BIM/CIMとは？公共工事での原則適用と3次元モデル活用

公共事業の設計や施工は、長らく2次元の図面を中心に進められてきました。平面図・断面図・詳細図を頭のなかで組み立て、立体を思い描く——技術者の経験に支えられたやり方です。BIM/CIMは、この前提を変える取組みです。構造物を3次元のモデルとして表現し、設計から施工、維持管理までを一貫して同じデータで扱おうとするものです。国土交通省の直轄事業では、令和5年度から原則適用が始まりました。本記事では、BIM/CIMとは何か、原則適用の内容、受注者に求められる対応を解説します。

この記事のポイント

• BIM/CIMは、3次元モデルを設計・施工・維持管理で一貫して活用する取組み
• 国土交通省の直轄事業では、令和5年度から原則適用が始まった
• 活用目的は「義務項目」と「推奨項目」に分けられ、発注者が案件ごとに選定する

BIM/CIMとは

BIM/CIMとは、構造物を3次元のモデルで表現し、そのモデルに属性情報（材料、寸法、施工時期など）を持たせて、設計から施工、維持管理までの各段階で一貫して活用しようとする取組みです。もともと建築分野で発展した考え方が、土木分野にも広がってきたという経緯があります。

従来の2次元図面では、平面図と断面図を突き合わせて立体を想像する必要がありました。これは経験を積んだ技術者であれば可能ですが、理解に時間がかかり、見落としも生じます。地下の構造物と既設の埋設管が干渉していることに、施工直前まで気づかない——といった事態も起こり得ました。

3次元モデルであれば、干渉は目で見て分かります。関係者への説明も、平面図を指さして説明するより、はるかに伝わります。地元説明会で完成後の姿を示す、施工手順を動きとして共有する——こうした使い方も可能になります。

ねらいは、生産性の向上、品質の確保、そして働き方改革です。建設業の担い手不足が深刻化するなかで、限られた人数で事業を進めるための基盤として位置づけられています。同じ方向の取組みとして、ICT活用工事もあわせて押さえておきたいところです。詳しくはICT活用工事とはをご覧ください。

原則適用とは何か

国土交通省では、令和5年度（2023年度）から、直轄の事業・工事においてBIM/CIMの原則適用が始まりました。それまでは試行という位置づけでしたが、原則として適用する段階へ移行したことになります。

対象となるのは、土木設計業務等共通仕様書に基づく設計業務や、土木工事共通仕様書に基づく土木工事（河川、海岸、砂防、ダム、道路などの工事）、およびこれらに関連する測量業務・地質調査業務です。幅広い分野が対象に含まれています。

ここで大切なのは、「原則適用」が「何でもすべて3次元でやる」という意味ではないことです。3次元モデルの活用目的は義務項目と推奨項目に分けられており、案件ごとの特性に応じて、発注者が選定する仕組みになっています。すべての案件で同じことが求められるわけではありません。

自治体の状況は、国とは異なります。取組みが進んでいる団体もあれば、これからという団体もあります。案件ごとに、仕様書や特記仕様書でBIM/CIMの扱いを確認することが実務の出発点です。設計図書の構成は設計図書とはをご覧ください。

3次元モデルで何ができるのか

3次元モデルの活用場面を、事業の段階ごとに整理してみます。

段階	主な活用
調査・設計	地形や既設構造物との干渉確認、設計内容の可視化、関係者への説明
施工	施工手順の検討、仮設計画の検証、機械の自動制御データとしての利用
維持管理	点検記録や補修履歴の蓄積、更新計画の検討

施工段階でとくに効果が大きいのが、干渉の事前確認です。設計の段階では想定していなかった配管や基礎が、実際には施工の邪魔になる。こうした問題を、着工前にモデル上で見つけられれば、手戻りを防げます。

仮設計画の検証も有効です。クレーンの旋回範囲、足場の配置、資材の仮置き場所。これらを3次元で検討すれば、現場に入ってから「思ったより狭い」と気づく事態を減らせます。

維持管理での活用は、まだこれからの部分が大きい領域です。ただ、構造物は完成してからのほうがはるかに長く使われます。点検や補修の記録が3次元モデルに紐づいていけば、将来の更新計画に役立ちます。インフラの老朽化対策という観点からも、期待される使い方です。施設管理の考え方は公共施設等総合管理計画とはもご覧ください。

受注者に求められる対応

BIM/CIMが適用される案件を受注した場合、何が求められるのでしょうか。

まず、案件で求められている活用目的を確認することです。義務項目として何が指定されているのか、推奨項目はあるのか。特記仕様書に示されるため、応札の段階から把握しておく必要があります。求められる内容によって、必要な体制も費用も変わります。

次に、ソフトウェアと技術者の確保です。3次元モデルを扱えるソフトウェアの導入と、それを操作できる人材が要ります。外部に委託するという選択肢もありますが、施工の実情を理解した人がモデルに関わらなければ、実務で役に立つものになりません。

そして、成果品の要領に沿ったデータの整理です。作成したモデルは、定められた要領に従って納品する必要があります。データ形式やフォルダ構成に決まりがあるため、作業の終盤で慌てないよう、早めに要領を確認しておきます。電子納品の考え方は電子納品とはをご覧ください。

導入の課題

BIM/CIMには利点が多い一方、現場からは課題も指摘されています。率直に整理しておきます。

• 初期コストの負担——ソフトウェアの導入費用、高性能な端末、教育の時間
• 人材の不足——3次元モデルを扱える技術者が社内にいない
• 作業量の増加——2次元図面とモデルの両方を扱う期間が生じる
• 効果の実感しにくさ——作る手間が先に来て、効果は後から現れる

とくに中小規模の企業にとって、初期コストの負担は小さくありません。効果が出るまでに時間がかかるため、投資の判断が難しいという声もあります。

4つ目の「効果の実感しにくさ」は、構造的な問題を含みます。モデルを作るのは主に設計・施工の段階ですが、効果が最も大きく現れるのは維持管理の段階です。作る人と得をする人が違う——この非対称性が、動機づけを難しくしています。

ただ、この構造は公共事業の多くに共通するものでもあります。将来世代のために今の負担を引き受けるという側面は、社会資本整備そのものの性格です。制度として原則適用が定められた意味も、そこにあります。

小さく始めるという考え方

とはいえ、すべてを一度に整えるのは現実的ではありません。段階を踏んだ取組みが有効です。

まずは、発注者から提供されるモデルを見るところから始められます。設計段階で作成されたモデルが提供される案件であれば、それを閲覧するだけでも、現場の理解が深まります。閲覧用のソフトウェアは、作成用に比べて負担が軽い場合が多いものです。

次の段階として、施工計画の検討にモデルを使ってみる。仮設の配置を検証する、施工手順を関係者と共有する。こうした使い方であれば、納品用の精緻なモデルを作る必要はありません。社内の検討に役立てるという実利から入るほうが、続きやすいものです。施工計画の考え方は施工計画書とはをご覧ください。

そのうえで、モデルの作成・納品が求められる案件に取り組む。この順序であれば、いきなり大きな投資をせずに済みます。技術の習得も、実務のなかで進みます。

BIMとCIMはどう違うのか

「BIM/CIM」と併記されているのを見て、二つの違いが気になった方もいるでしょう。もともとは別の言葉として使われてきました。

BIMは建築分野で生まれた考え方で、建物を3次元モデルで表現し、部材の情報を持たせて設計・施工・維持管理に活かすものです。壁や柱、設備といった要素が、単なる線ではなく「意味を持った部材」としてモデルに存在します。

CIMは、その考え方を土木分野に応用したものとして提唱されました。道路や橋梁、河川構造物といった土木の対象は、建築とは性格が異なります。地形が相手であり、範囲も広く、既設の構造物や地下埋設物との関係も複雑です。

現在「BIM/CIM」と併記されるのは、両者を区別せず、3次元モデルを一貫して活用するという共通の考え方でとらえる方向に整理されたためです。実務では、分野の違いよりも「何のためにモデルを使うのか」という目的のほうが重要になります。

総合評価での評価につながるか

入札に参加する立場からは、BIM/CIMへの取組みが受注に結びつくのかが気になるところです。

総合評価落札方式では、施工計画の工夫や技術提案が評価されます。3次元モデルを活用した検討によって、施工の確実性や安全性を高める提案ができれば、それは評価の対象になり得ます。ただし、「モデルを使った」こと自体が加点されるとは限りません。評価されるのは、あくまで提案の中身です。

案件によっては、BIM/CIMの活用が評価項目として明示されることもあります。公告や入札説明書で評価項目と配点を確認し、自社が加点を取れる部分を見極めることが基本です。評価値の算定方法は加算方式・除算方式とはをご覧ください。

長期的に見れば、対応できる企業とできない企業の差は開いていきます。原則適用の範囲が広がれば、対応そのものが参加の前提条件になっていく可能性もあります。目先の加点より、事業を続けるための備えとしてとらえるほうが実態に近いかもしれません。

データを引き継ぐという発想

BIM/CIMの本質は、3次元で見えることそのものより、データが引き継がれることにあります。

従来の進め方では、調査で得た情報は設計に、設計の成果は施工に、それぞれ図面や書類という形で渡されてきました。しかし、渡すたびに情報は落ち、受け取った側は読み解き直すところから始めます。同じことを何度も確認する無駄が生じていました。

モデルという共通の器があれば、情報はそこに蓄積されていきます。設計で検討した内容が、施工の段階でもそのまま参照できる。施工で生じた変更が、維持管理の記録に反映される。事業の全体を通じて、一つのデータを育てていくという発想です。

この発想は、工事書類の電子化や情報共有システムの活用とも重なります。紙をなくすことが目的なのではなく、データがつながることに意味があります。書類の扱いについては工事書類の簡素化とはもご覧ください。

発注者側の準備も問われる

BIM/CIMは、受注者だけが取り組めば進むものではありません。発注者側の体制も、同じように問われます。

納品された3次元モデルを、監督職員や検査職員が確認できなければ、成果として機能しません。閲覧の環境が整っていない、扱える職員がいないという状況では、モデルは作られただけで終わってしまいます。

また、案件ごとに何を求めるのかを適切に設定することも、発注者の役割です。過大な要求は受注者の負担を無用に増やし、逆に曖昧な指定では活用の効果が出ません。義務項目と推奨項目の選定は、案件の特性を踏まえた判断を要します。発注関係事務のルールは運用指針とはをご覧ください。

受注者の立場でも、この点は無関係ではありません。要求内容に疑問があれば、質問の機会を使って確認することができます。何のためのモデルなのかを共有できていれば、無駄な作業を避けられます。

よくある質問

原則適用ですべての案件が対象になりますか

国土交通省の直轄事業では令和5年度から原則適用が始まりましたが、活用目的は義務項目と推奨項目に分けられ、案件ごとに発注者が選定します。自治体の状況は団体により異なるため、仕様書での確認が必要です。

2次元図面はもう使わないのですか

いいえ。当面は2次元図面と3次元モデルが併存する状況が続きます。移行期には両方を扱う必要があり、その分の作業量が増えることが課題として指摘されています。

何から始めればよいですか

発注者から提供されるモデルを閲覧するところから始め、次に施工計画の社内検討に使ってみる、という順序が取り組みやすい方法です。いきなり納品用モデルの作成から入る必要はありません。

まとめ

BIM/CIMとは、構造物を3次元モデルで表現し、属性情報を持たせて、設計から施工、維持管理までを一貫して同じデータで扱う取組みです。国土交通省の直轄事業では令和5年度から原則適用が始まり、土木設計業務や土木工事、関連する測量・地質調査業務が対象となっています。ただし活用目的は義務項目と推奨項目に分けられ、案件ごとに発注者が選定するため、すべてで同じ内容が求められるわけではありません。干渉の事前確認、仮設計画の検証、関係者への説明といった場面で効果が大きい一方、初期コストや人材の確保、移行期の作業増といった課題も指摘されています。受注者としては、案件で求められる活用目的を応札段階から把握し、閲覧・社内検討という小さな一歩から慣れていくのが現実的です。関連してICT活用工事とは、電子納品とはもあわせてご覧ください。

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※本記事は公開時点の情報をもとに作成しています。BIM/CIMの適用範囲・要領は発注機関および年度により異なります。具体的な内容は国土交通省の実施方針・関連基準要領および各発注機関の仕様書等の一次情報をご確認ください。