第一節 研究緣起與背景
過去廿年來由於資通訊技術(Information and Communication Technology, ICT)的蓬 勃發展,在製造業採用數位化人工智慧實現的「產品生命週期管理(Product Lifecycle Management, PLM)」,創造了多樣精製與大量客製化的產品,並完善了產業供應鏈,以 迅速反應顧客需求,而使人類邁入智慧生活的新時代。相對而言,同一時間營建產業 卻因為專案獨特性及缺乏固定生產線的限制,而陷入發展緩慢及生產力低落的困境。
直 到 近 10 年 才 有 較 完 整 的 工 具 流 程 — 亦 即 建 築 資 訊 模 型 (Building Information Modeling, BIM) 技術—出現。所謂 BIM 技術,可以用「連結資料庫的物件導向參數式 建模工具」來簡要說明。在觀念上 BIM 是在實體建物施作前,先在電腦平台上虛擬建 造,以便能模擬分析建造過程及建造完成以後的各項營建相關問題,並期能在問題發 生之前加以解決;這種工具及流程的使用,將可使設計做得更好、施工更順利;在 BIM 資訊模型建成後又可將建物的資訊轉移至建物維護管理階段使用,以提昇營建產業之 效率,對長久以來營建產業能源消耗與資源浪費等問題,將有明顯的改善效果。以目 前各國對 BIM 相關工作的持續投入與發展方向來看,使用 BIM 已是不可逆的趨勢,
而日後應用 BIM 於工程生命週期之規劃、設計、施工、使用維護與管理過程中,有效 使用所建資訊輔助進行管理決策更將無法避免。
國內學術界自民國 99 年開始即陸續進行 BIM 相關課題之研究,內政部建築研究 所有鑑於國際上的 BIM 趨勢,也在民國 100 年開始著手進行相關的研究計畫,並在 102 年經滾動式調整在其「開放式建築創新應用科技計畫」中導入 BIM 技術相關的研究子 題,以累積的 BIM 相關研究經驗。民國 104 年起則規劃以「政策投入輔導產業與培育 人才」、「整合 BIM 研究與推動任務團隊」、「延伸深化應用於設施管理」及「開發本土 應用」為方向(何明錦、劉青峰,2014),進行為期四年的「建築資訊整合分享與應用研 發推廣計畫」。在工程界方面則以台北市政府捷運局在民國 100 年底發包之萬大線細部 設計標,規定採用 BIM 技術,開啟了公部門運用 BIM 技術的濫觴。繼台北市之後接 棒的是新北市政府工務局,在各區國民運動中心及市立圖書館的統包契約中規定採用 BIM 技術;行政院公共工程委員會也在 103 年 5 月宣示成立「公共工程運用建築資訊 建模(BIM)推動平台」,而新北市政府更在 103 年 6 月發出第一張以電子網路 BIM 模型 審核(e-Plan Check)通過的建照,可見 BIM 專案在國內各地正循序漸進地推動中,並已 經逐步趕上先進國家之進程。
相對薄弱,目前所執行的 BIM 專案大都處於初步發展的試驗階段,一方面業主資訊需 求尚不夠明確,承包商的 BIM 能力也還在逐漸累積與強化當中,亟需要有全國性的 BIM 協同作業指南(以下簡稱「BIM 指南」)來引導推動,才能跳脫「以 3D 圖像做為 BIM 工作之主要成果」的迷思,以消除「國外技術與工具程式的成熟度在本土化應用的扞 格與落差」(何明錦、劉青峰,2014),確實掌握「共享資訊、團隊整合」的 BIM 要義,
並據以提昇營建產業的效能。
第二節 研究問題
自台北市政府捷運局要求在萬大線的細部設計採用 BIM 技術起算,國內公共工 程採用 BIM 已有超過三年的經驗,依照本團隊調查訪談分析結果發現,目前國內所執 行的 BIM 專案至少有以下三項議題待解決:
1. 部份業主並未掌握「共享資訊、團隊整合」的 BIM 要義,需要藉由通用的 BIM 指南協助在 BIM 專案發包文件中定義「業主的資訊需求」及「BIM 目 的」。
2. 設計階段交付的「BIM 模型」大都是由設計建築師以傳統二維工具轉化成三 維,在發包時並未將此三維模型移轉給施工方繼續深化應用;亟需有明確的
「建模指南」來規範 BIM 設計模型及 BIM 施工模型的元件及資訊內容。
3. 大部份施工方反應:「所接收到的 BIM 設計模型不符需求,而必需自行重新 建製」,由此可見設計方與施工方之間的資訊交換出現斷層,無法順暢銜接,
需要有通用的 BIM 指南規範,來確保工程專案之設計/施工兩階段間的資訊 流通能夠順暢銜接無縫接軌。
除了上述問題外,目前國內 BIM 專案的另一項特點,是在主契約條文中詳述「BIM 工作」及「BIM 契約給付金」。這明顯是過渡階段由業主主導的臨時性作法,其優點是 鼓勵參與的團隊儘快採用 BIM 技術,有利於 BIM 經驗的累積;但主要的缺點則是承 攬的統包團隊,很可能會將「BIM 工作」依照「BIM 契約給付金」另行外包給「BIM 分包商」,使得 BIM 變成一種外包的工作項目及交付成果,甚至演化成獨立於施工團 隊之外的「BIM 工作小組」,專門應付業主的「BIM 需求」。如此將無法達成以 BIM 工 具「共享資訊、團隊整合」的目的。對於仍以傳統方法溝通的施工團隊來說,「BIM 工 作小組」只是應付業主需求的額外負擔,無法產生預期的 BIM 效益。這類案例在中國 大陸已有不少相關報導(Wang, 2012),國內應當盡力避免,其解決之道就是儘速明訂全 國通用的「BIM 指南」,使專案各參與方皆能將 BIM 工作內化成為其工作流程中內隱 知識與能力,而非是「為 BIM 而 BIM」的額外工作負擔。
綜上所述,要提高營建產業的效率及國際競爭力,國內公部門已有共識必需推動 採用新的 BIM 工具,本研究計畫即為目前的首要工作—儘速擬訂設計與施工階段協同 作業所需的資訊交換標準,亦即全國性通用的 BIM 指南。
第三節 研究目的
本計畫以「我國 BIM 協同作業指南之研訂—設計與施工階段資訊交換」為主題,
將借鏡其他 BIM 先進國家之經驗,整理分析美國、英國、新加坡及中國大陸推動 BIM 的經驗及其所制定的 BIM 指南,針對建築設計與施工兩階段的資訊建製及交換需求,
進行詳細分析與本土化修正,據以擬訂國內可行的 BIM 指南。
首先,收集國內外相關 BIM 指南文獻,針對建築設計與施工兩階段的資訊建製 及交換需求,進行詳細分析與本土化需求之整理,最後據以擬訂適用於國內營建產業 的 BIM 指南架構。在完成初步 BIM 指南架構後,再透過深入的 BIM 實踐個案訪談,
分析國內目前所面臨之建築設計與施工階段 BIM 交換資訊不足課題,提出 BIM 指南 基本需求內容與作業流程。為達到不同專業 BIM 平台的資訊可交換性以推動「開放式 BIM 環境(OPEN BIM)」,本研究也針對工業基礎分類(IFC)交換格式進行研究。本研究 針對一實際 BIM 專案案例,以不同 BIM 平台產生的 BIM 檔案,透過 IFC 格式進行交 換,分析與探討檔案交換時產生的問題,做為未來跨平台應用 BIM 指南時,可能遭遇 之 BIM 模型資料交換之參考。最後分別在北部、中部及南部辦理三場研討會,宣導內 政部建築研究所歷年 BIM 相關研究進程及成果,以推廣本案所擬訂的 BIM 指南初稿 內容。研究團隊並透過研討會蒐集各界對 BIM 指南初稿之回饋意見,以做為修訂最終 BIM 指南版本之參考
歸納本計畫之研究目的條列如下:
1. 提出國內建築設計與施工階段 BIM 交換資訊基本需求內容與作業流程。
2. 以基本需求內容,研擬國內 BIM 設計與施工階段 BIM 交換資訊指南初稿。
3. 完成國內設計與施工階段 BIM 交換資訊案例演練示範。
4. 舉辦三場 BIM 指南宣導研討會,以推廣本案之 BIM 指南初稿並宣導內政部 建築研究所歷年 BIM 相關研究進程及成果。