系統特性

目前，決定建築工程各工項所需資源（人工、材料及設備）的流程通常為使用預先建立的 資料庫為各工項分配所需資源，並使用資源分配方法（例如，分析方法和啟發式方法）做資源 分配。 但是，這個過程無法保證為各工項做最佳資源分配，因為各建築工程各工項都有其不同 的工程目標及限制條件，現有的資源分配流程有其使用限制。

目前建築業界所使用的商業排程軟體，各工項資源分配及施工時間皆由使用者依經驗或過 往工程資料估計而得，然而每個工程都有其不同的工程條件(例如：工班數量、機具數量、材料 數量、施工範圍、受限施工環境之施工效率等) 及不同最佳化目標(例如：最短施工時間、最低 施工成本、有施工時間限制之最低施工成本等)，經驗或過往工程資料無法保證能適用於新的工 程。

3D BIM(Building Information Modeling)模型本身具有相當豐富的工程基本資訊(例如：元件 代號、種類、面積、體積、材料、空間面積等資料)，但是 BIM 模型並未包含任何施工順序相 關資訊。

依據維基百科，「目前有大量的工具應用了人工智慧，其中包括搜尋和數學最佳化、邏輯推 演。」。本研究研發一應用 AI 之系統，該系統使用之技術包括搜尋與數學最佳化及邏輯推演。

綜上，本研究研發一應用 BIM 及 AI (Artificial Intelligence，人工智慧)之建築工程資源分配 及時程規劃系統，簡稱為 ISM，該系統可以自動產製各種可能的工項資源分配組合及時程規劃 選項，並依使用者設定的最佳化目標及工程條件，從中自動挑選出最佳的資源分配組合及時程 規劃選項。

本系統同時考慮和整合大多數重要的施工影響因素（例如:工項排程、成本估算，空間分配、

各工種數量分配，各型設備數量分配及材料管理）（圖 3-1），並應用具有數值模擬分析功能的 AI 技術分析並求取最佳解，如此可使工程資源分配及時程規劃接近最佳化。 本系統進行模擬 分析過程的計算參數包含：（1）各工項所需資源相關的工作數量；（2）整個工程每日各資源數 量限制；（3）整個工程的可用空間；（4）工程目標（例如: 整個工程最短施工工期、最少施工 成本、最長施工工期條件限制之最少施工成本等）；（5）工程限制條件（例如，施工工期不可多

於 500 工作日）；（6）各資源單位成本；（7）各工項的最大資源生產率；（8）各工項所需資源種 類；（9）各工項各資源所需的空間位置；（10）各工項所需資源數量比率限制；（11）各工項各 資源所需工作面積；（12）符合工項施工網絡關係圖之各工項施作優先順序；（13）銀行年利率；

（14）加價百分比等（圖 3-2）。其中，各工項所需資源相關的工作數量可藉由作者研發之「工 作分解結構及資料庫系統」工作分解結構功直接從 3D BIM 模型匯入本系統（圖 3-3，請參見本 所 106 年度「應用 BIM 於建築工程之資源分配及時程規劃策略」研究成果報告），無需人工逐項 輸入。

本系統模擬計算分析後產出的資料包含：（1）各工項資源分配；（2）施工期間各空間動態 分配；（3）決定各工項施工時間之主要資源生產率；（4）整個工程各資源及各空間利用率；（5）

各工項施工時間及施工起迄時間；（6）整個工程施工時間、施工起迄時間及施工成本的計算（包 含工程成本現值計算）；（7）材料管理和採購期程規劃；（8）整個工程施工時間、施工成本、施 工成本現值等風險性分析（圖 3-4）。此外，本系統可讓使用者依假設狀況做結果預測分析，並 可依據工程不可預見的臨時狀況（例如:變更設計、材料交付延遲等）即時安排調整各工項資源 分配及時程規劃。

本系統是在 Simphony（NSERC / Alberta Construction Industry，University of Alberta）的環 境下開發的，Simphony 是一種通用的模擬語言。本系統是一個全自動電腦模擬系統，並可以像 使用一般傳統排程軟體般輕鬆使用，但具有更強大的功能，包含考慮工程的不確定性和動態行 為。本系統讓使用者在不熟悉電腦模擬技術的情況下能夠構建模擬模型，並讓使用者能夠直接 找到經過最佳分析之所有建築項目重要資訊。

Material Management

Equipment Distribution Labor

Distribution

Scheduling Cost

Estimate

Space Distribution

FIAPP in ISM

圖 3-1:ISM 同時考慮和整合大多數重要的施工影響因素

圖 3-2:ISM 進行模擬分析過程的計算參數

空間

計算各工項的時程。此外，本系統引用 Ahuja et al.(1995)所介紹的工項關鍵性概念，而非一般常