第三章 應用 BIM 及 AI 之建築工程資源分配及時程規劃系統研發
第四節 系統操作步驟
ISM 的建模過程定義明確,包含下列須依序完成的步驟:
(1)確定執行工程過程所需的工項,並確定它們之間的邏輯和順序關係。最後,使用 ISM 的資源元件庫設定各工項間邏輯和順序關係流程圖(圖 3-6)。
圖 3-6: 使用 ISM 的資源元件庫設定各工項間邏輯和順序關係流程圖
(2)設置工程限制條件(圖 3-7)和工程執行目標(圖 3-8)。 一般而言,工程限制條件 是工程的最長施工時間限制,工程執行目標是最短工程施工時間、最低工程基本成本、最少工 程總金額或最少工程成本淨現值。但是,ISM 還是允許使用者為 ISM 中存在的任何其他參數(例 如,資源或空間面積等)設置限制條件,並將工程執行目標設定為最短工程施工時間、最低工 程基本成本、最少工程總金額或最少工程成本淨現值。
圖 3-7: 設置工程限制條件
圖 3-8: 設置工程執行目標
(3)設定整個工程各可用資源的數量、各空間的面積及各資源單位成本之機率分布樣態(例
圖 3-9: 設定整個工程各可用資源的數量、各空間的面積及各資源單位成本之機率分布 樣態
(4)從 BIM 模型透過「工作分解結構及資料庫系統」工作分解結構功能,導入各工項工 作數量到每個工項或從手動界面設定各工項工作數量,並設定各工項所需的其他數據資料(圖 3-10)。
圖 3-10: 從 BIM 模型導入各工項工作數量或從手動界面設定各工項工作數量
(5)設定每個工項所需的資源類型、空間位置、資源關係(例如,一輛卡車需要一位司機)、 最大資源生產率,及各資源於各工項所需工作面積(圖 3-11)。設定各種資源生產率隨機分佈型 態的目的是為了求取各工項施工時間之隨機分配資料,設定各資源於各工項之空間面積需求隨 機分佈型態的目的是為了求取各工項空間面積需求之隨機分配資料。這些資源生產率及空間面 積需求可以依據先前的經驗或工程實際狀況設定。例如,運輸時間的分佈資料可藉由運輸距離 除以估計的運輸速度範圍求得。目標是要儘可能掌握各工項執行中固有的不確定性。類似地,
資源單位成本資料可以依據先前其他工程的數據設定,或依據當地當時的相關數據加以修改。
此步驟是為了求取施工時間、空間面積需求及施工成本分布範圍,其中資源生產率、單位資源 空間需求及單位成本可被設定為隨機分布樣態或常數。
圖 3-11: 設定每個工項所需的資源類型、空間位置、資源關係、最大資源生產率,及各 資源於各工項所需工作面積
(6)使用 ISM 分析尋找最佳資源分配及時程規劃相關資料。(圖 3-12 及 3-13)
圖 3-12: 使用 ISM 分析出各工項最佳施工時間、資源分配、資源生產率、空間分配、成本、開 始施工時間及完成施工時間
圖 3-13: 使用 ISM 分析出最佳工程施工時間、成本、成本淨現值
(7)如果最佳人員及設備分配係以最短工程施工時間為佳化目標,並且在此最佳化目標下出現 兩個或更多選擇方案時,ISM 會自動挑選成本較低的選擇方案。
(8)分析結果。執行數值模擬後,使用者應檢查整個工程中每個資源和每個施工空間區域的使 用百分率(圖 3-14)。如果某些資源的最大使用百分率較低,則可能意味著可以使用較少的這些 資源來達到相同的工程施工時間。如果某些施工空間區域的最大使用百分率較低,而其他某些 施工空間區域的最大使用百分率較高,則使用者應考慮調整這些施工空間區域的區域範圍,即 可能縮短工程施工時間。最後,使用者應檢查工程施工時間、工程成本及工程成本現值的隨機 風險分析結果。如果計算所得的工程施工時間具有高風險,則承包商可能需要考慮增加具有高 最大資源使用率的資源數量,然後依此程序一直重複執行數值模擬分析過程,直到風險降到可 接受的範圍。如果計算所得的工程成本或成本淨現值具有高風險,那麼承包商可能需要提高其 工程報價。
使用 ISM 分析出各資源於整個工程資源使用率