. 人工智慧在營建業之應用

現行人工智慧(ArtificialIntelligence,AI)主要技術為藉由大量的電 腦科學訓練，分析並且實現各領域的專業人類智慧技術(簡培原等,2018)，藉 由人工智慧的品管與監督，能夠取代大量的人為判斷工作，達到精確且有效的 預測能力(土木水利期刊,第四十五卷第二期)。例如營建施工現場在面臨工期 與成本的壓力，同時又需要高度整合各個領域的施工規範與介面彙整，導入 AI 與 BIM 技術進行各種資訊的整合，將能帶來一定程度的效率提升與加值。

根據國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心的研究指出，AI 對於營建業的 幫助可以分為約四項類別，在表中可以見到其相關範疇分別為(1)規劃和設計、

(2)安全、(3)自動化設備、(4)監控和維護。

表 4-1 AI 人工智慧在營建業之應用

人工智慧應用於施工與建築的應用範疇

種類 內容

規劃與設計

BIM 模型利用 AI 自動完成管線配置與分析與機械學習對工 程做風險管理

安全 AI 搭配聲音、圖像辨識系統自動標記施工現場 自動化設備 建築物智能化管理讓用戶感到舒適

監控與維護 AI 搭配機器人和無人機以提升施工效率

(資料來源:國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心,2018)

國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心所提出的四項 AI 應用範疇，都

能與 BIM 進行高度的連結:

(1) 規劃和設計

建築施工的現場需要考慮建築結構工程、機電工程與管道工程等，其中牽 涉不同的承包商使用不同的器具與介面，在最終整合階段經常造成工時的延 宕 與 重 複 性 工 作 ， 因 此 BuildingSystemPlanning 在 BIM 建 模 軟 體 AutodeskRevit 開發了 GenMEP。利用利用衍生式設計(GenerativeDesign)，

使用 GenMEP 外掛程式就可以自動建置建築物模型內電氣系統的配置，同時考 慮到設計規範和不同建築物的空間複雜性。

圖 4-1GenMEP 介面圖 (資料來源:BuildingSP,Inc)

(2) 安全

利用資料分析與機械學習等人工智慧技術對工程做風險管理，例如由 Autodesk 推出了 BIM360ProjectIQ 即是一個案例，藉由現場蒐集的各項影像、

音訊等營建管理資訊形塑的 BIM360Fielddata 進行分析，為工地相關品管人

第四章 人工智慧運用於建築生命週期

出了緊密型輔助軟體，用於土壤和瀝青壓實機的智慧壓實系統，可以視覺化呈 現。開發出 AI 算法，用於名為 DensityDirect 的軟體中的附加功能，該軟體 可 以 適 應 於 新 的 瀝 青 混 合 料 和 升 降 機 ， 並 自 動 校 準 至 最 終 密 度 要 求 。

圖 4-2 BIM360ProjectIQ 介面圖 (資料來源:BIM360)

(3) 自動化設備

Smartvid.io 是 一個 施 工 現 場照 片和 視 頻 管 理平 台， 其 中 包 括一 個 'SmartTag'引擎，可以利用機器學習、語音和圖像辨識將施工現場的照片和視 頻進行自動標記，以便整理數據及搜索。Smartvid.io 的這款機械學習技術叫 VINNIE(VeryIntelligentNeuralNetworkforInsight&Evaluation)，並聲稱其 採用深度學習模式分析影像和語音，以自動標記施工數據資料並主動向客戶 提供安全措施建議。根據 Smartvid.io 和 EngineeringNewsRecord 的案例研 究，VINNIE 曾進行人工智慧用於提升施工安全的示範，能在 10 分鐘內辨識 1,080 張施工照片，並正確辨識 446 張含有人像的照片、未著安全帽者、未著 安全反光衣工人之照片。相較於人工需要 4.5 小時才能完成相同的任務。這 種自動化工地監測可以為工地現場增加一對“眼睛”，動態辨識潛在風險因 素，是有助於提升施工安全的。

圖 4-3 利用 AI 影像辨識技術導入施工現場管理 (資料來源:Smartvid.io)

(4) 監控和維護

位在波士頓的 SuffolkConstruction 利用了 VR 建構的虛擬模型，連結現 場工程進度進行監控，藉由此項技術來因應建築成本上升與現場施工安全的 管理問題，提升了施工效率。另外圖中顯示了矽谷的 DoxelAI 利用探勘機器 人與無人機，搭配攝影設備與 LiDAR 來掃瞄並建構現場的即時狀況，利用可 視化資料與深度學習的演算法處理，能提供使用者與管理者藉由 AI 技術的導 入分析現場施工進度，自動排除施工現場的各項錯誤與監督危險性。

圖 4-4 Doxel 施工現場資訊可視化 (資料來源:DoxelAI)

AI 的存在能扮演 24 小時的監督者，能導入影像辨識的技術在施工現場進 行全天候的監督，例如電子圍籬的設置讓進入危險區域的人能得到足夠的警 示與保護，同時也提供通知讓管理者得知工的目前的高風險存在狀況，而這些 即時資訊也能回饋到數位孿生的 BIM 環境整合平台之中並以可視化的方式呈

第四章 人工智慧運用於建築生命週期

率與成本效益。