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コラム

MVCとしてのBIM

2016.10.11

パラメトリック・ボイス           NTTファシリティーズ 松岡辰郎

ユーザーインターフェイスを持つアプリケーションソフトを実装するデザインパターンの一つ
にMVC(Model View Controller)がある。アプリケーションソフトをModel(モデル:デー
タ、ロジック、関数)、View(ビュー:表現、表示)、Controller(コントローラー:入力を
ModelとViewへの命令に変換)の3つに分けるシステム実装手法と説明される。システム構成
がわかりやすくなる、保守性が良くなる、開発に関わるプログラマやデザイナーの役割分担が
明確になる等のメリットがあると言われている。元々はSmalltalkというプログラム言語の設
計に用いられたものだが、近年のGUI(グラフィカルユーザーインターフェース)の高度化・
複雑化にともない、用いられることが多くなってきている。Webアプリケーションの開発に関
連して語られることも少なくない。
 
細かい話はさておき、大雑把に言えばデータや処理を表示方法に依存しないようにすることで、
適切なデータ表示と操作手順をユーザーに提供するものだと思えば良いだろう。わざわざMVC
などと書かなくても、今どきのアプリケーション開発では少なからずこのような考え方が用い
られているはずである。
ICTに関連する話題では、文章がアルファベット3文字の略語だらけになってしまう。これ以上
深入りしても誰も興味を持たないと思うので、MVCの中身の話はここまでにしておこう。
 
初めてBIMの概念を知った時、真っ先にイメージしたのはこのMVCだった。BIMがMVCの概念
にどの程度影響を受けているかは不勉強でよくは知らない。しかし、形状と属性データによっ
て統合された建築モデルを平面図や断面図、建具表や機器リストとして表現し、作図や編集と
いった操作のインターフェイスをユーザーに提供するという考え方と、それを実現するBIM
ツールのありように、モデルと表現が直結しているトラディショナルな非オブジェクト指向
CADとは異なる可能性を感じたのである。
 
話はBIMが国内で注目を集める10年ほど前にさかのぼる。当時筆者は2次元CADを基盤とする、
通信電源設備の設計支援ツールの開発に携わっていた。電気設備の設計や保守のための情報は、
様々な機器リストと機器配置図、系統図、単線結線図等による図面から構成される。機器配置
図は機器の設置位置、系統図はシステム構成、単線結線図は機器の接続や回路を表しており、
これらの図面はセットで扱われ、内容は常に矛盾なく同期しなくてはならない。同一の電源設
備を、さまざまな観点から各種の図面として表現したものなので、当然といえば当然の話であ
る。設計者は常に複数種類の図面を作成または修正し、それらに不整合が無いように確認した
上で工事指示や保守者への情報提供を行う必要があった。既存設備の増設や更改等においては、
これらの図面をさらに現況図から設計、工事、竣工処理後の現況図更新に至る電気設備情報運
用サイクルの中で、不整合なく運用しなくてはならない。
いくつかの技術的課題を解決することで、この運用サイクルにおいて複数種類の図面をセット
で管理する環境を実現した。しかし、複数種類の図面を不整合なく同期・連携させることは、
宿題として残されたのである。
 
時は流れて、BIMによる建築情報管理を考えることとなり、またぞろこの問題に直面すること
になった。
 
建築情報の管理を建設だけでなく運用・維持管理を含めたライフサイクルで行う場合、修繕や
更改の頻度を考えると、建築本体だけではなく機械や電気といった設備のモデル化は重要であ
る。特に運営・維持管理で活用するBIMモデルのあるべき姿を検討すると、設備モデルには機
器の形状や配置、属性だけでなく、系統や結線の情報の付与が不可欠となる。故障した装置が
影響を与える範囲や、ある機器が接続されている分電盤を短期間で把握する、といったニーズ
があるためである。BIMモデルは系統や結線の情報をデータとして持たせることができること
から、これでようやく長年の宿題に決着がつけられるかと思った。しかし、それほど甘いもの
ではないらしい。今のところBIMモデルから人間が理解できる、系統図や単線結線図を自動作
成することができないのだ。
 
系統や結線情報をデータとして記述することは決して難しくはない。しかし、それらのデータ
を系統図や単線結線図として表示するには、記号としての意味や視認性を考慮した表現が必要
となる。作図に決まったルールがあるわけではないようだが、電気設備であれば、受電側から
負荷にかけての流れがわかるように機器を表す図形を配置し、設備システムを構成する分電盤
やブレーカーの階層がわかるような工夫が必要となる。また、単線で表現される結線情報は、
視認性を考慮した表示としなければならない。シンプルな構成であればともかく、プラントや
データセンタのように複雑な設備システムを持つ建築では、系統図や単線結線図も複雑になる。
しかも、運営・維持管理において何度も加筆や修正が行われるため、時として図面全体のレイ
アウト調整なども必要である。思いの外奥の深い世界であり、系統図や単線結線図を視認性良
く表現するには多くの知恵とノウハウが必要となる。
かつて系統図や単線結線図の自動作図を検討したことがあったのだが、アルゴリズムだけで視
認性を考慮した自動作図を実現するには至らなかった。課題は結局、モデルではなく表現処理
の方にあるということである。宿題は今も残ったままだ。
 
とはいえ、最近ではデータマイニングや人工知能を始めとする、当時はまだ実用化されていな
かった新たな技術が利用できるようになりつつある。遠くない将来、BIMモデルから記号とし
ての意味や視認性を考慮した系統図や単線結線図が自動作図される日が来るだろう。機械設備
や電気設備については、集約されたモデルから配置や設置に関する表現と、系統や結線に関す
る表現が両立できるようになった時点で、MVCとしてのBIMは限りなく完成に近づくものと
思っている。