Revit + Dynamoで実現する工場モデル設計！複数条件を一括シミュレーション

2025.01.14

はじめに

現代の工場設計では、生産効率を高めつつコストを削減することが常に求められる課題です。しかし、これを実現するためには、複数の条件を考慮した設計を行い、その効果を検証する必要があります。従来の手動による検証作業は非常に時間と手間がかかるため、効率化が難しいという問題がありました。

そこで注目されているのが、BIM（Building Information Modeling）ツールを活用した新しいアプローチです。例えば、Revitによる精密な3Dモデリングと、Dynamoを使った設計プロセスの自動化を組み合わせることで、複数条件の一括検証が可能になります。この手法により、従来の課題を解決し、設計プロセスの効率化と生産性の向上を図ることができます。

本記事では、Revit + Dynamoを活用した工場モデル設計の手法について解説し、BIMマネージャーや設計者が抱える設計効率化の課題について、解決するためのヒントを提供します。

Revit + Dynamoを使った複数条件一括シミュレーションの概要

複雑な工場設計を効率よく進めるためには、限られた敷地内での最適なレイアウトや生産設備の配置を検討し、生産効率を最大化しつつ、電力消費やコストを最小限に抑える必要があります。このような設計では、多数の条件を検討する必要があるため、Revitによる精密なモデリングと、Dynamoによる設計プロセスの自動化が重要な役割を果たします。

Revitは詳細な3Dモデルを作成し、設計の精度を高めるために使われ、Dynamoを組み合わせることで条件変更を簡単に行いながら複数の設計案を効率的に生成・比較できます。以下では、それぞれの役割を詳しく解説します。

Revitによる工場モデルの作成

RevitはBIM（Building Information Modeling）ツールとして広く活用されており、工場設計でも以下のような要素を詳細にモデリングすることで、設計の効率化を実現します。

生産設備の配置と設計
各種生産設備を正確にモデリングし、設置可能なエリアを明確にしながら効率的なレイアウトを検討します。これにより、生産ラインの最適化が進み、無駄のないスペース活用が可能です。さらに、設備ごとの消費電力を考慮することで、設計段階から電力使用計画を最適化できます。
配管・ダクト・電力供給ラインの設計
RevitのMEP（Mechanical, Electrical, and Plumbing）機能を活用することで、工場内の配管やダクトを詳細に設計できます。同時に、電力供給ラインもモデリングすることで、各設備へ効率よく電力を供給し、電力ロスを抑えた設計を実現します。
干渉チェックによる設計精度の向上
干渉チェック機能を使うと、配管やダクト、電力供給ラインなどの要素が互いに干渉していないかを自動で確認できるため、設計ミスを未然に防止できます。これにより、後の修正作業が減り、設計プロセス全体の効率が向上します。

このように、Revitを使って精密な工場モデルを構築し、各種要素を統合的に管理することで、設計の一貫性と現実性を高められます。

Dynamoによる自動化と効率化

DynamoはRevitと連携して設計作業を自動化するビジュアルプログラミングツールです。設計パラメータを柔軟に変更しながら複数案を一括生成できるため、大幅な時間短縮が可能になります。

パラメータ変更の自動化
敷地面積、生産設備間の距離、配管や電力供給ラインの長さなど、主要な設計パラメータをDynamo上で変更可能にすることで、設計者は短時間で多くの設計案を生成・比較できます。これにより、生産効率や電力消費といった異なる条件下での最適なレイアウトを効率的に見つけ出すことが可能です。
設計条件の一括変更と迅速な対応
Dynamoを活用すると、複数の条件を一括で変更し、その結果を基にした設計案を一度に生成できます。例えば、「設備間の距離を10%短縮した場合」「電力供給ポイントを増設した場合」といった条件変更にも迅速に対応可能です。このプロセスにより、手動作業では時間のかかる複雑な検証が短時間で完了します。
反復作業の効率化
通常、複数案を検討する際には手動で何度も同じ作業を繰り返す必要がありますが、Dynamoを使うことでこれを自動化し、設計者の負担を軽減します。特に、電力消費量を含む複数条件の変更をスムーズに行えるため、効率的な検討が可能です。

設計案の比較と最適化

Dynamoで生成された設計案は、Revit上で視覚化し、定量的な指標を基に比較・最適化します。このプロセスによって、最適な工場設計を導き出せます。

定量的な評価と比較
各設計案について、生産効率、設備稼働率、電力消費量、コストといった指標を基に評価します。これにより、複数の案を客観的に比較し、最も効率的でコストパフォーマンスの高い案を選定できます。
結果の可視化による意思決定の迅速化
Dynamoから出力された結果をグラフやヒートマップとして可視化することで、設計案ごとの特徴を直感的に把握できます。特に、電力消費量のヒートマップを活用することで、電力の集中度合いや供給ラインの最適化ポイントを見つけやすくなります。
最適案の選定と実行
各指標を基に最も優れた設計案を選び出し、それをRevitモデルに最終反映することで、工場設計を完了させます。このプロセスを通じて、設計精度が向上するだけでなく、エネルギー効率も最大化されます。

このように、Revitによる精密なモデリングとDynamoによる自動化を組み合わせることで、短期間で複数の設計案を効率よく検討し、最適な工場設計を導き出せます。また、電力消費量を含めた評価により、コスト削減と生産効率向上を両立できる点も大きなメリットです。

実践解説：複数条件シミュレーションの進め方

複数条件シミュレーションを実施する際は、まず基本となる条件を定義し、次にDynamoを使って設計の自動化を進め、最後に生成した設計案を比較・最適化する流れで進めます。このセクションでは、具体的なステップに沿って複数条件シミュレーションの進め方を解説します。

条件設定

シミュレーションの効果を最大化するためには、最初に適切な条件を設定することが重要です。条件設定は「基本条件」と「可変パラメータ」の2つに分かれます。

基本条件の定義

基本条件とは、シミュレーションにおける固定要素のことです。これらは設計の前提となり、変更せずに使用します。

敷地面積と形状：限られた敷地内で最適なレイアウトを検討するため、敷地の正確なサイズと形状を設定します。
生産設備の種類と配置エリア：使用する機械や装置、配置可能な範囲を指定します。
稼働パターン：1日あたりの稼働時間や稼働日数、シフト数を設定することで、生産能力やコストの計算を正確に行えます。

可変パラメータの設定

可変パラメータは、複数の設計案を生成するために変更する要素です。Dynamoを活用することで、これらのパラメータを自動で変更しながら設計案を生成できます。

設備間の距離：生産効率に影響を与える設備間の距離を調整し、最適なレイアウトを検討します。
配管や電力供給ラインの長さ：配管や電力供給ラインの長さを変化させながら、最も効率的な配置を見つけます。
電力消費量：設備ごとの消費電力を考慮し、全体の電力使用量を抑える設計を検討します。

Dynamoを使った自動化プロセス

条件設定が完了したら、Dynamoを使ってシミュレーションを自動化します。これにより、手作業では時間のかかる複数案の生成と検証を短期間で実行できます。

パラメータの入力と変更

Dynamoスクリプト内に、設備間の距離や配管の長さ、電力消費量といったパラメータを入力し、これらを自動で変更できるようにします。各パラメータの範囲を指定することで、条件ごとに異なる設計案を生成します。

一括シミュレーションの実行

設定したパラメータに基づき、Dynamoを実行すると複数の設計案が一括で生成されます。特に、設備間の距離や電力供給ラインの長さを変えながら複数案を出力することで、効率的な設計比較が可能になります。

Revitモデルへの反映

生成された設計案をRevitモデルに反映させることで、視覚的にも分かりやすい形で結果を確認できます。これにより、設計の検証や関係者への説明もスムーズに行えます。

結果の比較と最適化

生成された複数の設計案を比較し、最も効率的な案を選定します。この段階では、定量的な指標を基に比較を行い、さらに可視化することで直感的に最適案を判断します。

指標の設定と分析

各設計案について、生産効率、設備稼働率、コスト、電力消費量を指標として設定します。これにより、複数の案を定量的に評価し、優劣を明確にします。

可視化による比較

Dynamoで出力された結果をグラフやヒートマップとして可視化することで、設計案ごとの特徴を視覚的に把握できます。特に、電力消費量をヒートマップで表現することで、電力の集中度合いや供給ラインの効率を簡単に確認できます。

最適案の選定と改善

可視化されたデータを基に、最も効率的かつコストパフォーマンスの高い案を選定します。また、選定した案に対してさらに改善を加えることで、より理想的な工場モデルを実現できます。

このように、条件設定からDynamoによる自動化、そして結果の比較・最適化までを一連のプロセスとして実行することで、複雑な工場設計でも短期間で最適な設計案を導き出せます。この手法は、設計者の作業効率を大幅に向上させるだけでなく、電力消費や生産効率といった重要な要素を多角的に評価することを可能にします。

まとめ

RevitとDynamoを活用した工場設計は、複雑な条件を効率的に検討し、短期間で最適な設計案を導き出すための強力な手法です。従来の手動による設計では、条件を変えながら複数案を比較するには多くの時間と手間がかかりましたが、Dynamoによる自動化を組み合わせることで、このプロセスを大幅に効率化できます。

Revitでは、生産設備の配置や配管、電力供給ラインなどを正確にモデリングし、視覚的にも分かりやすい3Dモデルを構築できます。一方で、Dynamoを活用することで、敷地面積、設備間の距離、稼働パターン、電力消費量といった条件を自動で変更しながら設計案を生成できるため、手間をかけずに多くのパターンを検討できます。これにより、設計者は繰り返しの作業から解放され、より創造的で付加価値の高い業務に集中できるようになります。

さらに、Dynamoによって生成された設計案を基に、生産効率やコスト、電力消費量といった複数の指標を使って定量的に比較し、最適な案を選定できます。このとき、ヒートマップやグラフを使った可視化によって結果を直感的に把握できるため、関係者との合意形成もスムーズになります。最適な設計案を選んだ後は、さらに改善を加えて設計精度を高めることが可能です。

この手法を導入することで、工場設計における効率化だけでなく、設計段階から電力消費やコストを意識した最適化が可能になります。特に、製造業では生産効率とエネルギー管理が重要な課題となるため、Revit + Dynamoを活用した設計手法は大きな価値をもたらします。これからの工場設計において、BIMを活用した効率的なプロセスは必須の技術となっていくでしょう。