第三章 研究方法與分析
第一節 BIM 業務(職缺)之分類
一、 BIM 之定位
過往近30 年,電腦輔助設計(Computer Aided Design 或 CAD)技術的應用,
大大改變了工程設計領域使其由手工繪圖進化為數位繪圖。而近十年來,BIM 技 術的出現,則再一次大大影響工程設計領域,且其不僅影響工程設計繪圖技術領 域,亦影響了工程設計組織之運作模式和相關資訊管理方式,並可能長遠的影響 工程設計管理之相關思維模式。
隨著BIM 技術應用日漸普及,建築與營建工程業界對相關 BIM 專業人力的 需求也自然快速增加,然而實際上仍有多數人存在對於 BIM 的定位理解不夠清 楚。鄭泰昇(2015)提及在 Chuck Eastman 所著作的 BIM Handbook 中,將 BIM 定 義為「一種建模技術,以及一套生產、溝通、及分析建築模型的相關過程」,所 注重者乃是模型建立的過程(Modeling),而不是模型(Models)這個實體。若是 BIM 的應用只是凸顯 BIM 技術本身,或僅未應付契約或業主的要求,其不僅實質上 對工程實務無明顯助益或甚至造成阻礙(謝尚賢,2019)。此外,由於 BIM 與建模 過程的連結關係,易使人誤解BIM 就是採用參數化的軟體去建構一個數位模型,
而其教育訓練就是學習數位軟體的操作。
Wong et al. (2011)的研究指出,在工程學門課程中整合 BIM,將會提昇工程 師的BIM 的能力與水平,並可提供不同且新的職業生涯機會。Wu and Issa (2014)、
Russell et al. (2014)及 Abdirad and Dossick (2016)提及土木建築與營建(architecture, engineering and construction,AEC)產業認為在大學階段學習獲取 BIM 知識技能 具有相當的價值,並可降低產業推行BIM 之成本,亦可增加 AEC 領域畢業生之 職場工作機會。也就是說,AEC 產業之學生在大專階段除熟悉建築工程營建之 專業知識外,學習熟練BIM 技術對其本身投入職場有一定之效益。
由此可知,BIM 只是個工具與手段,僅會操作 BIM 軟體工具確卻無法應用 其實現工程專業或實務目的者,應不能被稱之為具備BIM 能力。亦即 BIM 能力 應為一位專業技術人員可執行不同之 BIM 應用(BIM Uses),並配合不同建模與 專業知識及經驗,達成工程目標之能力(謝尚賢,2018)。因此要研析 BIM 的供給
二、 BIM 應用(BIM Uses)
BIM 技術係透過電腦建立虛擬之工程 3D 模型,並賦予此 3D 模型數位化資 訊,以建立與實際相同之工程資訊資料庫,使其不僅包含工程構件的幾何資訊、
狀態及相關專業資訊外,並可包含非構件(如空間檢討、行為模擬、影響分析)等 資訊。此一多維之虛擬工程模型,整合各階段之相關工程資訊,並可作為各階段 眾多參與單位之工程資訊交換與共享之平台。除可用於模擬工程構造物在實際執 行時之各時序狀態與變化,並可將其資訊提供進行相關之分析與評估,以期達到 工程專案之效益最佳化。
在BIM 應用上,美國 BSA(Building SMART Alliance)對工程建設領域的 BIM 應用情況進行調查,並整理 BIM 的 25 種可於工程各階段實施之不同應用(CIC, 2010)。另 Nejat et al. (2012)亦整理在設計、施工及營運維護階段之可能應用。表 3.1 彙整不同研究所整理之工程生命週期各階段之應用。
除表3.1 所列之 BIM 應用外,表 3.2 彙整 2011~2019 年間其他報告有關 BIM 的應用趨勢。比較表3.1 及 3.2 可發現,在 BIM 之應用趨勢上,有許多應用目前 並不在工程生命週期範圍之相關應用內,然而這些應用確實與 BIM 專業相關,
且將可能會為 BIM 專業創造出不斐的價值,在市場上亦將有相對應的工作機 會。
而要熟悉表3.1 與表 3.2 的 BIM 知識與技能,除了自學或公司自行培訓外,
多數可能會藉由參與學校或教學機構的課程達成。
表3.1 工程生命週期各階段 BIM 之可能應用
程序規劃(Programming)
基地分析(Siye Analysis)
4D 模型(4D Modeling)
成本估算(Cost Estimation)
現況模型(Existing Condition Modeling)
場地分析[方案設計] Execution Plan, BEP)
基地分析
概念設計比選
概念設計定案
設計
設計發展(Design Authoring)
設計檢核(Design Reviews)
3D 整合(3D Coordination)
結構分析(Structural Analysis)
照度分析(Lighting Analysis)
能源分析(Energy Analysis)
機械分析(Mechanical Analysis)
其他工程分析(Other Engineering Analysis)
永續評估(Sustainability/LEED Evaluation)
法規檢討(Code Validation)
4D 模型(4D Modeling)
成本估算(Cost Estimation)
現況模型(Existing Condition
基本設計(Schematic Design)
細部設計(Detail Design)
訓練(Training)
能源分析(Energy Analysis)
行銷(Marketing)
建築結構專業模型建構[初步設
工程生命
工地規劃(Site Utilization Planning)
施工系統設計(Construction System Design)
3D 整合(3D Coordination)
數位製造(digital Fabrication)
3D 控制與規劃(3D Control and Planning)
實際施工成果模型(Record Modeling)
4D 模型(4D Modeling)
成本估算(Cost Estimation)
現況模型(Existing Condition Modeling)
工地配置及後勤(Site Planning and
Logistics)
進度/工作順序 (Schedule/Work Sequence)
模擬(Simulation)
數量計算(Quantity Take Off)
碰撞檢測(Clash Detection)
行銷(Marketing)
施工圖(Shop Drawing)
專案控制(Project Control)
施工深化設計[施工準備]
工程生命 週期階段
BIM 應用(BIM USE)
CIC (2010) Nejat et al. (2012) 上海BIM 指南(2017) 台灣BIM 指南(2017)
施工建模
(Construction Project Modeling)
訓練(Training) Maintenance Schedule)
建築系統分析(Building System Analysis
資產管理(Asset Management)
空間管理(Space Management/Tracking)
減災規劃(Disaster Planning)
實際施工成果模型(Record Modeling)
4D 模型(4D Modeling)
成本估算(Cost Estimation)
現況模型(Existing Condition Modeling)
資產管理(Asset Management)
整建順序(Renovation Prioritization)
運維管理方案策劃[運維]
表3.2 BIM 應用趨勢
Shimonti
(2018) 10
BIM 資訊化(4D, 5D and 6D BIM)
物聯網技術(Internet of Things, IoT)
虛擬實境、擴增實境(Augmented/VR Reality)
模 組 化 施 工 (Modular construction and prefabrication)
BIM 軟體工具(More choices in BIM tools)
點雲技術(Mobile cloud applications)
3D 雷射與空拍(3D laser scans and drones)
3D 列印(3D printing)
直接產品採購(Direct product ordering)
綠色永續(Going green)
Vijay
(2019) 5
3D 列印(3D print)
空拍應用(Drone usage)
點雲應用(Cloud collaboration)
物聯網技術(Internet of Things, IoT)
虛擬實境、擴增實境(Augmented/VR Reality) (資料來源:本研究整理)
三、 BIM 訓練架構
近年來,歸功於政府及國內產學研各界的共同努力,國內建築資訊模型(BIM) 技術在相關工程專案之應用也越來越普遍。建研所鑑於國際上建築資訊模型的積 極發展趨勢,於2011 年即開始進行相關的研究,並於 2015 年起進行多年期的「建 築資訊整合分享與應用推廣個案計畫」(邱垂德等,2015;陳瑞玲與楊智斌,2016),
並視「培育人才」為推動台灣 BIM 的一個重要策略與工作(何明錦與劉青峰,
(一) BIM 專業認證制度
惟在實務上,雖有上述眾多 BIM 基礎技術學習管道,然可能因各類原 因,例如授課者素質、訓練課程結業要求不一、無專業認證制度、工程專業 能力與BIM 無法結合、BIM 費用低落等,導致實際執行 BIM 相關計畫之效 果不盡理想,例如建置之BIM 模型錯誤太多而僅能提供 3D 的模型展示效益,
以及無法落實應用BIM 應有之效益等。如此情境,對於看好 BIM 效益而執 行計畫的業主缺乏保障,亦對真正具備 BIM 專業能力之廠商亦不公平,且 時間若久,將可能造成劣幣驅逐良幣之不良效果,將會阻礙國內推動 BIM 技術之長期發展與提升(陳建忠與王維志等,2017)。建立合適之 BIM 專業能 力認證制度,透過訓練與考核驗證不同BIM 之專業能力(如建模、協同作業 或管理)要求,可能是改善前述問題之解決方式之一。
(二) 乙級技術士認證
而在專業證照部分,國內乙級技術士證照中,已有「建築製圖應用」職 類並區分為甲、乙、丙三個等級,主要工作分別為「製各種建築圖說,並協 助建築師校覈建築相關工程圖說」、「能繪製請照圖及施工圖等專業建築圖樣」
及「能以電腦設備繪製基本建築繪圖」,或可作為未來可作為建立BIM 專業 訓練關鍵指標與培訓課程之參考。
(三) BIM 基礎與應用架構圖
工程領域於 30 年前藉由 CAD 技術的發展應用,由手工繪圖發展為電 腦數位繪圖,而近十年則再進化為 BIM 技術。雖工具隨時間不斷的演進,
然整體技術之根本基礎仍為工程圖學知識,因此本研究以將 BIM 技術視為 圖學知識之延伸,以國內教育體系的人力培育架構為基礎,並考量工程生命 週期之應用,整理BIM 基礎與應用架構如圖 3.1 所示。
圖
表3.3 相關文獻所列 BIM 職位
文獻 職位種類 BIM 相關職位名稱
Barison and Santos
(2011) 8
BIM 管理師(BIM Manager)
BIM 建模師(BIM Modeler)
BIM 訓練師(BIM Trainer)
BIM 主持人(BIM Director)
BIM 技術人員(BIM Technician)
BIM 顧問(BIM Consultant)
BIM 市場經理(BIM Marketing Manager)
BIM 軟體支援工程師(BIM Software Support Engineer)
Joseph
(2011) 7
BIM 管理主持人(BIM Managing Director)
BIM 管理師(BIM Manager)
BIM 模型管理師(BIM Model Manager)
BIM 整合師(BIM Coordinator)
BIM 技術人員(BIM Technician)
BIM 應用發展專員 1(BIM Application Specialist I)
BIM 應用發展專員 2 (BIM Application Specialist II)
Abdulkader
(2013) 8
BIM 管理師(BIM Manager)
BIM 建模師(BIM Modeler)
BIM 分析師(BIM Analyst)
BIM 應用發展工程師(BIM Application Developer)
BIM 專家(BIM Modeling Specialist)
BIM 推廣者(BIM Facilitator)
BIM 顧問(BIM Consultant)
BIM 研究人員(BIM Researcher)
陳建忠與
BIM 專案經理(BIM Project Manager)
主持人(Director)
BIM 整合師(BIM Coordinator)
資深建築師(Senior Architect)
BIM 管理師(BIM Manager)
BIM 設計師(BIM Designer)
BIM 機電整合師(BIM MEP Coordinator)
BIM 技術人員(BIM Technician)
(資料來源:本研究整理)
由先前的BIM 相關應用整理,以及就業市場上有關 BIM 之職缺資料,並配 合當前的BIM 人力需求,以電腦輔助設計(Computer Aided Design, CAD)、電腦 輔助工程分析(Computer Aided Engineering, CAE)、電腦輔助生產(Computer Aided
之角度,彙整BIM 應用與就業市場職 則可對應陳建忠與王維志(2017)所建立之「BIM 建模員
」職缺。
為瞭解表3.4 所列之 BIM 業務(職缺)定義是否可對應市場上的相關職缺,本
表 3.5 BIM 業務分類與 Indeed 職缺對應
BIM 業務 搜尋結果(關鍵字:搜尋結果數量)
繪圖建模 Modeler:88 Drafter:60 Technician:139 模型整合檢討 Coordinator:132 Lead:57 Consultant:34 部門或專案管理 Manager:501 Director:38
輔助設計、分析
與檢討 Architect:272 Engineer:639 Senior
Designer:49 Analyst:29 研究開發 Application:5 Researcher:1 Teacher:4 Education:14 BIM 軟體系統推
廣與維護管理 Marketing:10 Facilitator:2 Software:22 Sale:30 BIM 成果應用 Facility
Manager:13 總計 Full Time:2,949 (資料來源:本研究整理)