廣泛蒐集研讀國內外BIM發展情資

BIM 的概念，對於傳統上將設計與施工階段權責分明的工程運作模式來 說，需要適應與調整的地方很多，大家感受到的變動會很大；但對我國一向自 營設計施工推案的建設公司或以統包方式進行工程者，反而是幫其原已有利的 運作架構下，提昇為較便捷的協同作業平台及圖文資訊溝通模式的躍進，因而 更易調適，整體而言，BIM 技術將因有利於業主而激發其覺醒，並促使營建業 新運作模式的調整。世界各國已意識到營建產業長期效率不彰的問題，近年都 紛紛投入引進BIM 的努力。

1.BIM 相關技術的發展：BIM 相關技術大致上可以分為資訊交換標準、建模技 術、與模型運作技術三個方面：

(1)資訊交換標準：由於國際上到目前為止，尚無一套 BIM 工具軟體可以支援 整個建築設計施工所有資訊處理的需求，資訊的交換變成為順暢推動工程所 必然要考慮的環節。傳統工程圖說應用程式之間的互通有賴DXF 格式（圖 形交換格式）和只交換幾何的 IGES 格式。80 年代後期，由 ISO 國際標準 提出 EXPRESS 的資料模型語言，為隨後 BIM 技術的資訊標準交換格式奠 定重要基礎，也發展出兩個主要的建築產品資料模型，一個是IFC 標準（工 業基礎類別）--用於建築規劃、設計、施工以及管理。另一個則是 CIS/2 標 準(CIMsteel—整合性標準-版本 2) - 用於結構鋼設計和製造。這兩個標準都

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屬性，也都需要利用 EXPRESS 語言來設計和表達。通常不同軟體廠商之 BIM 工具各有其專業上的適用性，例如 Revit Architecture 擅長建築設計模 型，而Tekla 擅長鋼構或鋼筋施工詳圖，一般都有支援及提供資訊交換的格 式標準，例如 IFC 國際標準，但在模型元件的資料屬性與編碼、資料字典 方面，確實有需要進一步考慮我國在設計與施工的程序與習慣，研究出一套 能在國內流通而普遍適用的標準，本研究小組在參與國內某大樓興建工程之 BIM 協同作業時，即曾實務參與類似議題之運作。

(2)建模技術：國際各軟體廠商之 BIM 相關軟體的建模操作，各有不同的邏輯 程序；最重要還是系統底層大致上都有類似「參數設變引擎」(Parametric Change Engine，此名稱取自 Autodesk Revit) [3]的技術，使空間相關元件關 係必要時能智慧式互動調整，背後也都有獨立的資料庫處理引擎，並能連結 外在的資料庫。這些技術的效能，基本上都各擅勝場。建模操作介面實務應 用若有不足處，尚可應用API(Application programming interface)開發客製化 工具，提昇建模效率。

(3)模型運作技術：營建產業界期待的 BIM 技術顯然比目前各家廠商能提供的 還多許多，尤其在模型運作方面，廠商及所謂的Third party 軟體公司或學術 界都還需積極研發輔助工具，才能滿足更自動化作業的需求，例如，a.工程 預算能更完整更精準的同步產出(變更設計時亦能同步更新)、b.在盡可能快 捷的操作下，能更細緻而詳實擬真的建構出建築物模型、c.模型及其繫結資 訊能相當高效地透過網際網路傳輸與呈現、d.更理想的建築物生命週期跨階 段資訊管理協同作業平台。

Autodesk 積極發展公有雲的服務機制相當值得關注，目前推出 BIM 360 Service 包括有模型彩現、簡易能源分析、協同作業、模擬等零星之 BIM 運 作補強功能，雖尚在熟成階段中，但其動機與方向很具指標性，應密切關 注。

2.BIM 實作工具的發展：BIM 的實作工具應該至少包括建模或模型展示與分析 工具，及BIM 相關繫結資料集的管理平台等。但在初期導入階段，工程界多 數仍聚焦在建模工具，因為模形元件繫結的工程資訊架構良窳與規模程度、

操作介面的親和性等，是實現BIM 的大前提；一開始建模就不如理想，後續 的管理應用就無法施展。在提供以物件化基底之參數化建模(object-based parametric modeling)的共同框架下，許多著名的 BIM 建模工具都各自體現出 不同的建模邏輯與功能模組。目前國內較常見到提供含BIM 技術的建模軟體 工具之廠商有：

(1)Autodesk：在近幾年特別積極推出與 BIM 技術[4]相關的工具軟體，其中又 以Revit 系列產品最具代表，如 Revit Architecture、Revit Structure、Revit MEP 等，每年更新版本，甚至隨時有Extension tools 提供下載以補客戶應用功能 之不足，其 Autodesk Lab 的許多前瞻性的創意研發及雲端服務等，都顯示 其對 BIM 技術提昇的企圖心。其他如能源分析（EcoTech）、4D 展示

（Naviswork）、協同作業等邊際產品亦陸續加入，對BIM 的推動不遺餘力。

尤其轉向雲端服務機制，改變軟體角色與商業模式，將會牽動所有資通訊技 術在BIM 運作過程運用的指標性發展，非常重要。

(2)Bentley：約 2004 年後積極推出 BIM 的相關產品，以 MicroStation 及 ProjectWise 為主力[5]，能處理 Bezier 與 NURBS 複雜曲面及提供專業元件 客製化服務，是該公司號召的強項之一。Benley 的產品在 Architecture 與 Infrastructure 應用方面有較均衡的強調，在英國等歐洲國家之市場佔有率不 容忽視，尤其是土木水利工程方面的應用優勢。

(3)Graphisoft：其主力產品 ArchiCAD[6]一開始就以物件導向概念組構 3D 虛擬 建築所開發出來的 BIM 建築設計工具。此軟體已累積龐大的共享元件庫以 支援建模作業是該公司的強項，在歐美具相當地位，它目前應是Apple Macs 系統環境上最受歡迎的工程繪圖軟體(亦有 Windows 版)。ArchiCAD 在對 IFC 的支援及跨平台交互操作(Interoperability)精神的貫徹方面頗為堅持，近年

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交互操作性(Interoperability)。

(4)Tekla：芬蘭的 Tekla Structures 軟體[7]在鋼結構工程建模作業享有盛名，尤 其鋼構施工細部圖樣，從DOS 時代演進至今，歷史悠久，技術精湛，尤以 能直接連到CNC 加工輸出等功能最為膾炙人口。

其他尚有Vecterworks、Digital Project、DProfiler 等國內較為少見之軟 體工具。

3.BIM 推行政策的發展：由於營建業長期以來一向生產績效不彰，舉世皆然，

已嚴重地拖累了目前各國實施節能減碳之國際性重要政策之進展，因此歐美 先進國家已迅速建構起BIM 技術的知識體系，正相當積極地在推動營建產業 大改革，企圖透過BIM 技術的導入，逐步徹底改造工程運作的流程，大幅減 少不必要的資訊複製與資料傳遞交換的介面，以提昇效能及降低能耗；並訂 定許多必要的資訊交換與作業程序之標準(例如美國的國家 BIM 資訊標準)，

並以政府重要政策來積極配合推動，例如美國總務部門（General Service Administration，簡稱 GSA）的 BIM Guide 及英國內閣辦公室的 BIM 實施策 略宣示等，即是兩個很好的例證。

(1)美國的 BIM 發展近況

當今，無論是BIM 技術的研究及應用，或相關標準的制定，實作推動 的策略、實作案例等，最為積極且成效最顯著的國家，非美國莫屬，其實 從Eastman 的 BIM Handbook 裡的案例研究可以看出，當『BIM』這個商業 名詞在2002 年出現之前，美國就已經有許多工程案例在努力朝 BIM 技術的 精神在實作，盡力以3D 模型做為工程進行時的圖文載體主力，工程界具遠 見之專家也見證了資通訊技術的發展正朝向對 3D 模型為圖文主載體有利 的趨勢逐漸成形，才有2002 年左右，Autodesk 率先出現「BIM」這個商業 術語，同時許多繪圖軟體大廠在參數化設變引擎方面的技術有了突破性的 發展，至此，BIM 技術的話題就引爆開來。2003 年，美國聯邦總務署（GSA）， 通過它的公共建築服務部(PBS)的辦公室總建築師(OCA)，成立了全國 3D -

4D -BIM 的計劃。OCA 已經成功導入超過 30 個工程專案，並正在評估和

美國國家建築科學研究院(National Institute of Building Sciences)在 2007 年發表NBIMS(國家 BIM 標準)，大衛哈里斯院長(David A. Harris)在 National Building Information Modeling Standard. Version 1 - Part 1 一文件(簡稱國家

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是：

此版內容主要在制定 BIM 模型資訊交換的標準，NIBS 在 2012/05/17 出版NBIMS-US V2 ，新版依 ISO 標準之編撰規格重新撰寫，分為 5 章及 2 個附錄。主要目錄如下：

TABLE OF CONTENTS FOREWORD

ACKNOWLEDGEMENTS 1 SCOPE

1.1 Software developers and vendors(1 頁) 1.2 Practice documents for Implementers(1 頁) 2 REFERENCE STANDARDS

2.1 Introduction to Reference Standards(1 頁)

2.2 ISO 16739, Industry Foundation Class 2X3 – February 2006(1 頁)

2.3 World Wide Web Consortium Extensible Markup Language Specification and Validation 1.0, Fifth Edition – November 2008(1 頁)

2.4 OmniClass™ Table 13 – Spaces by Function – May 2011(40 頁)

2.10 International Framework for Dictionaries Library/ buildingSMART Data Dictionary – December 07, Revised May 2012(12 頁)

3 TERMS AND DEFINITIONS

3.1 Introduction to Terms and Definitions(17 頁) 4 INFORMATION EXCHANGE STANDARDS 4.1 Introduction to Information Exchange Standards(1 頁)

4.2 Construction Operations Building Information Exchange – Version 2.26(25 頁)

4.3 Design to Spatial Program Validation(4 頁) 4.4 Design to Building Energy Analysis(4 頁)

4.5 Design to Quantity Takeoff for Cost Estimating(4 頁) 5 PRACTICE DOCUMENTS

5.1 Introduction to Practice Documents(1 頁)

5.2 Minimum BIM – December 07, Revised May 2012(14 頁) 5.3 BIM Project Execution Planning Guide – Version 2.1(12 頁) 5.4 BIM Project Execution Plan Content – Version 2.1(9 頁)

5.5 Mechanical, Electrical, Plumbing, and Fire Protection Systems (MEP) Spatial Coordination Requirements for Construction Installation Models and Deliverables – November 2009, Revised May 2012(10 頁)

5.6 Planning, Executing and Managing Information Handover – 2007, Revised June 2011(21 頁)

6 ANNEX A

6.1 NBIMS-US Project Committee Rules of Governance – January 2011(34 頁) 7 ANNEX B

7.1 National BIM Standard-United States™ Version 1 – Part 1 Overview, Principles, and Methodologies – December 2007(182 頁，第一版全部內容)

此 版 強 調 透 過 會 員 投 票 表 決 所 產 出 ， 以 及 buildingSMART Alliance(bSa)的主導性，該單位並預計 2013 年一月份擴大辦理 NBIMS V3 的改版作業，重視應用案例實作及如何轉化到教學課程的議題上。

美國國防單位包括陸軍工程工兵、海岸防衛隊、退伍軍人部門等也 都 有 積 極 作 為 。 以 陸 軍 工 程 單 位 為 首 所 制 定 之 COBie(Construction

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換的標準，目前最新版本為 COBie 2.40 版(2012/03/09 更新)。從美國 NIBS(國家建築科學研究院)的官方網站 WBDG 可看出 COBie 標準更是 其主推之標準，以 William East 博士為首，積極研發實作與推廣。COBie 強調建築物生命週期跨階段的資訊串聯與分享，尤其在竣工交付到營運 維護階段的資訊交換規則制定，更是實現BIM 的重要利器。

除了政府單位積極推行以外，民間單位與軟體廠商在標準制定、執 行導引、輔助軟體工具研發、雲端科技應用等方面都遍地開花，日新月 異，不斷精進，令人讚嘆。這些積極踏實的作法非常值得我國效尤。

(2)中國的發展情況

a.中國的《2011-2015 年建築業資訊化發展綱要》

中國政府的住房和城鄉建設部在2011 年 05 月 10 日公佈《2011-2015 年建築業資訊化發展綱要》[9]，其發展的具體目標有三大項，即 1、企 業資訊化建設，2、專項信息技術應用，3、資訊化標準。

企業資訊化建設中，第一個工程總承包類強調優化業務流程，整合 資訊資源，完善提升設計集成、專案管理、企業運營管理等應用系統，

構建基於網路的協同工作平臺，提高集成化、智慧化與自動化程度，推 進設計施工一體化。第一個勘察設計類 則為提升企業管理系統，強化勘

構建基於網路的協同工作平臺，提高集成化、智慧化與自動化程度，推 進設計施工一體化。第一個勘察設計類 則為提升企業管理系統，強化勘