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IWMS/FMソリューション「ARCHIBUS」コラム

BIMと3D CADの違いや普及率は?それぞれの活用法を知ろう!

「BIM」と「3D CAD」の違いをご存知でしょうか。
どちらも建設業界で利用されているシステムですが、この2つには大きな違いがあります。
それぞれの使い方や特徴を知っておくことで、より効率よく活用できるようになるでしょう。
今回は、BIMと3D CADの違いについて詳しく解説します。
それぞれの普及率なども併せてご紹介していくので、ぜひ参考にしてみてください。

建設業界におけるBIMとは何か?

現代では建設業界においてBIMを導入しているところが増えています。
建設業界におけるBIMとは、「Building Information Modeling」の略語で「建物を・情報で・形成する」という意味があります。単語の意味だけで考えると少し難しく感じられるかもしれません。
従来のシステムだと、最初に2次元で画面を作成してから、3Dモデルを作るという流れが基本でした。しかし、BIMは最初から3Dモデルをコンピューター上で作成できるのが特徴です。
建物を実際に建てる前に、コンピューター上にリアルと同じ建物の立体モデルを作成することで、建築の無駄を省くことができます。また、すべてのデータが連動しており、細かな修正があった場合も自動的に関係する他のデータも一緒に修正してくれます。
データが連動していることで、変更があった場合でも大きく手間や時間を削減できるのがポイントと言えるでしょう。

建設業界におけるBIMとは何か?

BIMモデルについて解説

BIMモデルとはオブジェクトの集合体のことです。
建設パーツでは幅や奥行き、高さ、素材、組み立てる工程や時間なども盛り込むことができます。ただ図面を作成するだけではなく、いろいろな情報を入れられるため、多くのデータを引き出せるのです。
構造体の入力や設備機器など、これまでは難しかった領域も再現できます。
設備機器の再現には品番やメーカー、価格など詳しい情報を盛り込めるので、メンテナンスや資材を管理する際にも活用できるでしょう。
従来では一つ一つの情報を別で管理しなければいけないこともありましたが、BIMを利用すれば情報を一括で管理できるようになるため、管理コストや手間が省けます。

BIMと建築設計について解説

BIMモデルは、1つのモデルを作成するだけですべてのデータが連動します。
何か1つ修正を行えば、それに関するすべてのデータが自動的に修正されます。平面図や立体面、断面図、数量表など、自動的に修正してくれるので、手間や時間を大きく削減できるのが特徴です。
建設業界ではいきなり変更が発生することも少なくないでしょう。従来は、変更するたびに一つひとつのデータを修正しなければならず、手間と時間がかかっていました。
しかしBIMを導入すれば、1点修正すれば他のデータも連動して自動的に修正されるため、手間と時間を大幅にカットできるのです。
また、線だけで書かれた図面から建物の完成予想図を具体的にイメージするのは、毎日設計図を見る人でなければ難しいでしょう。しかしBIMで立体的な設計図を作ることで、設計の段階から完成イメージを施工側だけではなく施主側にも共有できるのです。
互いに完成したときのイメージを深めておくことで、明確な共通認識を持てるようになります。

BIMでの作業工程

実際にBIMを使用した際の、作業の流れを見ていきましょう。

3Dモデルの作成

従来とは違い、BIMは最初の段階から3Dモデルを作成できるのが大きな特徴です。
そのため、建具や家具などの建築要素とパーツを組み合わせて、3Dモデルを作成していきます。
それぞれの要素には幅や奥行きなどの寸法だけではなく、どのような素材が使用されているか、商品の品番、単価などあらゆる情報を取り込むことができます。
1つのモデルに詳細な情報を盛り込めるため、管理しやすくなりますし、図面を見た人の共通認識を深めやすいのも特徴です。

ビューを作成する

3Dモデルを作成したら、各図面の基礎となる平面図や立体図、配置図などのビューを作っていきます。場合によっては2次元の図面も用意することがあります。

集計表を作成する

次に集計表を作成していきましょう。集計表とは面積表などのことです。BIMではどこか1つの部分を変更すると、リアルタイムで集計表の内容も自動で修正してくれます。
建設業界における出戻りを防止できるので、業務の効率化にもつながるでしょう。

設計図面を作成する

最後は設計図面を作成していきます。
ビューを、図面を開く用のシートに貼り付けていきましょう。たったそれだけで設計図面が出来上がります。
後は仕上げ表や平面図などを作成し、印刷して出力すれば設計図面の完成となります。

3D CADとは?

続いて3D CADについて詳しく解説していきます。
CADは建設業界以外にもいろいろな分野で活躍しているものですが、実際にはどのようなものなのでしょうか。3D CADの解説を始める前に、まずは「CAD」から解説していきましょう。
CADは「Computer Aided Design」の略語で、一般的にコンピューター支援設計と訳されています。CADは人の手によって作成された設計図を、コンピューターを使用して作成できるようにしたシステムもしくはソフトのことをいいます。
CADが普及するまでは設計や製造などは手書きで行われていました。
手書きで行っていたので、これまでとても大きな手間と時間がかかっていたのです。
しかし、CADを活用することで、手書きよりもはるかに業務を効率化でき、手書きで発生しやすい誤差も、チャットを利用することで均一化できるようになったのです。
修正を行う際も、紙面の場合は修正ポイントだけではなくその周りの線も消してしまうなどのトラブルもありましたが、CADを利用すれば修正する箇所のみをピンポイントで直せるので、修正の時間を短縮できるようになっています。
3D CADとは球や直方体などを使用し、建物を立体的に表現するものです。
実際に完成した建物のイメージの把握がしやすく、いろいろな角度から情報を確認できるのが大きなメリットです。立体イメージから平面図を作成することもできます。

2D CADと3D CADとは?

上記では「CAD」について詳しく説明しましたが、CADには2DCADと3D CADの2種類があります。

2D CADと3D CADとは?

2D CADとは図面を平面で表現するものです。
線や円弧を使用し、従来の紙面の設計図と同じようなものを作成できます。
一方で3D CADは上記でも解説しましたが、建物を立体的に表現できるものです。
2Dの図面と比べても立体的に情報が入ってくるので、建築業界の知識がない方でも完成したときのイメージが湧きやすいのが特徴です。
ただし、機能が優れているぶん、3Dcadの導入コストは高い傾向にあります。また、高度な操作が必要になることもあり、導入にハードルの高さを感じることもあるでしょう。

汎用CADと専用CADとは?

CADには汎用CADと専用CADという種類もあります。
汎用CADと専用CADの違いは、特定の分野があるかどうかになります。
汎用CADの場合は、特定の分野に限定されることなく、どの分野でも通用するものです。
一方で専用CADは建築や機械など、それぞれの分野に特化した機能が付いているもののことをいいます。
現代ではCADはいろいろな分野で利用されていますが、それぞれの職種によって必要となる機能は違います。
専用CADはそれぞれの職種に合わせた機能を備えることで、より業務の効率化などが図れるようになっているのです。

BIMとCIMの似ている部分は?

建築業界ではBIMに加えて、CIMという言葉も使われています。
CIMには「建設情報をモデル化する」という意味があります。
対してBIMは「建物情報をモデル化する」という意味があり、建物の情報をモデル化するのか、建築の情報をモデル化するかの違いとなっています。
モデル化とは、コンピューター上に模型を作成するイメージを考えるとわかりやすいかもしれません。基本的にはBIMにもCIMにも、そんなに大きな違いはありません。
以下でBIMとCIMの似ている部分を解説していきます。

発注者と設計者で構造物のイメージを共有できる!

1つ目は発注者と設計者で構造物のイメージを共有できることです。
従来では2次元の図面を用いてイメージの共有をしていたのですが、なかなか設計者の思いが発注者に伝わっていないこともよくありました。
そのため完成した後に「こんなはずではなかった」トラブルもよく起きていたのです。
建設途中に発注者のイメージに相違があることがわかり、いきなりの変更を余儀なくされるケースもあったのです。
しかし、BIMやCIMを用いて立体的な図面で打ち合わせを重ねることで、発注者と設計者のイメージの相違が起きにくくなりました。後出しの修正も少なくなり、スムーズに設計を終えることができるのです。
これは発注者にとっても設計者にとっても大きなメリットとなり、現在ではたくさんの企業がBIMやCIMを導入しています。

「干渉」をチェックできる!

2つ目は、干渉をチェックできることです。
これまで3次元の図面やパースは、2次元の図面でイメージを膨らませることが一般的でした。
そのため、2次元の図面だと建設の知識がない発注者にとっては、なかなかイメージを膨らませるのが難しかったのです。しかし、BIMやCIMを用いて3次元のモデルを設計することで、設計者自身が見落としがちだった「干渉」の部分も事前に解決できるようになりました。
平面の図形だとどうしても配管や鉄筋の干渉などを細かく確認できず、見落とされがちでしたが、3次元のモデルであれば立体的な図面で確認できるので、ビジュアル的に配管や鉄筋の干渉などを確認できるようになったのです。
正確にチェックできるようになったため、従来よりもはるかに効率よく正確な図面を作成できるのがポイントです。

数量を即座に算出できる

3つ目は数量を即座に算出できることです。
BIMやCIMを利用して設計をすることで、積算時に数量を拾う手間を大きく削減できます。
従来の設計だと図面から面積を拾って、高さをかけ合わせなければいけないので、計算に時間がかかっていたのです。
BIMやCIMは最初から3次元で設計をしていくので、正確な数量を即座に把握できるのです。
人の手による計算だと間違いが起きることもしばしばありました。しかし、BIMやCIMでは常に正確な数量が表示されているため、単価をかけるだけで建築費を簡単に算出できるようになっています。
計算が苦手な方でも簡単に計算できるようになったことは、建築業界にとっても大きなメリットといえるでしょう。また、それぞれのコストを見ながら設計を進められるので、コストダウンによる手戻りを削減できるのも大きなメリットです。

「モデル」に情報を持たせて管理に役立たせることができる!

4つ目はモデルに情報を持たせることで、管理に役立てられることです。
3次元のモデルは、いろいろな情報が重ねあわせて構成されています。
幅や奥行きなどの寸法、使われている素材や資源、アフターサービスの連絡先など、いろいろな情報をもたせられるのです。これらの詳しい情報は設計段階だけではなく、施工段階や維持管理の段階でも活用できるのが大きなポイントです。
例えば施工中に素材に傷がついた場合でも、材料に問題がないかすぐに確認でき、傷がある部分の写真や補修履歴の情報を追加して保存できるので、後任にスムーズに情報を伝えられます。
後任がいる場合はこれまでの情報をしっかり伝えなければいけません。情報がうまく伝わっていないと、完成した後に何らかのトラブルが出てくる場合もあります。
BIMやCIMでいろいろな情報を一括で管理できるようになれば、後任にもスムーズに情報を伝えられます。情報を伝える時間も大幅にカットできるので、有効的に時間を使えるのもメリットの1つです。

BIMとCADの違いは?

BIMとCADの違いをご存知でしょうか。
この2つは似ているようで、実は大きな違いがあります。
それぞれの違いをしっかり把握しておくことで、効率よく活用できるようになるでしょう。
ここからはBIMとCADの違いについて、詳しく解説していきます。

作業の工程

1つ目は作業の工程です。
基本的にCADでは最初に2次元の図面を作成してから、その情報をもとに3Dモデルを作成していく流れです。
CADの場合は視覚的に形状を把握することができます。一方でBIMは最初から3Dモデルを作ることになります。
その後に作られたモデルを断面図にして、2次元図面を作成していくのです。
CADとBIMでは作業の工程がまったく逆になるのが特徴です。

イメージを共有できる人数

2つ目はイメージを共有できる人数です。
CADでは完成物のイメージにズレが生じる場合がよくありました。
発注者と設計者の間だけではなく、設計者と成功者の間でも完成イメージに相違が起きることがあったのです。それぞれの間でイメージの相違が起きれば、完成した後に「こんなはずではなかった」というトラブルが起こることになります。
しかし、3次元のモデルを共有すれば、発注者、設計者、施工者ともに完成したものを具体的にイメージできるようになるのです。
同じイメージを持った者同士で仕事に取り組めるので、コミュニケーションのギャップが減って、作業のやり直しも防ぐことができます。
また、BIMはシミュレーションを行うこともできます。
高い品質の見積もりを出せるので、顧客とのコミュニケーションもスムーズに行えるのが大きな特徴だと言えるでしょう。

イメージを共有できる人数

データの活用法

BIMとCADではデータの活用方法にも大きな違いがあります。
CADで作成できるものは3Dモデルとそれぞれの2次元図面のみでした。
一方でBIMの場合はCADで作成できる3Dモデルやそれぞれの2次元図面だけではなく、発注書や見積書、申請書類などいろいろな種類の資料を作成できるのです。
データの活用幅にこれだけの差があるのは驚きですね。

BIMとCADそれぞれの普及率は?

最近では多くの企業がBIMを取り入れるようになりました。
BIMの導入を検討している方にとっては、どれだけの普及率があるのか気になっている方もいるでしょう。
現在では建築企業の過半数がBIMを導入しています。
「BIM活用実態調査レポート2020年版」を確認したところ、480人の回答者のうち56%がBIMを勤務先で導入していると答えたのです。
ただ、導入率については調査を行った団体や調査対象によっても数値が異なるので、必ずしもこうとは言えません。しかし、今回行われた「BIM活用実態調査レポート2020年版」では過半数の企業がBIMを取り入れていることがわかりました。
ただ、大手企業では積極的に導入しているものの、中小企業ではまだまだ導入していないところも多くあります。
BIMを導入した時期についてはそれぞれの企業によって大きな違いがあったものの、「日本のBIM元年」と言われている2009年以降に導入した企業が多かったようです。
なかには、もう5年以上BIMを導入して活用している企業もいます。
2010年に行われた同様の調査では導入率が33%だったところ、今回は50%以上に増えたので、これからどんどんBIMを導入する企業が増えていくでしょう。
また、今後は大企業だけではなく、中小企業の導入率もアップしていくと考えられます。

まとめ

今回は建設業界におけるBIMについて詳しく解説しました。
従来では2次元の図面から3Dモデルを作成していたため、 完成図の共有がしにくく、イメージの相違が起きることもしばしばありました。
また、3Dモデルを作成するのに時間がかかっていたため、作業効率が劣ることも難点だったのです。しかし、BIMは最初の段階から3Dモデルを作成できるため、発注者と設計者のイメージの相違を起きにくくできる、管理を手軽にできるのが大きな特徴です。
BIMは普及率が増えており、現代では大手企業だけではなく中小企業も導入しているところが多くなっています。今回の記事をきっかけとして、よりBIMについて理解を深めてみてはいかがでしょうか。

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