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第 一 節

結 論

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,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),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 4.2)。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」工作分解結構功能直接從 3D BIM 模型匯入本系統(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。此外,本系統可讓使用者依假設裝況做結果預測分析,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。

第 二 節

建 議

建議一

持續研究及推廣應用 BIM 於建築工程施工階段與維護管理階段:立即可行建議 主辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署、內政部建築研究所

協辦機關:財團法人臺灣建築中心、財團法人臺灣營建研究院

在公共工程委員會、本所、財團法人臺灣建築中心、財團法人臺灣營建研究院、各機關學 校 BIM 中心及 BIM 軟體廠商共同努力推廣下,BIM 於工程規劃設計階段之應用在本國已逐漸 成熟。相對的,BIM 於本國工程施工階段與維護管理階段之應用範圍仍較小,大部分稍具規模 工程僅應用於施工階段之 4D、虛擬實境及碰撞檢查,尚屬 CAD 應用範圍,僅少數大型工程或 高科技廠建置會搭配基本 BIM 模型資料管理,故建議加強 BIM 於本國工程施工階段與維護管 理階段之深層應用研究,並將研究成果於國內業界推廣。

建議二

拓展結合 BIM 及 AI 技術應用於建築工程施工階段資源分配及時程規劃之研究:立即可行 建議

主辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署、內政部建築研究所 協辦機關:財團法人臺灣建築中心、財團法人臺灣營建研究院

3D BIM 模型本身具有相當豐富的工程基本資訊,但是 BIM 模型並未包含任何施工順序相 關資訊,所以需要一工項時程規劃系統提供工項排程功能。傳統工項時程規劃系統決定各工項 所需時間時常靠經驗或過往工程資料估計,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。

另外,傳統資源最佳化技術主要包括數學方法和啟發式方法。然而,數學模型由於公式複 雜可能導致求得局部最佳解。啟發式模型則是在不同情況下具有不同的有效性,因此無法適用 於所有的工程案例。此外,使用者也無法針對給定的工程案例事先知道適用於何種啟發式模型。

所以,啟發式模型無法保證獲得最佳解。啟發式模型不一致的解決方案已經導致商用工程管理 軟體於資源調度功能間巨大分歧。

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。」。AI (Artificial Intelligence,人工智慧)應用為目前及未來世界各國重要的研究趨勢,但是 AI 在建築工程施工階段與維護管理階段方面的應用,仍屬起步階段,未來有非常大的發展潛 力,建議加強 AI 於本國工程施工階段與維護管理階段資源分配及時程規劃之研究,並將研究成

果於國內業界推廣。

建議三

立即可行建議—拓展結合 BIM 與資料庫管理應用於建築工程施工階段及維護管理階段之 研究

主辦機關:行政院公共工程委員會、內政部營建署、內政部建築研究所 協辦機關:財團法人臺灣建築中心、財團法人臺灣營建研究院

資料準備是營建管理過程中非常重要的工作之一,並且是最耗時間及最困難的工作之一。

雖然 3D BIM 模型本身具有相當豐富的工程基本資訊,但是 BIM 模型並無法提供工程施工階段 及維護管理階段所需之全部資訊(例如:施工階段之工項施工順序、工項起迄時間、施工成本控 管及材料採購控管,及維護管理階段之設施管理等相關資訊),所以需要於工程施工階段及維護 管理階段另增加一資料庫管理系統,以補足 3D BIM 模型本身不足之處。

綜上,建議拓展結合 BIM 與資料庫管理應用於工程施工階段及維護管理階段之研究,以符 工程施工階段及維護管理階段之實際需求。

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