IFC勉強会: IFCおよび関連技術とその動向
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IFCのクラス、プロパティセットの仕組み、IDM, MVDなど関連するopenBIMの標準についての概要 - IFC とは： BIM/CIM データの国際標準 (ISO16739) - IFCで表現できる情報 - IFCおよび周辺技術・標準の概要 - 参考情報： openBIM系オープンソース関連 - IFC(Industry Foundation Classes) 仕様書の参照先 - IFCに定義されているクラスとプロパティセット - IFCクラスの参照方法 - IFCプロパティセットの参照方法 - BIMソフトウェアマップ - IDMとMVD: BIMデータ連携シナリオとは - IDM と MVD の参考情報
![IFCクラスの参照方法：例：IfcSpaceクラス
11
ENTITY IfcSpace;
ENTITY IfcRoot;
GlobalId : IfcGlo
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OwnerHistory : IfcOw
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Name : OPTI
ONAL
IfcLa
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Description : OPTI
ONAL
IfcTe
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ENTITY IfcObjectDefinition;
INVERSE
HasAssignments : SET O
F IfcR
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IsDecomposedBy : SET O
F IfcR
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Decomposes : SET [
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F IfcR
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HasAssociations : SET O
F IfcR
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ENTITY IfcObject;
ObjectType : OPTI
ONAL
IfcLa
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IsDefinedBy : SET O
F IfcR
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ENTITY IfcProduct;
ObjectPlacement : OPTI
ONAL
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Representation : OPTI
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INVERSE
ReferencedBy : SET O
F IfcR
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Produ
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ENTITY IfcSpatialStructureElement;
LongName : OPTI
ONAL
IfcLa
bel;
CompositionType : IfcEle
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INVERSE
ReferencesElements : SET O
F IfcR
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ServicedBySystems : SET O
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ContainsElements : SET O
F IfcR
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ENTITY IfcSpace;
InteriorOrExteriorSpace : IfcInt
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ernal
Enum
;
ElevationWithFlooring : OPTI
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INVERSE
HasCoverings : SET O
F IfcR
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BoundedBy : SET O
F IfcR
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FOR
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END_ENTITY;
■クラス継承
IfcRoot
IfcObjectDefinition
IfcObject
IfcProduct
IfcSpatialStructureElement
属性定義：InteriorOrExteriorSpace
属性定義：ElevationWithFlooring
■クラス（エンティティ）定義
■EXPRESS言語によるクラス定義](https://image.slidesharecdn.com/ifcbsjifc20221126-221127130858-f010d220/85/IFC-IFC-11-320.jpg)
IFC勉強会: IFCおよび関連技術とその動向
- 1. IFCおよび関連技術と その動向 一般社団法人 buildingSMART Japan Yoshinobu Adachi Ph.D. buildingSMART Fellow 足達 嘉信 博士（工学） IFC勉強会#1
- 2. IFC: 建築・土木分野における空間情報データモデル 地形・地物・道路網・都市計画など 窓(IfcWindow) 窓 (IfcWindow) 部屋(IfcSpace) 部屋(IfcSpace) ドア(IfcDoor) ドア(IfcDoor) 壁(IfcWall) 接続関係 壁(IfcWall) 包含関係 建物 (IfcBuilding) 1階 2階 3階 4階 RF 階(IfcBuildingStorey) 敷地(IfcSite) 部屋(IfcSpace) 梁(IfcBeam) 柱 (IfcColumn) 2階 x y z x y z x y z 地下埋設物・ライフライン 道路・橋梁・鉄道など（インフラ） 建物構成要素 建築設備機器 空間構成情報 IFC: Industry Foundation Classes, BIM: Building Information Modeling GIS: Geographic Information System CIM: Construction Information Modeling 注：日本では土木・インフラ分野のBIMと同じ概念をCIM(Construction Information Modeling)と呼称 空間情報（GIS+CIM+BIM） 一般社団法人 buildingSMART Japan, 2020
- 3. IFCとは：BIM/CIMデータの国際標準(ISO 16739) 3 I ：Industry 建設業界の F ：Foundation 基礎となる C ：Classes オブジェクトの型（データの共通定義） 建物分野 土木分野 道路・橋梁・鉄道・トンネルなど 壁・梁・柱・ドア・窓・設備など + データ形式 STEP形式(ISO10303-21) / ifcZIP ifcXML ifcJSON
- 4. IFCで表現できる情報 4 幾何形状 2D, 3D (ソリッドモデル：B-rep・ 掃引体 TIN、トポロジーなど) 建築要素（壁、柱、窓、扉など） 構造要素（鉄骨、鉄筋ど） 設備要素（空調・衛生・電気など） 土木要素（道路・橋梁・鉄道など） 時間 工程 アクター （人、組織） コスト 分類コード 外部ファイル リソース （仮設機械、材料） 要素同士の包含、接続等関連付け システム（系統） プロジェクト情報 空間構造（敷地、建物、階、部屋） 属性情報（プロパティセット） 数量情報（クオンティティセット） 構造解析 ￥ ４D ５D 資産管理 FM
- 5. IFCおよび周辺技術・標準の概要 5 データモデル：IFC(Industry Foundation Classes)：ISO16739 (IFC Schema) データ記述言語：ISO 10303-11(EXPRESS言語） データ表現形式：ISO 10303-21(STEPファイル) データモデル 実装技術・SDK データ連携シナリオ BIMアプリケーション BIM情報マネジメント ifcXML (XML schema)： EXPRESS形式のIFCスキーマを XSDに変換したもの。IFCデー タをXMLで表現可能。 Webオントロジ： ifcOWL (OWL) RDF TTL STEP開発環境：EXPRESSコンパイラ・STEPファイル 入出力ライブラリ • STEP Tools • EXPESS Data Manager https://www.ifcwiki.org/index.php?title=IFC_Wiki 商用IFCソフトウェア実装SDK • RDF, IFC Engine • ODA, IFC SDK • Xeolabs, xeokit SDK • Unity Technologies, PiXYZ https://technical.buildingsmart.org/resources/software-implementations/ OSS / Freeware IFCソフトウェア実装SDK • IfcOpenShell • xbim Toolkit • apstex, IFC Framework • IFC# / IfcSQL • IFCsvr ActiceX Component https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/ IDM (Information Delivery Manual)：BIMデータ 連携のプロセスと情報交換要件を明文化（ISO 29481-1） ISO 19650-1:2018「BIMを使用した情報マネジメント：概念および原則」 ISO 19650-2:2018「BIMを使用した情報マネジメント：資産デリバリーフェーズ」 ISO 19650-3:2020「BIMを使用した情報マネジメント：資産運用フェーズ」 ISO 19650-5:2020「BIMを使用した情報マネジメント：情報マネジメントへのセキュリティを意識したアプローチ」 MVD (Model View Definition)：IDMに必要なIFC スキーマの部分（サブセット）定義 例：分野モデル間調整(CV2.0, IFC4 Reference View)、構造解析、積算、FM、3D都市モデル IDS (Information Delivery Specification)：IDM、 MVDで定義される情報交換要件をプログラ ムが理解できる表現形式にしたもの MVD：Coordination View 2.0 (CV2.0) • 意匠BIM設計ソフトウェア • 構造BIM設計ソフトウェア • 設備BIM設計ソフトウェア • モデルチェッカー https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc /mvd/mvd-database/ https://technical.buildingsmart.org/projects /information-delivery-specification-ids/ https://technical.buildingsmart.org/standards /information-delivery-manual/ 解析・シミュレーション • 構造解析 • 積算・天空率 • 4D/5D • 熱負荷・熱流体・エネルギー・CO2・LCA コラボレーション • CDE（Common Data Environment: 共通 データ環境）⇒ openCDE API • IFCビューワ • IFC Model Server • IFC.js • IFC++ • Bimserver.org • IFC WebServer
- 6. 参考情報： openBIM系オープンソース関連 ⚫ Speckle and IFC.js: Open Source Tools for BIM: https://www.aecbytes.com/newsletter/2022/issue_113.html ⚫ IFC.js Crash Course, BIMvoice: https://www.youtube.com/playlist?list=PLUIgjxgKOw-o1hwrA5A01o2V0r-4pTX6S ⚫ IFC-101- A Free IFC crash course with python:📺 IFC-101 - A Free IFC crash course with python – OSArch ⚫ iLoveIFC, Twitter ⚫ OSArch - Open Source in AEC, Twitter ⚫ BlenderBIM: https://blenderbim.org/ (buildingSMART Award Finalist 2020) https://community.osarch.org/discussion/234/blenderbim-add-on-ifcopenshell-toolkit-is-a-buildingsmart-awards-2020-finalist ⚫ buildingSMART GitHub: https://github.com/BuildingSMART ➢ IFC schema: https://github.com/buildingSMART/IFC ➢ bSDD: https://github.com/buildingSMART/bSDD ➢ IDS: https://github.com/buildingSMART/IDS ➢ IFC sample data: https://github.com/buildingSMART/Sample-Test-Files ➢ openCDE API: https://technical.buildingsmart.org/projects/opencde-api/ ➢ Validation service: https://github.com/buildingSMART/validate ➢ More 6
- 7. IFC仕様書概要： ⚫ IFC (Industry Foundation Classes)仕様書の参照先 ⚫ IFCに定義されているクラスとプロパティセット ⚫ IFCクラスの参照方法 ⚫ IFCプロパティセットの参照方法 7
- 8. IFC (Industry Foundation Classes)仕様書の参照先 ⚫ buildingSMART Technicalウェブサイトでの公開 ➢ https://technical.buildingsmart.org/ 8 EXPRESS形式のスキーマ定義（ISO 10303-11) XMLスキーマ(XSD)形式のスキーマ定義 Webオントロジー(OWL)形式のスキーマ定義 IFC仕様書(HTML形式）
- 9. IFCに定義されているクラスとプロパティセット ⚫ クラス(Class) またはエンティティ(Entity) ➢ IFCの主要なオブジェクト指向データ構造定義 ➢ EXPRESS言語(ISO 10303-11)によって定義されている。 ➢ クラスとはオブジェクトを生成するためのひな形に相当するもので、属性 （attribute)の定義、クラスの継承などにより、データ構造を定義している。 ➢ IFCでは、クラスにより道路、橋梁、建物、階、部屋、ドア、窓、設備機器、 幾何形状、4D、5D、維持管理情報のデータ構造を定義している。 ⚫ プロパティセット(Property Set / Pset) ➢ クラスで定義されている情報よりも詳細な属性情報（プロパティ）の定義 ➢ プロパティセットは、1以上のプロパティ定義を含む。 ➢ プロパティ定義はプロパティ名称、データ型を含む。 ➢ プロパティセット定義は、PSD(Porperty Set Definition）と呼ばれるXML データ、またはbSDD（buildingSMART Data Dictionary)で管理されている。 ➢ IFC仕様書で定義されているPset（IFC Pset)以外に、ソフトベンダー、プロ ジェクト、各地域で定義されたPset（ユーザー定義 Pset)が存在する。 9
- 11. IFCクラスの参照方法：例：IfcSpaceクラス 11 ENTITY IfcSpace; ENTITY IfcRoot; GlobalId : IfcGlo bally Uniqu eId; OwnerHistory : IfcOw nerHi story; Name : OPTI ONAL IfcLa bel; Description : OPTI ONAL IfcTe xt; ENTITY IfcObjectDefinition; INVERSE HasAssignments : SET O F IfcR elAssi gns F OR R elate dObje cts; IsDecomposedBy : SET O F IfcR elDec ompo ses F OR R elatin gObje ct; Decomposes : SET [ 0:1] O F IfcR elDec ompo ses F OR R elate dObje cts; HasAssociations : SET O F IfcR elAss ociat es FO R Rel ated Objec ts; ENTITY IfcObject; ObjectType : OPTI ONAL IfcLa bel; INVERSE IsDefinedBy : SET O F IfcR elDefi nes F OR R elate dObje cts; ENTITY IfcProduct; ObjectPlacement : OPTI ONAL IfcOb jectPl acem ent; Representation : OPTI ONAL IfcPr oduct Repre senta tion; INVERSE ReferencedBy : SET O F IfcR elAssi gnsTo Produ ct FO R Rel ating Produ ct; ENTITY IfcSpatialStructureElement; LongName : OPTI ONAL IfcLa bel; CompositionType : IfcEle ment Comp ositio nEnu m; INVERSE ReferencesElements : SET O F IfcR elRef erenc edInS patial Struc ture FOR Relati ngStr uctur e; ServicedBySystems : SET O F IfcR elSer vices Buildi ngs F OR R elate dBuil dings; ContainsElements : SET O F IfcR elCon taine dInSp atialS truct ureF OR R elatin gStru cture; ENTITY IfcSpace; InteriorOrExteriorSpace : IfcInt ernal OrExt ernal Enum ; ElevationWithFlooring : OPTI ONAL IfcLe ngth Meas ure; INVERSE HasCoverings : SET O F IfcR elCov ersSp aces FOR Relat edSp ace; BoundedBy : SET O F IfcR elSpa ceBou ndary FOR Relati ngSp ace; END_ENTITY; ■クラス継承 IfcRoot IfcObjectDefinition IfcObject IfcProduct IfcSpatialStructureElement 属性定義：InteriorOrExteriorSpace 属性定義：ElevationWithFlooring ■クラス（エンティティ）定義 ■EXPRESS言語によるクラス定義
- 13. IFCプロパティセットの参照方法：Pset_SpaceCommon 13 Pset名称：Pset_SpaceCommon 対象クラス（エンティティ）：IfcSpace プロパティ名称 プロパティタイプ データ型 プロパティ定義 プロパティセットの定義は、PSD形式の XMLデータおよびISO 12006-3に準拠し たbSDDに蓄積されている。 https://search.bsdd.buildingsmart.org/ buildingSMART Data Dictionary service:
- 14. IFCプロパティセットの参照方法：Pset_DoorCommon (IFC4 ADD2 TC1) 14 プロパティ定義 PSD
- 15. IFCプロパティセットの参照方法：Pset_DoorCommon 15 https://search.bsdd.buildingsmart.org/ Psetの定義の変遷 IFC2x3から： PSD(Property Set Definition)XML 形式で公開 IFC4.3以降： bSDDに定義情報を一元化 PSDで配布 buildingSMART Data Dictionary (bSDD) ISO 12006-3に準拠した建築情報辞書サービス
- 16. 16 参照：Catenda: Linked In: https://www.linkedin.com/posts/catenda-as_bim-catenda-bimsoftware-activity-6993861145920970752-WAqo BIMソフトウェアマップ BIMソフトウェア： 設計ツールだけではなく、解析・ シミュレーション、4D・5D BIM ツール、モデルチェッカー、BIM調 整問題管理、ビューワ、ＦＭ、 データ分析（BI）、CDE（共通 データ環境）等、様々な分野のソ フトウェアがデータ連携に関わっ てきている。
- 17. 国際IFCソフトウェア認証の状況 17 参照：https://technical.buildingsmart.org/services/certification/ifc-certification-participants/ ⚫ BIMソフトウェアは、それぞれの データ連携シナリオ（BIM調整、積 算、FM連携等）に準じてIFCデータ の入出力を行い、他のBIMソフト ウェアとデータ連携を行う。 ⚫ BIMソフトウェア認証も、そのデー タ連携シナリオのカテゴリ別に行わ れている。 ⚫ BIMデータ連携シナリオに沿って、 IFCを活用したデータ連携を行うた めに、IDM(Information Delivery Manual)とMVD(Model View Definition)を利用する。 MVD
- 18. IDMとMVD: BIMデータ連携シナリオとは 18 建設プロジェクト、ライフサイクルにおいて、 特定の目的（業務）に必要なBIMデータ受け渡 しの流れであるワークフロー、ユースケース ① 誰から誰にBIMデータが受け渡されるか ② どのような内容のBIMデータか BIM オブジェクト 属性 参照： オープンBIM基礎講座(3) BIMデータ連携の要 IDMとMVD https://www.youtube.com/watch?v=BN1j2tUl0vA
- 19. BIM標準ガイドラインにおけるBIMワークフロー 19 参照： BIM標準ガイドライン 2020年3月（国土交通省 建築BIM推進会議） パターン④：設計・施工・維持管理段階で連携しＢＩＭを活用する ＋施工の技術検討に加え、施工図の作成等をフロントローディング（設計に反映）する ⇒ ※工事請負契約を前提とした技術コンサルティング。設計契約と同時に契約 （例：設計施工一貫方式） IDM IDM IDM IDM それぞれのデータ受け渡しの 場面で、データ連携シナリオ が存在し、IDM形式で記述す ることで、効率的なデータ連 携を実施することが可能とな る
- 20. BIM情報管理プロセスにおけるIDM/MVD 20 参照： BIM標準ガイドライン 2020年3月（国土交通省 建築BIM推進会議） CDE(共通データ環境） PIM プロジェクト情報モデル AIM 資産情報モデル 情報交換 BIMデータ連携シナリオ IDM MVD BIMにおける情報管理プロセスの概要 参考：ISO 19650-1 EIR(発注者 情報要求） BEP(BIM実行計画） 参照 確認 解析 調整 API 参照 確認 解析 API EIR (Employer / Exchange Information Requirement) BEP：BIM Execution Plan PIM: Project Information Model AIM: Asset Information Model 調整
- 21. ソフトウェア間のIFCデータ連携とIDM/MVDの関係 21 IDM 建設プロジェクトでユーザーが必要と するデータ連携内容を明文化したのが IDM データ連携に必要 なBIMデータ （IFC） MVD 変換 変換 BIMタスクA BIMタスクB MVD IDMで定義されたBIMデータの内容を IFCを基づいて明文化したものがMVD ソフトウェアA ネイティブモデルA ・属性情報 ・形状情報 ソフトウェアB ネイティブモデルB ・属性情報 ・形状情報 ・属性情報 ・形状情報 出力 入力 BIMワークフロー or 参照モデル
- 22. IDMからMVDそしてIFCデータ連携機能の実装・検定へ 22 Information Delivery Manual (IDM) BIMワークフローにおけるデータ連携のプロセス と情報を明文化 Model View Definition (MVD) IDMで定義されたBIMデータの内容を IFCに基づいて明文化 ソフトウェア実装 IFCソフトウェア検定 MVDに基づいたIFCデータ出力 および入力機能の実現 MVDに基づいたIFCデータ の 出力および入力機能の確認 BIMデータ連携シナリオ 参照： “The BIM Manager”, 2020, buildingSMART International / Japan
- 23. IDMとMVDの参考情報 23 ⚫ IDM database: bSIが公開している公式IDM一覧 • https://ucm.buildingsmart.org/ （IDMはユースケースとして公開） • https://technical.buildingsmart.org/standards/information-delivery-manual/idm-database/ （上記UCMで最新IDM情報管理へ移行中） ⚫ MVD database: bSIが公開している公式MVD一覧 • https://technical.buildingsmart.org/standards/ifc/mvd/mvd-database/ • https://github.com/buildingSMART/mvdXML （MVDのXMLスキーマ） ⚫ IFC2x3の主要MVD: • Coordination View 2.0 (CV2.0) ⚫ IFC4の主要MVD • Reference View: 参照モデルの伝達（ExtrudedAreaSolid, Tessellation, etc） • Design Transfer View: パラメトリックデータ（CV2.0類似） ⚫ IDM・MVDの参考例： • （別冊）3D都市モデルとの連携のためのBIMモデルIDM・MVD https://www.mlit.go.jp/plateau/libraries/handbooks/ ⚫ IDS(Information Delivery Specification)へ • IDM・MVDのプログラム可読データとして策定された仕様で、今後普及展開される https://technical.buildingsmart.org/projects/information-delivery-specification-ids/