第二章 文獻回顧
第三節 國內外 BIM 應用之效益評估方式
由於國內建築工程導入 BIM 技術尚屬起步階段，儘管目前各機關已針對建 築工程及非建築工程逐步導入 BIM 技術，但其效益為何無從評估。然而國內過 去已有少數單位進行 BIM 效益評估，但大多採取質化的分析方式，或針對各案 進行概略的量化估算，例如獲得成本節省 20%，但相關的評估項目及計算方式相 當模糊。有鑑於此，本節係透過國內外相關文獻，彙整相關研究之 BIM 效益評 估方式，並針對組織及專案層級分別提出評估項次，透過專家諮詢會議討論及問 卷調查進行確認，以提出具系統性及完整性之評估指標及架構。
一、How to Measure the Benefits of BIM - A Case Study Approach
該文章以個案研究為基礎，發展一套完整的方法來分析 BIM 技術的效益，
透過非導入 BIM 技術及有導入 BIM 技術的專案，確立導入 BIM 技術是否具有 效益之評估方法，進而建立更全面評估架構以了解 BIM 及其對專案效率的影響。
該研究提出的評估流程架構包括：建立指標、指標之案例測試、案例數據評估、
數據計算成果及架構驗證，評估流程架構詳圖 2-5 及表 2-16 所示(Barlish,2012)。
圖 2-5 BIM 效益評估構發展方式 資料來源：(Barlish,2012)
表 2-16 BIM 效益評估流程架構
項目 內容
建立指標
(Establishing metrics)
建立指標或 KPI 來進行 BIM 成本和效益的量 化數據的收集
37 指標之案例測試
(Test metrics with Case Study)
根據指標進行案例測試，以專案在同一組織中 的 Non-BIM 與 BIM 的最小化變量
案例數據評估
(Evaluate Case Study data)
從案例測試中評估結果資訊，採用 BIM 效益及 成本相關的量化
從評估結果尋求結論
(Provide conclusions from the data) 從數據中提出結論 架構驗證
(Validation of Framework)
驗證所建立的模型架構，來評估 BIM 所帶來的 淨收益或虧損
資料來源：(Barlish,2012)
該研究提出的評估架構係依據圖 2-5 所示之架構發展而來，而該研究用以評 估 BIM 應用效益之指標包含表 2-17 與表 2-18 中的收益(報酬)及投入指標，根據 各類別之評估指標分別提出其計算方式，以提供使用者針對導入 BIM 效益評估 之計算。此外，該研究以案例分析方式，採用數個規模相近的非 BIM 專案及 BIM 專案進行比較，以該研究所提出的收益(報酬)及投入指標進行個別計算，根據該 研究分析結果提出使用 BIM 的專案與未使用 BIM 專案有不同程度的改善。
表 2-17 BIM 效益評估中之收益指標
準則 計算公式 單位
疑義澄清(RFIs)
# 變更(Change orders)
% 工期(Schedule)
%
資料來源：(Barlish,2012)
表 2-18 BIM 效益評估中之投資指標
指標 計算公式 單位
設計成本(Design costs)
A&E costs
$/$=%
3D background model creator costs
$/$=%
施工成本(Construction costs)
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Contractor costs
$/$=%
設計+施工成本(Design+Construction costs) Overall savings with BIM
$/$=%
資料來源：(Barlish,2012)
二、Measuring the Value of BIM: Achieving Strategic ROI
為了釐清 BIM 可以帶來的策略性的投資報酬率(ROI)，Autodesk 於 2014 年 在其資深的產業計畫專家 Hoffer 的協助下，發表一份量測 BIM 價值的電子書
「Measuring the value of BIM: Achieving Strategic ROI」(圖 2-6 所示)，除了討論 BIM 在設計、施工及專案全生命週期管理的價值外，亦分析量測 ROI 必須考慮 的投資(Investments)與效益(Benefits)因子、公司 BIM 投資報酬率之面向、應用 BIM 帶來的流程改變之衝擊量測方式，以提供不同公司評估 BIM 效益參考。
圖 2-6 Measuring the value of BIM: Achieving Strategic ROI 資料來源：(Hoffer,2014)
該文獻提出投資(Investments)因子包含：起始投資成本(Startup Investment)、
專案成本(Project-specific costs)、策略性支出(Strategic outlays)等三個類別；而效 益(Benefits)因子，就組織面向(Organization Dimension)可劃分為公司層級(Firm
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Level)效益以及專案層級(Project Level)效益。本研究將文獻中所提及不同類別之 投資(Investments)與效益(Benefits)因子依其特性，以組織層級及專案層級進行初 步分類，彙整如圖 2-7 所示。
圖 2-7 組織層級與專案層級之效益評估架構 資料來源：(Hoffer,2014)
三、 From Justification to Evaluation: Building Information Modeling for Asset Owners
隨著 BIM 的應用越來越廣泛，諸多研究也開始對於 BIM 效益評估提出不同 方式，多數研究透過 ROI 的計算來了解 BIM 應用所帶來的效益，但並無標準的 計算方式，常以易獲得的量化資訊來進行非 BIM 專案與 BIM 專案的比較，如：
RFIs 疑義澄清數量、變更設計等，而其它不易量化的無形效益也因此被忽略。
該文獻主要係探討 BIM 應用的無形效益及間接成本，而不限於量化的 return on investment (ROI)評估。該文獻認為 ROI 的計算對於應用 BIM 的業主無法完整 反映真實的成本與效益，因此提出 BIM 效益評估架構，詳如圖 2-8 所示(Peter E.D.
Love,2013)。
為了更有效提升 BIM 帶給後端營運維護者有更顯著的效益，該效益評估架 構考量數個不同面向的定性量測項次，輸入(Inputs)部分包含直接成本與間接成 本，其中間接成本又可分為組織面與人力面；而輸出(Outputs)部分包含營運、管
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理、基礎設施、組織、策略等五個類別。根據圖 2-8 顯示的 Y 軸顯示各項次量測 的難易程度，愈往上代表愈不易量測，由圖可知直接成本及營運面的產出多可進 行量化；反之，間接成本及其他四個面向的產出較不易進行量化，而輸出會隨 X 軸愈往右，所需的效益實現時間愈長。
圖 2-8 BIM 效益評估架構 資料來源：(Peter E.D. Love,2013)
四、 Return on Investment Analysis of Using BuildingInformation Modeling in Construction
由於 BIM 興起至今，應用該技術初期的高成本卻讓公私部門望之卻步，為 了促進應用 BIM 技術的決策過程，該文獻以量化的方式評估應用 BIM 技術為專 案降低了成本，並透過案例研究的方式比較未使用 BIM 技術的專案與有使用 BIM 技術的專案間的差異。
該研究以 ROI 的計算將 BIM 服務視為額外的投資，而效益部分則以減少的 工期、減少的疑義澄清數量、減少的變更設計最為量測的標的。文獻中提供一系 統化的 ROI 計算方式，BIM 的 ROI 估算架構如圖 2-9 所示。以未應用 BIM 技術
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的專案而言，站在業主的角度來評估應用 BIM 技術為可避免的成本，包含直接 成本與間接成本，其中直接成本由應用 BIM 技術可避免的變更設計為主；而間 接成本由專案的延遲天數最終以 BIM 技術來避免延遲所增加的成本，包含契約 中基本條款所列之承包商間接成本、開發單位的管理費用、設計監造的管理費用 以及業主借貸所生之利息支出等。
圖 2-9 Model for estimating BIM ROI 資料來源：(Issa,2009)
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五、Delivery Value with BIM
在 2016 年出版的「Delivery Value with BIM」一書的「Benefits Dictionary」
一節中，Sanchez and Joske 兩位作者彙整超過 150 篇的文獻後，歸納 BIM 可以 為不同的專案參與者(包括客戶端/業主(Client/owner)、設計者(Designer)、施工廠 商(Contractor)、分包商(Subcontractor)、加工廠/製造商(Fabricator/manufacturer)、
估算師(Surveyor)、資產管理(Asset management)、供應商(Supplier)、終端使用者 (End-user))帶來不同的效益，例如：更好的變更管理(Better change management)、
更少的錯誤(Fewer errors)、降低風險(Reduced risk)等。詳細該書中兩位作者歸納 的效益如圖 2-10 所示之內容(Adriana X. Sanchez,2016)。圖 2-10 中灰色底部份表 示該參與者可以經由應用 BIM 技術獲得該項次的效益。
圖 2-10 BIM 以不同專案參與者帶來之效益 資料來源：(Adriana X. Sanchez,2016) 六、小結
本研究彙整數個文獻所提出 BIM 成本與效益的相關評估指標，並以組織層 級與專案層級進行區分，將各項次評估內容匯整如表 2-19~表 2-20 所示。組織層 級的部分，投入面包含起始投資成本及必要性支出，產出面包含基礎設施效益、
效益項次客戶端/業主 (Client/owner)設計者 (Designer)施工廠商 (Contractor)分包商 (Subcontractor)
加工廠/製造商 (Fabricator/man ufacturer)估算師 (Surveyor)資產管理 (Asset management)供應商 (Supplier)終端使用者 (End-user) 節省資產管理人力(Asset management labour utilisation savings)●● 更好的變更管理(Better change management)●●●● 更好的成本會計(Better cost accounting)●●●●● 更好的資料及資訊取得(Better data/information capturing)●●●●● 更好的環境效益(Better environmental performance)●●●● 更好的規劃/排程(Better programming/ scheduling)●●●●● 更好的情境及替代方案分析(Better scenario and alternatives analysis)●●●● 更好的空間管理(Better space management)●● 更好的供應鏈知識使用(Better use of supply chain knowledge)●●●●●●●●● 增加競爭優勢 (Competitive advantage gain)●●●●●●* 更快速的滿足規範及需求(Faster regulation and requirement compliance)●●●● 更少的錯誤(Fewer errors)●●●●● 更高的客戶滿意度(Higher customer satisfaction)●●●●●●●● 更高的自動化流程(Higher process automation)●●●●●●● 改善溝通(Improved communications)●●●●●●●●● 改善協調(Improved coordination)●●●●●●● 改善資料及資訊管理(Improved Data and Information Management)●●●●●● 改善文件品質及流程(Improved Documentation Quality and Processes)●●●●●●●●● 改善效率(Improved efficiency)●●●●● 改善資訊交換(Improved information exchange)●●●●●●●●● 改善學習曲線 Improved learning curve●●●●● 改善產出品質(Improved output quality)●●●● 改善生產力(Improved productivity)●●●●●●●● 改善安全性(Improved safety)●●●●● 減少重工(Less rework)●●●●● 降低成本(Lower cost)●●●●● 更精確的數量計算(More accurate quantity take-off)●●●● 更有效的突發事件管理(More effective emergency management)●●●●● 施工順序最佳化(Optimisation of construction sequence)●●● 減少執行期間及前置時間(Reduced execution time and lead times)●●●●●●●●● 降低風險(Reduced risk)●●●● 註：特定類型的資產 (如：娛樂、住宅發展等) *specific type of assets (e.g., entertainment, housing developments, etc.)
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技術平台(硬體等) Technology platform (hardware, network, storage and cloud capacity)
通訊、資料分享的基礎設施 Communications, data-sharing infrastructure 軟體 Software (licenses, subscriptions)
教育訓練 Training/re-training 工作空間調整 Workspace modifications
衝擊成本 Monitoring, documenting, measuring impacts 客製化與創新成本 Customization, Innovation
新增人力成本
Additional headcount and/or new roles (e.g., BIM manag-er, IT support)
Management/Staff resource
Management time (e.g.,changing procurement strategies) Employee motivation
Staff turnover
Changing in remuneration 標準發展 Standards development
工作流程的中斷 Disruptions in workflows (and inefficiencies during adop-tion and early Implementaadop-tion)
程序的改變與重新設計 Process change Process re-design
領導和文化投資 Leadership and culture investments 組織的重新建構 Organizational re-structure
顧問費用 Consultant fees 管理費用 Overheads 組織-產出指標
組織和程序的靈活性 Organizational and process flexibility 基礎設施的增加 Increased IT infrastructure
資產完整性的提升 Asset integrity
市場競爭與領導地位 Competitive advantage Market leadership 客戶滿意 Customer satisfaction 業務成長 Support business growth
Opportunities for business model expansion or new services 決策品質的改善 Improved decision-making
資源管理的提升 Better resource management 成效的改善 Performance improvement 促進企業學習 Facilitate business learning 支持組織變革 Support organizational change 業務功能的整合 Integration of business functions
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企業工作流程的改善 Corporate improvements in workflow 團隊能力的提升 Team capability
人員的能力 staffing competency 生產力的提升 Productivity improvement
利害關係人間的理解與溝通 Increased understanding and communication 生命週期數據 Life cycle data
表 2-20 「專案層級」評估指標
指標 原文
專案-投入指標
技術平台(硬體等) Technology platform (hardware, network, storage and cloud capacity)
通訊、資料分享的基礎設施 Communications, data-sharing infrastructure 軟體 Software capability (licenses, subscriptions) 安裝和配置 Installation and configuration
教育訓練 Training/re-training
新增人力成本
Additional headcount and/or new roles (e.g., BIM manag-er, IT support)
Management/Staff resource
Management time (e.g.,changing procurement strategies) Employee motivation
Staff turnover
Changing in remuneration 適應專案管理 Project management adaptations 符合數據/模型要求 Accommodate data/model requirements 客製化與創新成本 Customization, Innovation
工作流程的中斷 Disruptions in workflows (and inefficiencies during adop-tion and early Implementaadop-tion)
程序的改變與重新設計 Process change Process re-design 顧問費用 Consultant fees
衝擊成本 Monitoring, documenting, measuring impacts 管理費用 Overheads
專案-產出指標
降低浪費與風險 Reduction in waste and risk
加快核准、降低風險 Accelerated regulatory approval and permitting 減少錯誤 Reduction in errors
變更設計的減少 Reduction of change order (e.g.,visualization) 生產力的提升 Productivity improvement
成本/工期的減少 Reduction in cost/schedule 安全的提升 Safety improved
品質的提升 Quality improvement 成效的改善 Performance improvement
利害關係人間的理解與溝通 Increased understanding and communication 客戶滿意 Customer satisfaction
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專案執行方式獲得改善 Project delivery through efficient use of resources, improved safety, and accurate timelines