第五章 研擬國內 VDC 發展策略
第一節 國內 VDC 發展及應用情況
➢ 國內 VDC 發展情況
在 2018 智慧化 BIM 捷運工程應用研討會演講中，世曦工程顧問 公司洪立平先生分享了目前 BIM 執行過程中實際面臨到的 6 項挑戰:
1. 設計協調與提送時程混亂且不適當
機電與系統標中間才參與設計，推翻部分原先規劃，導致時間 資源浪費；協調整合持續進行中，導致各專業提送之設計成果不一 致。
圖 5-1 設計協調與提送時程(洪立平，2018) 2. 各專業間協同作業方式不良
從初期設計開始就採用 3D 套圖方式設計，比傳統 2D 作業更 加複雜須同時檢查尺寸、位置、高度、開口等幾何資訊，還須檢查 與調整非幾何資訊與結構設計資料，例如鋼筋配置等；各專業隨時 調整設計，結構必須時時檢查並更新設計，需人工頻繁檢視與修 改。
圖 5-2 檢視結構與建築模型示意圖(洪立平，2018) 3. 設計整合會議(VDR)成效有限
各專業參與設計與成果提送時程不同，故發生尚未完成設計，
便進行設計協調，原設計不斷被推翻，介面協調議題追蹤與紀錄形 成斷層、流為形式；若由結構團隊整合設計不易，因各設計專業位 階相同，各有堅持，無法有效整合。
4. 鋼筋標示不易符合業主對施工圖之要求
傳統 CAD 繪製之設計圖，經再加工，易符合業主對施工圖要求 標準，若使用 BIM 軟體建置 3D 鋼筋元件於 BIM 模型之中，雖可自動 依最新設計變更圖面鋼筋配置，但不易符合業主對施工圖之要求。
圖 5-3 施工圖範例(洪立平，2018) 5. 設計過程調整頻繁不利以 3D 鋼筋進行設計作業
設計變更頻繁致結構分析不斷重工，造成模型與作圖疲於追 趕；雖 BIM 模型內 3D 鋼筋會自動更新，但設計圖須重新檢視並調整 圖面顯示與標示。
圖 5-4 配合 AR 調整前與配合 AR 調整後(洪立平，2018) 6. 網路基礎建設不足協同作業困難
設備受限於連線網路基建不足，嚴重影響協同編輯模型作業速 度；若協同作業不順暢，相互干擾嚴重。
➢ 國內 VDC 應用案例:台灣新北捷運三鶯線-榮工工程
捷運三鶯線是一條興建中的臺灣新北市捷運路線，主體工程已經於 2016 年 7 月 21 日開始施工，預估將於 2023 年底完工通車，全長 14.29 公里，設置共 12 站，截至 109 年 2 月底，預定進度: 37.88%，實際進 度:37.88%。
圖 5-5 榮工工程 BIM 導入(林建勳)
在本案中榮工工程從設計、施工到維運階段導入 Virtual Design
& Construction 方法。利用專業技術搭配視覺化整合設計檢查帽樑剪力 鋼箱與鋼筋介面-主筋偏移或剪力鋼箱開孔、橋面空間檢討-整合模型 等，再進行吊裝工法工序與可行性初步評估，增加後續施工效率；界面 整合方面，設計系統化界面，將各專業模型套疊，制定統一之檔案設 定、整合與交換方式以利各方的協調；施工方面，利用智慧化技術(VR、
AR)，進行智慧化現場施工管理，模型輔助現場預埋套管確認、工序合理 性分析、同步紀錄施工變動，確保竣工現場之正確性等；維運方面，利
用 REVIT 與 EXCEL 進行各項設備維運資訊的整合與儲存，增加後續維運 的資料延續性及完整性。
圖 5-6 帽樑剪力鋼箱與鋼筋介面-主筋偏移或剪力鋼箱開孔(林建勳)
圖 5-7 三鶯捷運線虛擬實境協助設計變更之可行性評估(林建勳)
圖 5-8 冰水主機空調設備維運資訊整合(林建勳)
第二節 國內 VDC 發展背景及可能推動路徑分析
本研究為探討國內 VDC 發展現況，並分析目前推動障礙及可能發展 之推動策略，乃參考內政部建築研究所於 105 年發表之國內外推動 BIM 之策略與成效比較研究報告(陳瑞鈴、楊智斌)及 IBT 之採訪報告(周滋 靜)，針對國內目前 VDC 發展背景之現況分析，提出國內發展 VDC 之路徑 圖。
近年在政府單位積極的推動及帶領下，民間單位對 VDC 的認識與期 待也漸漸增加，但 VDC 也帶來了許多新的挑戰課題，例如，作業流程的 改變會對事務所造成技術導入的障礙；業主缺乏專業知識，導致 BIM 的 效益未完全發揮而流於形式；同時也存在技術人才不夠且無對等之服務 酬金等問題。
近年來台北市與新北市的公共工程案幾乎都強制將 BIM 納入契約規 範裡，但國內公共工程都是採最低標，使得標廠商在獲利空間壓縮下需 承擔高度的風險，若施工過程中遭遇非預期之問題所衍生的設計變更，
常導致廠商之間產生摩擦。由於國內對於 BIM 的工作目標、產出成果、
驗收標準等尚無共通性的準則或規範，在執行一段時間後，反而造成契 約規範內容對 BIM 工作範疇界定不清、驗收標準含糊、無對價的服務酬 金等問題，讓有心發展 BIM 技術的業界人士無所適從。
綜合上述，本研究將提出國內可能發展 VDC 之路徑圖，試圖改善 VDC
的工作目標、產出成果、驗收標準尚無共通性的準則或規範等問題，以 及推廣 VDC 導入專案中所能帶來之成效，而 VDC 最終應以工程自動化為 目標，在前期的工程資訊整合及建立準則應該被重視，才能達成後續的 虛擬技術的發展、工程預鑄化、機器人建築自動化等目的。
圖 5-9 國內可能發展 VDC 之路徑圖
第三節 辦理推廣說明會及推廣小冊
本說明會為內政部建築研究所之應用成果推廣說明會，演講內容主 要以 AR、MR 在營建工程的應用模式為主題，對於擴增實境(AR)結合虛擬 施工及設計(VDC)於營建施工應用流程、分析及建議，進行介紹並推廣研 究成果，並製作推廣小冊，以利提升與拓展研究成果之價值。
一、會議日期：109 年 10 月 14 日(星期三) 二、會議時間：13 時 45 分至 17 時 00 分
三、會議地點：新北市新店區大坪林聯合開發大樓 15 樓國際會議廳舉辦 四、參與人數：將近 70 人
五、參與機關：營建署、萬鼎工程、大陸工程、台灣世曦...等
圖 5-10 擴增實境(AR)結合虛擬施工及設計(VDC)於營建施工應用 推廣小冊<試讀本>封面與封底
圖 5-11 擴增實境(AR)結合虛擬施工及設計(VDC)於營建施工應用 推廣說明會海報
圖 5-12 推廣說明會現場狀況 第四節 小結
因應國內 BIM-based 之 VDC 技術發展尚不成熟且普遍認知不夠完 整，藉由舉辦本次推廣說明會，廣邀業界人士進行研討，以促進官產學 的合作，進而推動國內發展 BIM-based 之 VDC 技術的策略。於推廣說明 會後的意見交流時，發現業界人士對於 AR/MR 技術以及未來工程自動化 的發展前瞻有高度興趣，也提出若能藉由政府作為發展先驅提出示範，
可更加有效地提高產業對於 VDC 技術的接受度以及促進發展成熟度。
第六章 結論與建議
第一節 結論
建築/工程/營造(Architecture, Engineering and Construction, AEC)產 業相較於其它產業，應用新科技的步伐相當緩慢，也因此在現今資訊科技發達的 社會普遍認為此產業與新科技缺乏相關性，然而隨著新科技的發展，例如擴增實 境(Augmented Reality, AR) 、混 合實 境 (Mixed Reality, MR) 、人工 智慧 (Artificial Intelligence, AI) 、 建 築 資 訊 模 型 (Building Information Modelling, BIM)等，如能有效的應用，將可增進 AEC 產業的價值並改變其形象。
近 年 來提倡以 AR/MR 為 主要 工 具的 虛 擬設計與施工 (Virtual Design and Construction, VDC)概念，乃是藉由 AR、MR 及 BIM 等技術，將工程專案從規劃、
設計、施工到維運整個專案生命週期，進行視覺化分析、效能評估、降低各項風
增進國內相關建築營建產業自動化的發展，綜上所述，期待國內相關領域投入以 提升 AEC 產業的價值。
第二節 建議
針對混合實境(MR)設備方面，目前以微軟發行的 HoloLens 頭戴式眼鏡未來 發展成效較明顯，其他 MR 設備應用效果相對不顯著，建議各單位可以參考本研效。
建議四
針對 AR/MR 的未來發展：長期性建議 主辦機關：內政部營建署
協辦機關： 內政部建築研究所、中華民國全國建築師公會、中華民國電機 技師公會、財團法人台灣建築中心、台灣建築資訊模型協會、臺灣營建研究院 針對未來發展，擴增實境(AR)與混合實境(MR)皆是未來工程領域發展自動 化的基石，其成效在近幾年已經越來越顯著，建議可考量結合光達產生的多元資 訊提升 AR 及 MR 於工程上的應用成效，建議各單位應該盡早著手發展，分析欲發 展之情境需求找出適合自身的應用情境、方式與設備。
參考資料:
英文部分:
[1] Azuma, R. T. (1997). A survey of augmented reality. In Presence: Teleoperators and Virtual Environments. https://doi.org/10.1162/pres.1997.6.4.355
[2] Bae, H., Golparvar-Fard, M., &White, J. (2013). High-precision vision-based mobile augmented reality system for context-aware architectural, engineering, construction and facility management (AEC/FM) applications. Visualization in Engineering, 1(1), 3. https://doi.org/10.1186/2213-7459-1-3
[3] Beer, R., Engelhardt, K. W., Pfausler, B., Broessner, G., Helbok, R., Lackner, P., Brenneis, C., Kaehler, S. T., Georgopoulos, A., &Schmutzhard, E. (2007).
Pharmacokinetics of intravenous linezolid in cerebrospinal fluid and plasma in neurointensive care patients with staphylococcal ventriculitis associated with external ventricular drains. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 51(1), 379–382. https://doi.org/10.1128/AAC.00515-06
[4] Behzadan, A. H., Dong, S., &Kamat, V. R. (2015). Augmented reality
visualization: A review of civil infrastructure system applications. Advanced Engineering Informatics. https://doi.org/10.1016/j.aei.2015.03.005
[5] Chalhoub, J., &Ayer, S. K. (2018). Using Mixed Reality for electrical construction design communication. Automation in Construction, 86, 1–10.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2017.10.028
[6] Director, C. S. L. N. I. of S. and T. (1993). Integration Definition for Function Modeling (Idef0). Draft Federal Information Processing Standards Publication 183.
[7] Eastman, C. (2011). A Guide to Building Information Modeling for Owners, Managers, Designers, Engineers, and Contractors. In John Wiley & Sons, Inc.
https://doi.org/10.1093/nq/s7-II.32.110-e
[8] Gotze, J., Schumann, C. A., &Muller, E. (2014). Context awareness and augmented reality in facility management. 2014 International Conference on Engineering, Technology and Innovation: Engineering Responsible Innovation in Products and Services, ICE 2014, 1–5.
https://doi.org/10.1109/ICE.2014.6871625
[9] Irizarry, J., Gheisari, M., Williams, G., &Walker, B. N. (2013). InfoSPOT: A mobile Augmented Reality method for accessing building information through a
situation awareness approach. Automation in Construction, 33, 11–23.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2012.09.002
[10] Kivits, R. A., &Furneaux, C. (2013). BIM: Enabling sustainability and asset management through knowledge management. The Scientific World Journal,
2013, 1–14. https://doi.org/10.1155/2013/983721
[11] Koch, C., Neges, M., König, M., &Abramovici, M. (2014). Natural markers for augmented reality-based indoor navigation and facility maintenance.
Automation in Construction. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2014.08.009 [12] Kuo, C., Jeng, T., &Yang, I. (2013). An invisible head marker tracking system for
indoor mobile augmented reality. Automation in Construction.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2012.09.011
[13] Kwon, O. S., Park, C. S., &Lim, C. R. (2014). A defect management system for reinforced concrete work utilizing BIM, image-matching and augmented reality.
Automation in Construction. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2014.05.005 [14] Lin, Y. C., &Su, Y. C. (2013). Developing mobile- and BIM-based integrated visual
facility maintenance management system. The Scientific World Journal, 2013, 1–10. https://doi.org/10.1155/2013/124249
[15] Meža, S., Turk, Ž., &Dolenc, M. (2014). Component based engineering of a mobile BIM-based augmented reality system. Automation in Construction, 42, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2014.02.011
[16] Milgram, P., &Colquhoun, H. (1999). A Taxonomy of Real and Virtual World Display Integration. In Mixed Reality (pp. 5–30). Springer Berlin Heidelberg.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-87512-0_1
[17] Palmarini, R., Erkoyuncu, J. A., Roy, R., &Torabmostaedi, H. (2018). A systematic review of augmented reality applications in maintenance. In Robotics and Computer-Integrated Manufacturing.
https://doi.org/10.1016/j.rcim.2017.06.002
[18] Riexinger, G., Kluth, A., Olbrich, M., Braun, J. D., &Bauernhansl, T. (2018). Mixed Reality for On-Site Self-Instruction and Self-Inspection with Building Information Models. Procedia CIRP. https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.03.160
[19] Schilit, B., &Theimer, M. (1994). Disseminating Active Map Information to Mobile Hosts. IEEE Network.
[20] Wang, X., Love, P. E. D., Kim, M. J., Park, C. S., Sing, C. P., &Hou, L. (2013). A conceptual framework for integrating building information modeling with augmented reality. Automation in Construction, 34, 37–44.
https://doi.org/10.1016/j.autcon.2012.10.012
[21] Zahrádková, Veronika Achten, H. (2015). Required Components for Landscape Information Modelling (LIM): A Literature Review. Peer Reviewed Proceedings of Digital Landscape Architecture 2015 at Anhalt University of Applied Sciences, Lim, 284–288.
中文部分:
[1] 陳俊瑋,“開發以混合實境為基礎之現地施工進度追蹤及查核系統”,碩 士論文,國立成功大學土木工程學研究所,台南市,2019.
[2] 梁高逢,“應用擴增實境及建築資訊模型輔助機電設備施作及查核作 業”,第 22 屆營建工程與管理學術研討會.2018:54.
[3] 黃士豪,“應用擴增實境及建築資訊模型於維護作業之空間分析－以機電 設備為例”,碩士論文,國立成功大學土木工程學研究所,台南市,2018.
[4] 行政院公共工程委員會主管法規查詢系統—品質計畫製作綱要
[4] 行政院公共工程委員會主管法規查詢系統—品質計畫製作綱要