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建築資訊建模協同作業檔案交換管理機制之研究

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Academic year: 2021

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建築資訊建模協同作業檔案分享管理機制之研

究—共通數據環境 CDE

內政部建築研究所自行研究報告

中華民國 109 年 12 月

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PG10903-0350

建築資訊建模協同作業檔案分享管理機制之研

究—共通數據環境 CDE

研究人員:劉青峰

內政部建築研究所自行研究報告

中華民國 109 年 12 月

(本報告內容及建議,純屬研究人員意見,不代表本機關意見)

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目次

表次 ... III

圖次 ... V

摘要 ... VII

第一章 研究方法及進度說明 ... 1

第一節

研究緣起與背景 ... 1

第二節

研究內容與範圍 ... 3

第三節

研究方法與步驟 ... 3

第四節

預期成果 ... 3

第二章 CDE 的沿革與精神 ... 5

第一節

英國推動建築產業資訊轉型 ... 5

第二節

英國 BIM 標準與 ISO

19650 ... 11

第三節

ISO

19650 與 CDE ... 18

第四節

小結 ... 19

第三章 CDE 工作流程 ... 21

第一節

CDE 概念 ... 22

第二節

CDE 的功能分區... 25

第三節

小結 ... 48

第四章 CDE 應用發展 ... 51

第一節

CDE 解決方案 ... 51

第二節

國內應用情形 ... 59

第三節

小結 ... 63

第五章 結論與建議 ... 65

第一節

結論 ... 65

第二節

建議 ... 67

(6)

II

附錄一 自行研究計畫業務協調會議紀錄及回應 ... 71

附錄二 期中審查會議紀錄及回應 ... 73

附錄三 期末審查會議紀錄及回應 ... 81

(7)

表次

表 1 CDE 適用方法與環境說明 ... 22 表 2 AIM CDE 系統功能清單 ... 53 表 3 自行研究計畫業務協調會議紀錄及回應 ... 71 表 4 期中審查會議紀錄及回應 ... 73 表 5 期末審查會議紀錄及回應 ... 81

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圖次

圖 1 BIM 資訊內含示意圖 ... 7 圖 2 開發 BIM level3(iBIM)內容 ... 9 圖 3 英國政府建築產業數位轉型發展策略沿革示意圖 ... 11 圖 4 BS1192:2007 ... 13 圖 5 PAS1192-2:2013 ... 13 圖 6 PAS1192-3:2014 ... 13 圖 7 BS1192-4:2014 ... 14 圖 8 BIM Protocol ... 14 圖 10 英國 BIM level2 8 大標準 ... 15 圖 9 GSL 目標說明 ... 15 圖 11 CDE 的資訊管理分區與流程原則 ... 24 圖 12 CDE 之擴充說明 ... 28 圖 13 建築師「工作中」狀態模型之範例 ... 30 圖 14 上傳共享之建築師模型 ... 31 圖 15 共享模型文件之方式 ... 31 圖 16 協調模型文件之方式 ... 32 圖 17 上傳結構模型之方式 ... 34 圖 18 建築師移除重複出現之圖層 ... 35 圖 19 並行與迭代上傳及下載 ... 36 圖 20 由共享模型創建圖紙 ... 38 圖 21 狀態 D ... 40 圖 22 CDE 之歸檔流程 ... 42 圖 23 團隊環境中的 CDE ... 44 圖 24 專案環境中的 CDE ... 46 圖 25 用於支持採購到具品質保證的資訊的 AIM CDE ... 52 圖 26 CDE 功能圖示 ... 55 圖 27 PMIS 圖說管理模組功能流程圖 ... 57

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摘要

關鍵詞:建築資訊建模、共通數據環境、BIM、CDE BIM 的創新點在於以電腦可閱讀的 BIM 模型取代了傳統只能依靠人工閱讀的 2 維圖說,為傳統建築產業帶來了嶄新的協同工作流程。使得更多重要的建築資訊可 以在建築全生命週期中迅速流動分享,獲得更高的工作效能、工程品質與營運效能。 這個關乎建築資訊在全生命週期中被創造、分享、交換以及重複利用的協同工作流 程,未來也將進而改變建築產業的生態組成。

在本研究中首先說明了 CDE 流程及 CDE Solution 系統的內容,同時收集訪談 國內應用案例及國外文獻,並作出結論及建議。 首先,CDE 工作流程就是為了促進建築資訊的流動分享能更正確、更有效率所 設計的工作流程,這裡的建築資訊包含了 BIM 模型及相關文件的資訊容器,容器會 因為要分享的對象而需經檢核後賦與不同的「狀態」。透過這個流程,工程專案團隊, 甚至建築產業界,才能獲得面對與運用「資訊」這個資源應有的正確態度與有效協 作方法。資訊與其他具有實體的產品一樣,影響品質的關鍵在於製程的控制,但建 築產業在處理資訊時,卻常因為無法直接感觸到其存在,而忽視資訊流程的重要性。 CDE 從一個區域的標準一直發展成為國際建築產業標準的過程也顯示出即使是在英 國這樣的先進國家或是國際間,均開始重視促進建築資訊能更有效的管理與流通, 也就是說,建築產業仍然需要努力倣效其他產業能透過有效的透過資訊協作以便得 到更進一步的效益。CDE 的具體意義在於透過讓所有參與者都具有正確的工作觀念 與態度,進一步建立建築產業界對 CDE 中的建築資訊的信賴,再進一步說,透過信 賴而建立資訊的值價,才能建築資訊實現其真正價值,促成建築產業的發展。

其次,CDE Solution 是協助實施者或參與者依照 CDE 流程作業的資訊系統, 功能可因實施者與目標用途而作調整,而有者不同的形態。在一個工程採購或維護 委外合約,希望至少會有兩個以上的 CDE 系統來協助整個合約的資訊管理分享,一 個在甲方,負責收存符合甲方需求的資訊,並在甲方內部與其他系統連結;另一個 在乙方、負責管理個別階階段的協同作業。

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VIII

與國內工程專案常運來管理資訊的 PMIS 間, CDE 有部分工作項目可能不在 PMIS 原先開發時所設定的範圍內。兩者之間是否採整合的方式,或是將圖資管理 模組從 PMIS 中獨出來加上 CDE 的工作流程,甚或是 CDE 系統為主並加入一些 PMIS 的管理工能模組等的未來發展,需要進一步的探討。 在實際應用上,就目前所訪談的結果可以得到國內目前認證的情形,僅有實施 主體的內部作業流程,尚無就工程個案的認證,因此關於兩種不同的 CDE 如何搭配 應用,尚不清楚。特別是受訪者也說明,其與實施主體內部的 CDE 應如何再搭配且 就不同主體而言,因其業務內容不同,在實施 CDE 時應也會有所不同。受訪者也同 時建議,基於個案條件差別大,提醒主管機關公共工程的合約內容並不適宜直接引 用、參考 ISO 19650 中 CDE 的內容。 目前國際上及國內可以看到已有出現 CDE Solution 其功能較徧重於設計、施 工階段的協同作業,桃園市政府住宅發展處的經驗看來,國家住宅及都市更新中心 將來為了能有效的收存管理社會住宅於設計、施工階段的 BIM 及其他資訊,應可參 考英國政府發布的「Asset Information Management - Common Data

Environment Functional Requirements」指導文件規劃業主方的 AIM CDE 系統應 是一個值得參考的方向。 最後,研究建議如下:  國內 BIM 協同作業有必要加入 CDE,但要說明甲乙方應用的注意事項,特 別是關於如何引用到工程採購合約中的相關作法。 本所目前有關 BIM 協同作業指南的成果,應有必要在先從合約執行上說明 CDE 並非是工程採購過程中的委辦工作或交付項目,甲乙兩方在應用 CDE 上均分別應具有的能力及負責的作業重點,雙方的共同配合才能順利達成 工程採購中資訊需求的建置與交付工作。  參考國外經驗以產官學聯盟協助推動 在暨無政策及國家標準,且業界慣於依循國家規範的環境下,建議可參考 英國的作法,儘速成立產官學推動聯盟,集中資源主動提出想法,才能協 助政府主管機關迅速訂出各方滿意的指導文件。  公部門帶頭,參考英國文件協助有需求的公部門開發合適的 AIM CDE,並

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研擬國內指導文件。從需求端,引導供給端導入相對應的 CDE。 英國政府所發布的 AIM CDE 功能需求文件,內容完整豐富完整,應可作 為國內建立相關系統的重要參考文件。惟需注意後續建議由政府單位主導 與業界共同宣導成果為合作所得,統整宣導內容,凝聚力量。  研究建立 AIM CDE 及業主端其他資產相關資訊系統間的架構,加值應用 內容。 我國目前正在嘗試推動的「精準醫療」也需要從基因定序、收集看診資訊 等基礎工作開始作起,若其主要目的之一為維護國民的健康及生命,那麼 與人生活息息相關的建築環境資訊,也應具有相同的地位,參考英國的國 家數位雙生,作為國家政策方向。 後續需持續研訂建築資訊的加值應用,以提出更完整及明確的後續用途及 效益,除了配合政府政策外,也需要提出有別於個別建築範圍屬於綜合不 同建築數據有效的應用模式,以成為長期支持開發維運 CDE 系統的基礎。

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第一章 研究方法及進度說明

第一節 研究緣起與背景

建築資訊建模(Building Information Modelling,BIM)的創新點在於以電 腦可閱讀1的建築資訊模型檔案(Building Information Model,以下簡稱 BIM 模

型)取代了傳統只能依靠人工閱讀的 2 維圖說,使得更多重要的建築資訊可以在建 築全生命週期中迅速流動分享,讓不同專業間有機會進行在傳統 2 維圖說時代達不 到的協同作業模式,獲得更高的工作效能、工程品質與營運效能。這個新的資訊儲 存方法與技術,為傳統建築產業帶來了嶄新的協同工作流程,改變建築產業的生態 組成。國際間看待 BIM 的角度,從一開始建模軟體廠商所主推的各項電腦軟體功能, 例如日照模擬,逐漸轉移到建築資訊如何在全生命週期中被創造、分享、交換以及 重複利用的協同工作流程。英國推動 BIM 相關的半官方組織 Construction

Innovation Hub 於今年(2020 年)3 月發布的一份關於英國國內 BIM 模型資訊相 互操作性的檢討報告(BIM Interoperability Expert Group)中也將 BIM 定義為是 一個「工序」,或者可說是「工作流程」:

Building Information Modelling (BIM) is not a technology but a process which provides the ability to author, exchange, assure and subsequently use and re-use trusted information (data) to the benefit of all those involved in an asset’s lifecycle, from inception, through capital phase procurement, post-occupancy asset management, maintenance, refurbishment, and ultimately through to the asset’s disposal or reuse.

本研究也將參考前述英國組織所提出的觀念,分別以 BIM 流程、BIM 模型與 BIM 工序等三個名詞來代表「BIM」常被用以指涉的建置建築資訊、建築資訊產出, 與運用建築資訊等三個不同概念,以明確指明討論的對象。 1 這裡所謂的「閱讀」是指電腦可以認識檔案中的建築物是由柱、樑、版、牆,以及相關設備所組 成,而非僅是在立體空間中的點、線、面,或是量體。

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2 而資訊能有效的流動分享需要有明確用途、清楚流程、詳細分工與可信賴的分 享機制等 4 個要素。傳統 2 維圖說也有著與前述資訊流動要素類似的規範,如在明 確用途上,也就是需求明確,申請建築執照的所需繳交的圖說與實際施工詳細圖說 會因為其使用目的不同,而有不同的表現方式與內容規範。再進一步以設計階段的 專業間合作來說,建築師、結構技師、機電技師等不同專業間,也已存在透過 2 維 圖說的工作分工與流程,以及分享機制。 而 BIM 模型則因為內含資訊、用途更廣,但卻只能由電腦來閱讀,所以需要相 對應的規範來協助業界有效的建置、交換與運用 BIM 模型,以進行以前達不到的協 同作業。為了有效的運用 BIM 流程來整合原有的工作項目,甚至執行以往依靠 2 維 圖說時做不到的工作,也需要訂立不同於以往的分工與流程的規範。本所 104、105 年,配合當時國內建築產業開始嘗試將 BIM 流程應用於建築類公共工程的需求,先 針對建築設計施工階段完成 BIM 協同作業指南草案,期能協助國內建築產業界了解 BIM 流程的實際應用項目(BIM Uses),以及為了達成前述應用項目所需的 BIM 模型資訊需求、分工與作業流程等相關基本知識,作為建築公共工程專案中業主、 承包商、相關專業者等間規劃 BIM 流程相關工作責任分工之參考。然而,除了不同 專業者間的協作流程外,為了能達到資訊運用的效能與效率,所需資訊只需在合作 團隊由負責方建置完成一次,就能有效地分享給其他合作者,還需要一個受管理、 原則通用的分享機制,或者一個資訊分享環境。

2018 年發布的 ISO 19650 系列 BIM 標準,以應用 BIM 流程來組織、數位化 以及管理建築土木工程工作的資訊為主旨2。其中針對資訊管理,標準特別提出共通

數據環境(Common Data Environment,以下簡稱 CDE)作為一個工程專案、甚 至不同專案間,在全生命週期內可信賴分享,以及管理收存所有建築數據的一個資 訊環境。

CDE 工作流程,簡而言之,指的是包含了 BIM 模型及相關文件的資訊容器隨著

2 ISO 19650 系列標準的標題均包含以下文字:Organization and digitization of information

about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) — Information management using building information modelling

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專案工作的進展在不同狀態之間移動。而所謂的狀態包含一開始的「工作中」,到「共 享」、「發布」,最後,資訊容器可以被「歸檔」。資訊容器要從一種狀態轉移到另一 種狀態,應該有一個商定的批准和授權過程。透過這個流程,工程專案團隊,甚至 建築產業界,才能獲得面對與運用「資訊」這個資源應有的正確態度與有效協作方 法。 CDE 原本是英國國家標準 BS 1192 的一部分,如今隨著英國大力推動國際應用 BIM 流程,成為 ISO 標準的一部分。本案目的即在於探討 CDE 的內容與特別之處, 同時了解國內建築工程資訊現行分享實際情形,以及與 CDE 之間的比較,希望能提 出符合國內環境的建議作法,提供國內建築產業相關各界採用 BIM 流程能更有效分 享資訊之參考。

第二節 研究內容與範圍

本研究主要內容有二,首先是了解 CDE 發展沿革、運作基本邏輯,如何嵌入工 程專案工作流程,以及目前應用情形、效益與限制。其次是了解目前國內工程專案 在應用 BIM 流程時,BIM 模型與相關電腦檔案在業主、承包商、不同專業者間的建 置、分享與存放的實際情形,以及所發生的課題。

第三節 研究方法與步驟

本研究將依序以收集文獻、調查現況,比較分析等步驟進行。首先是收集 CDE 的發展沿革與相關規範、說明文件,以及實施案例等。其次是擇一較具代表性的國 內採用 BIM 流程的工程專案為對象,透過收集 BIM 模型要求、工程合約等相關文 件,以及訪談主要參與者,調查國內工程專案 BIM 模型資訊分享與存放實際情形。 最後,參照 CDE 的內容,檢視國內目前實際情形,發掘可能的課題。

第四節 預期成果

 整理 ISO 19650 標準或相關文件之 CDE 的主要內容與相關文件,提供國

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4 內工程專案採用 BIM 流程時,分享與存放相關資訊檔案之參考。  整理國內建築工程專案 BIM 模型與資訊現行分享的課題,並將之與 CDE 比對,整理出可以參考的部分。  作為本所 BIM 協同作業指南未來擬增加 BIM 指南模型檔案版本管理流程 等內容之參考。  提供業主開發建置建築資訊管理系統時參考,並期能在未來建築工程整合 更多樣技術時,協助各專業間進行更有效的資訊收存分享作業。

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第二章 CDE 的沿革與精神

CDE 雖然是 ISO 19650 系列 BIM 標準(以下簡稱為 ISO 19650)的一部分, 但卻不是其首次現身。就本研究收集之資料,CDE 作為標準而言,其前身應為英國 標準 BS 1192:2007 的一部分。英國是目前國際間積極推動建築產業數位轉型的先 進國家之一,為了促進建築產業數位轉型,已訂出一整套關於 BIM 的標準協助建築 產業以一個共同的步調,更有效的採用 BIM 流程。因為目前所發布的 ISO 19650 是參考前述英國 BS 1192 系列與 PAS3 1192 系列 BIM 相關的標準所擬訂,所以 CDE

也一併被納入 ISO 19650。 為了要從頭且更深入的了解 CDE 的背景與沿革,本研究的文獻回顧將從英國推 動建築產業數位轉型政策談起,帶出英國 BIM 標準的架構與內容後,再說明 CDE 的主要內容,以便能在一個較完整的脈絡中,點出 CDE 的角色、功能與必要性。

第一節 英國推動建築產業資訊轉型

英國政府在官方網站的政策宣導資料—「創建數位化英國:你應該知道的事」 (Creating a Digital Built Britain: what you need to know)4中,對推動建築產業

數位轉型的政策內容作了以下說明。

一、Creating a Digital Built Britain

「創建數位化英國」(以下簡稱 DBB)是目前英國中央政府對建築及相關產業 發展政策的願景,即透過居住環境的數位構成,促進政府服務和社會經濟成長。

DBB 是英國商業、能源與產業戰略部門(Department for Business, Energy & Industrial Strategy,以下簡稱 BEIS)與英國創新部門(Innovate UK)所合作擬訂

3 Publicly Available Specification,可公開取得之標準或規範,為英國標準協會(bsi)所提供的一

個標準制定服務,透過一個比制定英國國標準更快的方式制定一項標準以滿足當下的市場需要,並 因在 bsi 的監督下經過嚴格的處理程序而獲得公信力,未來可進一步發展成為正式的英國標準或是 國際標準。

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6 的政策計畫,旨在為基礎設施、建築和相關服務創造新的數位經濟。該政策擬利用 數位資訊技術改變英國建築業和運營管理專業人員,以及社會和經濟相關基礎設施 的經營方式,包括建築設施之規劃設計、建造、維護和使用的方式,以及改建更新、 修繕和新建的建築資產。藉以更有效利用建築資產,並奠定更穩固的基礎以面對城 市化和人口結構變化的挑戰,同時提高英國的生產力與經濟成長。 DBB 將達成以下目的:  提高各類人員的技能,使他們可以放心地使用資訊技術來數位化其工程專 案並管理已完成之建築資產;  幫助各種規模的英國建築企業和組織利用資訊技術帶來的機會,並增加其 在國內外市場上的收入;  制定、推廣並支持建築和運營管理部門所提出之創新的標準、實施方法和 政策;  建立新的工程專案成果交付和合作模式,使英國保持其全球領導者地位。 DBB 目標—致力於英國建築資產全生命週期的數位化 建築資產能為公民提供重要服務。在設計和施工過程中應用數位技術可以提高 其效能和效率,從而可以提供更好的使用者體驗。同時透過向國外輸出相關的專業 知識和服務,也可創造新的經濟成長機會,為英國和其他國家的生產率帶來提昇的 機會。主要目標有兩個:  更加了解使用者的需求,並實現「正確的首次交付」;  儘可能快速有效地提供建築物和基礎設施。 此外,數位化方法將提高資訊透明度。它還能更深入了解目前公民如何使用公 共服務的經驗,作為未來新設施改進的參考。 DBB 將滿足這以下需求:  儘可能延長基礎設施、建築設施和服務網絡的使用壽命,使其可以安全地 提供更久的服務;  透過調查測量所提供之服務性能與使用者行為來深入了解如何改善建築資 產;

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 為建築設施從初始設計到完成再到管理的整體過程,提出新商務模式與更 好的相關資訊;  制定策略,以更好地整合建築供應鏈,尤其是與製造業之間的連結;  支持更有效地交付工程成果和建築服務(整個生命週期成本,時間和碳排 放);  儘早確定未來建設專案所需的任何新技能和系統,以便業界能及早發展;  進一步發展並推動行業標準的採用;  確保英國保持在數位化技術的領先地位,以儘可能提高英國數位化服務對 外輸出。 二、關鍵的 BIM 流程 BIM 是應用於數位化居住環境和運營管理業界的一系列數位技術之一,也正是 DBB 政策的主要重點,因為它在工程專案的設計和施工過程中提供了建築資產的最 詳細的模型資訊與分析結果。BIM 將與英國工程標準流程結合使用,以提供一種協 作的工作方式。在工程專案中的參與者能夠在該專案所定義的各個工作階段中創建 和共享建築模型資訊,支持對基礎建設和建築物的高效設計、完工交付和維護。然 後,在過程中所生成的數據可用於幫助供應鏈中的其他成員做出更明智的決策,從 而提高生產率並減少浪費。 圖 1 BIM 資訊內含示意圖 (來源:參考本所研究報告整理)

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8 三、BIM 推動背景沿革 英國政府在「2011 年建設策略」中定義了 BIM 的發展將分為 4 個等級,以便 協助幫助業主與供應商了解在工程專案中應如何使用 BIM 和相關數位技術。這些等 級的劃分目的在於說明並提出建築產業在每個等級上所需建立的特定能力,並確保 有效和公平採購所需要的適當標準。 自 2016 年起,英國政府所有中央資助的政府部門工程採購均依照「2016-2020 年建設策略」中規定的方法,開始要求採用 Level 2 BIM。而 Level 3 已在發展中, 預計將於 2020 年代中期發布。 四、4 個 BIM 等級 每個等級代表建築或基礎設施工程中使用數位化和協作的成熟度: Level 0—僅使用 2D 電腦輔助設計(CAD)製圖。很少協同工作,且任何數據 交換通常都是通過紙張或列印完成。 Level 1—工程專案將混合使用 2D 和 3D CAD 製圖。透過數據環境如簡易的檔 管系統等方式進行數據共享。通常由主承包商管理,並且可以在團隊成員之間共享。 工程專案還可以使用一些標準的數據結構和格式。 Level 2—工程專案將在一個受管理的 3D BIM 環境中,使用智慧的且數據豐富 的數位元件。且通過使用 CDE,使工程專案的各參與方都可以將其 BIM 和設計數據 結合在一起,以協作和共享資訊。同樣的,業主也可以在 CDE 中檢查資訊是否正確。 Level 3—在此等級的工程專案是完全協作的。參與工程成員使用一個共享的工 程專案視圖並集成各成數據,各方都可以通過流程和安全控制來取得和修改工程模 型資訊(詳圖 2)

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圖 2 開發 BIM level3(iBIM)內容

(24)

10

五、未來展望

DBB 會從 BIM level 2 完成的基礎開始,邁向下一步的 level 3,進而在建築和 運營管理中實現更廣泛數位技術應用。隨著數位經濟的發展、物聯網和大數據分析 等新興技術的整合,將創造更多發展機會。 DBB 將透過以下方式支援這些機會:  與公共部門建設和基礎設施息息相關的每個參與者共同努力,為產業發展 關鍵課題提供長久的解決方案;  為工程顧問、承包商和製造供應商型塑適合未來的角色;  改善技術解決方案並降低成本;  應用服務績效數據來開發用於基礎設施以及建築物設計、交付、運營和改 建的新業務模型;  確保適當保護國家安全的 3 級安全措施,以確保所收存的建築設施操作和 效能數據能有更高的可用性和可及性;  透過 Level 2 的整合發展,為所有需要達到 Level 3 的組織,包括中小企業 和地方政府,提供實用的參考資料。

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圖 3 英國政府建築產業數位轉型發展策略沿革示意圖 (資料來源:本研究自行整理)

第二節 英國 BIM 標準與 ISO 19650

一、英國 BIM 標準 英國政府在 2011 年制定了一項推動 BIM 的重大計劃,該計劃在國際上可稱得 上非常獨特。這個計畫不僅制定 BIM 模型建模標準,還研訂了在工程專案的整個生 命週期中如何建置模型的流程標準和指南。依照 Duncan Reed5在網路上的文章6 這些文件已發展成為英國國內所稱的 BIM level 2 的 8 個支柱。這些文件如下: 1. BS 1192:2007

5 Duncan 曾與 BIM Task Group, BuildingSMART, Buildoffsite, COMit, British Precast, BCSA and

Constructing Excellence 等英國相關組織合作,分享英國實例經驗與知識。

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12 2. PAS 1192-2:2013 3. PAS 1192-3:2014 4. BS 1192-4:2014 5. 工程合約附加 BIM 協議 6. 政府軟著陸政策 7. 資訊分類編碼 8. 工程專案數位工作計劃 英國創建了這套文件,即 BS 1192 系列以及其他文檔件,以使業主(客戶)和 興建建築資產的各參與方能夠在工程之初,共同定義一個清楚完整、且圍繞建築全 生命週期的資訊交換全部流程(procedure),以及流程中各階段的資訊交換的詳細 工作程序(process)。就其中比較重要的文件簡介如下:

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BS1192:2007 這是英國 BIM 協同作業流程的基礎文件。它定義了 工程專案團隊在發布建築資訊時需要採用的協作管理 流程。 PAS1192-2:2013 本標準定義了在工程專案的設計施工階段如何管理 資訊,即資本投入階段(capital expenditure,以下簡 稱 Capex);它為所需的流程提供了指導,並建議使用一 些模板文件,例如業主資訊需求(Employers

Information Requirements,以下簡稱 EIRs)和 BIM 執 行計劃(BIM Execution Plan,以下簡稱 BEP)。

PAS1192-3:2014

是上述 PAS 1192-2 的搭配標準,僅涉及建築資產 的運營階段(operating expense,以下簡稱 Opex), 關於設施管理團隊應基於建築生命週期數據集的概念, 除了自設計施工過程收集資訊,也需包含工程實際完成 之後的資訊,而且還要從工程專案一開始就確定資訊需 求。 圖 4 BS1192:2007 圖 5 PAS1192-2:2013 圖 6 PAS1192-3:2014

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BS1192-4:2014

為英國的 Construction Operations Building Information Exchange(以下簡稱 COBie)標準。COBie 是由美國開發作為 BIM 模型的開放數據格式 IFC

(industry Foundation Classes)的子集的數據格式。 其主要內容是以滿足維護管理作業資訊需求來定義非圖 形部分的資訊的交換標準。

工程合約附錄 BIM 協議(BIM Protocol)

為了「實際運用」 BIM 流程,英國政府還對現有的建 築合約進行些微修改。BIM 協議是一項具有法律效力的附 錄,允許各方在為了達成 BIM level2 的要求時可以共享工 程合約中所創建的建築資訊。

政府軟著陸

Government Soft Landings(以下簡稱 GSL),是更新自 BSRIA7的早期文件,

要求承包商在工程完成後的一段時間內(通常為 3-5 年),幫助客戶(尤其是指公部 門業主)學習如何有效地操作其建築資產。利用以 BIM 流程驅動的 GSL 政策,從 建築設施能自設計施工階段即可開始獲得更高的效益,同時確保在營運維護階段能 達成應有的價值。

7 Building Services Research and Information Association (BSRIA)是總部位於英國的測試,儀器,

研究和諮詢組織,提供建築和建築服務工程方面的專業服務

圖 7 BS1192-4:2014

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由於先行採用 BIM 的工程專案,目前已進入維護管理階段,因此英國政府還注 意到在共享建築資產資時同時要考慮資訊安全的需求。於是在 2015 年 1 月發布了 新的 BIM 資訊安全標準 PAS1192-5:2015。 綜前,英國已經制定了一套規範標準文件,在工程專案的整個生命週期中為 BIM 提出 8 項具體要求。 圖 10 英國 BIM level2 8 大標準 (資料來源:https://campus.tekla.com/overview-bim-uk) 圖 9 GSL 目標說明

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16

二、從英國標準到國際標準

推動國際 BIM 標準

依照英國8Scottish Futures Trust (SFT)在其官網中與推動 BIM 的相關宣導

文章的說法9,英國決定啟動將支持 BIM level 2 的英國標準過渡到國際標準的時間

可以追溯到 2011 年的「向政府公部門業主的報告-BIM 戰略文件」(Report for the Government Construction Client Group – BIM Strategy Paper)。該報告鼓勵推 動英國國內建築產業大量採用 BIM 流程,同時體認到 BIM 流程將成為一種破壞性 技術,為產業帶來「改變遊戲規則」的工作方式,這將對全球建築產生深遠影響。 未來,BIM 流程與工作流程將穿越國家或地理的邊界。因此,在英國 BIM 計劃的擬 訂過程中,所凝聚的重要共識之一是 BIM 流程的全球化並且推動國際規範和標準的 發展是難以避免的。

因此,英國通過其國家標準機構 British Standards Institution (以下簡稱 BSI)、 產業和學術組織來合作推動使用現有的 BIM 標準規範文件,透過實作來證明前述文 件有效性。再以此作為基礎,與其他國家合作制定國際標準。合作的前提是所有國 家都可以獲得利益,同時採用具有安全意識的通用方法來採用 BIM 流程,以及利用 這些功能強大的數據/資訊豐富的模型和工具,也附帶地為國際市場和促進貿易的公 平競爭奠定基礎。於是有了現在的 ISO 19650 Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) — Information management using building information modelling 之一系列國際標準。 BIM 國際標準-ISO 19650 依據 BSI 在我國國內發布的新聞稿10,ISO 19650 是一整套關於在建築資產的 全生命週期中,使用 BIM 流程進行資訊管理的一系列國際標準。ISO 國際標準化組 8 由英國蘇格蘭官方所設立作為基礎建設技術中心的組織,為公共工程部門提供相關技術、知識, 協助其能更有效規劃、興建與管理工程專案。 9 詳細網址於本研究之參考文獻。 10 詳細網址於本研究之參考文獻。

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織於 2018 年 12 月正式發布其中的前兩份標準:ISO 19650-1:2018 和 ISO 19650-2:2018。另外,ISO 19650-3 (資產運營階段)和 ISO 19650-5 (BIM 資安、數位和智能資產管理)也於 2020 年陸續發布。11

ISO 19650-1 用以說明「根據 ISO 19650 的 BIM」而實現工程全生命週期資 訊管理的應有的概念和原則。內容包含如何規劃資訊交換,資訊記錄,資訊版本和 參與人員的組織。並適用於各種建築類型的全生命週期,涵蓋規劃、設計、細部設 計、文件檔管和施工、日常運營維護、更新修繕、拆除等。涉及的角色包括業主、 運營者、客戶、資產管理者、設計團隊、施工團隊、建材設備商、政策制定者,投 資者和最終使用者。 ISO 19650-2 則針對「建築資產交付階段」即包含設計、施工、到試營運等次 階段的資訊管理的要求進行了規定,規範關於資產交付階段和資訊交換的內容。旨 在使業主能在本階段確定其對 BIM 資訊的需求,並為提供正確的協同作業環境,讓 工程團隊可以有效且迅速地產出資訊。

資訊交付循環(Information Delivery Cycle)與 CDE

新聞稿也說明,目前所發布的兩份標準,是從英國已經發布的英國國家標準 BS 1192 與行業標準 PAS 1192-2 等兩份標準所轉版完成的。英國內閣辦公室早在 2011 年所發布國家智慧建築五年發展計劃開始進行 BIM 相關標準與規範制訂工 作,並預告將於 2016 年開始要求公共工程必須使用 BIM,將營建產業及供應鏈 推進到 BIM Level 2 的資訊應用成熟度,以便藉此提升英國營建產業在國際營建市 場地位與市佔率同時帶動經濟成長。BIM Level 2 是指營建產業各專業及供應鏈能 共同在數位的三維協作環境下發展與整合 BIM 模型,並以 CDE 來管控資訊模型的 產出。

換句話說,ISO 19650 系列就是國際化版本的 BIM Level 2,而 CDE 也成為 ISO 19650 的一部分。

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第三節 ISO 19650 與 CDE

致力於推動 BIM 流程的英國 NBS12在其網站13中說明了英國標準 1192 系列以 及隨後的 ISO 19650 系列標準均定義了在整個採用 BIM 流程的工程專案中需要建 置一個 CDE 來滿足收集、管理和分享資訊的需求。”在英國,相關的標準已經發展 了很長一段時間,在整個工程專案團隊和整個工程流程中將產業對於 BIM 的觀念從 「3D CAD」改變成為「資訊管理」。”也就是說推廣 CDE 的目的在於同時改變兩 個觀念,一是 BIM 不只是 3D 量體而已,包含了更豐富的資訊,其二是,從只關注 資訊本身,轉而關注資訊如何被建置、分享、存放等工作流程。 根據 ISO 19650 規定,在建築資產管理和工程專案交付期間,應使用 CDE 解 決方案和工作流程來管理資訊。委任方應建立(或實作、配置和支援)能滿足工程 專案的總體需求的 CDE,以支援協同作業產出資訊。其中「CDE 工作流程」是描述 了要使用的流程,而「CDE 解決方案」則是指支持這些流程的資訊技術。 在 ISO 19650 中,BIM 被提升到一個更廣義的定義,精神上主要是在描述如何 在 CDE 中管理資訊的容器的整體流程,包含了 BIM 模型與如何管理 BIM 模型。所 謂資訊容器,其內容通常包含有文件或子目錄,且文件可以是結構化或非結構化資 訊。結構化資訊容器包括諸如幾何模型,明細表和數據庫之類的項目。非結構化信 息容器包括文檔,影片和錄音等項目。 而 CDE 工作流程,簡而言之,指的是前述資訊容器隨著專案工作的進展在不同 狀態之間移動。狀態包含一開始的「工作中」,到「共享」、「發布」,最後,資訊容 器可以被「歸檔」。資訊容器要從一種狀態轉移到另一種狀態,應該有一個商定的批 准和授權過程。透過這個流程,工程專案團隊,甚至建築產業界,才能獲得面對與 運用「資訊」這個資源應有的正確態度與有效協作方法。 12 NBS 為英國一個為建築師、工程師、設計人員與承包商提供雲端建築標準系統的公司。其前身為 英國皇家建築協會所經營且致力於訂定建築標準的組織。 13 詳細網址於本研究之參考文獻。

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第四節 小結

從 ISO 19650 的內容可以看出,CDE 背後並沒有著艱深的理論或複雜的流程, 本研究認為 ISO 想要藉由提倡 CDE 以協助建築產業建立面對資訊應有的觀念與態 度,才是後續採討 CDE 的重點。 從前面所整理的資料可知,CDE 之所以一再被提出的原因,應該在於建築產業 一直未能認真面對建築資訊。2007 年時所發布的英國標準 BS 1192:2007 之中,即 已包含 CDE。2011 年英國為了在國內推動 BIM 所開始訂定的一系列標準,均是以 BS 1192 為起點,接續發展而來。之後,再隨著英國推動 BIM 標準國際化,CDE 也受到認可,成為國際標準的一部分,作為建築產業各個參與者間協同作業時的可 信賴的資訊分享環境。 從另一個角度來看,CDE 在 2007 年被發布為英國標準的一部分到現在的 11 年間,建築資訊從 2 維圖面發展轉變為 BIM 模型,英國發布推動 BIM 或者建築產 業數位轉型的政策,其地位亦突破國家藩籬升級作為 ISO 19650 的一部分。CDE 從一個區域的標準一直發展成為國際建築產業標準的過程也顯示出即使是在英國這 樣的先進國家或是國際間,均開始重視促進建築資訊能更有效的管理與流通,也就 是說,建築產業仍然需要努力倣效其他產業能透過有效的透過資訊協作以便得到更 進一步的效益。

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第三章 CDE 工作流程

英國 BSI 在 2010 年出版了「Building Information Management: A Standard Framework and Guide to BS 1192」,即上一章提到的英國標準「BS 1192:2007 建築、工程和營建資訊的協同生產實作」的指南。前開標準為建築產業的資訊產出 的發展,組織和管理提供了最佳實踐方法。指南則是詳細解釋了提高生產資訊質量 所需的流程和工序。有助於設計人員備妥施工階段所需得資訊,再傳遞給施工團隊, 使工程順利進行。在傳統以紙本文件或平立剖面圖等書說為媒介為主的資訊傳遞系 統中,已訂有良好的協助與管理流程,但是隨著新電子技術的採用,應有的良好管 理需求卻被忽略。在整個建築生命週期中採用新技術應有的資訊管理流程,也將促 成從以傳統書圖文件為中心的資訊傳遞環境過渡到以資訊為中心的環境,從而釋放 新資訊技術的力量。 CDE 是 BS 1192:2007 內容的一部分,上開指南在 2010 年出版時,也配合 英國國內對於採用 BIM 流程的需求,就運用 CDE 管理 BIM 模型與相關資料作了詳 細的說明。雖然最新的 ISO 19650 對 CDE 的內容已有修改,且去年(2019 年)成 立的英國大型 BIM 推動組織 UK BIM Framework14為協助英國建築產業順利導入

ISO 19650 所發布的一系例指南文件15中,也包含了 CDE 的應用說明。但這份說明

文件是目前本研究所收集到對 CDE 所作較為詳細、完整的說明文件16。因此,本章

的內容主要就是以簡要翻譯整理上開指南有關 CDE 的內容,作為本研究的一部分, 並冀能提供建築產業界參考。

14 由英國標準公司 bsi、數位建造英國中心 cdbb 以及英國 BIM 聯盟 UKBIM ALLIANCE 等三個組所

共同組成。https://www.pbctoday.co.uk/news/bim-news/uk-bim-framework/65207/

15 Information management according to BS EN ISO 19650 Guidance Part 2: Processes for

Project Delivery Edition 4

16 有關 CDE 在 BS 1192 與 ISO 19650 中不同的地方,以下會就相同的部分引用 ISO 的名稱,不同

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第一節 CDE 概念

透過團隊協作來產生資訊的基本要求,乃是儘早共享資訊,並且信任所共享的 資訊內容以及該資訊的創建者。這需要一套透明、可監控、有紀律且可審核的協作 流程。 利用 CDE 的工程專案資訊管理方法,可適用於各種規模的資訊管理活動,尤其 是想要在辦公空間內能進行協同作業。因為是通用的標準,CDE 有助於消除使用不 同客戶或業主所要求的標準時,必須針對每一個工程專案重複進行訓練的課題。如 果客戶或業主能接受 CDE 流程並且納入合約,上述這些課題就會消失。 不論此類資訊是屬於 2D 或 3D、文字或數字型態,CDE 是一種可讓專案團隊 所有成員之間進行高效準確的共享資訊方法。CDE 能使許多不同領域的設計團隊在 同一資訊管理環境中進行協作,於該環境中,資訊會遵循設計,製造及施工程序而 建構與發展。圖 11 為 CDE 的原則概念示意圖,圖 12 則有詳細說明。 CDE 流程亦可確保資訊僅需產生一次,然後就能使供應鏈上的所有成員都能根 據所需,重複利用這些資訊。CDE 亦可確保不斷更新並充實資訊內容,以作為建築 維護管理(Facility Management)文件交付成果的一部分。 表 1 CDE 適用方法與環境說明 單一設計領域環境,位於創建者的辦公室中 CDE 置於設計單位的辦公室中,用以管理產生 數個專案之相關設計資訊的團隊成員。 任務團隊環境,同一地點 於單一專案中,管理多領域團隊。 專案或相類專案環境,同一地點 若團隊位於同一地點,則可於多領域及類似專案 中管理任務團隊。 專案或相類專案環境,不同地點 通過網路或 VPN(虛擬團隊環境),於多領域及 類似專案中管理工作流程與資訊共享。 (資料來源:BIM: A Standard Framework and Guide to BS 1192)

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採用 CDE 的優點包括:  儘管可供共享及重複利用,但資訊的所有權仍歸創建者所有;  共享資訊可減少產生協調資訊的時間及成本;且  可由模型文件(model file)的不同組合,產生任意數量的文件。 若設計團隊貫徹使用共享資訊的程序,因使用 CDE 流程所帶來的附加產出之一 為空間協調(spatial coordination),並能從一開始就生產並提供正確的資訊。 隨後,資訊可用於施工規劃、估算、成本規劃,設施管理及其他下游活動。 由於具備設定詳實的資訊生產流程,應可達到以下協調合作之效果。  可在整體專案生命週期中,提供之各類資訊的範例。  CDE 中的數據會經過細分化及結構化處理,以便重複利用。並提供檢視 CDE 內所存在之不同作者(multi-authored)數據,並將之組合,以使產 製傳統圖紙或文件之功能。同時提供能更有效控管此類數據的修訂與改版 的功能。 相較於傳統作法,要積極活用 CDE,更會要求設計團隊所有成員,嚴格遵守一 致同意的方法與流程紀律。上述所列之好處,僅有在整個專案中貫徹紀律以及一致 之方式運作,才能實現之。

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24 圖 11 CDE 的資訊管理分區與流程原則

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第二節 CDE 的功能分區

CDE 分為四個狀態,透過「閘口」(gate)或「簽字許可」(sign-off)等動作 來控制數據/資訊在相接的兩狀態間過渡(transition)17。請參閱圖 2。 四個狀態分別為,「工作中」、「共享」、「發布」、「歸檔」。另外,兩個「閘口」 的名稱與功能如下: 「工作中」至「共享」─檢查、審查及批准。 「共享」至「發布」─審查、授權。 下面的閘口存在 BS1192,但未被 ISO 19650 採用。為保持所引用文件的完整 性,本研究仍將其納入後續內容。 「發布」至「歸檔」─重新測量(檢查)並驗證。 一、「工作中」狀態(state)18

CDE 的「工作中」(Work In Progress)狀態是指「工作中狀態適用於任務團 隊正在開發的資訊。其他的任務團隊都不可看到或接觸此狀態」。意即任務團隊成員 使用其公司軟體系統執行自身工作的情形。此類「工作中」狀態資訊可能儲存於內 部的伺服器上,且僅有創建資訊之人員及該公司之其他任務團隊成員可以取用、查 看或更改(詳請參閱圖 13)。 重要的是,應理解在各別任務團隊之辦公室內,管理內部團隊所使用之流程, 應維持與專案環境中的流程相同,乃是至關重要。 設計團隊應負責保證「工作中」資訊的品質,並應確保備妥適當的檢查及審查 流程。因此,各模型文件僅會包含各設計團隊負責的資訊。請注意,設計團隊亦包 括分包者。 在「工作中」狀態下,管理系統必須允許對數據文件的各次更新進行版本控制, 且必須使用「次要版本」索引(Minor Version)進行建檔,如:1.1、1.2,1.3 等。 通常以版本號表示。對於仍處於初步設計階段之數據,則通常以 P1.1、P1.2,P1.3 17 ISO 19650 用語,指資訊經過審查批准可從一個狀態進到下一個狀態的過程。 18 ISO 19650 用語,指資訊在 CDE 中的主要區域。

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26 等表示。 在與外部專案團隊之其餘成員共享數據時,數據會被轉移至共享區,且修訂版 本會更新為「主要版本」(Major Version),如:P2 及 P3 等。 當有前述情況產生且數據持續在「工作中」(內部系統中)狀態區內更新時,其 次要版本將被記為 P2.1,P2.2 及 P2.3 等,直到達成下一次共享里程碑為止。 文件的版本號極為重要,因為在模型開發過程中會提取模型之摘要內容,用以 核對物料規劃;並對照成本規劃以進行檢查。此一過程可能會經數次迭代(iteration), 直到能夠與團隊其他成員共享數據及資訊為止。數據文件或摘錄文件(可能為文字 文件或報表)將使用命名規則,且其修正/版本轉換過程適用於所有層面。

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28 圖 12 CDE 之擴充說明

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①共享 次要完整修訂 此系統從 P01 開始,為 WIP 版號(revisioning)之 整數部分。 所以,P01.1 會變成 P01。 透過與其他團隊模型之協調或設計的自然演進,共 享區內的更新會促進設計進展。模型所有者是唯一 可更新,升級或刪除模型的團隊。 適合性(status) 共享區的適合性(status)得為下列之一: S1- 適合(與其他團隊之模型)協調 S2- 適合資訊-為「非論辯」(non-litigious)狀態, 因此是與技術顧問共享以交換資訊之狀態。 請勿向欲取得資訊之客戶發布(請參閱 D 狀態) S3- 適合內部審查及評論- 應於發布給客戶之前 接受- 屬「非論辯」狀態。 S4- 適合施工批准 適合施工批准 「非論辯」資訊,發布給客戶,達成最終簽字許可 簽字許可狀態。 ②共享簽字許可區 向客戶端發布數據之區域。 用於檢查,驗證及批准數據之客戶簽字許可區。 一般而言,數據會按照客戶要求的設計專案,以議 定之封包格式發布至該區域。 ③工作中(WIP) WIP 包含: 次要版本:此為次要版號編輯系統(revisioning system),版本記錄從 P01.1 開始,後為 P01.2, P01.3 等,以此類推。 WIP 區中,模型的適合性(status)會設為 S0(初 始狀態)。 ④發布 主要修訂 批准的版號編輯系統以字母排序,如:A,B,C 等。使用完整的主要修訂版本,表示該模型已成為 法定文件,並將構成客戶數據軌跡(audit trail)的 一部分。除非狀態代碼設為 A,否則文件仍未備妥 以供施工使用。詳見下述。 於每次向客戶提交後,alpha 版本會逐漸增加。客 戶數據軌跡不得跳過任何 Alpha 版本。 適合性(status) 作為臨時請求發布給客戶的數據,會標示為 D 適 合性(status)。這表明儘管其屬已發布之數據, 但不得用於施工批准或施工。此類數據不得交由客 戶簽字許可簽字許可。 D1- 適合成本- 法定文件。 D2- 適合投標- 法定文件。 D3- 適合合約設計-法定文件。 D4- 適合製造/採購-法定文件。 D 狀態通常為客戶對總席設計師提出的要求。除非 經由共享區發布,以正確之方式協調並發布以供客 戶簽字許可,否則這些數據不得用於施工批准或施 工。 具備完整客戶簽字許可的發布數據即可發布: A- 無評論- 適合施工。 具備部分客戶簽字許可的發布數據: B- 有評論/部分簽字許可- 適合客戶提出次要評 論之施工。所有次要評論均需要以雲朵(cloud)及 說明文字「暫擱」(in abeyance)來表示。

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30 圖 13 建築師「工作中」狀態模型之範例

(資料來源:BIM: A Standard Framework and Guide to BS 1192)

二、「共享」狀態 例如,當與建築設計相關的模型達到「適合協調」狀態時,則應將模型資訊上 傳至 CDE 的「共享」狀態,如圖 14 所示。 重要的是,將資訊過渡至該區前,所有模型文件均須經過內部審查,檢查及批 准,並具有特定適用性。檢查模型文件確保其符合工程專案模型資訊之標準。 之後,整個設計團隊與特定領域的相關承包者均可共享這些模型文件。 CDE 的共享部分是在「安全」環境下,將資訊提供予他人。資訊的早期發布有 助於設計解決方案的快速開發。為能實現此一目的,而採用資訊適合性(status) 概念19 資訊適合性(status)會將數據之所有權授予設計團隊,並且直至資訊得到 充分協調與授權前,限制施工團隊的訪問權限。 專案團隊的任何成員均可使用共享區的模型文件進行引用或協作。其他設計團 隊成員則可將 CDE 共享部分中的最新模型版本引用至其 WIP 區中,如圖 15 所示。 這些參酌引用之模型可以作為背景基本資訊,其收受者可於其上疊加他們的設 計資訊(詳請參見圖 16)。 19 BS 1192:2007 用語,指資訊分享或發布時,其適用的協同工作項目。

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圖 14 上傳共享之建築師模型

(資料來源:BIM: A Standard Framework and Guide to BS 1192)

圖 15 共享模型文件之方式

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32 圖 16 協調模型文件之方式

(資料來源:BIM: A Standard Framework and Guide to BS 1192)

若所採用的軟體或資訊系統可提供直接引用功能,則應直接參考模型文件。但 若不存在此類功能,其他設計團隊則可自共享區下載文件。這些文件不得重新上傳 或更改後再上傳。當模型文件被另一設計團隊成員用作背景基礎資訊時(詳請參閱 圖 17),應確保其不會導致資訊(如:2D 模型中的圖層或 3D 模型中的物件)重複 出現於模型文件中。因此,團隊應一致同意一套流程,藉以確保資訊僅會在共享區 內出現一次。 在圖 17 所示的範例中,結構工程師設計了結構柱子圖層的尺寸、並取得結構 柱子圖層的所有權。當結構工程師將該資訊上傳到共享區時,則建築任務團隊之文 件應修改並重新共享,以移除柱子之建築任務團隊所有權(詳請參見圖 18)。 於圖 19 中,設有連續上傳和引用的流程,並使專案之文件繼續共享,定義並 完成迭代流程後以達到完成階段。任務團隊,如設計團隊,之管理者應控管共享之 速率,並透過審查,檢查及批准各區內之指定數據已達到應予共享之時機。管理者 應根據全體專案團隊所議定的綜合交付計劃來設定整體流程。

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三、「發布」狀態 CDE 的「發布」狀態中的資訊主要以書圖文件(若經專案團隊同意,則另包含 模型文件),這些文件是於特定時間取得之共享資訊的數據快照(snapshot)。應透 過將相關的批准模型文件引用至協調模型文件、並從模型中切割視圖與剖面圖來彙 編此類發布文件資訊。依次將此類資訊引用至包含標題框與相關聯文字屬性的圖紙 範本中,然後以不可更改之呈現格式(例如:PDF 或 DWF)創建圖紙檔案。 此類圖紙呈現格式會包含 CDE「共享」部分中的經協調多重作者模型文件之 數據快照,如圖 20 所示。 在將資訊過渡到 CDE「發布」狀態,並提供給更廣泛的專案團隊(如:用於採 購或施工)前,必須檢查並批准此類資訊。 應定義並嚴格遵守適當的審核及處理流程,且這些審核及處理流程應相同適用 於工作包分包者的設計圖紙以及設計顧問的文件。 若施工團隊在批准施工之前需要除施工以外之其他目的(如:投標或採購)之 文件,則應使用「D」狀態。 這些「D」狀態文件會保留初步之「P1-Pn」修訂參 考版本。 四、「D」代碼之目的 當設計團隊及專業分包者開發及「共享」資訊時,會使用 S0-Sn 之狀態代碼。 該類資訊已被批准用於特定用途,但並未經客戶「授權」。

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34 圖 17 上傳結構模型之方式

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圖 18 建築師移除重複出現之圖層

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36 圖 19 並行與迭代上傳及下載

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38 圖 20 由共享模型創建圖紙

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40 當承包者或客戶出於特定目的而需要資訊時,會使用 D1-Dn 狀態代碼,但客 戶並未「授權」該資訊適合施工。嚴禁將此類數據及文件用於施工目的,亦不得用 於指導他人施工。圖 21 說明 D 狀態編碼之使用。 如圖 21 所示,資訊會從 WIP 區直接傳至發布區。資訊不會經過客戶授權流程, 但會經過審核,檢查及批准階段。 圖 21 狀態 D

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五、歸檔 CDE 的「歸檔」狀態是用於非活躍(inactive)或已被取代之數據。這些資訊 會作為專案執行過程中各項資訊移轉、變更次序及知識保留的歷史紀錄,並可作為 其他合約參考或「發現」(discovery)(詳請見圖 22)。 存放此類「歸檔」狀態文件之區域,可能為文件系統中的一處實際位置,對許 多文件管理庫而言,系統會自動管理歸檔流程。但是重要的是應保留被取代資訊的 歷史紀錄,以便在專案完成後,團隊可以分析專案之進展,取得「經驗教訓」。 儘管管理「歸檔」狀態文件的任務可在文件管理庫中執行,但團隊仍應考量按 議定的時間間隔,安排數據備份。 除對專案歷史記錄進行可審核數據軌跡追踪外,歸檔文件亦應包含所有相關資 訊,以作為專案生命週期的移交文件,其包括:  重新測量之竣工/施工及驗證資訊;  圖紙及模型文件;  變更審核;  資產數據;  工地安全衛生文件,包括施工(設計及管理)法規;  所有相關之操作及維護資訊;以及  客戶指定之交付文件。

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42 圖 22 CDE 之歸檔流程

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44 六、分散式 CDE 在分散式「任務團隊」環境中(如圖 23 所示),各團隊某程度上均為獨立運作 之團隊,但所有團隊仍需要訪問共享資訊。圖 24 列出其理想之情況,經由團隊間 的共享,並透過正確之軟體,IT 解決方案與修訂之管理流程來使用與進行管理。 圖 23 團隊環境中的 CDE

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46 圖 24 專案環境中的 CDE

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第三節 小結

一、Procedure 與 Process 在上一章的回顧中得知 CDE 的重要性在於協助建築產業建立面對資訊應有的 觀念與態度。而 CDE 工作流程(procedure)原則並不複雜,簡單的說,建築資訊 就如同在四種不同的槽中受閥控制依序流動的液體一般。在不同種的槽間流動時, 需要滿足一定的條件,且不同種槽分別限制不同的使用者以及取用的方式。對於建 築產業而言,較為複雜與陌生的反而是控制資料在各個槽間流動的工作程序 (process),即透過設定與賦與「狀態」來控制用途與可分享對象與使用方法,並 設定成熟度條件控制資訊的「狀態」變更。CDE 可以說是一套建築資訊的工序,也 是一個品管機制,同時更是建築資訊的收存機制。 就流程來看,目前的 CDE 相關規定仍以原則性為主的好處在於彈性高,可以適 許多情境,流程自然是依照工程專案之設計、施工、維管等階段,參與者則是有業 主、專業者、供應鏈等。但如何配合不同工程專案條件、參與者的能力等來調適出 合適的實際工作流程,則需要實務經驗累積,這也同時是推動時的課題。 理想上,CDE 希望每個參與者本身就可以依照 CDE 的原則在組織內部建立一 個資訊管理分享環境,透過建立內部資訊管理流程機制,將對資訊應有的觀念與態 度植入建築產業的不同參與者的內部作業中,而不是只是存在於工程專案團隊之間。 理由很明顯,參與者內部能先具有相關概念與能力,工程專案是才能順利的協同合 作。因此,即使是開發者或業主,也都需要建立自身的 CDE,同時依照自身的需求, 並搭配合約中的 BIM 工作協議來確立資訊所有權與責任,以及 BEP 詳訂分工內容, 主導建立個別工程專案的 CDE,就如同一個收圖平台般,來管理收存個別工程專案 的建築資訊。如此,業主所取得的資訊才能更經濟有效的介接給其他資訊系統運用。 之所以用「液體」來比喻在不同槽中流動的建築資訊,原因在於不同參與者可 能會使用不同的軟體來建置建築資訊,而不同的資訊格式,有可能像油與水分離一 樣,發生資訊間互相操作性的課題。關於這點,BS 1192 或其指南書中並未提出相 關規定,而是留給專案團隊應就所需之資訊,就確保互操作性或理解,或與之相關

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的解決方案,自行達成一致的協議即可。 二、具體意義 CDE 的具體意義在於透過讓所有參與者都具有正確的工作觀念與態度,進一步 建立建築產業界對 CDE 中的建築資訊的信賴,再進一步說,透過信賴而建立資訊的 值價。這樣的轉變,就好像實體貨幣與信用卡、電子貨幣間的關係,實體貨幣因可 以觸摸得到而產生信賴,但是貨幣不利於大量支付與快速流通,因而限制經濟發展, 所以才發展出各式各樣的實體貨幣以外的支付方式,如信用卡、電子支付等,加速 不同大小數量的金錢跨區域流動。而這些新的交付機制其背後基礎是在於信任政府 金融管理、信任銀行、信任資安機制。建築產業也是一樣,常用的 2 維圖說透過人 工閱讀而產生信賴,但 2 維圖說所能容載(或者說人工閱讀的能力)受到限制,不 利大量的資訊流通。CDE 所要建立的就是一個在建築產業界可以相互信賴的基礎, 同時加速大量的建築資訊在不同參與者間分享利用,才能建築資訊實現其真正價值, 促成建築產業的發展。

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第四章 CDE 應用發展

第一節 CDE 解決方案

一、CDE Solution

在 ISO 19650 中特別提到了「CDE Solution」一詞,並說明與 CDE 不同,指 的是協助實施者或參與者依照 CDE 流程作業的資訊系統。

英國政府為了協助政府機關建置一個符合 PAS 1192 系列標準(也就是 ISO 19650 前身)用以管理資產資訊的共通資訊環境系統,即 Asset Information Management Common Data Environment (AIM CDE),英國政府 BIM 工作團 隊的 CDE 小組特別於 2018 年 8 月提出了一份 Asset Information Management - Common Data Environment Functional Requirements,即 AIM CDE 系統開發 功能需求的指導文件。

從文件的名字特地指出是以 AIM 為目的,就可以看出本研究前面所提到的觀點, 即 CDE 會隨著實施者的目的而有不同的實施重點及內容。文件中將 AIM CDE

System 的目的定義為政府部門業主提供一個符合相關標準的資訊系統環境,讓業 主得以指定、收集、保全、儲存、展示及利用其所維護及操作的資產於發展及操作 階段所產出的 BIM Level 2 Information(指英國政府於 2016 年起要求公共工程採 用 BIM 所產出的相關資訊,如具結構性的數據、3D 模型及其他文件等)。且此 AIM CDE 涵蓋從業主端出發的 BIM 及資訊採購流程,並位於合約甲方管理的範圍內。 而 AIM CDE 是一個安全的線上系統,且具有專門功能來支持公部門業主在新 建或大小整修工程、以及委外操作與維護時,能採購取得符合其需求且經過保證的 資訊與數據。系統同時也支持管理上述所取得的資訊的功能。 從其文件中提供的例圖(圖 25)中可以更清楚了解 AIM CDE 的角色與功能。 圖中心的弧狀虚線將採購合約分甲乙兩方,AIM CDE 位於甲方範圍,其功能為接收、 驗證、管理左側乙方依合約交付的資訊,以便與右側甲方的資產、建築管理系統等 內部系統交換分享。圖中除了甲方的 AIM CDE 之外,也可以看到乙方也有自己的 CDE,且可依照設計、施工及操作等不同階段分為 Design CDE、Construct CDE、

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52 Operate CDE,個別收集、管理及分享該階段的資訊。也就是說,一個工程採購或 維護委外合約,希望至少會有兩個以上的 CDE 系統來協助整個合約的資訊管理分享, 一個在甲方,負責收存符合甲方需求的資訊,並在甲方內部與其他系統連結;另一 個在乙方、負責管理個別階段的協同作業。 圖 25 用於支持採購到具品質保證的資訊的 AIM CDE

(資料來源:Asset Information Management - Common Data Environment Functional Requirements)

而下表是這份 AIM CDE 的指導文件清楚列出系統的功能需求內容,如資訊採 購及資訊保證等相關功能均因為關乎業主是否能採購到符合後續運用需求的資訊, 而列在清單開頭,並詳述其功能項目。而圖 26 更是清楚將各主要功能項的作用表 達出來。

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表 2 AIM CDE 系統功能清單

1.0 Information Procurement 資訊採購

1.1 Defining Information Requirements (Employer)

訂定資訊需求(甲方)

1.2 Defining information deliverables (Suppliers)

訂定資訊交付成果(乙方)

1.3 Information Exchange (Files and Data 資訊交換(檔案及數據) 1.4 Information from other Systems 來自其他系統的資訊

2.0 Information Assurance 資訊保證

2.1 Information delivery planning Assurance

資訊交付計畫保證

2.2 Information Assurance (Files) 資訊保證(檔案) 2.3 Information Assurance (Data) 資訊保證(數據) 2.4 Acceptance and Authorisation

Workflows

接收及授權流程

2.5 Assurance Reporting 保證作業報告

3.0 Storage & Cyber Security 儲存及網路安全

3.1 File Store 檔案儲存 3.2 Data Store 數據儲存 3.3 Cyber Security 網路安全 4.0 User Functionality 使用者功能 4.1 File management 檔案管理 4.2 Model Management 模型管理

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4.3 Data Management 數據管理 4.4 Collaborative Workflow & Information

Reviews

協同作業流程及資訊檢測

4.5 Navigation and Search 導航及搜尋

4.6 Project & Asset set up templates 工程專案及資產設定樣版

4.7 Viewers 檢視

4.8 Audit trail 核定追踪

4.9 Dashboard, Analytics and Reporting 儀錶板、分析及報告 4.10 Tender Management 招標管理

4.11 Contract Management 合約管理 4.12 Standard Object Libraries 標準元件庫 4.13 Company and user management 使用者管理

5.0 Information Output 資訊產出

5.1 Files and Data Download 檔案及數據下載 5.2 Application Program Interfaces 應用程式介面 (資料來源:Asset Information Management - Common Data Environment Functional Requirements)

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圖 26 CDE 功能圖示

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英國希斯洛機場在去年為了宣傳其機場擴充計畫 Heathrow 2.0,對外召開了一 場大型的擴張策略說明會。其中所提出的數位策略內容,發展願景是建置一個數位 生態系統,以便釋放價值、發揮潛力及促成非凡的工作成果(A digital ecosystem which liberates value, unlocks potential and enables exceptional delivery)。而 為了達成願景,希斯洛機場也配合英國政府推動 BIM 政策,也把 AIM CDE 的建置 納為策略的一部分。

二、CDE 解決方案與國內常用的 PMIS 系統

CDE 解決方案與國內工程界現在常用的 PMIS 系統間異同與關係,是本小節要 討論的主要內容。

首先,參考民國 91 年中華技術雜誌第 55 期針對中華工程顧問司採訪內容, PMIS 全名為 Professional Management Information System。20並說明:

PMIS 專案管理資訊系統主要是針對工程專業營建管理技術服務計畫(PCM 專 案),在規劃設計與施工階段之資料管理,開發一套架構於網際網路上 (Web-Solution)之專案管理資訊系統(PMIS)平台,並導入供應鏈體系(Supply Chain)概念,輔助專案各參與單位進行工程管理之用。…系統涵蓋專案管理作業所 需之功能模組,包括:專案基本設定、最新資訊提報、工程簡報、會議管理、文件 往來、契約管理、圖說管理、進度管理、預算管理、品質管理、送審文件管理、日 報管理、估驗計價管理等十三個模組。 系統研發獲致效益如下:(1)提供專案管理者及各參與單位(業主/設計/監 造/承商)間一資訊溝通平台,提昇專案管理效率。(2)以系統化方式進行資訊傳遞、 存取及彙整計算,可提高資訊運用效率,節省管理人力。(3)解決傳統管理資料重覆 輸入問題,確保資料正確性。(4)整體系統均建構於網際網路上,提供分散各處的使

20註:轉投資成立的台灣世曦又稱這套系統為 Project Management Information System,參考來

https://interview.cio.com.tw/%E5%8F%B0%E7%81%A3%E4%B8%96%E6%9B%A6%E5%B7% A5%E7%A8%8B%E9%A1%A7%E5%95%8F%E7%B8%BD%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%B8 %AB%E6%9E%97%E6%9B%9C%E6%BB%84202006

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用者立即反映資料及相關分析結果,突破目前 Client-Server 架構之工程管理軟體限 時限地的缺點。(5)提昇企業在電子化營建管理之技術發展能力,形成相對競爭優勢, 為未來 e 世紀電子化預作準備。 其中,關於與 CDE 在功能上可能有重疊的「圖說管理模組」,其詳細功能如下: A. 設計圖說管理:包括批次轉入及單筆新增設計圖說資料、設計圖說資料查 詢、瀏覽及編輯及設計圖說版次管制、送審紀錄管理等。 B. 施工圖說管理:施工圖說資料自動自設計圖轉換、查詢、瀏覽等。 C. 變更圖說管理:包括批次轉入及單筆新增變更圖說資料、變更圖說資料查 詢、瀏覽及編輯及變更圖說版次管制、變更送審紀錄管理等。如同圖十 D. 竣工圖說管理:包括批次轉入竣工圖說、竣工圖說資料查詢、瀏覽等功能。 圖 27 PMIS 圖說管理模組功能流程圖 (資料來源 http://www.ceci.org.tw/book/55/ch55_7.htm) 若從資訊的聯結與應用來看,關於 BIM 及 PMIS 整合應用方式21,已有陳威良 等人提出的模式為: 一般而言,BIM 資料庫中包含 3D 模型以及各元件相關的物料資訊,當我們建 立起 PMIS 的 WBS 與 BIM 的 3D 元件的對應關係時,PMIS 可以透過各工項對應 的 3D 元件,取得其相關物料資訊,進而計算該工項的物料耗用;而 BIM 可以在 3D 模擬時,連接對應的工項,並取得其時程資訊,進而發展 4D (3D+時間管理)之專案 管理;如進一步結合物料及資源耗用,則可計算各工項對應之成本,而達成 5D (3D+ 21 BIM 及 PMIS 整合應用在建築生命週期營建管理之實施架構, http://www.architw.org.tw/ftp/magazine/mag82/82TH-P47.pdf

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58 時間+成本管理)之專案管理效益。 綜合而言,PMIS 在發展是以輔助工程顧問公司的管理作業出發,其中圖說管 理模組的功能在於轉入並管理設計施工階段及竣工的圖說資料及送審資料,並提供 查詢、瀏覽。結合 BIM 之後,則是朝向將 BIM 視為一個有著更多資料的資料庫, 透過與 BIM 的鏈結增強原本 PMIS 功能模組。 但 CDE 的精神徧向輔助不同專業間的應用同一個資料來源來交換圖資增進協 同作業的效益,且並未嚴格設定目標管理者。其管理的目的與範圍雖然在瀏覽、收 存的功能上相似,不同的在於 CDE 規定了更詳細的資訊狀態放行的責任,這也就是 說,CDE 有部分工作項目可能不在 PMIS 原先開發時所設定的範圍內。從英國 AIM CDE 系統功能需求表中更可以看出其與 PMIS 因為實施者及後續資訊用途的不同, 而展現出不同的需求重點。

整合 PMIS 與 CDE 在資訊系統技術上應無問題,但要考慮到 CDE 的管理責任, 以及未來的保存資料的移交,兩者之間是否採整合的方式,或是將圖資管理模組從 PMIS 中獨出來加上 CDE 的工作流程,甚或是 CDE 系統為主並加入一些 PMIS 的管 理工能模組等的未來發展,需要進一步的探討。

三、國際及國內類似解決方案

目前國際上及國內可以看到已有出現以與前述英國 AIM CDE 指導文件相似角 度出發的資訊系統。例如英國政府在其提供公部門採購資訊網 Digital Marketplace, 也已提供 Bentley Systems、EcoDomus 等公司所開發符合 PAS 或 ISO 標準的 CDE 資訊系統解決方案,讓公部門也可以直接採購系統,而不需自行開發。除了上述例 子之外,國際 BIM 建模軟體大廠,已注意到這一塊市場,開發出相關的雲端服務, 例如 Autodeak 公司所推出的 BIM360,而在國內也有類似的雲端服務,如衛武資 訊所推出的 Webimsync、Syncobox 等。可以先從官方的介紹網頁,初步了解前述 解決方案的大致功能。如 Autodesk 臺灣經銷商大塚資訊的網頁對 BIM360 的介紹 內容如下22 22 https://www.oitc.com.tw/products-detail/BIM360/47

數據

圖  2  開發 BIM level3(iBIM)內容
圖  3  英國政府建築產業數位轉型發展策略沿革示意圖  (資料來源:本研究自行整理)      第二節    英國 BIM 標準與 ISO 19650  一、英國 BIM 標準  英國政府在 2011 年制定了一項推動 BIM 的重大計劃,該計劃在國際上可稱得 上非常獨特。這個計畫不僅制定 BIM 模型建模標準,還研訂了在工程專案的整個生 命週期中如何建置模型的流程標準和指南。依照 Duncan Reed 5 在網路上的文章 6 , 這些文件已發展成為英國國內所稱的 BIM level 2 的 8 個支柱
圖  15 共享模型文件之方式
圖  18 建築師移除重複出現之圖層
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參考文獻

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