— 多くの先進国で公共案件の目標。
  • レベル3（完全統合）：単一の共有モデルでリアルタイムに共同作業。クラウドCDEや共通データモデルの活用が前提。

実務ではまずレベル1→2へ段階的に進め、プロジェクトごとに運用ルールを整備するのが現実的です。

主なソフトウェアと技術エコシステム

BIMを支えるソフトウェアは多岐にわたります。代表的なカテゴリと製品例は以下です（例示であり推奨製品を意味するものではありません）。

  • 設計・モデリング：Autodesk Revit、Graphisoft Archicad、Bentley AECOsim
  • 構造解析・詳細設計：Tekla Structures、SCIA、STAAD
  • 施工管理・現場連携：Autodesk BIM 360（現Autodesk Construction Cloud）、Procore、Trimble Connect
  • 干渉検出・施工シミュレーション：Navisworks、Solibri
  • データ交換・標準化：IFC対応ツール、BIMserver

重要なのはツールの選定よりも「データの取り扱い方」「CDEの設計」「プロジェクト内ルール（命名規則、LOD/LOI定義）」が整備されていることです。

成果物の品質管理：LOD/LOIの考え方

BIMの活用においてモデルの完成度や意図を明確にするため、LOD（Level of Development）やLOI（Level of Information）という概念が用いられます。

  • LOD：ジオメトリの詳細度（例：概念設計→詳細設計→施工→製造の各段階で要求される形状精度）。
  • LOI：属性情報の深さ（材料特性、メンテナンス情報、製品番号など）。

これらを契約段階で明確にすることで、何を誰がどの段階で作成・引き渡すのかを合意できます。

BIMがもたらす主な効果と数値的な裏付け

BIM導入の効果は多方面に及びます。主な効果は次のとおりです。

  • 設計・施工の衝突検出による手戻り削減（干渉検出による図面修正の低減）
  • 施工計画の最適化による工期短縮（4D活用）
  • 数量自動抽出による見積精度の向上と調達効率化（5D活用）
  • 維持管理情報の統合による長期コスト低減（FM連携）

例えば、NIST（米国国立標準技術研究所）の報告や各種事例研究では、情報の非互換性や連携不足が生む余分なコストは業界全体で大きな損失を生み出すと指摘されており、標準化とBIM導入がコスト改善につながるとされています。

導入に伴う課題と対策

BIM導入はメリットが大きい一方で、いくつかの課題があります。

  • 相互運用性（Interoperability）：ツール間のデータ互換性の問題。対策としてIFCなどのオープン標準の活用、CDEの採用、ベンダーニュートラルなデータフロー設計が重要です。
  • 人的リソースとスキル不足：BIMマネジメントやモデリングスキルを持つ人材が必要。教育・研修、外部専門家の活用、社内ノウハウ化が鍵。
  • 契約・責任範囲の曖昧さ：データの正確性や引き渡し責任、知的財産権の扱い。ISO 19650や契約書における情報要件の明確化で対処。
  • 初期投資とROI（投資対効果）：ツール導入・教育コスト。段階的導入でパイロットプロジェクトを実施し、短期的に効果を出せる運用を整える。

実践的な導入ステップとチェックポイント

現場でBIMを機能させるための基本的なステップを示します。

  1. 目的の明確化：プロジェクトでBIMを使って何を達成するか（設計の衝突検出、施工シミュレーション、維持管理連携など）を定義。
  2. 情報要件の整理（EIR作成）：納品物・LOD/LOI・デリバラブルとタイミングを明確化。
  3. CDEの設定とアクセス管理：ファイル構造・版管理・承認フローを決定。
  4. ワークフローと役割定義：BIMマネージャ、モデル作成者、品質チェック担当などの責務を決定。
  5. パイロット運用と評価：小規模プロジェクトで運用を試験し、問題点を洗い出して改善。

チェックポイントとしては「データのトレーサビリティ」「モデル品質（検証基準）」「スケジュールとの整合性」「コスト連携の実現性」が挙げられます。

日本の動向と行政支援

日本では国土交通省をはじめとする行政がBIM/CIMの導入を推進しています。公共工事におけるBIM/CIMの活用は段階的に拡大しており、電子納品や成果品形式の標準化が進みつつあります。また、地方自治体やインフラ管理者の間でも維持管理の効率化を目的にBIM活用が増えています。

将来展望 — AI、デジタルツイン、持続可能性との連携

BIMは今後も進化を続けます。AI/MLを用いた設計支援（自動配置、性能最適化）、IoTと連携したデジタルツインによるリアルタイム監視、材料のライフサイクル評価を組み込んだサステナビリティ評価など、BIMは建築物のデジタル化の核心技術となります。これにより運用段階での省エネ最適化や予知保全が現実味を帯びてきます。

まとめ — 成功するBIM導入の要点

BIM導入で重要なポイントを整理します。

  • 目的を明確にし、段階的に導入する（小さく始めて拡大する）。
  • ISO 19650等の標準に基づいた情報管理体制を整備する。
  • CDEと明確なワークフローでデータの一貫性を担保する。
  • 人的投資（教育・育成）を怠らない。
  • オープン標準（IFC等）を活用し相互運用性を高める。

これらを実行することで、設計・施工・維持管理という建築物のライフサイクル全体にわたる生産性向上とコスト削減、品質向上が期待できます。

参考文献

カテゴリー
建築・土木
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