我國BIM協同作業指南之研訂—設計與施工階段資訊交換

我國 BIM 協同作業指南之研訂

—設計與施工階段資訊交換

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

我國 BIM 協同作業指南之研訂

—設計與施工階段資訊交換

受 委 託 者 ：

中華大學

研 究 主 持 人 ：

邱垂德

協 同 主 持 人 ：

鄭紹材

余文德

研 究 助 理 ： 劉得廣

曾楷婷

張育晧

內 政 部建 築研 究 所委 託研 究 報告

中華民國 104 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

目次

表次 ...III

圖次 ... V

摘要 ... IX

第一章 緒論 ... 1

第一節 研究緣起與背景... 1

第二節 研究問題 ... 2

第三節 研究目的 ... 3

第二章 研究方法 ... 5

第一節 研究方法 ... 5

第二節 執行流程說明 ... 6

第三章 資料蒐集與文獻分析 ... 9

第一節 美國 BIM 專案執行規劃指南 ... 9

第二節 英國的 BIM 應用與交付標準 ... 12

第三節 新加坡的 BIM 應用與交付標準 ... 15

第四節 中國大陸的 BIM 應用與交付標準 ... 18

第五節 BIM 的共通數據環境與協同作業流程 ... 23

第六節 以新加坡 BIM 指南做主要參考 ... 25

第七節 不同 BIM 軟體平台的協作議題 ... 29

第四章 BIM 協同作業指南之研擬 ... 31

第一節 國內 BIM 專案經驗及需求分析結果 ... 31

第二節 標竿指南選擇—以新加坡 BIM 指南為範本 ... 38

第三節 BIM 應用與交付項目本土化修正分析 ... 41

第四節 BIM 特定條款之修訂 ... 43

第五節 組織導入 BIM 細則 ... 46

第六節 契約主文之修訂 ... 48

第五章 BIM 協同作業指南於營建專案之應用展示 ... 51

第一節 營建專案採用 BIM 建議作業流程 ... 51

第二節 國內 BIM 實做案例示範演練 ... 56

第六章 結論與建議 ... 81

第一節 結論 ... 81

第二節 建議 ... 81

附錄一 歷次工作會議紀錄 ... 85

附錄二 專家訪談紀錄 ... 89

附錄三 專家學者座談會紀錄 ... 95

附錄四 公共工程技術服務契約範本(BIM 相關條款)... 103

附錄五 我國 BIM 協同作業指南(含附錄)初稿 ... 109

附錄六 BIM 執行計畫(BEP)範例 ... 173

附錄七 研討會發言紀錄 ... 181

附錄八 期中審查會議紀錄與意見回覆 ... 189

附錄九 期末審查會議紀錄與意見回覆 ... 201

參考書目 ... 209

表次

表 3- 1 上海 BIM 指南中建案生命週期六階段 23 項 BIM 應用 ... 21

表 3- 2 本研究探討之四個國家的 BIM 指南比較表 ... 25

表 3- 3 新加坡 BIM 指南各階段不同專業方協同工作項目表例 ... 28

表 3- 4 新加坡 BIM 指南研提 BIM 執行計畫的八個步驟 ... 29

表 4- 1 行政院公共工程委員會 2014 年統計之建築類導入 BIM

之案例 ... 32

表 4- 2 營建署導入 BIM 之工程經費比例 ... 33

表 4- 3 新加坡 BIM 指南相關文件內容整理表 ... 39

表 4- 4 新加坡 BIM 執行細則建議交付項目比對表 ... 40

表 4- 5 本研究 BIM 協同作業指南之各階段交付項目與應用目的

對照表 ... 42

表 4- 6 BIM 特定條款內容整理表 ... 44

表 4- 7 組織導入 BIM 的七個構面及其說明 ... 46

表 4- 8 統包工程採購契約範本中相關 BIM 條款分析表 ... 48

表 4- 9 本研究「BIM 指南」與工程會「統包 BIM 契約草案」比

較表 ... 49

表 5- 1 本研究實作案例之 BIM 目標與責任矩陣表 ... 58

表 5- 2 本研究實做案例之 BIM 元件需求表 ... 59

訊差異比較表 ... 74

表 5- 4 實做案例將 ArchiCAD 輸出的 IFC 檔匯入 Revit2014



得

到的資訊差異比較表 ... 76

圖次

圖 2- 1 本研究執行流程規劃 ... 7

圖 2- 2 本研究進度甘特圖 ... 8

圖 3- 1 美國 bSa 之 BIM 專案執行主流程圖 ... 11

圖 3- 2 以 4W 彙整美國提出的 BIM 專案執行規劃導則 ... 12

圖 3- 3 英國定義的 BIM 成熟度級別示意圖 ... 13

圖 3- 4 英國 BIM 專案模型製作及交付表(MPDT)樣板例 ... 15

圖 3- 5 以 4W 彙整英國政府提出的 BIM 專案交付標準 ... 15

圖 3- 6 以 4W 彙整新加坡政府提出的 BIM 專案交付標準 ... 18

圖 3- 7 以 4W 彙整中國大陸提出的 BIM 專案交付標準 ... 20

圖 3- 8 上海 BIM 指南施工圖設計階段 BIM 應用主流程圖 ... 22

圖 3- 9 上海 BIM 指南施工圖設計階段 BIM 應用次流程圖 ... 22

圖 3- 10 英國 PAS1192-2 建議的共通數據環境流程架構圖 ... 23

圖 3- 11 新加坡 BIM Guide 及涵蓋的執行細則關係圖 ... 26

圖 3- 12 新加坡 BIM Guide 的協同建模三階段作業流程示意圖 .... 27

圖 4- 1 行政院公共工程委員會 BIM 推動藍圖 ... 32

圖 5- 1 營建專案採用 BIM 之建議作業流程 ... 51

圖 5- 2 BIM 指南的協同建模三階段作業流程示意圖 ... 53

圖 5- 3 實做案例示範建製之機電基本設計模型 ... 58

圖 5- 4 本研究實做案例建築模型中的牆建模需求示範 ... 62

圖 5- 5 本研究實做案例結構模型的建模需求示範 ... 63

圖 5- 6 機電系統之空調製冷供水、回水、及排水系統建模需求示

範 ... 64

圖 5- 7 機電系統之電力系統模型及電纜盤、線槽、及導管配件示

範 ... 65

圖 5- 8 實做案例示範制定 BEP 中的專案資料夾層級及檔案命名

公約 ... 67

圖 5- 9 本研究實做案例之 BIM 模型分區架構 ... 67

圖 5- 10 實做案例之協同建模流程圖 ... 68

圖 5- 11 本研究實做案例將建築、結構、及機電模型進行分區分

樓層整合 ... 69

圖 5- 12 本研究實做案例之建築、結構、機電整合 BIM 模型之 7

樓擷圖透視 ... 70

圖 5- 13 本研究實做案例之天花板以上空間檢討示意圖 ... 70

圖 5- 14 本研究實做案例確認地下停車場之有效淨高示意圖 ... 71

圖 5- 15 本研究實做案例由模型中輸出可量化工程項目詳細數量

(建築裝修)示意圖 ... 71

圖 5- 16 本研究實做案例模型整合完成後凍結分區輸出建築、建

構、及機電細設定案模型 ... 72

圖 5- 17 由 Revit 2014



輸出之 IFC 檔匯入 ArchiCAD 18



所見之

3D 視圖差異 ... 74

圖 5- 18 由 ArchiCAD 輸出之 IFC 檔匯入 Revit 2014 所見之 3D

視圖差異 ... 76

圖 5- 19 由 ArchiCAD 輸出之 IFC 檔匯入 Revit 2014



所見之 3D

視圖差異 ... 78

圖 5- 20 在 Tekla 平台將以 IFC 格式匯入的鋼構元件加入鋼構接

頭 ... 78

摘要

關鍵詞：建築資訊模型、工業基礎分類、協同作業指南、資訊交換

一、研究緣起

國內工程界對建築資訊模型(BIM)之應用已有 3~5 年的經驗，然而尚未有普遍接受

的 BIM 協同作業指南(以下簡稱｢BIM 指南｣)，造成各界對 BIM 運用的混亂情況；既沒

有設計階段應交付的模型資訊標準，施工階段的模型資訊需求也尚未建立。實際應用 案例中，或僅有設計，或僅有施工階段建製 BIM 模型，或因設計階段所建製之模型不 符施工階段需求，而無法達到有效的資訊交換。由於缺乏共通的 BIM 建置指南，導致 BIM 應用與推動事倍功半，無法達到以 BIM 提昇營建產業效率的目標。本研究計畫旨 在收集國內外相關 BIM 指南文獻，針對建築專案之設計與施工階段的資訊建製及交換 需求，進行深入與本土化分析整理，並據以探討擬訂國內 BIM 指南的可行架構。其次， 再透過深入的個案訪談，分析國內建築設計與施工階段 BIM 交換資訊不足之課題，提 出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 OPEN

BIM，本研究以實際 BIM 專案為例，針對對不同 BIM 軟體之工業基礎分類(IFC)交換

格式，進行實證研究，分析 BIM 檔案交換時可能產生的問題，以做為未來本指南於跨 軟體平台應用之參考。最後則分別在北部、中部、及南部辦理三場研討會，宣導建築 研究所歷年 BIM 相關研究課題及成果，並推廣本案擬訂的 BIM 指南初稿，並透過該 研討會蒐集各界對 BIM 指南的回饋意見，修訂完成確實可行的 BIM 指南。

二、研究方法及過程

本研究使用次級資料分析法、專家學者座談法、焦點團體訪談法與模擬驗證法。 回顧國外相關 BIM 指南的分析與整理、國內執行 BIM 專案的經驗教訓分析、新加坡 BIM 指南的整理及本土化策略等文獻，分析其與本研究之相關性，以提供本研究所需 之工具與領域知識。邀請與本研究主題相關之國內專家學者(建築設計廠商、建築施工 廠商、政府主管機關及 BIM 資訊專家)進行座談會議，以議題討論方式，共召開三次 專家學者座談及一次執業建築師訪談，以進行研究內容審視及改進。並訪談國內二家

由國內執行完成之 BIM 專案中選定示範個案，依照所研擬的 BIM 指南建製設計與施 工兩階段所需之交換資訊，經由實際模擬演練驗證 BIM 指南所列規範之可行性。本研 究中並在三場研討會中推廣介紹指南初稿，同時蒐集意見與回饋，以強化指南之周延 性。

三、重要發現

本研究經由前述之研究方法與研究過程，獲致以下幾點重要發現： 1. 本研究參考各國 BIM 指南，提出我國「BIM 協同作業指南」初稿，可提供 建築專案之各參與方擬定 BIM 工作執行計畫與契約內容之參考；藉由本指南 之制定，預期應可以改善目前國內 BIM 執行專案契約責任定義不清、交付標 的及工作範圍不明確之問題，有效降低產業推動 BIM 之阻力。 2. 本研究除提出「BIM 協同作業指南」之初稿外，並建議在主契約中引入「BIM 特定條款」，除釐清 BIM 工作之「風險分攤」及「智慧財產權」等契約責任 外，並將 BIM 執行計畫及 BIM 指南等技術規定引入採購契約主文中，強化 其在專案執行中的效力。 3. 本研究透過專案實做，初步驗證所提出之「BIM 協同作業指南」初稿之可行 性；另外，本研究亦測試 Revit、ArchiCAD、Tekla 三種 BIM 平台之 BIM 資 訊交換，結果顯示依據本 BIM 指南所建製之 BIM 大部份模型資訊皆可經由 IFC 格式在不同平台間傳遞，然因不同平台固有的元件定義及資訊欄位差異， 仍存有資訊漏失影響處理效率的問題，有待更新的格式及資訊標準來改善。

四、主要建議事項

本研究於研究過程中，獲致以下建議事項： 建議一 立即可行之建議—積極推廣｢BIM 指南初稿｣ 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：財團法人台灣建築中心 透過更多的成果發表及說明會，宣導本計畫之研究成果。並擴大邀請公部門承辦 BIM 相關專案的人員參與指南初稿之研討，除推廣本 BIM 指南外，也同時廣泛蒐集各使用單位 對 BIM 指南的意見，以作為指南內容修正之參考。為達到更有效的推廣效果，建議未來可

以主動向各建築師公會，以及土木、結構、機電、冷凍空調等技師公會、營造公會及專業 承包商公會等單位進行指南說明與介紹，並開授輔導課程，協助專業廠商瞭解及應用本 BIM 指南。 建議二 立即可行之建議—研擬我國 BIM 協同作業指南執行要項 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：無 經過產業專家訪談發現，目前國內工程界慣用的可行性規劃、初步設計、細部設計、 施工、及運營五大階段應適度擴增，在細部設計後施工前增加「施工圖建置」及「施工預

備」兩個階段，並研擬此二階段之詳細 BIM 工作指南，以利 BIM 技術之運用。本 BIM 指

南初稿目前僅針對一般 BIM 工作之執行進行通用性之規範，對於各專業之作業指南執行要 項則尚未研訂。建議本 BIM 指南初稿完成後，應繼續研訂建築設計 BIM 協同作業指南執 行要項、結構設計 BIM 協同作業指南執行要項、機水電設計協同作業指南執行要項及施工 廠商協同作業指南執行要項等細部規範進行相關 BIM 指南之研擬。 建議三 立即可行之建議—｢BIM 指南初稿｣之實證研究 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：無 為達到本 BIM 指南之產業利用性，未來應進行廣泛之案例實證研究，持續修訂 BIM 指南之內容，以達到符合國內營建產業環境需求之目標。建議實證的對象案例，以構造方 式區分可包含鋼筋混凝土建築、鋼結構建築；以使用類型方式可包含一般住宅辦公類、商 業賣場類及工業廠房等建築類等建築。透過真實案例之應用，可以驗證本指南在建築設計、 結構設計、工程施工、機水電工程實務之建模資訊標準與應用需求。

ABSTRACT

Keywords：Building information modeling (BIM), Industry Foundation Class (IFC), BIM Guide ,

Information exchange.

I. Background

BIM has been adopted and implemented in the domestic construction industry for 3~5 years.

However, there has been yet a standard BIM Guide by all participants of construction projects.

Without such a standard, the designers could not deliver model information correctly; nor could

the contractors develop their models sufficiently for later uses. The lack of a standard BIM

Guide does not only hinder the successful implementation of BIM, but also result in inefficiency

and low productivity of construction projects.

The current research aims at developing an appropriate BIM Guide for the local construction

industry to streamline the information exchange between the designer and the contractor in a

construction project. For this end, the BIM guides of other leading countries, e.g., USA, UK,

Singapore, and China, are collected and reviewed to develop the BIM Guide for local

construction industry. After careful comparison, the Singapore BIM Guide was selected as the

benchmark and translated into Chinese as the Draft BIM Guide for further modifications in light

of localization. For the purpose of localization, domain experts from the government agencies

and the practitioners from the local construction industry were involved in focused groups to

provide their opinions and perspectives in order to amend the Draft BIM Guide to fit the

regulations and the culture of local construction industry.

After modification, the proposed BIM Guide was announced and exhibited publicly to the

construction practitioners via three conferences. Moreover, the application of the proposed BIM

Guide to a real construction project in Taiwan is demonstrated. The IFC model data

transformation between different BIM authoring platforms was also tested to assess the

contractor of the construction projects in Taiwan. In order to promote the successful adoption of

BIM, following suggestions are recommended:

II. Methodology

The methodology adopted in this research includes: secondary data analysis, subject matter

expert (SME) panel discussion, focused group meeting, and case verification. The required tools

and domain knowledge of this research are acquired by reviewing the relevant BIM guides from

other leading countries and the lessons-learned from former BIM projects. Three SME panel

discussions are called provide revision opinions after the BIM guide was drafted. Then, two

focused groups of industrial practitioners from both the designer and the contractor were

organized to review the revised BIM Guide. Finally, a real world BIM project from local

construction industry was selected as a case to demonstrate the applicability of the proposed BIM

Guide. The above-mentioned research results were announced and published in three conferences

to the public in order to collect feedbacks for further revision and enhance the completeness of

the proposed BIM guide.

III. Findings

After finishing the all planned work, the research concludes the following findings:

1. The draft version of “Taiwan BIM Guide” is proposed to provide all participants of a

building construction project in developing the BIM execution plan (BEP) and contract of a

BIM project; with such a guide, current confusions in the contract responsibility,

deliverables, and the work scope of the prevailing domestic BIM projects can be improved,

so that the obstacles of BIM projects

2. In addition to the draft BIM Guide, this research also proposes BIM Particular Conditions to

be amended in the Principal Agreement of the construction project, so as to clarify the risk

(BEP) and BIM guide in the Principal Agreement also enhance the effectiveness of BIM

conditions in the contract.

3. With the case study results of a real world project, this research has demonstrated the

applicability of the proposed draft BIM Guide. The interoperability among three BIM

platforms (Revit, ArchiCAD, and Tekla) has also been tested. The testing results also

confirmed that BIM information of the developed BIM models can be reserved and

successfully transferred among different platforms via IFC format if the BIM models were

developed according to the proposed BIM Guide. However the BIM information of some

objects might be lost due to different format definitions. It suggests that a more complete

definition and common information exchange protocol is required for different platforms.

IV. Suggestions

Suggestion I: “Promotion of the proposed BIM Guide”—could be adopted right away Principal Executor: The Architecture and Building Research Institute (ABRI)

Associated Executor: Taiwan Architecture & Building Center

Execution statements: Promote the proposed BIM Guide via more exhibitions. Also involve

more public agency officers to the exhibitions. Proactive promotions

to the societies of Architects, Professional Engineers, and the

Contractor Associations are also beneficial to achieve the objectives of

this project.

Suggestion II: “Improvement of the proposed BIM Guide”—could be adopted right away Principal Executor: The Architecture and Building Research Institute (ABRI)

Associated Executor: NO

original five stages of a construction project. Moreover, develop the

essential guides for the architects, the structure engineers, the MEP

engineers, and the contractors.

Suggestion III: “Empirical study of the proposed BIM Guide”— could be adopted right away Principal Executor: The Architecture and Building Research Institute (ABRI)

Associated Executor: NO

Execution statements: It is suggested to conduct more empirical studies in order to assure the

applicability of the proposed BIM Guide to practical construction

projects. The suggested project types for the empirical studies

including: (1) by structure types—reinforcement concrete buildings

and steel structure buildings; (2) by building types—residential and

office buildings, shopping malls, and industrial buildings. It is

expected that the requirements on the standards of information and the

needs of practical applications for throughout the BIM project

lifecycle can be verified through the above-mentioned empirical

第一章 緒論

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。

第二章 研究方法

本章說明本計畫所採用的研究方法及執行之步驟，並詳述採用該方法的原因、可 能遭遇的困難以及解決方法。

第一節 研究方法

本計畫旨在研訂適用於國內設計與施工協同作業及資訊有效交換的 BIM 指南，採 用以下研究方法：

壹、相關文獻資料分析及標竿學習法

採用次級資料分析法，蒐集國內外與本研究主題相關之文獻資料，並分析其與本 研究之相關性，以提供本研究所需之工具與領域知識。所回顧之文獻，包括國外相關

BIM 指南的分析與整理、國內執行 BIM 專案的經驗教訓分析、國外成功 BIM 專案的

典範學習、新加坡 BIM 指南的整理及本土化策略等文獻，最後選擇最適合國內營建產 業環境之新加坡 BIM 指南做為學習標竿。

貳、專家座談法

邀請與本研究主題相關之國內專家學者(包括建築設計廠商、建築施工廠商、政府 主管機關、大學教授及 BIM 資訊專家)進行座談會議，以議題討論方式，進行研究內 容審視及改進。本方法主要應用於 BIM 指南草案之研擬與審核，包括針對本研究所研 擬之 BIM 指南的通用性意見回饋，以及內政部建築研究所成果發表研討會之意見蒐 集。

參、焦點團體訪談法

由本團隊擬定議題並主持訪談會議，召集國內執行過 BIM 專案的產業實務人員， 針對擬定的議題深入說明執行流程方法及可能產生的議題與問題，誘導受訪團體真實 提出執行 BIM 專案時可能遭遇的問題及解決方案。本方法主要用於國內 BIM 專案的 流程與資訊交換需求的整理，及本研究擬訂之 BIM 指南的適用意見回饋。另於推廣指 南初稿之三場研討會中，亦可透過此一方法蒐集意見與回饋，以強化指南之周延性。

肆、BIM 專案模擬驗證法

由國內執行完成之 BIM 專案中選定示範個案，依據所研擬的 BIM 指南規範建製 設計與施工兩階段所需之交換資訊，透過實際模擬演練驗證 BIM 指南所列規範之可行 性。本研究採用標竿學習法的原因，是因為國內 BIM 推動工作起步較歐美等先進國家 慢，執行的經驗較少，需要借助國外相對完整的大量文獻資料，並學習較為成功之標 竿；而由團隊研擬擬 BIM 指南草案時，需參酌專家學者的不同看法以確保其適用性； 至於確切的實用性及是否符合設計及施工時的資訊需求，則應透過深入的焦點團體訪 談來進行；最後則利用專案模擬實際依照 BIM 指南草案建製模型，除了確認所擬訂的 指南之可操作性外，也將用來展示研究成果。 本計畫最主要的困難在實際專案的 BIM 資訊與流程需求不易獲得。國內 BIM 專 案推動雖已有 3~5 年的經驗，然大部份 BIM 之應用目的，在於建築設計的檢核與空間 衝突檢視，很少比照國外經驗強調設計階段的整合工作；而深化模型資訊以供施工使 用的案例也不多，僅有的少數個案又很可能基於商業考量而不願分享。針對上述問題， 本團隊提出以下兩個方法加以突破： 1. 以焦點團體訪談加強溝通說明誘導，必要時也動用公部門的力量解除商業考 量障礙。 2. 在無法獲得實際專案需求經驗的狀況下，將部份採用模擬情境專案來執行。

第二節 執行流程說明

本計畫擬定的研究流程，如圖 2- 1 所示；依照此流程排定的執行進度甘特圖，如 圖 2-2 所示。

圖 2- 1 本研究執行流程規劃 (資料來源：本研究繪製) 整合分析研擬BIM 指南草案 符合國內通案 需求 提出通用的 BIM指南 國外BIM指引 分析整理 個案訪談提出資訊 交換需求與流程 國外成功執行之 BIM專案整理 是 否 建研所組成之BIM 工作小組審核 新加坡BIM Guide及 執行細則本土化 提出演練BIM案例 設計與施工階段協 作資訊交換演練 發佈BIM指南及演 練成果 辦理三場研討會宣 導成果及蒐集意見 綜合整理本 計畫成果 國內BIM專案執行 經驗教訓整理 以不同軟體平台依 BIM指南建置模型 展示IFC資訊 協作能力 發佈Open BIM 成果

月次 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 1.蒐集國內外相關 BIM 指南及規範 2. 新 加 坡 BIM Guide 本土化 3.分析國內 BIM 專 案之資訊及流程 需求 焦點團體訪 談 4.BIM 指南草案擬 訂 5. BIM 指南之適 用性分析與修正 6.BIM 指南之適用 性分析    專家座談 7.實 際 案 例 套 用 BIM 指南 焦點團體訪 談 8.實際案例 IFC 匯 出/匯入探究 案例模擬 9.驗證 BIM 指南 之適用性 案例模擬 10.辦理研討會    研討會 11.成果報告 預 定 進 度 ( 累 積 數 ) 9 18 22 26 35 48 65 78 87 91 100 圖 2- 2 本研究進度甘特圖 (資料來源：本研究繪製)

第三章 資料蒐集與文獻分析

本章整理美國、英國、新加坡及中國大陸等四個國家目前制定 BIM 指南的狀況， 並綜合分析各國對於設計與施工階段協同作業及資訊交換的方法與流程，以做為研擬 我國 BIM 指南之參考。

第一節 美國 BIM 專案執行規劃指南

美國為 BIM 技術之發源地，其 BIM 指南標準一直為各國訂定相關指南之參考。 BIM 既是營建產業資訊交換的平台，則「在正確的時間點傳達特定參與者所需的資訊」 為 BIM 專案成功之關鍵，如何將 BIM 中搭載的大量資訊，以電腦軟體協助關係人有 效率地解讀後做正確的決策，則需要有一定的作業流程與標準，此為美國 BIM 專案執 行指南之主要思維。此一 BIM 的流程與標準包括三大支柱：通用的交換格式(即 Industry

Foundation Class, IFC)、規範交換資訊的資訊交付手冊(Information Delivery Manual,

IDM)、及以國際詞彙框架(International Framework for Dictionaries, IFD)規範的資訊內涵

上。上述三大資料交換標準支柱中，IFC 是 BIM 軟體開發方必需共同遵循採用的資料

格式，在建築聰慧聯盟(buildingSMART alliance, bSa)的努力下，IFC 已經逐漸發展成為

國際共通的開放式資料格式，並被國際標準組織(ISO)登錄為其編為 ISO 16739 國際標 準；至於國際詞彙框架(IFD)部份，目前只有 bSa 旗下的四個國家(荷蘭、挪威、加拿 大、美國)組成 IFD 聯盟，依照 ISO 12006-3 的架構逐步開展中，待資訊分類標準逐漸 成熟後，預期將會有更多不同語系的國家加入該聯盟，屆時將能真正達到不同語言詞 彙指向正確的 BIM 物件的理想。 美國營建業在 BIM 流程標準之發展(亦即資訊交付手冊(IDM)部份)，已有由業主 指定的 BIM 流程標準在實證案例中實行。於 2010 年發表的「BIM 專案執行規劃指南」

(BIM Project Execution Planning Guide，簡稱為 BIM PEPG)(CIC Research Program, 2010)，

明確建議經由團隊依專案的目標共同商討，以「業務流程建模標記法(Business Process

Modeling Notation, BPMN)」，分二個層級制定 BIM 專案的標準流程及資訊交換

(Information Exchange)需求，其中的主流程部份如圖 3- 1 所示。該指南中的「核心建

核心建模工作—就是應用 BIM 技術來執行的工作，是應用 BIM 的目的(BIM Uses)； 該文件蒐集整理美國營建工程界應用 BIM 的狀況，整理出 BIM 在建案生命週期中共

有 25 項應用目的，其中，結構分析、機械分析、能源分析、照明分析、及其它分析共

5 項，統整為「工程分析(Engineering Analysis)」，與其它 20 項 BIM 應用，共列出 21

項 BIM 應用的詳細描述，列在該指南的附錄 B 中；該指南附錄 F 中的資訊交換工作

表單(Information Exchange Worksheet)則以慣用的建築元件拆解後，逐一對照負責建製

該元件的團隊成員；附錄 G 則列出 BIM 執行計畫樣板，與主契約的搭配則是以附加

條款的方式導入 BIM，至於建模細節部份，則建議可參照業界慣用的 BIM 元/物件矩

陣(VA BIM Element/Object Matrix)及細緻度規範(LOD Specification)。依照 BIM PEPG

指南之指引，BIM 專案團隊得以擬定 BIM 專案執行計畫(BIM Execution Plan, BEP)，

在 BEP 中 BIM 執行團隊可明確標示在 BIM 專案中應該做什麼、何時做、由誰做、及

圖 3- 1 美國 bSa 之 BIM 專案執行主流程圖 (資料來源：CIC Research Program, 2010)

開 始 B IM 應 用 交 換 資 訊 主 流 程 圖 綜 合 規 劃 業 主 綜 合 規 劃 規 劃 建 立 設 計 模 型 建 築 師 設 計 建 模 概 念 設 計 建 立 設 計 模 型 建 築 師 設 計 建 模 細 部 設 計 建 立 設 計 模 型 建 築 師 設 計 建 模 施 工 設 計 編 輯 竣 工 模 型 承 包 商 編 輯 竣 工 模 型 竣 工 交 付 建 築 模 型 結 構 模 型 M EP 模 型 土 木 模 型 執 行 3 D 整 合 建 築 師 3 D 設 計 整 合 概 念 設 計 估 價 承 包 商 成 本 估 算 概 念 設 計 執 行 4 D 模 擬 承 包 商 4 D 模 擬 概 念 設 計 執 行 工 程 分 析 工 程 師 照 明 分 析 能 源 分 析 結 構 分 析 概 念 設 計 工 程 分 析 模 型 成 本 估 算 4 D 模 型 3 D 設 計 整 合 模 型 虛 擬 3 D 模 型 執 行 3 D 整 合 建 築 師 細 部 設 計 估 價 細 部 設 計 執 行 4 D 模 擬 承 包 商 4 D 模 擬 細 部 設 計 工 程 設 計 分 析 工 程 師 照 明 分 析 能 源 分 析 結 構 分 析 細 部 設 計 執 行 3 D 整 合 建 築 師 施 工 設 計 估 價 施 工 設 計 執 行 4 D 模 擬 施 工 設 計 建 立 設 計 模 型 工 程 師 照 明 分 析 能 源 分 析 結 構 分 析 施 工 設 計 竣 工 模 型 3 D 大 樣 模 型 結 束 概 念 設 計 3 D 設 計 整 合 3 D 設 計 整 合 承 包 商 成 本 估 算 承 包 商 成 本 估 算 承 包 商 4 D 模 擬 工 程 分 析 模 型 成 本 估 算 4 D 模 型 3 D 設 計 整 合 模 型 虛 擬 3 D 模 型 工 程 分 析 模 型 成 本 估 算 4 D 模 型 3 D 設 計 整 合 模 型 虛 擬 3 D 模 型 輸 出 審 核 後 輸 出 輸 出 審 核 後 輸 出 輸 出 審 核 後 輸 出 輸 出 現 況 模 擬 責 任 方 現 況 模 擬 規 劃 基地 分 析 責 任 方 基 地 分 析 規 劃 3 D 施 工 規 劃 承 包 商 3 D 施 工 規 劃 施 工 階 段 工 地 規 劃 承 包 商 工 地 規 劃 施 工 階 段 規 劃 模 型 現 況 模 型 基 地 分 析 模 型 輸 出 工 地 規 劃 施 工 模 型 養 護 計 畫 設 施 管 理 方 養 護 計 畫 營 運 維 護 建 築 系 統 分 析 設 施 管 理 方 建 築 系 統 分 析 營 運 維 護 輸 出 輸 出 建 築 成 效 分 析 結 果 建 築 成 效 分 析 模 型 養 護 計 畫 輸 出 建 築 模 型 結 構 模 型 M EP 模 型 土 木 模 型 細 部 設 計 建 築 模 型 結 構 模 型 M EP 模 型 土 木 模 型 施 工 文 件

圖 3- 2 以 4W 彙整美國提出的 BIM 專案執行規劃導則 (資料來源：本研究繪製)

第二節 英國的 BIM 應用與交付標準

相對於美國由民間組織來推動 BIM 標準，英國則是在強而有力的政府營建策略的

支持下進行相關工作(Saxon, 2013)。首先成立 BIM 工作小組(BIM Task Group)，研析以

美國為主的 BIM 執行標準與流程，重新定義工程界慣用的「電腦輔助設計(Computer

Aided Drafting, CAD)與 BIM 的關係，將 BIM 的技術成熟度區分為 0~3 共四個等級，

如圖 3- 3 所示。傳統的 CAD 用二維紙本圖說為溝通工具，稱為「第 0 級 BIM」；若提

昇為電腦圖檔(二維或三維)搭配文件檔案，以檔案為主要溝通工具，稱為「第 1 級 BIM」；

若再提昇為連結資料庫的三維圖檔，且以其中的物件連結到資料庫，則稱為「第 2 級

BIM (Level II BIM)」；最後則是以在雲端整合的 BIM 物件庫為核心，達到整合的 BIM

(Integrated BIM，簡稱為 iBIM)，此為最成熟的「第 3 級 BIM」。目前英國政府營建策

略所支持的 BIM 應用，主要以「第 2 級 BIM」為重點，並宣示在 2016 年以前，要求 所有營建專案採用連結至資料庫的三維 BIM 技術，以達到「降低營建成本超過 20%」 的施政目標。 由於 BIM 的標準仍在演進中，所謂「iBIM」的理想目前只出現在特別的個案上， 若要通用於政府的公共工程，則不論是在技術面及制度管理面上，皆還有需要補強之 BIM專案契約 BIM執行計畫 BIM25項 應用 What BIM資訊交 換工作表單 傳統5階段 可新增至9 階段 Consensus DOC 301: BIM附加條款 VA:BIM的物/元件矩陣 AGC的LOD規範

bSa BIM PEPG主流程圖、次流程圖 NBIMS-US(IFC,IDM,IFD)

於既有的資訊標準基礎，已於 2013 年修訂完成「PAS 1192-2:2013 營建專案採用 BIM 在興建交付階段的資訊管理標準」(BSI, 2013)，且又加緊擬訂修繕維護階段的同類標 準(PAS 1192-3)，這兩項資訊管理標準都將納入英國國家標準(BSI)中，目前的狀況下， 要求公共工程在資訊管理時達到「第 2 級 BIM」，是務實的作法。 圖 3- 3 英國定義的 BIM 成熟度級別示意圖 (資料來源：Saxon, 2013) 在採用 BIM 後，規劃設計的工作可以更完善，施工設計的工作可以提早進行，營 運維護時可以充份應用 BIM 的資訊；在制度及管理面上，英國政府的營建策略建議公 共工程發包以成果導向的契約標案，且納入「公部門建案軟著陸(Government Soft Landing，簡稱為 GSL)」需求，採用價格基準且以最高價值決標(VfM)，並且要求交付 資訊為 BIM 模型外加 COBie 設施管理資訊內容。這些策略的擬定是由英國內閣辦公

室負責，其下成立的 BIM 工作小組(BIM Task Group)負責執行。所謂「公部門建案軟

著陸(GSL)」是引自經濟學用語，經濟逐年快速成長終有盡頭，軟著陸是希望緩慢的將

案在興建完成交付時，由於制度缺失加上資訊管理不當，業主接收到建物大量設計與 施工資訊，因未能轉化成營運管理所需的資訊，而出現可用的資訊相當少，就像硬著 陸般造成營運維護管理工作挫敗。納入 GSL 的主要作法，乃是在規劃與設計階段，就 納入營運管理人員的需求，確切的作法是規劃設計時有「相關營運管理人員代表」加 入團隊，若再加上要求承包商興建完成後的交付資訊為「BIM 模型外加 COBie 格式及 欄位的資訊」，再搭配標案要求的成果導向，則可達成營運維護時充份應用 BIM 模型

資訊的目標。所謂 COBie 就是「建造與營運之建築資訊交換(Construction Operation

Building information exchange)」的簡稱，此一標準最早是由美國陸軍工兵單位所發展，

旨在建築物設計施工階段就能考慮未來竣工交付營運單位時，設施管理所需資訊的蒐

集與彙整，以期建立有效率的設施管理機制(East, 2007)。

在政府帶頭下，英國民間的營建產業協會(Construction Industry Council，簡稱為

CIC)也於 2013 年推出「BIM 指南(Standard Protocol for Use in Projects Using Building

Information Models)」(Construction Industry Council, 2013)。該指南列出「模型製作及

交付表樣版(Model Production and Delivery Table, 簡稱 MPDT)」，依照 PAS-1192 的標

準，列出搭配建案生命週期中 1 至 7 階段(第 0 階段為策略階段，沒有模型細緻度需求)，

所需的七種模型細緻度。而英國皇家建築師協會(Royal Institute of British Architects,

RIBA)也提出許多正面推動 BIM 的研究報告，其中，RIBA 負責的「國家營建規範

(National Building Specification, NBS)」也在 2012 年 3 月，在雲端啟動「國家 BIM 物

件庫(National BIM Library)」，協助營建產業將其產品製作成適當的 BIM 物件，以便用

完善的供應鏈來支援 BIM。2013 年更將其「工作規劃(Plan of Work)」做了大幅度的修

改，以因應 BIM 及政府營建策略帶來的改變。在 RIBA 的 2013 年工作規劃中，也將

建案的生命週期更改為搭配 PAS-1192 的八個階段(RIBA, 2013)，所擬定的 BIM 專案模

型製作及交付表(MPDT)樣板側如圖 3- 4 所示。若以擬定 BIM 專案的執行計畫為主要

目的，用做什麼、何時做、由誰做、及如何做，即所謂的「4W」，綜合整理英國的 BIM

圖 3- 4 英國 BIM 專案模型製作及交付表(MPDT)樣板例 (資料來源：RIBA, 2013) 圖 3- 5 以 4W 彙整英國政府提出的 BIM 專案交付標準 (資料來源：本研究繪製)

第三節 新加坡的 BIM 應用與交付標準

過去十餘年間，新加坡在營建電子化方面的發展一直為世界各國之佼佼者，而其

在 BIM 方面最為知名的應用，便是用 BIM 來進行建築法規檢討及設計審核。在 Eastman

的 BIM Handbook 一書中，即介紹新加坡政府使用以 IFC 格式為主的 EDM Model

Checker，建立了稱為 CORENET 的平台，可以自動化檢核建築設計案(Eastman et al.,

2011)。2014 年 McGraw Hill Construction 的網路問卷調查，以全球包括亞洲、北美洲、

西歐在內的九個主要營建市場為範圍，調查採用 BIM 的 727 個營造公司，針對公司採

用 BIM 對生產力、效率、品質、安全及公司的競爭力的衝擊進行問卷；統計受訪者填

報的資訊，歸納出各國使用 BIM 的情形及成熟度，其中的一項分析是在規劃、執行、

技術、與績效四個面向的「BIM 成熟度(BIM Maturity)」；新加坡在「規劃」上的 BIM

成熟度，領先包括美國在內的許多先進國家，但是在其它三面向的 BIM 成熟度，則還

離先進國家有一段不小的距離(Smart Market Report, 2014)。

根據 Lau 的說明，新加坡推動 BIM 的政策目標為「2015 年後營建業大量(超過 80%) 使用 BIM 技術」，並且辨識出四項主要的挑戰為；(1) BIM 需求低；(2) 2D 繪圖已根深 蒂固改變不易；(3) BIM 人力尚缺；及(4) 需另行投入資源才能建立 BIM 技術。面對 這些挑戰，新加坡政府採行的五項因應策略為：(1) 由公部門領頭推動；(2) 宣揚成功 案例；(3) 掃除障礙；(4) 建立 BIM 能力；及(5) 獎勵採用 BIM 的公司。 在政府領頭推動方面，2010 至 2012 年間推出前導計畫，在政府採購標案中試行 使用 BIM；至 2012 年以後則正式在部分政府採購標案中規定採用 BIM，建造送審部 份則是強制規定用 BIM。2013 年 7 月起，所有建築面積超過 20,000 平方公尺的新建 建案，都要求以 BIM 檔案進行建築送審。2014 年 7 月起，則増加 BIM 結構及機電設 計成果送審；自 2015 年 7 月起，擴大對全國百分之八十建築面積超過 5,000 平方公尺 的新建案全面採用 BIM。在宣揚成功案例方面，從 2011 年起每年舉辦新加坡 BIM 競 賽，並積極介紹歐美國家的成功案例。至於掃除障礙部分，則成立 BIM 推動委員會， 下設 BIM 指南、契約法規、及教育訓練三個工作小組，分別負責產業界 BIM 指南、 BIM 特定條款、交付項目、付款時機、及其它加值應用，探討流程及設計和施工的協 同工作，及探討施工方提早參與及整合的可行性。在建立 BIM 能力部份，則結合軟體 廠商授權的教育訓練中心、各大學、及營建署本身的研究訓練機構，分別對在職人員

方面，則由政府的營建生產力提昇作業基金中，提撥出 BIM 專款，供建築師事務所、 工程顧問公司、及營造公司，申請補助其公司及所執行專案導入 BIM 所需的軟硬體費 用；據統計已補助超過 650 家公司合計約 1,700 萬新加坡幣(Lau, 2015)。 雖然尚無最新統計資料佐證，但根據新加坡政府推估，2015 年以後該國的營建產 業採用 BIM 的比例將遠超過原定的 80%，從推廣的角度，補助廠商的策略確實有其成 效。具體的成果為：(1)有 102 項政府的採購採用 BIM；(2)115 個營建專案符合 BIM 電 子送審的規定；(3)出版新加坡 BIM 指南及相關細則；(4)補助 650 家公司合計 1700 萬 元提昇效率平均達 21.5%；(5)完成 7,000 位在職人員及 2,000 位在校學生的 BIM 教育 訓練(Lau, 2015)。

新加坡的 BIM 指南(Singapore BIM Guide)已於 2013 年修訂為第二版(Building and

Construction Authority, 2013)，該指南的目的是指導採用 BIM 的營建專案，列出各種可

能的交付成果、執行流程、與參與的專業人員，使用該指南將可釐清 BIM 專案中參與 人員的角色與責任，以便能在業主與參與方共同簽署的「BIM 執行計畫(BEP)」中， 詳列這些交付成果，及何時由哪一方人員負責交出。所謂 BIM 交付成果，是指在 BIM 專案的哪個階段，由哪一方完成什麼工作，以期能符合 BIM 專案的目標。在新加坡 BIM 指南的附錄 B 中，列有 BIM 目標與責任矩陣的樣板，該樣板共計有 28 個小項， 可以視為 28 項 BIM 工作。在建案生命週期的階段方面，新加坡 BIM 指南採用傳統的 五個階段(概念、初設、細設、施工、竣工)；在參與人員部份，除了營建專業的建築、

結構、機電、估價、施工、測量、及設施管理專業人員外，新增「BIM 經理(BIM Manager)」

的角色來負責資訊整合的工作。對於較大的建案，不同的專業方有可能還各需要安排

次階的「資訊整合者」來負責，稱為「BIM 協調員(BIM Coordinator)」。BIM 經理在

BIM 專案中主導負責擬定、管理、及完成「BIM 執行計畫(BEP)」。

在建模的方法流程方面，新加坡 BIM 指南在其附錄 A 中列有依照不同專業區分

的「BIM 元件定義」樣板，以文字敘述說明建築、結構、土木、空調與機械通風、給

排水及污水、消防、電氣及瓦斯共八類 BIM 模型的元件，依照這個樣板，業主可根據

BIM 專案的目標，與承包的專案團隊，共同擬定 BIM 模型的建模元件需求。在規定建

加坡 BIM 指南的附錄 C 列有 BIM 建模指南(BIM Modeling Guidelines)，一般狀況下， 五個階段要求的細緻度不同，至於各專業模型的需求，也可以依照該建模指南擬定。 若以擬定 BIM 專案的執行計畫為主要目的，用做什麼、何時做、由誰做、及如何做， 即所謂的「4W」，綜合整理新加坡的 BIM 應用與交付標準，如圖 3- 6 所示。 圖 3- 6 以 4W 彙整新加坡政府提出的 BIM 專案交付標準 (資料來源：本研究繪製)

第四節 中國大陸的 BIM 應用與交付標準

中國大陸在 2008 年北京奧運時，由於場館的特殊造形而由國際團隊引進 BIM 工 具，此後，軟體開發商也積極在中國推動 BIM 軟體的使用。在產業策略方面，BIM 列 入中國大陸「十一五(2006~2010)」國家科技支撐計畫重點項目，在「十二五(2011~2015)」 的政策中，則是以「加快建築信息模型(BIM)、基於網絡的協同工作等新技術在工程中 的應用」為施政重點。在中國，BIM 被視為是建築產業現代化、工業化、及資訊(信息) 化的一環，原屬技術信息化，但實際上是橫向打通 CAD、CAE、可視化、能耗問題、 造價、施工計畫等「聯繫障礙」的主要工具(何關培，2011)。 在 2013 年底公告的「建築工程信息模型應用統一標準(徵求意見稿)」(中華人民共 和國國家標準，2013)中，將 BIM 依照應用範圍的大小及信息共享程度，區分為建築 BIM專案契約 BIM執行計畫 模型元件定義及 BIM責任指派矩陣 中28項成果交付 What 新加坡BIM Guide

營建業IT標準(Construction Industry IT Standards)

Who When How

BIM責任指派矩 陣(5階段中28項 交付成果) 概念設計階段、基 本設計階段、細部 設計階段、施工階 段、竣工階段 建模導則(各專業： 建築、結構、MEP 在各階段建模指南)

務工作方式(Professional Task Based BIM Application，簡稱為 P-BIM)，並且在術語中有 所謂「基本任務工作方式應用軟件(P-BIM Software)」。分析其意義是指：建築信息模 型是歐美認知的 BIM，而任務信息模型則是生命週期部份專業採行的 BIM，也就是「子 建築信息模型」；至於依照現行專業及管理分工方式，以該專業建立滿足信息交換和共 享的模型稱為 P-BIM，基本任務工作方式應用軟件，則是支援 BIM 的各種不同的專業 軟體。在基本規定中亦說明 BIM 應用宜「覆蓋工程項目全壽命期」，並將全壽命期明 確區分為：(1) 策劃與規劃；(2) 勘察與設計；(3) 施工與監理；(4) 運行與維護；及(5) 改造與拆除共五個階段。另加說明建築信息模型應用可採用多種工作方式，當無經驗 時，宜採用基本任務工作方式，也就是以現行的專業管理分工為主的工作方式，也就 是只要在各自的專業應用電腦軟體輔助，並盡力將這些資訊交換共享，即可稱為使用 P-BIM。 在 BIM 的資訊內涵上，用「建築信息模型整體結構」說明，並區分為較專業的「任 務信息模型」及共性的「資源數據」、「基礎模型元素」及「專業模型元素」四個層次， 其中共性的三類模型元素，依序列在該標準的附錄 A 中，這些規定等同於歐美各國建 議的「模型資訊樣板」，但尚未再細分不同階段的不同建模需求，或是由哪一方負責建 入資訊。至於在編碼及儲存格式上，則另參照三個不同的國家標準如下所示： 1. 建築工程設計信息模型分類和編碼標準(相當於 IFD)； 2. 建築工程設計信息模型交付標準(相當於 IDM)； 3. 建築工程信息模型儲存標準(相當於 IFC)。 此外，該文件並強調：「企業之建築信息模型實施應結合企業信息化戰略確立建築 信息模型應用目標」、「企業實施建築信息模型過程中，宜將建築信息模型相關軟件系 統與企業管理系統相結合」、「項目相關企業應建立數據共享、協同工作的環境和條件， 並結合項目相關方職責確定權限控制、版本控制及一致性控制機制」、「建築信息模型 實施應滿足本企業建築信息模型應用條件相關要求」等等，也明確列出企業實施建築 信息模型應制定建築信息模型實施策略文檔，及項目、階段與任務信息模型實施策略

文檔，以供 BIM 專案的各方據以擬定契約及 BIM 執行計畫。若以擬定 BIM 專案的執

圖 3- 7 以 4W 彙整中國大陸提出的 BIM 專案交付標準 (資料來源：本研究繪製) 透過文獻蒐集包括上海中心摩天大樓及上海迪士尼等 BIM 應用之相關報導，可知 上海市是中國大陸導入 BIM 最積極且成效最佳的地方政府之一。2015 年 5 月由上海 市城鄉建設和管理委員會發佈的「上海市建築信息模型技術應用指南(2015 版)」(簡稱 為｢上海 BIM 指南｣)(上海市城鄉建設和管理委員會，2015)，非常務實地引用美國 BIM PEPG 的方式，將建築專案的生命週期區分為概念設計、方案設計、初步設計、施工 圖設計、施工準備、施工實施及運營共七個階段。除概念階段屬「立項」階段不涉及 BIM 使用外，確認及區分出六階段共 23 項 BIM 應用，如表 3-1 所示。 BIM專案契約 企業實施指引 分建築信息模 型、任務信息模 型、基本任務工 作方式(P-BIM)三 種應用階段 What 建築工程信息模型應用統一標準 建築工程信息模型分類和編碼標準(相當於IFD)

Who When How

原則上說明所 有參與方「信 息交換共享」 策劃與規劃、勘察與 設計、施工與監理、 運行與維護、改造與 拆除共五階段 專業的「任務信息模 型」數據 共性的「資源數據」、 「基礎模型元素」、 「專業模型元素」 建築工程信息模型儲存標準(相當於IFC) 建築工程設計信息模型交付標準(相當於IDM)

表 3- 1 上海 BIM 指南中建案生命週期六階段 23 項 BIM 應用 序號 階段劃分 階段描述 基本應用 01 方案 設計 本階段的主要目的是為建築後續設計階段提供依 據及指導性的文件。主要工作內容包括：根據設計條 件，建立設計目標與設計環境的基本關係。提出空間建 構設想、創意表達形成及結構方式等初步解決方法和方 案。 場地分析 02 建築性能模擬分析 03 設計方案比選 04 初步 設計 本階段的主要目的是通過深化方案設計，論證工程 項目的技術可行性和經濟合理性。主要工作內容包括： 擬定設計原則、設計標準、設計方案和重大技術問題以 及基礎形式，詳細考慮和研究建築、結構、給排水、暖 通、電氣等各專業的設計方案，協調各專業設計的技術 矛盾，並合理地確定技術經濟指標。 建築、結構專業模型構建 05 建築結構平面、立面、剖面 檢查 06 面積明細表統計 07 施工圖 設計 本階段的主要目的是為施工安裝、工程預算、設備 及構件的安放、製作等提供完整的模型和圖紙依據。主 要工作內容包括：根據已批准的設計方案編制可供施工 和安裝的設計文件，解決施工中的技術設施、工藝做 法、用料等問題。 各專業模型建構 08 衝突檢測及三維管線綜合 09 豎向淨空優化 10 虛擬仿真漫遊 11 建築專業輔助施工圖設計 12 施工 準備 本階段的主要目的是使工程具備開工和連續施工 的基本條件。主要工作內容包括：建立必需的組織、技 術和物質條件，如技術準備、材料準備、勞動組織準備、 施工現場準備以及施工的場外準備等。 施工深化設計 13 施工方案模擬 14 構件預製加工 15 施工 實施 本階段的主要目的是完成合同規定的全部施工安 裝任務，以達到驗收、交付的要求。主要工作內容包括： 按照施工方案完成項目建造至竣工，同時，統籌調度、 監控施工現場的人、機、料、法等施工資源。 虛擬進度和實際進度比對 16 工程量統計 17 設備與材料管理 18 質量與安全管理 19 竣工模型構建 20 運營 本階段的主要目的是管理建築設施準備，保證建築 項目的功能、性能滿足正常使用的要求。主要工作內容 包括：建築設施設備的運營與維護、資產管理和物業管 理，以及相關的公共服務等。 運營系統建設 21 建築設備運行管理 22 空間管理 23 資產管理 (資料來源：上海市城鄉建設和管理委員會，2015)

上海 BIM 指南以類似美國 BIM PEPG 的主流程圖和次流程圖的方式，應用 BPMN

格式繪製流程圖，例如圖 3-8 即為「施工圖設計階段」BIM 應用的「主流程圖」。由該

圖中可清楚看到在各專業建模前的信息交換需求，亦即要取得各專業樣板文件及各專

業施工圖做為建模前的準備，各專業建模完成後進行「模型深度要求」的判斷，若符

合則輸出各專業模型；而其中的衝突檢測及三維管線綜合的「次流程圖」則如圖 3-9

開始 數據準備 各專業 建模 衝突檢查 三維管線 綜合優化 淨空複雜 位置重點解決 機電專業 施工圖出圖 機電專業 施工圖修改 機電專業 設計圖整圖 建築施工圖 輸出 漫遊視頻 輸出 豎向淨空 優化 結束 否 是 是 否 否 是 是否滿足模型 深度要求 是否有衝突 是否滿足 淨高要求 根據實際情況調整 淨高要求 各專業模板文件 各專業施工圖 建築模型 結構模型 機電模型 其他模型 建築模型 結構模型 機電模型 其他模型 施 工 圖 設 計 主 要 流 程 信 息 交 換 圖 3- 8 上海 BIM 指南施工圖設計階段 BIM 應用主流程圖 (資料來源：上海市城鄉建設和管理委員會，2015) 開始 數據準備 整合建築、結構、給排水、 暖通、電氣等專業模型 衝突檢測 三維管線 綜合優化 管線綜合複雜部分或 區域添加關聯標註 導出二維機電調整圖 輔助二維機電施工圖 進行設計修改 結束 是 否 衝突檢測 檢查碰撞 各專業模型 碰撞報告 三維管線綜 合優化方案 碰撞優化報告 管線綜合 優化模型 各專業 優化模型 衝 突 檢 測 及 三 維 管 線 綜 合 主 要 流 程 信 息 交 換 圖 3- 9 上海 BIM 指南施工圖設計階段 BIM 應用次流程圖

第五節 BIM 的共通數據環境與協同作業流程

BIM 為用以流通資訊之平台，因此應採用可以支援資訊自由流通的軟硬體設施，

構成所謂的共通數據環境(Common Data Environment, CDE)，以期能達到「資訊交換共

享」的目的。廣義的 CDE 包括資料儲存格式(IFC)、資訊交付手冊(IDM)、及國際用詞

框架(IFD)，也就是 BIM 的所有標準；狹義的 CDE 則是指個別專案的 BIM 應用環境而

言，此一共同應用環境可以由專案團隊共同商議擬定，包括：採用之整合平台、軟硬

體規格、建模軟體種類及版本、檔案大小、檔案命名、資料夾類別及路徑，與各類數

據的管理方式，亦可稱為 BIM 執行環境。英國在 PAS1192-2 中定義 CDE 為「專案的

單一資訊源，供參與專案的多專業方有效率地蒐集、管理、區分所有經核可的專案文 件與資料」，使團隊各方得以共享資訊，順利地以整合的團隊完成專案工作。一般建議 用適當的伺服器、外部網(extranet)、檔案存取系統、或其它適切的工具建立 CDE。在 PAS1192-2 中建議的 CDE 架構流程如圖 3-10 所示。 專業設計團隊(機電) 專業設計團隊(結構) 進行中工作區 專業設計團隊(建築) 專業設計、製造、 及安裝團隊 團 隊 經 理 核 可 4 接受 業主資料共享區 業主指定發包 業 主 批 準 授 權 6 業主資訊需求 專案團隊整合 5 交換資訊 1,2,3&6 資料共享區 專業設計團隊(機電) 專業設計團隊(結構) 進行中工作區 專業設計團隊(建築) 團 隊 經 理 核 可 1 經核可後的設計 模型資訊供專業 團隊分享：更新 設設進度 未經核可後的模 型資訊只供設計 團隊內部使用 發佈文件區 整合確定的設計 成果亦即團隊採 用的設計模型資 訊可供發包及施 工用 業主批準授權 2 確 認 3 歸檔區 供知識管理、法 規、及爭議處理 需求而保留的專 案執行歷程記錄 確認及核可 交換資訊區 5接受 資產維護管理系統 指定專業外包 圖 3- 10 英國 PAS1192-2 建議的共通數據環境流程架構圖

由圖 3-10 右上角的「機關資料共享區」開始，業主提出資訊需求，並經業主核可 授權後(圖中編號 6 關卡)作為發包的主要文件之一，經發包完成指定專案團隊後，進 入專案團隊整合區內，專案團隊依雙方擬定的契約，開始進行設計工作，由團隊的不 同專業設計團隊分工進行，此中未經核可的模型資訊只供團隊內部使用；經團隊經理 核可(1 號關卡)的資訊，則可流入「資訊共享區」。不同專業的團隊以此區內的模型資 訊為唯一的資訊源，這些資訊逐步發展成熟，並經業主批准授權(2 號關卡)後，可以發 佈成為專案的設計成果，亦即進入到「發佈區」。這些設計成果是專案團隊所有成員共 同遵循的，也是施工的依據，這些文件經整理確認(3 號關卡)後，流入「歸檔區」備查。 進入施工階段時，大都要依照各專業供應商的製造、安裝等施工資源及能力來進行， 故在指定專業供應商後，由這些專業供應商在不侵犯原設計著作權的前提下，針對施 工組裝的需求，將模型資訊進行修改，這些專為施工而製作的模型資訊經團隊經理核 可(4 號關卡)後，也要流入「資訊共享區」供專案團隊共享，並再流入文件發佈區與歸 檔區。 專案團隊整合的工作在適當的專案里程碑時，應依照契約交付資訊，經業主核可 接受(5 號關卡)後，分別流入本專案的資料庫及「資產維護管理資訊系統」中，供資產 維護管理所用。 圖 3-10 中專案團隊整合交付的資訊，是依照英國 BIM 指南規定的「模型製作交 付表(MPDT)」，所需的 1, 2, 3, 6, 及 7，共五種模型細緻度，其中 6 為竣工模型，7 則 為竣工模型加 COBie 資料。第 4 及第 5 細緻度模型為施工及組裝模型及部份竣工模型， 為施工過程中所需，不必交付給業主。 圖 3-10 所示的 CDE 必需由專案團隊共同遵守，在這樣的資訊共享架構下，模型 資訊的所有權仍歸建模者所有，可以分享供他人使用，但只有建模者具有修改權；此 中所謂的建模者，其實就是專業的設計團隊，建築部份指的是建築師，結構部份是結 構技師，機電部份則是機電技師，各專業分工設計建模，並可因共享資訊而減少重覆 建製資訊的資源浪費而提昇效率，也因為只有建模者具有修改權，採用 BIM 技術及流 程後，各專業人員的責任義務並沒有改變。

權」轉給負責施工組裝專業的團隊，此種授權只限於「便於施工及組裝」而製作虛擬 施工模型，且不得侵犯原設計人的著作權。這種共通數據環境的主要缺點是團隊成員 必需嚴格遵守存取資訊的協定，因此個別團隊建模的自由度有時會受到限制。

第六節 以新加坡 BIM 指南做主要參考

比較前述四個國家的 BIM 指南，如表 3- 2 所示。英美等先進國家深切理解到有了 BIM 技術後，應該把設計的工作提前並且加重，所以修改營建專案的生命週期階段別， 將原來的基本設計和細部設計擴充為發起(策略、提要)、概念、定義要件、及設計等 四至五個階段；又為了能在營運維護時充份應用 BIM 資訊，所以又將原來的竣工營運 維護階段，擴增為驗收轉交、使用、及停用拆除等共三個階段，各階段皆有搭配的 BIM 建模交付標準。國內營建業業主及相關廠商顯然還沒有這些體認，必須要有政府的營 建產業策略支持，才能從較宏觀的立場來進行調整。英美兩國已有多年的營建資訊標 準整合經驗，產業界也已參與多年，標準雖仍在演進中，產業界可配合政府部門順利 推動，反觀國內欠缺營建資訊及分類的相關標準，短時間內較難引用美國、英國、及 中國的 BIM 資訊及分類相關標準。相對之下新加坡 BIM 指南具有架構簡化的優點， 又有完整的執行細則(如圖 3- 11 所示)，相當值得國內初期擬定 BIM 指南的參考，與其 e-Submission 自動化建築審照系統的搭配，更是我國建築行政管理的學習標竿。 表 3- 2 本研究探討之四個國家的 BIM 指南比較表 比較項目 美國 bSa BIM PEPG

英國 PAS1192 新加坡 BIM Guide 中國大陸 BIM 應用統一標準 上海 BIM 指南 應用標的 25 項 BIM 應用 政府營建策略 (Level II BIM+GSL) 在目標與責任對應 表中明訂 資訊共享及協作， 任務資訊模型、 P-BIM。 23 項 BIM 應用 生命週期階段 5 至 9 階段 8 階段 5 階段 5 階段 7 階段 工作流程標準 主流程圖、次流 程圖 PAS1192:2 PAS1192:3 各階段建模指引 原則性(共享及協 作 主流程圖、次流 程圖 交付標準 依需求在執行計 畫中選用擬定 PAS1192:2 PAS1192:3 建模指引及目標與 責任對應表 明訂儲存格式、資 訊分類編碼、流程 交付標準、及模型 需求細項 各項 BIM 應用 列出「成果」說 明

BIM PEPG 應用統一標準 執行細則 依不同契約型態 各種不同階段的 BIM 應用選定 CIC BIM Protocol 完整簡化在 BIM Guide 項下 尚未完整 尚未完整 (資料來源：本研究彙整) 新加坡BIM指南 Singapore BIM Guide

執行細則(BIM Essential Guide) 導入BIM細則

(Quick Start for BIM Adoption within an Organization) 專業內BIM執行計畫(Quick Start for BIM Execution Plan)

建築專業BIM細則(for Architecture Consultants) 土木結構專業BIM細則(for C&S Consultants) 機電專業BIM細則(for M&E Consultants) 施工廠商專業BIM細則(for Consultants)

圖 3- 11 新加坡 BIM Guide 及涵蓋的執行細則關係圖 (資料來源：本研究參考 Singapore BIM Guide 2013 彙整)

針對本研究計畫主題｢設計與施工階段的協同作業及資訊交換需求｣，依照新加坡 BIM Guide 的執行方式(如圖 3- 12 所示)，第一個階段是由各不同專業分工建模，各專 業自行負責其設計模型的資訊輸入及建模品質檢核；各分工專業建模完成後進入第二 階段協同作業，請建模者與模型使用者協同進行整合設計，整合內容包括衝突干涉消 除及資源程序最佳化，這些協同整合完成的模型必需經由 BIM 經理確認後授權進入分 享共同階段，也就是第三階段的凍結模型並發佈供應用。