建築資訊建模元件知識庫架構與溝通平台研究

建築資訊建模元件知識庫架構

與溝通平台研究

內 政 部建 築研 究 所 協 同研 究 報告

中華民國 105 年 12 月

計畫編號：10515B0009

建築資訊建模元件知識庫架構與

溝通平台研究

計畫主持人：陳建忠

協同主持人：郭榮欽

研 究 員：施宣光、白景富、劉青峰、厲娓娓

研 究 助 理 ：王偲穎、杜京霞

研 究 期 程 ：中華民國 105 年 2 月至 105 年 12 月

內 政 部建 築研 究 所 協 同研 究 報告

中華民國 105 年 12 月

目次

目次 ... I

表次 ... III

圖次 ... IV

摘 要 ... VII

ABSTRACT ... XI

第一章 緒論 ... 1

第一節

研究緣起 ... 2

第二節

研究目的 ... 5

第三節

預期目標 ... 6

第四節

研究方法 ... 7

第五節

研究步驟 ... 12

第六節

進度說明 ... 13

第二章 蒐集之資料、文獻分析 ... 15

第一節

國內相關研究 ... 15

第二節

國外相關研究 ... 20

第三章 建築資訊建模元件知識庫與溝通平台 ... 41

第二節

元件知識庫建置 ... 48

第四章 應用範例測試 ... 53

第一節

建築設計階段的元件知識庫 ... 53

第二節

法規停車位的元件知識庫 ... 87

第三節

建立書籍 ... 92

第五章 結論與建議 ... 102

參考資料 ... 110

一、研究團隊工作會議 ... 110

二、第一次工作會議 ... 114

三、知識管理與知識庫架構討論 ... 121

四、第一次專家諮詢會議 ... 123

五、第二次專家諮詢會議 ... 131

六、期中審查會議記錄 ... 136

七、第三次專家諮詢會議 ... 141

八、第四次專家諮詢會議 ... 146

九、期末審查會議記錄 ... 152

十、參考文獻 ... 162

表次

表 1-1 研究計畫預計時程與實際執行狀況 ... 13

表 4-1 建築師的工作項目與分類 ... 69

表 4-2 專業顧問們的工作項目與分類 ... 70

圖次

圖 1-1 BIM 的螺旋式發展 ... 3

圖 1-2 BIM 以知識為基的系統開發過程 ... 6

圖 1-3 溝通服務平台系統雛形架構示例 ... 9

圖 1-4 研究步驟 ... 12

圖 2-1 3D 知識地圖應用於 BIM-based 知識管理之概念 ... 16

圖 2-2 BIM-based 地圖型知識管理系統架構圖 ... 17

圖 2-3 BIM 模型管理平台 ... 19

圖 2-4 BDM、BIM 和 BKM 發展 ... 20

圖 2-5 BIM 應用程式和 KMS 的整合 ... 21

圖 2-6 擴展到 BKM 用例 ... 22

圖 2-7 BIM 知識庫的系統開發過程 ... 23

圖 2-8 全球 BIM 儀表板 ... 24

圖 2-9 ”以 BIM 為基礎的建築物維護知識管理系統”論文研究步驟 .. 26

圖 2-10 KMoBM 系統雛型架構 ... 27

圖 2-11 知識萃取採用層次分析法(AHP) ... 28

圖 2-12 CBR 模組的運作流程圖 ... 29

圖 2.13 一張顯示 Web 2.0 相關主題與理念的標籤雲 ... 37

圖 3-1 野中郁次郎知識轉化四模式 ... 41

圖 3-2 COBie-TW 的通用視域 ... 45

圖 3-3 Wiki 協同作業環境 ... 46

圖 3-4 「台灣知識種子計畫」架構圖 ... 49

圖 3-5 元件知識庫架構與溝通平台間運作 ... 50

圖 3-6 元件知識庫與溝通平台的連結 ... 51

圖 4-1 建築設計的業務流程切割 ... 55

圖 4-2 LOD 模型發展層級的演變 ... 56

圖 4-3 配置階段的設計業務流程圖 ... 61

圖 4-4 配置階段資訊建模案例(一) ... 62

圖 4-5 配置階段資訊建模案例(二) ... 62

圖 4-6 基本階段的設計業務流程圖 ... 68

圖 4-7 基本設計階段資訊建模案例(三) ... 72

圖 4-8 法規停車位知識庫建置流程 ... 87

圖 4-9 法規停車位知識庫架構 ... 87

圖 4-10 法規停車位知識庫架構 ... 88

圖 4-11 法定停車位 MediaWiki 範例頁面 ... 89

圖 4-12 法定停車位元件 MediaWiki 範例頁面 ... 90

圖 4-13 法定停車位元件 MediaWiki 範例頁面 ... 91

圖 4-14 下載法定停車位元件元件應用於 BIM 模型 ... 91

圖 5-1 元件知識庫架構概念圖 ... 105

圖 5-2 元件知識庫架構與溝通平台示意圖 ... 106

摘 要

關鍵詞：建築資訊建模(BIM)、元件知識庫、維基技術、建築物生命週期、 COBie-TW 一 、 研 究 緣 起 建築資訊建模必須落實於建築生命週期的各階段目標才有真正的價值。建 築從設計到施工乃至於營運階段，由許多里程碑分隔，各階段之間的里程碑所 交付的文件、會議記錄或簽署的合約，代表其前面階段必須完成的決策內涵， 以及後續階段各參與團隊必須執行實現的承諾。建築生命週期各階段所建置的 資訊模型其內涵資訊取決於模型內元件的建置品質，資訊過量與資訊匱乏同樣 都會造成作業成本上升。美國建築科技研究所(NIBS)對 BIM 的定義就直指 BIM 為建築物生命週期提供各項決策之共享知識資源庫。因此，將元件的相關資訊 擴展為元件知識庫是必要的。 二 、 研 究 方 法 與 過 程 本研究計畫將以文獻探討分析國內外之 BIM 及元件知識庫相關的研究現 況以及蒐集可能的應用實例，並詳細翻譯相關主要的文獻，並研究實作技術之 可行性，做為建構國內元件知識庫架構的參考。經針對國內需求進行檢討後， 就相關主題舉辦四次階段性的專家諮詢會議。每一次諮詢會議之後針對專家意 見修改或補強研究方向與內容。期中報告前的兩次諮詢會議以討論研究基本方 向及擬訂元件知識庫初步架構之構想為主，並根據討論結果修訂工作方針，並 依此進行初步規劃設計，旋即決定資訊技術的實驗。期中報告後，開始積極進 行元件知識庫架構的設計與溝通服務平台的規劃。第三次專家諮詢會議時提出 此架構設計與平台規劃構想，參考專家意見後，對此架構設計與平台雛型作進 一步的元件知識範例實驗測試，接著辦理第四次專家諮詢會議，展示測試成 果，依專家意見進行補強，再進行期末報告撰寫。

三 、 重 要 發 現

本研究從企圖建構 BIM 元件知識庫平台出發，初期凝聚三個重要的核心 概念：1.野中的「知識螺旋理論」、2.克里斯多福.亞歷山大的「Design Patterns」、 3.BIM 元件知識庫應以 WiKi 的方式來示現最理想。研究最重要的發現從 BIM 元件特質的認識開始，認為 BIM 屬性綱要(Schema)具多元性，常隨工程專案需 求而異，恰如其分的元件資訊應提升為知識層級，而 BIM 元件知識之間，包 括幾何與非幾何元件的關聯關係具有 1.「連結」(Linking)、2.「嵌附」 (Embedding)、3.「附屬」(Attaching)等三種，研究發現 WiKi 技術正是示現這 三種關係的知識本體的最佳工具，經實驗證明成果豐碩。 四 、 主 要 建 議 事 項 本研究最終擬定並實驗成功的 BIM 元件知識庫平台即為本研究所建議的 開發藍圖，最主要的宗旨就是要成功營造我國 BIM 的共享性元件知識庫基礎 建設，並發起全國建築產業產官學研之專家社群進行永續經營，建構維基環 境，藉網際網路 Web 2.0 的成功典範，架設 BIM 元件知識庫維基平台，在技術 層次方面，研究證實確為可行，此模式應可將我國 BIM 發展推向成功的新頁。 本研究因時間關係，目前在元件知識庫實驗範例僅做出 1.建築規劃設計階 段、2.停車位法規檢測、3.防火門幾何元件、4.業主資訊需求書(EIRs)等，但整 體的溝通平台架構規劃藍圖仍以 BIM 在建築物生命週期，包括規劃、設計、 施工、營運維護等全面性的需求為考量，本年度限於時間人力，仍以整體架構 規劃雛型與建築規劃設計階段元件知識庫基礎分析的既定目標。BIM 元件知識 庫的維基介面正式開發需另案處理。 建議一 立即可執行之建議 -建構「臺灣 BIM 維基服務平台」試驗平台 主辦機關：臺大 BIM 中心 協辦機關：財團法人台灣建築中心、內政部建築研究所

從上述的初步結論可以發現，建構「臺灣 BIM 維基服務平台」是首要任 務，建議應先針對需求面的分析，以及 BIM 元件知識庫基本架構的規畫設計， 然後決定研發工具後，開始嘗試優先建置平台雛形，並探討其功能需求的完整 性，未來相關研究單位應可依此雛形，開始正式開發「臺灣 BIM 維基服務平 台」。 「元件知識庫儀表板」原則上應開放讓業界視其需求開發，但這方面涉及 銜接介面的多樣性，可發展的議題頗多，這應可開放供國內產官學界自行發 揮，但建研所也可擇一代表性議題進行開發。 在建構「臺灣 BIM 維基服務平台」的同時，必須設計編撰相關之訓練教 材與培養種子師資，如同前述所示，積極訓練臺灣 BIM 維基的編撰維護人才， 務必讓全國產官學界之各行各業專家動起來，發揮自助人助精神，一起來創造 我國 BIM 的美好未來。 建議二 中期之建議 - 串聯 BIM 社群及正式成立臺灣 BIM 維基社群 主辦機關：財團法人台灣建築中心 協辦機關：國內各 BIM 社群組織、內政部建築研究所、臺大 BIM 中心 BIM 係建築物生命週期的資訊共享，本研究目前僅以建築規劃設計的元件 知識庫探討作為拋磚引玉，要實現本研究的理想，應盡速成立「臺灣 BIM 維 基社群」。針對建築物生命週期不同階段、不同專業、不同軟體工具，作必要 的分組分工。 目前我國產官學在 BIM 方面，已有許多正式組織及社團，業界有相當多 熱情積極的專家學者，應該都有貢獻專業知識的熱忱，只要成功架構「臺灣 BIM 維基服務平台」，營造永續優質的「互助」環境，則可以發揮 Web 2.0 的 精神，讓 BIM 知識螺旋能順利發展。 期望串聯現有 BIM 社群與「臺灣 BIM 維基服務平台」有了以後，將「臺

灣 BIM 維基社群」組織規則訂出，運作即可逐步上軌道，成為成果共享的知 識體系。 建議三 中長期之建議 – 建立「BIM 元件知識庫管理組織」 主辦機關：國內各 BIM 社群組成管理單位 協辦機關：財團法人臺灣建築中心、內政部建築研究所、臺大 BIM 中心 BIM 維基服務平台是 Web 2.0 的代表，目前 Web 3.0 語意網及 IoT 物聯網 技術正如火如荼的發展中，連 Mediawiki 也在同時發展語意網相關技術，將來 有可能整合，當語意網與物聯網技術逐漸成熟，「臺灣 BIM 維基服務平台」的 角色及功能模組都需要做更大格局的擴充考量。 未來，BIM 元件知識庫將形成我國寶貴的公共資產，必須建立一管理組織 做有效管理，並做長遠之規畫藍圖，負責此公共資產的長遠發展與有效的公開 分享。

ABSTRACT

Keywords: Building Information Modeling(BIM)、Component knowledge base、WiKi technology、Building Life-Cycle、COBie-TW

Building information modeling(BIM) must really be done at all stages of the building's lifecycle, so that it generates real value. Due to the documents, minutes, or contracts that must be delivered between the various phases of the project, they represent the Decision contents that must be made at the previous stage and the commitments that the participating teams in their subsequent phases have to implement. The connotation of the information model built in each stage of the life cycle of the building depends on the quality of the components in the model, Excessive information or lack of information can also cause an increase in the cost of the project. The National Institute of Building Sciences (NIBS) defines BIM as a shared knowledge base that provides decisions on the life cycle of a building. Therefore, it is necessary to extend the relevant information of the component to the component knowledge base.

This research project will explore and analyze the research status of BIM and component knowledge base at home and abroad, as well as the possible application examples, and will translate the relevant literature in detail, and study the feasibility of technical implementation, As a reference for construct a platform of component knowledge base in Taiwan. After conducting a review of domestic demand, four expert consultation sessions were held on the relevant topics. After each

consultation meeting, revise or reinforce the research direction and contents according to expert opinions. The two consultation meetings before the interim report focused on the basic direction of the study and the formulation of the preliminary structure of the component knowledge base and revised the working

guidelines based on the results of the discussions, and carried out preliminary planning and design to determine information technology experiments. After the interim report, the design of the component knowledge base structure and the planning of the communication service platform were actively carried out. The third expert consultation meeting to propose the structure of the component knowledge base design and platform planning concept, with reference to expert advice, the structure design and platform prototype for further component knowledge of the experimental test, and then for the fourth expert consultation meeting to show the test results , According to expert advice to strengthen, and then the final report writing.

This study begins with attempting to construct a BIM component knowledge base platform, 1. Ikujiro Nonaka's "Knowledge Spiral Theory", 2. Christopher Alexander's "Design Patterns", 3. The BIM component knowledge base should be based on WiKi's approach Showing the best.

The most important discovery of the study begins with an understanding of the characteristics of BIM components，The research team believes that the BIM Schema has multiple dimensions, which often vary with project requirements, And appropriate components of information should be upgraded to knowledge level, The relationship between BIM component knowledge, including geometric and

non-geometric elements, has the following three relationships:1. Linking、2. Embedding、3. Attaching. It is found that WiKi technology is the best tool to show the knowledge ontology of these three relations.

第一章 緒論

建築資訊建模已經在我國建築產業界推動多年，由於它涉及層面，深至整 個建築物之生命週期，廣至建築產業相關連之上下游與不同專業領域，要有效 掌握全面性的資訊，使其在正確的時機、正確的位置，發揮最佳的效果，相當 不易；建築物主要是由一群人所創建，建造完成後，長期供人們活動使用，在 整個過程中，人與建物實體空間之間會產出許多的資料，如今，這些資料，包 括幾何與非幾何，靜態與動態，已經能用建築資訊建模技術，成功地記錄、運 算、儲存，並且彙整成有用的資訊，提供過程中不同階段、不同專業團隊的運 用，而在這些大量的資訊中，又能提煉並擷取出供傳承的知識，人類的智慧就 是從這些傳承的知識之吸取與淬鍊所累積而成。 從技術層面來看，建築資訊建模是許多相關建築元件在虛擬數位化空間， 透過物件導向技術，將其組構起來，這些元件含有表達其在實體空間被業界普 遍認知的形狀、名稱、代碼、型態、分類，及必要的屬性及行為特性，甚至隨 著不同時空關係而衍生連結的其他資訊。而這些元件蘊含的資訊即形成一組知 識本體，如果能將許許多多在建築產業常用的元件知識本體建構成元件知識 庫，則對建築產業在運用建築資訊建模時，更能提升其效率與品質。

本研究即嘗試參考國內外有關 BIM 元件以知識為基(knowledge base)的資 訊架構研究文獻進行探討，再逐步擬訂符合我國國情文化的 BIM 元件知識庫 基本架構，理想中這個架構應該類似株式有機體，能隨建築物的誕生、成長、 茁壯，到最後的衰老，從虛擬空間亦步亦趨地陪同實體空間持續發展，設法去 建構此虛擬空間的知識庫架構，使其在建築物生命週期中發揮最大的價值與貢 獻，是本研究的主要宗旨。

第一節 研究緣起

建築資訊建模必須落實於建築生命週期的各階段目標才有真正的價值， 否則極易流於形式。建築從設計到施工乃至於營運階段，由許多里程碑分隔， 各階段之間的里程碑所交付的文件、會議記錄或簽署的合約，代表其前面階段 必須完成的決策內涵，以及後續階段各參與團隊必須執行實現的承諾。而每個 階段所建置的資訊模型目的就是在於協助建築團隊發展並記錄每個階段的決 策內容，製作里程碑所需文件，並且作為階段間各團隊間的溝通媒介與投入憑 證。 資訊過量與資訊匱乏同樣都會造成作業成本上升，建築生命週期各階段所 建置的資訊模型其內涵資訊取決於模型內元件的建置品質。如果元件內含資訊 過量或匱乏，除了會降低建模效率之外，更嚴重的是讓原本應該在後續階段進 行的決策提前被輸入模型而誤導後續決策流程，如果每一個階段資訊建模都能 採用適當的元件架構進行建模，可以協助確保決策流程的效率及品質。因此延 續現有元件庫架構做擴充，考量產業需求，彙整成元件知識庫，協助產業發展 與學界研究課題。 在許多情況下，建築的過程是貫穿並延伸跨越整個設施的壽命的。這個冗 長的生命週期並不是一個嚴謹的線性過程，但顯然是一種週期性、螺旋性的過 程，有點類似去氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結構，它必須有回饋和週期循環 的知識累積以及分散佈署的能力。圖 1-1 即表示這種業務流程的生命週期，它 係由一個中央的知識核心，及代表流程中各階段相關供應商與專案團隊的外部 節點所組成的螺旋所建構而成。圖中核心的資訊骨幹(Information Backbone)， 正是由其履歷(靜態)及當前(動態)提供的資料所整合的儲存庫，這就是本研究 所謂的知識庫。透過分析，骨幹資料可以提供知識，以及取代圖 1-1 設施生命 週期螺旋的未來預測。

圖 1-1 BIM 的螺旋式發展(取自 NBIMS v1-p1[1]) BIM 輔助建築執照審查是以建築師設計送審為主要目標，而 BIM 並非只 為建照審查而生，BIM 涵蓋建築物生命週期整體的應用，主要它具有串接建築 物生命週期各階段資訊的能力，因此在建築物完工後，模型中的資訊能夠同時 被萃取來提供竣工營運使用期間有關設施管理應用，這些都是我們發展的目 標。要達到這些目標，除了規劃設計一個全面考慮之元件知識庫基礎架構以 外，還必須要有元件知識庫共享平台，提供建築物生命週期中各階段分享與溝 通使用。 元件知識庫標準是以提供未來在建築物規劃設計施工過程，以及營運維護 設施管理(FM)中，在數位虛擬空間進行分享連結與管理所建立的。如果能夠在 BIM 模型中有效地發展一套編碼機制，將建築物各種元件設施，以其編碼註記 在模型元件中，溝通服務系統平台可於完工後針對其元件編碼，繫接到元件關 聯資料庫項目內容。如此將可以彙整政府相關工程專案所使用之設施數量統

計，包括：廠牌、型號及設施維護文件等。如果此編碼再與 COBie[2]完整資訊 結合起來，並且由一棟建築物擴展至各棟建築物的標準，後續將可以進行大數 據(BigData)分析。因此將在元件知識庫起步階段，可以開始規劃整體的架構， 依此架構逐步不斷改善及擴充基礎資料。因此發展以建築資訊建模技術促進國 家整體建築產業發展之跨單位機制，逐步建立建築資訊之元件資料及網路服 務。基於分散儲存之特性，建築資訊建模之發展須由建築產業基礎建設及協同 合作之觀點，建立國家級之流通環境，達成避免元件資源重複建置、加速資料 流通、落實資料之建築應用及促進建築領域之整合應用。

在著名的維基百科中，有關 Building Information Modeling(BIM)的定義 [3]，美國國家建築資訊模型標準的專案委員會(US National Building Information Model Standard Project Committee)有下列一段闡述：

“Building Information Modeling (BIM) is a digital representation of physical

and functional characteristics of a facility. A BIM is a shared knowledge resource for information about a facility forming a reliable basis for decisions during its life-cycle; defined as existing from earliest conception to demolition.”

“建築資訊建模(BIM)是一個設施之實體與其功能特性的一種數位化表 現，一個 BIM 是有關提供一個設施在其生命週期間之各種決策可靠依據的共享 性知識資源，從最早的概念規劃階段一直到拆遷為止。” 如何提供一個可行的環境來蓄積這個生命週期中供各種決策可靠依據之 共享性知識資源，是實踐 BIM 一個相當關鍵性的議題。這個共享性知識資源 的基礎架構可能至少須具備幾個特性： A. 具有不斷成長與新陳代謝特質的有機體。 B. 具有延展性、續接性，雖可斷開獨立運作，但隨時可合理銜接整合。 C. 資訊發展層級，包括幾何與非幾何，得視作業需要程度做深化或簡化。 D. 配合電腦軟硬體及網路頻寬之能力，充分應用資訊技術對資訊儲存與 呈現做最佳化的規劃。

也許，目前資訊技術以及普及的軟體工具仍存在實現終極理想的侷限性， 但目前既有的工具與技術，若能充分熟習它，充分運用它，實際上是可大幅改 善傳統工程上的一些易犯的缺失。然而，BIM 的推行絕對不可忽視業界從根深 蒂固之傳統作業模式，逐步轉移與接受的進程，誠如英國政府營建策略的推 動，從 Level 0 逐步要求，2016 年要求的 BIM Levle 2 成熟度[4]仍以檔案為基， 部分自動化的程度，而真正更全面自動化的 BIM Levle 3 成熟度是預期到 2025 年達成，這也是考慮到普遍業界的接受度，以及對資訊技術應用的保守規劃， 這是相當值得我國借鏡的策略。 目前我國建築產業界許多先進單位已應用 BIM 技術多年，在工具使用的 成熟度方面已經相當不錯，唯獨對所謂共享性知識資源的建構方面仍亟待加強 研發，這是實現導入 BIM 利益最大化的關鍵一步，而這個步驟必須考慮國內 區域性的文化與既有程序，國外現成的方式僅一參考，不能完全引用。這是本 研究議題主要之背景。

第二節 研究目的

BIM 是涵蓋建築物整個生命週期的資訊共享技術，若建築物導入 BIM，沒 有盡力朝此目標努力，無法在各階段順利的傳承共享資訊，其效果就大打折 扣，甚至使各階段努力建置與蓄積的模型資訊，無法延續，造成浪費或變成形 式化。韓國政府在 2015 年即推動一個大型的國家級研究計畫，分成三階段， 要開發一個 BIM 以知識為基的系統(如圖 1-2 所示)[5]。 本研究的主要目的就是企圖從建築物生命週期各階段的資訊需求特質進 行分析，建構一個可成長與新陳代謝的株式有機體，兼顧本土化之 BIM 元件 知識庫架構。這個架構將能承載各種建築物的 BIM 資訊，能提供各階段、各 專業團隊充分共享。

圖 1-2 BIM 以知識為基的系統開發過程[5]

第三節 預期目標

本研究之預期目標在提出適用於我國建築產業界的「建築資訊建模元件知 識庫架構」，並試圖規劃設計一溝通平台雛形系統，供後續實質開發及案例實 作之參考。包括下列項目： 1. 建築資訊建模元件知識庫架構 2. 建築資訊建模元件知識庫範例 3. 建築資訊建模元件知識庫與 COBie-TW 關係 4. 建築資訊建模元件知識庫溝通平台雛形系統 5. 提出建築資訊建模元件知識庫建置方法與流程 6. 「建築資訊建模元件知識庫架構」初步可行的應用範例雛形。

第四節 研究方法

本研究計畫將以文獻探討分析國內外相關研究現況以及蒐集可能的應用 實例，並詳細翻譯相關主要的文獻，包括美國 NBIMS 內比較有關的內容，以 及英國與知識庫或知識管理相關的文獻，做為建構國內元件知識庫架構的參 考。經針對國內需求進行檢討後，就相關主題舉辦四次階段性的專家諮詢會 議。每一次諮詢會議之後針對專家意見修改或補強研究方向與內容。期中報告 前的兩次諮詢會議以討論研究基本方向及擬訂元件知識庫初步架構之構想為 主，並根據討論結果修訂工作方針，並依此進行實際規劃設計。期中報告後， 將同時進行元件知識庫架構的設計與溝通服務平台的規劃。第三次專家諮詢會 議時將提出此架構設計與平台規劃構想，參考專家意見後，對此架構設計與平 台雛型作進一步的元件實例測試，接著辦理第四次專家諮詢會議，展示測試成 果，依專家意見進行補強，再進行期末報告撰寫。以下分別對上述研究步驟做 進一步的說明。 1.期初報告 本研究會在一開始的期初報告，簡略報告研究的主旨與構想、理念，以及 打算採用的方法步驟，也同時簡介目前國內外與本研究主題近似的相關研發， 並聆聽各專家委員的寶貴意見，將其融入後續研究的參考。 2.文獻探討與重點文獻翻譯 由於 BIM 的應用涵蓋整個建築物的生命週期各階段、各專業，牽涉到相 當龐雜的資訊時空整和關係，所以，相關的文獻也相當多，除了 BIM 技術、 資料庫技術、知識管理技術、各工程專業實務技術等，包括論文、標準、指引、 規範等，直接間接都有關係，團隊成員在此領域歷經多年長期耕耘，累積相當 基礎，將會針對本年研究宗旨，理出重點文獻，詳細翻譯與整理，提供後續研 究步驟參考。另外，也會深度關注國內外在相關議題的發展動態，無論技術層 面或策略層面，甚至國內業界眼前推動 BIM 的殷切需求面，都會細心蒐集與 探討，希望能使本年在元件知識庫架構的規畫上，能做更細膩更全面的考量，

3.擬訂研究方針與架構 由於元件知識庫架構對我國 BIM 技術的推動深具舉足輕重的角色，設計 之良窳，影響建築產業轉型的成敗至深且鉅，雖然元件知識庫架構亦會受到許 多外在因素消長的牽動，例如工具功能提升、資訊技術更新與應用深化，業界 調適的互制影響，這些都要細心思量。這是工程實務與資訊技術複雜交織的沉 重工作，具高度挑戰性，為了規劃設計出可長可久且兼顧隨業界能順利逐步引 用而彈性成長擴充之潛能架構，必須先擬訂研究方針與整體研究架構，亦即研 究的策略思維。 4.召開第一次專家諮詢會議 本研究預計在第三個月辦理第一次專家諮詢會議，主要提出兩大主題： a.文獻研討與整理的初步心得，以及部分重點文獻翻譯成果呈現。 b.提出本年度研究方針與研究架構，研究的策略思維。 5.擬訂元件知識庫架構初步構想 經第一次專家諮詢會議委員意見的整理與融入，並從文獻探討之心得，在 充分考量國內業界實務可行性與資訊技術深化應用的條件下，開始嘗試擬訂元 件知識庫的架構初步構想，嚴格的說，此架構應是一套機制，此機制會涵蓋資 訊架構上下游的配套。 6.召開第二次專家諮詢會議 本研究預計在第五個月辦理第二次專家諮詢會議，最主要任務在提出元件 知識庫的架構初步構想藍圖，並闡述規劃的理念，爭取專家委員的認同，並虛 心接受專家委員寶貴意見。經整理專家委員意見，盡可能融入並調整與補強此 元件知識庫的架構藍圖，開始著手撰寫期中報告。 7.期中報告 本計畫預計在第六個月辦理期中簡報，除了提出元件知識庫的架構初步構 想藍圖外，也會提出溝通服務平台系統的規劃構想，並聆聽專家委員寶貴意見， 整理所有專家委員意見，盡可能融入並調整與補強此元件知識庫的架構藍圖，

以及溝通服務平台系統的規劃構想，做為下一步研究的依據。 8.設計元件知識庫基礎架構雛形 開始依據期中報告後修正之元件知識庫的架構藍圖，進行實質元件知識庫 基礎架構的雛型設計，這會是一套機制，從資訊層面而言，可能包括資料庫的 schema、BIM 模型元件屬性集、樣板檔、共享參數等，以及運作流程與規則等。 9.規劃溝通服務平台系統雛形 開始依據期中報告後修正之溝通服務平台系統的規劃構想，開始實質規劃 溝通服務平台系統雛形。此溝通服務平台可能考慮後端儲存架構、前端使用者 的軟硬體與網路設施特質，以及業界實務應用的親和性、可行性。最重要的是 此系統須朝公有雲的服務平台方向來規畫，將來須能與業界普遍建置私有雲的 趨勢無縫接軌，形成混合雲的運作態勢，是個很重要的考量，讓未來我國的 BIM 發展能順利升級到智慧城市、BIM 資訊服務無所不在的方向挺進。 圖 1-3 為中華民國公共工程資訊學會在台北市政府委託研發案中所提出之 溝通服務平台系統雛形架構示例，其主要著眼在建築物物件詮釋資料的建構與 運作機制，值得本研究的規劃參考。 圖 1-3 溝通服務平台系統雛形架構示例

此雛形架構的理念認為，元件知識庫的建置應該採開放式的方式，未來希 望能提供更多的參與者進到系統平台，共同參與元件建置的構思，元件在建置 的過程中，可以能更充分的得到不同的意見，而提出之元件參數條件，也應該 經由專業單位的審核與認證通過，才可正式上傳發布，使管理機制更具效力與 公信力。 此雛形架構初期規劃重點放在建築法規檢測的功能面，其元件資料庫共享 平台系統設計主要分二大部份，第一部份是開發物件詮釋資料建置區，提供物 件詮釋資料的定義、審核及發佈。第二部份是依據詮釋資料的標準，提供物件 的上傳及下載。主要功能架構如下。 a.物件詮釋資料暫存區： 由政府機關訂定物件類型、詮釋資料類別及類別元素後，若建築師、建設 公司及營造廠等專業機構欲增加或修正類別元素，可上網提供新增或修正參數 資料建議，該資料初步納入暫存區。 b.物件詮釋資料公告區： 前述暫存區資料，可由專業機構審核通過後，可以納入正式專用元素，並 填入該元素審核通過的日期及相關說明。此上繳之認證及簽核機制會讓物件更 具效力與公信力。 c.BIM 物件上傳區： 物件提供者欲上傳物件提供使用時，必須依據詮釋資料的元素填入相關資 料後，才可以上傳該物件。 d.BIM 物件下載區： 系統可以提供物件使用者下載所需的物件。 10.召開第三次專家諮詢會議 本研究計畫預計第八週辦理第三次專家諮詢會議，屆時將提出 BIM 元件 知識庫架構設計與溝通服務平台雛形規劃構想，並聽取專家委員的寶貴意見， 進行調整與補強。

11.架構設計與平台雛型的元件實例測試 參考第三次專家諮詢會議專家意見後，對 BIM 元件知識庫架構設計與溝 通服務平台雛形作進一步的元件實例測試，並擬訂相關流程與規則。 12.召開第四次專家諮詢會議 本研究計畫預計第十週辦理第四次專家諮詢會議，展示測試成果，再依專 家意見進行補強，然後開始進行期末報告撰寫。 13.期末報告 經第四次專家諮詢會議各委員的建議，做最後審視與整理，開始撰寫期末 報告，統整所有研究過程的資料，提出本研究的研究成果，並經最後期末報告 後，各專家委員的建議，再做調整與補強，完成期末報告定稿，正式付印繳交。

第五節 研究步驟

期初報告 文獻探討 文獻翻譯 提出研究方向與架構 諮詢會議(一) 提出元件知識庫初步架構構想 諮詢會議(二) 期中報告 提出元件知識庫基礎架構雛形 提出溝通平台初步構想 諮詢會議(三) 元件範例試驗 諮詢會議(四) 期末報告 圖 1-4 研究步驟(資料來源：研究小組自繪)

圖例說明： 預定進度 執行進度

第六節 進度說明

本研究之期程為 105/02 – 105/12，共計十一個月，其中定期召開研發小組 協商會議係包括研究小組每週固定之研究會議，以及辦理專家座談。 表 1-1 研究計畫預計時程與實際執行狀況 （資料來源：研究小組自繪） 月 工作項目 第 1 個 月 第 2 個 月 第 3 個 月 第 4 個 月 第 5 個 月 第 6 個 月 第 7 個 月 第 8 個 月 第 9 個 月 第 10 個 月 第 11 個 月 備 註 期初報告 文獻探討與翻譯 研究方向與架構擬訂 諮詢會議(一) 元件知識庫初步架構規劃 諮詢會議(二) 期中報告 元件知識庫基礎架構雛形設 計 溝通平台雛型初步規畫 諮詢會議(三) 溝通平台雛型設計 元件範例試驗 諮詢會議(四) 期末報告 預定進度 (累積數) 8﹪ (8%) 8﹪ (15%) 15﹪ (30%) 8﹪ (38%) 8﹪ (46%) 12﹪ (58%) 8﹪ (65%) 12﹪ (77%) 8﹪ (85%) 12﹪ (96%) 4﹪ (100%) 說明： １工作項目請視計畫性質及需要自行訂定，預定研究進度以粗線表示其起訖日期。 ２預定研究進度百分比一欄，係為配合追蹤考核作業所設計。請以每一小格粗組線為一分，統計求得本案之 總分，再將各月份工作項目之累積得分(與之前各月加總)除以總分，即為各月份之預定進度。 ３科技計畫請註明查核點，作為每一季所預定完成工作項目之查核依據。

第二章 蒐集之資料、文獻分析

第一節 國內相關研究

一、 建構營建工程 BIM-based 知識管理系統建構之研究(

林祐正教授：

國科會 99/8/1~100/7/31

)[6]

本研究利用網路技術及 BIM 概念應用於 3D 知識地圖並建構適用營建 工程知識管理系統，有系統地彙整蒐集及管理工程執行中所產生的知識，以利 提昇營建企業工程之效率與效益。利用 BIM 概念應用於 3D 知識地圖來整理 相關營建工程知識，主要的好處在於能夠有效率地瞭解執行工程專案內部及外 部相關之知識資產，有效地彙整及管理工程專案的知識。主要可以分成三個部 分來進行： 1. 首先建構 BIM-based 之 3D 知識地圖及知識管理模型建構方式，討論工程專案 式知識整理之管理策略、工程專案知識管理模式、3D 知識地圖知識擴散模式、 和 BIM 地圖型模式知識地圖分享策略，並且討論 BIM 地圖型模式知識地圖運 用之有效性評估。 2. BIM-based 知識管理應用模式、架構及系統(圖 2-1)。 3. 利用個案營造廠的實際工程運作實際應用 BIM-based 知識管理模式進行知識管 理。

圖 2-1 3D 知識地圖應用於 BIM-based 知識管理之概念 (資料來源︰林祐正教授)

系統架構採三層式架構(three-tier architecture)，包含客戶端(Client)、應用 程式伺服端(Application Server)、資料庫伺服端(Database Server)。系統運作流 程說明如下：首先，使用者於客戶端使用配備上網 功能之個人電腦執行網路 瀏覽器，透過網際網路連結應用程式伺服端並發出資訊請求，應用程式伺服端 接收到資訊請求後，會依據使用者帳戶權限及給予條件執行應用程式，進入資 料庫伺服端存取資料，最後將 HTML 網頁資料回傳呈現於瀏覽器畫面 (圖 2-2) 。

Project

Construction Phase Knowledge _Asset

Project Knowledge

Explicit Knowledge

Knowledge Management Teams

圖 2-2 BIM-based 地圖型知識管理系統架構圖(資料來源︰林祐正教授) 本研究首先對於國內營建工程專案 BIM-based 型知識管理過程進行需求 分析，進而探討系統應用於合作企業進行工程專案 BIM-based 型知識管理可 能面臨之問題，並提出適用於營建企業之 BIM-based 型知識管理模式，作為

BIM-based Knowledge Management

Knowledge & Experience Sharing

Engineers Manager

Knowledge

Management Team On-site Engineer Head Office

二、 BIM 模型知識萃取之探討(中興工程顧問公司 -洪建龍、周頌安

(102/01))[7]

建築資訊模型(Building Information Modeling, BIM)是將工程建物的幾何及 非幾何資訊，以物件的方式建立在數位模型之中，透過操作該模型，使用者可 以得到較以往 2D 平面圖更豐富且一致的資訊。但是如何資訊由 BIM 模型中萃 取出來，透過專業的運算，成為企業有用的知識來幫助工程師從事設計工作， 為本篇文章的重點。 文中以一實際例子進行說明，使用 IFC 檔案格式資料透過所建立之「BIM 模型管理平台」，從 BIM 模型的建立、建築執照申請到設施管理的加值應用， 利用此平台從 BIM 模型所提供的資料，從知識管理的角度來看，如何透過專 業的分析與加值，萃取出有用的知識幫助工程師從事設計工作，進行說明(圖 2-3)。

第二節 國外相關研究

一、 建築知識建模：將知識整合進 BIM 中(美國賓州大學 Fangxiao Liu 博

士 2013)[8]

目前知識管理(KM)的做法是一個獨立的程序，對於 BIM 的經驗學習與教 訓目前也沒有有效的截取方法或程序被建立。這將導致知識的損失，以致對 BIM 設計和協同作業產生負面影響。因此需要用一整合的方法來將知識管理導 入 BIM 的範圍內，從經驗教訓實證過程中所獲得的知識，就可以被儲存到知 識管理系統(KMS)中，對後續作業以及未來的專案也都會有所幫助。 在本篇研究中，提出 BIM 與 KMS 整合，將資訊交換擴大成知識。BIM 應 用程式和 KMS(儲存在知識管理資料庫中的知識)同時為了滿足使用 BIM 的資 訊交換需求，以及 KM 的知識擷取、共享、再利用與 KM 的維護需求，而相連 接與運作。這是本文所提出的 BKM 方法的核心(圖 2-4)。

圖 2-4 BDM、BIM 和 BKM 發展(資料來源︰Fangxiao Liu 博士)

在一起，使團隊協同作業和建立知識管理成為可能。藉由“Knowledge+”的整 合模組來實作，用來連接 BIM 應用程式和 KMS，以擴展 BIM 使用，並促進知 識擷取與在 BIM 的範圍內分享。此模組會擷取在 BIM 活動中經驗教訓的功能， 促進 BIM 和 KM 進程之間的通信，以及支援在設施的生命週期中進行知識的 檢索與再利用。透過網際網路，在 BIM 應用程式和 KMS 之間進行資訊交換。 從 BIM 活動擷取到的經驗教訓，由 Knowledge+送到 KMS，以便交由相關團隊 成員/專家進行驗證，並儲存到 KM 資源庫。同時，Knowledge+也被用來檢索 來自先前 KMS 的知識，以促進 BIM 平台上設計和協同作業(圖 2-5)。

圖 2-5 BIM 應用程式和 KMS 的整合(資料來源︰Fangxiao Liu 博士) 文中並以一個氣流分析的案例來說明。一個節能改造建築物的內部隔間設 計，建築師在早期設計階段設計的隔間，可能沒有從能源工程師的角度來看能 源效率。如果初始設計沒有滿足此節能的要求，建築師將需要與能源工程師進 行協同作業，改變隔間的設計，而這將導致一個程序延遲和多餘的工作。這種 隔間設計的經驗教訓，透過 Knowledge+模組進行識別和記錄，然後將內容發 送到 KMS 進行知識管理(驗證、儲存和維護)，如此，其他團隊成員就可以在 以後的階段或未來專案中應用到這個新知識(圖 2-6)。

圖 2-6 擴展到 BKM 用例(資料來源︰Fangxiao Liu 博士) 因此在文末的結論提到，使用 BKM 方法，透過在 BIM 使用過程中，整合 “Knowledge +”模組進行知識的擷取與再使用之可能性與可行性。BKM 方法 可以使整體建築資訊和知識管理的方法能夠促進專案管理和團隊協同作業。工 作效率和生產率都大幅增加，而相關可再使用的領域知識皆可被保存。此外， 可以透過充分利用專家知識，促進節能設計，減少多餘和不必要的返工。

二、 介紹南韓的 BIM 知識庫開發專案(韓國延世大學建築工程系的

Kyungha Lee 等六人 2015/09/01)[5]

本篇文章主要介紹一個開發建築資訊模型(BIM)的知識庫系統，該系統包 括各種 BIM 相關的統計資訊和最佳實務。這項研究為目前正在韓國進行，總 金額 5,800,000 美元之國家級研發專案的一部分，該專案分為三個階段，目前 為第一階段。主要目標是開發一個針對 BIM 專案案例資訊收集的標準格式， 以及 BIM 的關鍵績效指標(KPIs)，而這些資料可以透過 Web 持續被收集與查 詢。提供國內(南韓)，甚至國際間的 BIM 使用者、研究人員和 BIM 相關的決 策者，能夠迅速、直觀地掌握 BIM 資訊，包括 BIM 統計、BIM 的 KPIs、以及

取自最佳實務經驗的學習教材。

研究的方式是收集和分析 BIM 專案以及相關資訊，作為將來的 BIM 專案 一個廣泛的知識資源。分成三個步驟(圖 2-7)：

圖 2-7 BIM 知識庫的系統開發過程(資料來源︰Kyungha Lee 等)

第一步驟包括 BIM 相關專案資料的收集和分析。透過 buildingSMART(南 韓)所開發與管理的 BIM 專案登記系統、以前的 BIM 專案報告文獻調查及從業 人員的調查等三個管道進行收集。至今已經包含超過 600 個 BIM 案例。但是 有一些問題造成資料在分析上的困難，像是相同專案但名稱略為不同，或者因 專案中不同的專業角色所提供重複的報告資料。且目前沒有有效的分類系統對 應這些專案與資料。因此建議增加幾個多選擇性的資料類型，由國家建築規範 與法規，以及國際營建分類系統，如 OmniClass 營建分類系統(OmniClass)，和 營建產業統一分類(Uniclass2)來對應。 第二步驟(目前正在進行中)是分析資料，並創建一個最佳實務資料庫。開 發簡單和直觀的方式來呈現所分析的資料。提出以 slim BIM 模型為快速視覺 化，以及能在不同的時期的多個地區或組織，進行 BIM 實施層級比較的一種 簡單而直觀的圖形呈現。目前已經開發出三種類型的 slim BIM 模型：一個鑽 石模型、一個橄欖球模型和一個三角模型。slim BIM 模型採用最常用的指標來 表示 BIM 的採用/實施等級，亦即，所謂 BIM 採用率、BIM 實施的深度、BIM

熟練的層級，以及使用 BIM 的年度。在鑽石和橄欖球模型中，橫軸表示實施 廣度，以及垂直軸表示執行深度。三角形模型代表 BIM 實施等級，聚焦在 BIM 使用者，而其他兩種模刑則同時考慮 BIM 使用者和非 BIM 使用者。每個形狀 的面積代表整體 BIM 實施等級。另一個例子是 BIM 地圖。 BIM 地圖係用地 區和年份來視覺化 BIM 資料。任何允許國際性比較的 BIM 相關的資料皆可以 被視覺化。

第三步驟是將這些資料建立一個 web-based 的應用程式，使用者可以對應 到他們的專案所需，輕鬆地搜索 BIM 案例和最佳實務。因此提出「全球 BIM 儀表板」的概念。將這些資訊整合於儀表板中，方便使用者查詢與使用。

圖 2-8 全球 BIM 儀表板(資料來源︰Kyungha Lee 等)

BIM 知識庫發展專案的主要目標是要建立一個可以提供 BIM 使用者、研 究人員，以及 BIM 相關的決策者，以直觀和有效的方式使用這些資訊。 目前為專案進行的第二年。迄今，已經開發標準化的資料彙總表，並且收 集 BIM 專案資料，以及使用此資料彙總表的案例。並開發了多種用視覺化分 析這些資料的方法。為了使 BIM 知識庫有用和永續的，全球等級的協同作業 是用來資料收集和分析所不可少的。

三、 以 BIM 為基礎的建築物維護知識管理系統 (

Abdulkareem A. M. A.

Almarshad 2014

)[9]

英國蘇格蘭赫瑞瓦特大學(Heriot Watt University) Abdulkareem 的博士論 文：”以 BIM 為基礎的建築物維護知識管理系統”，以科威特公營部門的建築營 繕部門為實作對象，利用知識管理(KM)的概念導入到組織部門以提高運作效 率。在建築和建築產業的公司，尋求知識管理所帶來的益處，應付經濟和競爭 壓力以及處理複雜的專案。而公營部門已經採用建築資訊模型(BIM)技術，貫 穿整個專案的全生命週期的過程。建築維護(BM)部門有責任保持形狀、類型、 尺寸規模，複雜性和用途目的各不相同的建築，提供服務包括小型維護工程到 較複雜的改造和重建恢復專案，證明了維護程序與過程是件複雜、需各個面向 配合完成的使命。缺乏知識共享和知識的損失處理問題可能會導致錯誤的多此 一舉或一再重複，從而導致額外的開支和時間浪費。該論文旨在透過開發以 BIM 資訊模型為基礎的建築維護系統捕獲產出的知識，並促進其重用建築維護 BM 專業人員協助，以方便決策。 該論文研究方法採用訪談和焦點小組會議，以達到研究目標，系統研發方 面除了開發一個雛型軟體方法(SDM)。在科威特 BM 公部門進行一系列半結構 式訪談，來映對和分析 BM 部門所依循的作業過程，研究使用 KM 技術，並評 估 BIM 的認識和執行。同時取得相關契約文件並審查，以協助開發雛型使用 的一個知識分類的相關契約文件。焦點小組會議，用於開發和評估 KM 雛型進 行。最後，透過一個案例實作應用程式進行演示雛型功能，以驗證其用法。其 研究步驟如圖 2-9 所示：

圖 2-9 ”以 BIM 為基礎的建築物維護知識管理系統”論文研究步驟 這項研究的結果被用來繪製在科威特的公共 BM 部門主要活動的過程圖， 這是用來識別一些在部門間資訊共享之不足，包括團隊之間溝通不暢的，以紙 本為基礎的解決方案和缺乏基礎知識的系統。調查結果還表明，一些 KM 技術 由 BM 部門使用，包括有經驗和沒有經驗的員工，培訓和日常面對面的互動之 間的混合。而調查發現 BM 部門尚無 BIM 意識，也沒有實作經驗。 本論文作者開發了一個命名為「建築維護的知識管理(KMoBM)」，以 BIM 為基礎的線上雛型系統。此雛型系統由三個模組組成：(1).以 BIM 為基礎的模 組、(2).案例推理(CBR)模組，以及資料庫模組。如圖 2-10 所示：

圖 2-10 KM oB M 系 統 雛 型 架 構 從 資

訊昇華為知識，此論文採取層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱 AHP)， 對知識進行指標權重的配置，其代表性的典型模式如圖 2-11 所示：

在 KMoBM 系統中 CBR Module 是以案例為基礎的推理方法(Case-Based Reasoning)，如圖 2-12，知識庫來自 BIM 模組與資料庫模組匯聚而成，而針對 各個案例的功能相似性做比對推理，以萃取可再使用的知識。

四、 Wikipedia(維基百科)[10]

維基百科（Wikipedia）是透過網際網路進行協同編輯百科全書的成功典範， 也是 Web 2.0 世代的重要代表。 – 維：繫物的大繩，也可作網的解釋，引申為網際網路。 – 基：指事物的根本，或是建築物的基礎。 – 維基：出自「Wikipedia」的中文譯名「維基百科」，是維基媒體基金會 （Wikimedia Foundation, Inc.）的一個商標，用於所有由維基媒體基金 會營運、使用 Wiki 引擎發展的中文網站上。

1995 年，美國人沃德·坎寧安(Ward Cunningham)在普渡(Purdue)大學計算 中心工作時，為了方便社群模式的交流，創建了—波特蘭模式知識庫（Portland Pattern Repository）。在建立這個系統的過程中，沃德·坎寧安創造了 Wiki 的 概念和名稱，並且成功建構一套能支援這些概念的服務系統，此系統從 1995 年 3 月 25 日運行至今。從 1996 年至 2000 年間，波特蘭模式知識庫圍繞著社 群導向的協作式寫作，不斷發展出一些支援這種寫作方式的輔助工具，從而使 Wiki 的概念不斷豐富、傳播，也出現了許多類似的網站和軟體。人們可以在 Web 的基礎上對 Wiki 文件進行瀏覽、創建、更改、發佈。和其它的超文本系 統相比，Wiki 創建、更改、發佈的速度更快，代價更小。Wiki 一詞源自於夏 威夷語的「Wiki-Wiki」，原本是「quickly」（快一點）或「informal」（非正式） 之意。以 WikiWikiWeb 命名而不用 QuickWeb 是 Ward 在夏威夷機場坐機場 巴士（shuttle bus）時的突發奇想。 維基百科（Wikipedia）是目前最為人所熟知的 Wiki 計畫之一，由維基媒 體基金會所推動，創辦人是 Jimmy Wales，內容以世界各種語言寫成，系統採 用 Mediawiki。台灣棒球維基館則為另一個 Wiki 實驗計畫，由淡江大學資圖系 數位典藏計畫小組所創立，同樣採用 Mediawiki 系統。 一般商業軟體及百科全書都會有版權的問題，而維基百科徹底翻轉「版權 所有，翻印必究」的思維，自由軟體基金會(FSF, Free Software Foundation)的

GNU 協定確保維基百科的所有內容都可以自由被散佈、複製、修改，無論是 營利或非營利皆可使用，唯由其所衍生之作品也必須要依照相同的版權來發 佈，不讓任何人獨佔資源及其衍生利益，以「共享」的方式來分享知識、軟體 及其利益。此外，這也讓任何條目的作者在其作品被轉載、修改時，可以將其 名號附註在該作品的原始版本上，而不需要對他人所進行的修改負責(Free Software Foundation, Inc., 2002)。這樣的分享形式允許了共同創作的可能性，並 讓內容能在不同人的增修之下更加完善，發揮知識共享的最大效益。 國立政治大學新聞研究所劉光瑩的碩士論文試圖引入俄國思想家克魯泡 特金在 1902 年提出的「互助論」(mutual-aid)來解釋維基百科成功背後的主要 驅動力。認為廣義的「互助」也是競爭的一種形式，誠如克魯泡特金所言：「物 種為了反抗不利的自然環境或敵對物種所進行的對外的競爭，由於此時物種內 部有共同一致追求的目標，因此在物種內部不但不會競爭，反而會有互助的行 為出現」。維基百科的精神可說就是這種廣義競爭行為的體現，因為維基百科 的貢獻者社群都具有一個共同的目標：「創建一部免費的線上百科全書」，透過 廣大成員的互助，讓原本社經門檻與技術門檻皆高的百科全書將編纂的權力下 放到一般的網民手上，也等於讓屬於意見弱勢的大多數人，能夠向其他「必須 付費才能取得的知識」作抗衡競爭。在這一層意義上來說， 互助的力量不但 大於互爭，更顯示「知識分享」是網際網路開放知識的大世代趨勢。 在 Web 2.0 浪潮的推波助瀾之下，「使用者集體貢獻內容」的共創模式顯 然已成功取代以往「由上而下」的知識傳遞模式， 在這樣的背景之下，知識 分享可謂具備了自然發生的基本條件。 維基百科從創建以來秉持的「參與性」、「分享」、「主動的社群成員」，以 及「信任」等概念，都和 Web 2.0 思維所衍生的關鍵元素相吻合。 維基百科不單單只是一本百科全書，它也是一個利用 Wiki 技術構建的社 群。維基百科對社群成員訂定有共同遵守的方針和指引，依此與維基人交流， 並融入這個社群。

(一)、維基百科的方針與指引[11] 維基百科中方針及指引主要係經由共識制定的。這些共識可以透過對複雜 難題的公開辯論或簡單地從既有慣例發展而出。在大多數情況下，被人們接受 的標準並不會立即正式地被寫下來。因此，有關維基百科方針及指引的敘述， 是用來描述那些經過長期發展所萃取而成的既有社群準則。 對各項方針及指引的討論集中在互助客棧以及專門的討論子頁面。各項提 議中的方針和指引則集中在維基百科提議。方針及指引的問題也可以在各個討 論頁、元維基、IRC 頻道以及郵件列表上形成並進行討論。但是，若要正規化 一項方針或指引，就必須在維基百科本身得到大家同意。如果一項方針提案可 能引起爭議，就必須在正式採用之前進行討論。有時候，可考慮投票方式，但 投票必須建立在先前討論的基礎上，並旨在達成一致共識。 總體而言，有三種方式用來制訂某項方針或指引： (1). 由吉米·威爾士或維基媒體基金會制定及頒布。 (2). 一項提案經討論取得共識後被正式採用。 (3). 逐漸演化出的常規或慣例。將方針正式化的觀點已在互助客棧、郵件列表、 以及相關的條目對話頁上彰著廣告，持續合理的時間，並且所有的反對意 見都已經妥善處理。 由既有慣例產出的傳統有時是難以鑑別的。如果某項實務沒有受到反對， 可能會難以將社群的注意維持足夠長時間，以完成採納方針的正式程序。在這 種情況，最好的解決辦法可能是把現有實務記載於一個適當的頁面。這樣提供 一個討論該項實務及對方針或指引進行可能修改的地點，並讓人們在需要時能 夠引證有關方針或指引的出處。 1. 方針及指引頁面的命名規則 為保證方針頁面名稱指代清晰明確，在命名維基百科命名空間的方針頁面

時，可根據情況選擇性的使用「方針」詞綴。 若選擇使用「方針」詞綴，則名稱格式為 WP:「內容描述」+「方針」，不 得使用其他詞彙替代「方針」詞綴，也不得對「方針」詞綴進行修飾，如不 要命名為「…正式方針」。 若不選擇使用「方針」詞綴，則名稱格式為 WP:「內容描述」，不得以其他 詞彙再現「方針」含義，如不要命名為「…指南」、「…守則」。 非方針維基百科命名空間條目不得使用「方針」詞綴。 命名維基百科命名空間指引頁面名時以此類推。 2. 執行方針及指引 『您』就是一名維基百科編輯。維基百科沒有總編，也沒有一個自上而下 的中央機制來監視並批准維基百科的日常進展。與此相反，活躍的參與者對他 們發現的內容及格式問題進行修訂或改正。所以參與者既是作者又是編輯。 (二)、維基百科的基本單位－條目

條目(entry)， 即維基百科文章 (Wikipedia article)，指維基百科上所有的 「百科全書式」文章以及目錄索引（如列表、年度大事記等），是維基百科全 書的最基本組成單元。簡而言之： • 「條目」是維基百科上的百科全書式文章及索引，是基於可靠來源對某一特 定主題的系統性概括； • 「條目」應遵循通俗易懂、深入淺出、態度中立等原則以及使用規範化名詞 術語等具體要求； • 「條目」的命名應參照維基百科:命名常規。 百科全書「條目」的選擇，有一些共通性的原則：

01.獨立主體原則：主體應該是相對獨立的，就像我們去一個公司辦事，我們先 想到的是公司的名稱、地址，而不是其中的某個部門。 02.客觀形成原則：這個主題應該是人們在瞭解，改造世界的過程中客觀形成， 為人所熟知，而不是人為擬定的。 03.單一主題原則：如「時間和空間」是兩個主題，應該分設。 04.準確性原則：「條目」的名稱應該準確的表明「條目」的主題。 05.通用性原則：應該使用規範的或約定俗成的名稱。 06.名詞性原則： 「條目」名稱應該是名詞性的，靜止的。 07.簡要性原則：如使用「唐詩」，而不用唐代詩文。 08.非研究原則：百科全書不是研究論文。 09.非應用原則：百科全書不是為了指導具體的應用。 (三)、維基百科的設計原則 沃德·坎寧安在 2006 年一次演講中提到維基的設計原則，講題為：「Design Principles of Wiki：How can so little do so much？」，他提到維基的設計原則為： (1) Open – Wiki 的精神是所有人都可以更改任何的頁面。 (2) Incremental – 每一頁都可以引用其他頁面，包含尚未存在的頁面。 (3) Organic – Wiki 的架構和文字內容是活性的，隨參與者的編寫而不停地演化。 (4) Mundane – 提供平易近人的編輯語法，相當容易入手，甚至不懂 html 的參 與者也可勝任編寫工作。 (5) Universal – 這些文字之編輯與組織的機制都是一致的，任何作家自動的就是 編輯者也是組織者。 (6) Overt – 文章格式與列印的輸出，會建議其輸入需要複製它。 (7) Unified – 網頁標題會統一從扁平式的空間中抽調出來,沒有必要附帶任何解釋。 (8) Precise – 每個 wiki 頁面的標題可精準描述轄下之內容。

(9) Tolerant – 所有輸入都將產生輸出，縱使所輸出者為非期待的東西。 (10) Observable – 網站的所有動態可為所有的參與者『觀視』。

(11) Convergent – 重複的內容可以由編寫者整理濃縮，或是建議移除。

(四)、各種維基軟體(引擎)的比較

軟體名稱 版本 新版日期 設計廠商 Free and Open Source

Programming Language FlexWiki 2.0.0.199 2008/02/14 Microsoft Yes C# JSPWiki 2.10.0 2014/02/01 Apache Yes Java MediaWiki 1.20.1 2012/11/30 Magnus Manske Yes PHP PhpWiki 1.3.14 2007/07/01 Steve Wainstead Yes PHP ProntoWiki 1.0.1 Clay Alberty Yes C#

TiddlyWiki 5.1.11 2016/01/17 Jeremy Ruston Yes HTML、JavaScript Wiki Csharp.NET 0.4.2 2009/12/31 Pier-Luc Duchaine Yes C#

五、 Web 1.0、Web 2.0、Web 3.0

網際網路(Internet)剛剛誕生時，其所有的服務，包括 FTP、Telnet、BBS、E-mail 等，都是以伺服器單向經營，提供使用者在客戶端取用資訊的服務，其網路內容是 網站經營者創作與維護的，上網者只有接受的成分。自從 WWW 服務造成國際全 面普及後，HTTP 的通信協定漸漸卻成為網際網路的代言，許多早期傳統的應用服 務也多紛紛被包容到 WWW 服務中，至此，網際網路的應用技術開始質變與翻轉， 除了推播(push)、點對點(peer to peer)的發展，Client-Server 在網路中的角色調整開 始衍生出相當多元的應用概念，「網路社群」開始出現、發酵、蓬勃發展，網際網 路應用不再是單向的，不但可以客戶端和伺服端互動，客戶端也可以直接和客戶端 互動，也因此開始有人喊出 Web 2.0 的概念，至此，舊的傳統網際網路服務就被歸 類為 Web 1.0 了。

圖 2.13 一張顯示 Web 2.0 相關主題與理念的標籤雲 「Web 1.0」最早的概念包括常更新的靜態 HTML 頁面。而.com 時代的成 功則是依靠一個更加動態的 Web（指代「Web 1.5」），其中 CMS（內容管理系 統）可以從不斷變化的內容資料庫中即時生成動態 HTML 頁面。從這兩種意 義上來說，所謂的眼球效應則被認為是原生的 Web 感受，也因此頁面點擊率 和外觀成為了重要因素。 Web 2.0，指的是一個利用 Web 的平台，由用戶主導而生成內容的網際網 路服務模式，為了和傳統由網站經營者主導生成的內容做區隔，而被定義為 web 2.0。Web 2.0 是資源平等的體現。Web 2.0 的應用可以讓人們體認到目前 全球資訊網正在進行的一種質變，也就是從一種單向經營的網站，改變成一種 終端使用者自覺、自發地提供網路資源與應用的服務平台，這也體現知識螺旋 理論中隱形知識示現的最佳環境，十多年來，這種網路翻轉服務的蓬勃發展， 證明 Web 2.0 的時代是成功的，對人類近代發展的貢獻是相當巨大的。這種概 念的支持者期望 Web 2.0 服務將在很多用途上最終取代桌面電腦應用。Web 2.0 本身並不是一種技術標準，它的基底還是 Internet，不過它包含了翻轉應用的 技術架構及軟體。它的宗旨與核心價值是在鼓勵作為資訊最終利用者透過分享 與互助的概念，使得可供分享的有價值資源變得更豐盛，積沙成塔；反觀傳統 的網路服務，則顯得一廂情願且支離破碎。 Web 2.0 是網路運用的新時代，網路成為新的平台，內容因為每位使用者 的參與（Participation）而壯闊，參與貢獻產出的個人化（Personalization）內容， 藉由人與人（P2P）的分享（Share），形成了現在 Web 2.0 的多元世界。雖然 Darcy DiNucci 在她 1999 年的文章「Fragmented Future」中第一次使用了這個 詞彙，但發展到後來，我們目前常稱呼的 Web 2.0，應該是一直到 2004 年才真 正出現。

「Web 2.0」不是一個技術的標準，因為 Web 2.0 僅是一個用來闡述技術翻 轉的術語。是指網路內容服務化的趨勢，強調「分享互動」與「使用者體驗」 的意識；並透過互動式技術，如 Ajax 及 RSS 等，提供深度的使用者體驗及服

務。這個術語是由 Tim OReilly (2004)提出，即指出「Web 作為平台」的特徵， 其特色為「互動」與「分享」，強調的是「雙向互動」而非「單向傳播」，「使 用者分享」而非「獨斷」，「集體智慧」而非「單一智慧」，進而產出創新的服 務模式與價值鏈。Web 2.0 看作一種使用者體驗、資源分享、集體智慧、平台 開放、輕量級使用者介面與經營模式的新態度與新思維。

O’Reilly(2005)認為 Web 2.0 係以網路作為平台(network as platform)，涵蓋 所有相連的裝置，善用該平台本身的優勢，持續以更新服務的方式在平台上推 出軟體。當越多人使用、消費其他使用者多方提供的資料，資料就會進行重組， 當他們所提供的資料和服務的形式允許他人重組時，就會經由一種參與的架構 (architecture of participation)創造網路效應，且超越 Web 1.0 的頁面隱喻，帶給 使用者更豐富的體驗。 另外，O’Reilly(2005)也提出 Web 2.0 的七項重要原則和七項核心競爭能力。 七項原則包括： (1)以網路作為平台、 (2)善用群體智慧、 (3)資料是下一個功能核心、 (4)終結週期式的軟體升級或改版、 (5)輕量化的程式設計模式、 (6)超越單一裝置的軟體應用， (7)更豐富多樣的使用者經驗。 Web 2.0 的核心競爭力則係指： (1)具備能以低成本擴大效能規模的服務，而不是套裝軟體； (2)當使用者越多時會產出越豐富並難以重製的資料來源，Web 2.0 對此類資料具有獨特的控制力； (3)信任使用者，並將其視為共同開發者；

(4)善用集體智慧； (5)透過顧客自我服務以營造長尾(Long Tail)效應； (6)超越單一裝置的軟體應用； (7)輕量化的使用者介面、發展模式和商業模式。 Osimo(2008)分別從價值、應用、技術三大要素整理出 Web 2.0 意涵。從 Web 2.0 所指涉的多樣性可知欲達成一致定義並非簡易單純之事，但正因其意 涵廣泛與多采多姿的應用，使得無論是企業或政府、群體或個人、組織活動或 非組織活動，均可從其中找到連結點，在實務應用或理論探討上也顯出其多面 向性。

Web 3.0 則是針對 Web 2.0 提出的，較有名的首次提及是在 2006 年初 Jeffrey Zeldman 的部落格中一篇批評 Web 2.0 的文章中。Web 3.0 包含多層的含義，用 來概括網際網路發展過程中可能出現的各種不同的方向和特徵，包括：將網際 網路本身轉化為一個泛型資料庫；跨瀏覽器、超瀏覽器的內容投遞和請求機制； 人工智慧技術的運用；語義網；地理對映網；運用 3D 技術搭建的網站甚至虛 擬世界或網路公國等。 Web 3.0 的顯著特徵： 1. 擁有 10M 的平均頻寬。 2. 提出個人門戶網站的概念，提供基於用戶偏好的個性化聚合服 務。 3. 讓個人和機構之間建立一種互為中心而轉化的機制，個人也可以 實作經濟價值。

Nova Spivack 建議將 Web 3.0 的定義延伸至當前各大技術潮流邁向新的成 熟階段的具體體現，包括：

•

無處不聯網：寬帶網普及和發展，移動通訊裝置的網際網路介入。(例 如：平板電腦)

計算，網格計算和效用計算（又「雲端計算」）。

•

開放技術：開放 API 和協議，開放資料格式，開源軟體平臺和開放資 料（如創作共用，開放資料許可）。

•

開放身分：OpenID，開放名聲，跨域身分和個人資料。

•

智慧網路：語義網技術比如資源描述框架，網路本體語言，SWRL， SPARQL，語義應用程式平臺和基於聲明的資料儲備。

•

分散式資料庫：萬維資料庫（「World Wide Database」，由語義網的技 術實現）。

•

智慧應用程式：普通語言的處理[11]，機器學習，機器推理，自主代 理。

第三章 建築資訊建模元件知識庫與溝通平台

建築工程是人類歷史進化的重要指標，它集合龐大的人力、資金、專業智 慧、綿密的組織分工、細膩精巧的工藝、配合各項科技的應用與管理才能成就 一件建築產品，其中包括非常重要而龐雜的相關固有知識傳承及新知經驗的產 出，也就是知識管理(Knowledge Management，簡稱 KM)所說的內隱知識(Tacit Knowledge)與外顯知識(Explicit Knowledge)。

第一節 元件知識庫架構

一、知識螺旋理論[12]

野中郁次郎(Ikujiro Nonaka)於 1989 年《知識創造的企業》的著作首度提出 知識螺旋理論，以(1) 社會化(Socialization)、(2) 外部化(Externalization)、(3) 融 合(Combination)、(4) 內部化(Internalization)等四種模式構成知識轉化的螺旋關 係。如圖 3-1 所示。 圖 3-1 野中郁次郎知識轉化四模式[12]

(1) 社會化(Socialization) 這是人與人間知識分享的過程，亦即內隱知識和內隱知識的交換。一個創 新的念頭，往往來自個人的靈感，而互相討論，或是模擬、或是實驗、或是提 供發表的平台等方法，可以激發人們產出各式各樣的靈感火花。在此過程中， 知識的分享和交換通常是在一種隱性的自然方式進行著，在有類似經驗與專業 的同好之間交互共同的經驗、相似的觀點，因此，知識的社會化過程在這裡具 有主導的作用，一個創新的思維，或是一個值得保留下來，提供後進吸收引用 的寶貴知識，即來自知識的社會化過程。這個過程的營造，最重要在建立一種 可信賴的權威機制，以及創建專業組織網絡。 (2) 外部化(Externalization) 這是將內隱知識轉變成外顯知識的過程，內隱知識是蘊涵在個人內心的一 種經驗記憶，往往較無組織，很難和專業網絡以外的人進行溝通，並被理解， 他們通常具有不同的心智模式(Mental Models)，喜歡使用自己習慣的“語彙”。 內隱知識應該設法讓其外顯化為一種明確的概念，這個概念可以是字面的描 述、幾何圖型、試驗等等。促成外顯化的過程，需要有一正式的平台、架構、 機制、方法和工具來支撐隱性知識的外顯化，尤其需要強調的是建立一種標準 的“共同語言”，因為不同人員、部門的“功能語言”也像方言一樣，阻礙了知識 的理解和交換。 (3) 融合(Combination) 知識的融合如同在專業領域中，相關之外顯知識的共識過程，一個標的元 件的知識應該要形成普遍認同的統一答案，而在此共識過程最重要的就是提供 一個充分開放的平台，尤其對各專業領域的知識，應該確保有對這方面知識具 有被普遍肯定之專業權威參與。由多個具體化外顯知識結合成一個代表性的外 顯知識，這個過程即稱為融合(Combination)。 (4) 內部化(Internalization) 經過學習與體驗新知識，並進行實作，外顯知識會逐漸被吸收消化成個人 的內隱知識，這種知識內隱化的過程是相當個人化的，個人對實作的投入，轉