運用COBie建置智慧建築設施管理系統之雛形

國立臺灣大學工學院土木工程學系 碩士論文

Department of Civil Engineering College of Engineering National Taiwan University

Master Thesis

運用 COBie 建置智慧建築設施管理系統之雛形 COBie-based Prototype for Intelligent Building Facility

Management (FM) System

熊葉欣 Ye-Xin Xiong

指導教授：陳柏翰 博士 郭榮欽 博士

Advisor: Po-Han Chen, Ph.D. Rong-Chin Guo, Ph.D.

中華民國 106 年 7 月 July, 2017

誌謝

兩年以來，從一開始充滿好奇與興奮，到中間一度後悔，到最後刻 苦拼搏的日子，常常處於很矛盾的心態。因為原本在大學時期的學習 內容和學習方式與在台灣完全不同，所以這兩年我都在不斷改變，無 論是心態還是狀態。我都堅信人生是用來體驗的，無論好壞，這兩年 的體驗對於我而言是絕無僅有的。

其實剛入學的時候，我雖然對土木並不了解，但是始終對於 BIM 有很高漲的熱情。記得第一學期就修習了 BIM 課程，整整一個學期我 都不了解 COBie 到底是什麼，全然沒想過這會是我未來的課題。所以 要首先感謝我的兩位指導老師，陳老師與郭老師。陳老師作為我的主 要指導老師，從來不會干涉我的研究興趣與方向，只要有想法，願意 努力，老師都會百分百支持。而且作為大陸學生，在台灣本經歷許多 不順，而陳老師始終都在幫助我適應這裡的生活，始終鼓勵我，我以 前從來沒有想過原來老師也可以這麼平易近人、和藹可親，所以兩年 來我都非常感謝老師的培養與教導。而郭老師可以說是帶我進入 BIM 領域的老師，從一開始修課，到後續與老師的討論，郭老師在 BIM 領 域的研究都讓我驚訝。最開始我對於 BIM 的理解也非常膚淺，並沒有 覺得 BIM 有什麼特別之處，常常也會與大眾一樣認為都是軟體堆砌的 感覺。但與郭老師長達一年的討論才理解這其中的奧妙，以及 BIM 發 展的困境，而我的研究內容中也有非常多問題都是依靠郭老師的才學 才能解決，這篇論文的撰寫真的非常感謝郭老師。

至於我在台灣生活這兩年，與我最親密的就是研究室同學。剛來 台灣的時候，我其實對於台灣是完全不了解的，而文化差異也出乎我 的意料，甚至常常聽不懂同學討論的趣事。但是我的研究室同學們從 來沒有介意我是大陸人，不僅耐心向我普及一些台灣的基本知識，努 力教我台語，而且還各種帶我出去旅遊，找尋一些本地人才知道的秘 境，讓我這兩年的生活特別充實。而且以前在大陸，好學生都要乖乖

上課、刻苦努力，卻從來不知道放鬆，而且我一直以來都在壓抑自己 的本性，努力做一個好學生，也不擅長與人交流，而這群研究室的同 學教會我做自己，告訴我如何面對真實的自我，讓我這兩年的成長都 驚訝到自己。而在論文最關鍵的半年里，無論我數次崩潰，始終有同 學陪伴左右，鼓勵我，幫助我，沒有研究室的同學們，我可能無法完 成我的論文。

此外，還要特別感謝我的兩位陸生學長，在台灣的第一年，多虧了 學長才能夠順利融入，並且學長也給了我非常多的幫助，在我孤立無 援的時候，學長都像是一種依靠；另外陳家的學長姐真的人非常好，

即使畢業了再見面還是會想著幫助我們，並且也會給我們鼓勵，讓我 們不要害怕論文研究；而電輔組的同學和學長姐確實在程式開發上給 了我非常多的幫助，讓我從完全的小白變得能夠寫出一些基本能看的 程式，對此我是非常感謝的。

最後還是要感謝我的父親，即使我已經工作之後，辭職去讀一個 不同的專業，沒有收入還需要家裡幫助，這些的一切，他都支持。因 為家裡的支持，才讓我成長為一個可以獨立自主，全權決定人生，毫 無後顧之憂，敢闖敢衝的人。至此，感謝這兩年出現在我的生命中，

無論是擦肩還是深交的所有朋友，因為有了這些，我才能變成如今的 我。

摘要

過去數年有許多與智慧建築和建築資訊模型（Building Information Modeling,BIM）相關的研究，但是大部分研究都集中在建築生命週期 的前段。同時鑑於智慧建築內設施系統的複雜性，如何建立一個合適 的智慧建築設施管理系統還有待研究。而在設施管理平臺中引入 BIM 將有利於智慧建築的管理。其中，由 BIM 模型產出的施工營運建築 資訊交換標準（Construction Operations Building Information Exchange，

COBie）近年來越來越流行，因其格式為國際通用標準，以及其對資 料保留得完整性而言，非常適合作為智慧建築設施管理系統的資料基 礎。所以，本研究計畫針對智慧建築，以其設施管理需求為基準設計 系統資料庫，以 COBie 為資料來源進行資料庫映對方式的探討，開發 以網頁為基礎的設施管理系統雛形，以證明引入 BIM 以及 COBie 到 設施管理系統的可行性。

關鍵詞: 建築資訊模型，建築資訊交換標準，設施管理，網頁設 計，關聯式資料庫

Abstract

There have been a lot of research efforts related to intelligent buildings and Building Information Modeling(BIM) in the past few years,but most of the research has focused on the early stages of the building life cycle. How- ever, due to the complexity of intelligent equipment in intelligent buildings, how to effectively improve facility management (FM) systems for intelligent buildings is still being researched. In addition, an FM system integrated with building information modeling (BIM) will likely make intelligent buildings more intelligent and. thus, Construction Operations Building Information Ex- change (COBie), which is a data format for the publication of a subset of BIM, is getting popular. Two remarkable advantages of COBie are that CO- Bie can take several approved formats and can be incorporated into software for building life cycle analysis. By using COBie format as a data source, this research aims to develop a Web-based FM system for intelligent buildings to demonstrate the feasibility of introducing BIM& COBie into a FM system.

keywords: BIM, COBie, Web-Based, Facility management, Web, SQL- Server, ASP.NET

目錄

口試委員會審定書. . . iii

誌謝 . . . v

摘要 . . . vii

Abstract . . . ix

第一章 緒論 . . . 1

1.1 研究背景 . . . 1

1.2 研究動機 . . . 2

1.3 研究目的 . . . 3

1.4 研究範圍與限制 . . . 3

1.5 研究流程 . . . 4

1.6 論文內容與架構 . . . 6

第二章 文獻回顧. . . 7

2.1 智慧建築 . . . 7

2.1.1 台灣智慧建築標章 . . . 7

2.1.2 中國大陸智能建築設計標準 . . . 10

2.1.3 香港智能建築指標 . . . 11

2.1.4 小結 . . . 12

2.2 設施管理 . . . 12

2.2.1 設施管理的內容 . . . 13

2.2.2 設施管理商用軟體 . . . 13

2.2.3 小結 . . . 16

2.3 COBie . . . 18

2.3.1 定義與特色 . . . 18

2.3.2 表單結構 . . . 19

2.4 結合BIM與設施管理之相關研究 . . . 22

第三章 智慧建築設施管理系統設計 . . . 25

3.1 系統架構 . . . 25

3.1.1 系統功能模組 . . . 25

3.1.2 系統應用架構 . . . 27

3.2 專家訪談 . . . 27

3.3 系統流程分析 . . . 30

3.3.1 固定資產管理流程分析 . . . 30

3.3.2 預防性維護管理流程分析 . . . 34

3.3.3 空間管理流程分析 . . . 35

3.4 資料庫設計 . . . 36

3.4.1 資料庫設計方法 . . . 37

3.4.2 固定資產管理資料庫設計 . . . 38

3.4.3 預防性維護管理資料庫設計 . . . 45

3.4.4 空間管理資料庫設計 . . . 49

3.5 系統開發 . . . 52

3.5.1 系統功能定義 . . . 52

3.5.2 WEB 介面開發 . . . 53

3.5.3 Revit API 開發 . . . 54

第四章 系統資料庫與COBie資料的映對. . . 55

4.1 COBie資料分析 . . . 55

4.1.1 COBie欄位解讀 . . . 55

4.1.2 COBie資料庫架構 . . . 57

4.2 資料庫映對方法及過程 . . . 59

4.2.1 資料表映對順序 . . . 59

4.2.2 資料表名稱映對 . . . 60

4.2.3 資料表主鍵映對 . . . 63

4.2.4 資料表外鍵映對 . . . 64

4.2.5 資料表一般欄位映對 . . . 67

4.2.6 小結 . . . 68

4.3 COBie 產出方式的探討 . . . 69

4.3.1 COBie 資料產出工具 . . . 69

4.3.2 COBie 資料產出注意問題 . . . 72

4.3.3 COBie 手工建置資料 . . . 75

第五章 案例實作與成果分析 . . . 77

5.1 案例實作 . . . 77

5.1.1 固定資產管理 . . . 78

5.1.2 預防性維護管理 . . . 84

5.1.3 空間管理 . . . 88

5.2 成效分析 . . . 91

5.2.1 系統功能成效分析 . . . 92

5.2.2 COBie資料成效分析 . . . 93

第六章 結論與建議 . . . 97

6.1 結論 . . . 97

6.2 建議與後續研究 . . . 97

参考文献 . . . 99

圖目錄

1.1 智慧建築歷年申請件數 . . . 2

1.2 典型竣工交付文件 . . . 3

1.3 研究流程 . . . 5

2.1 台灣智慧建築標章發展歷程 . . . 8

2.2 可辨識的設施管理功能 . . . 14

2.3 維護管理分類 . . . 15

2.4 ARCHIBUS 功能介面 . . . 16

2.5 COBie SpreadSheet 在生命週期之流程 . . . 19

3.1 智慧建築設施管理系統功能模組 . . . 26

3.2 智慧建築設施管理系統應用架構 . . . 28

3.3 設備資產管理作業流程 . . . 30

3.4 設備購置作業流程 . . . 30

3.5 固定資產管理流程圖 . . . 33

3.6 預防性維護管理流程圖 . . . 35

3.7 空間管理流程圖 . . . 36

3.8 E-R Model 基本元素 . . . 37

3.9 資產清冊範例 . . . 39

3.10 固定資產管理實體－關係模型 . . . 41

3.11 固定資產管理關聯式資料庫雛形 . . . 42

3.12 第一階正規化範例 . . . 43

3.13 第三階正規化範例 . . . 43

3.14 固定資產管理關聯式資料庫架構 . . . 44

3.15 設備維護定期保養年度計畫表範例 . . . 45

3.16 定期檢查保養表範例 . . . 47

3.17 預防性維護管理關聯式資料庫架構 . . . 48

3.18 空間一覽表範例 . . . 49

3.19 空間管理關聯式資料庫架構 . . . 51

3.20 系統開發架構 . . . 52

3.21 系統介面 . . . 54

4.1 COBie 資料庫架構 . . . 58

4.2 資料表主鍵映對狀況一 . . . 64

4.3 資料表主鍵映對狀況二 . . . 64

4.4 資料表外鍵映對狀況一 . . . 65

4.5 資料表外鍵映對狀況二 . . . 66

4.6 資料表外鍵映對狀況三 . . . 67

4.7 Type 資料表一般欄位映對狀況一 . . . 67

4.8 Type 資料表一般欄位映對狀況二 . . . 68

4.9 Type 資料表一般欄位映對狀況三 . . . 68

4.10 COBie Extension 界面 . . . 70

4.11 基本參數設定 (Setup) 界面 . . . 71

4.12 區域管理與 COBie 領域參數修改 (Modify) 界面 . . . 72

5.1 建築模型 . . . 77

5.2 BIM 模型資料填寫範例 . . . 78

5.3 參數映對範例 . . . 79

5.4 COBie 資料輸出範例 . . . 80

5.5 製造商映對結果範例 . . . 81

5.6 系統映對結果範例 . . . 81

5.7 空間映對結果範例 . . . 81

5.8 類型映對結果範例 . . . 82

5.9 資產映對結果範例 . . . 83

5.10 查詢介面 . . . 83

5.11 COBie 資料手工輸入範例 . . . 84

5.12 工具映對結果範例 . . . 85

5.13 零件映對結果範例 . . . 85

5.14 維護計劃與項目映對結果範例 . . . 86

5.15 維護計劃介面 . . . 87

5.16 檢查保養介面 . . . 87

5.17 BIM 模型房間資料填寫範例 . . . 88

5.18 區域資料填寫範例 . . . 89

5.19 COBie 資料輸出範例 . . . 89

5.20 區域映對結果範例 . . . 90

5.21 空間映對結果範例 . . . 90

5.22 空間查詢介面 . . . 91

表目錄

2.1 智慧建築指標涵義 . . . 9

2.2 設施管理指標評估内容 . . . 9

2.3 中國大陸智能建築設計要素 . . . 11

2.4 信息化應用系統與設施管理系統比對 . . . 12

2.5 FM：Interact 功能模組説明 . . . 17

2.6 COBie 工作表單說明 . . . 20

3.1 固定資產管理資料內容 . . . 39

3.2 預防性維護管理資料內容 . . . 49

3.3 空間管理資料內容 . . . 50

4.1 COBie 分類欄位列表 . . . 56

4.2 COBie 標識欄位列表 . . . 57

4.3 資料表名稱初步映對 . . . 61

4.4 資料表名稱映對結果 . . . 62

4.5 COBie Extension 步驟對產出資料的影響 . . . 73

4.6 基本參數設定結果 . . . 75

5.1 固定資產管理欄位映對總表 . . . 94

5.2 預防性維護管理欄位映對總表 . . . 95

5.3 空間管理欄位映對總表 . . . 95

第 一 章 緒論

1.1

自建築資訊模型（Building Information Modeling,BIM）概念推廣以來，世界各 地都出現許多利用 BIM 來降低工程成本、減少溝通時間的案例。根據 Becerik- Gerber[1] 的調查可知，曾使用過 BIM 的用戶中有近 8 成左右會運用 BIM 於設計 與施工階段，而用於運維階段的卻只有 4 成，但對於有意願將來使用 BIM 的用戶 中，卻有近 8 成用戶希望在運維階段中能夠使用，此結果可看出，大部分用戶對 於 BIM 的在運維階段的使用抱有更高的期望。

施 工 營 運 建 築 資 訊 交 換 標 準 （Construction Operations Building Information Exchange，COBie）的出現，則串聯了整個建築生命週期的資料，供做營運時的 設施維護管理使用 [2]。COBie 標準是由美國陸軍工兵單位所研發，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。而在 2012 年，美國國家 BIM 標準（United States-National Building Information Modeling Standard, NBIMS)[3] 以及英國「Cobie-uk-2012」[4] 均針對英美兩國制定 了 COBie 的運用標準，而韓國、新加坡、澳洲、紐西蘭等國家都會緊隨英美之 後，故 COBie 可謂國際上在 BIM 的發展中至關重要的一個環節。

同樣，在社會型態改變下，建築的營運形態也逐漸改變，智慧建築的概念也 逐漸豐滿。因此，內政部建研所於民國 80 年開始進行智慧建築相關的調查與準則 指定，並先後於民國 93 年、100 年、105 年發佈三版智慧建築評估手冊，同時於 民國 102 年 7 月 1 日起，依據智慧綠建築推動方案要求，新建公有建築物總工程 造價達新台幣二億元以上者必須申請智慧建築標章 [5]，由圖 1.1可看出智慧建築 標章申請件數逐年攀升，預示著政府也在大力推動智慧建築的發展。

對於智慧建築而言，由於智慧化設備的增加，建築資訊的整理更為繁複，在 設施管理過程中也會有較為複雜的要求，營建產業利用 BIM 協助營運智慧建築的 需求會越來越大，而如何利用 BIM 與 COBie 協助智慧建築設施的維護管理顯得 尤爲重要。

圖 1.1: 智慧建築歷年申請件數 資料來源：本研究整理

1.2

就目前建築竣工交付現狀而言，存在較為嚴重的資料斷層。由於交付的資料 來自於不同專業背景的建築師、營造廠、工程顧問或承包商等，而交付者與承接 者習慣的使用資料格式不一定一致，在轉換過程容易有資料錯誤或遺失的風險，

許多在設計施工過程中產生的資料無法運用至運維階段，或在建築物已經開始使 用後才移交（圖 1.2）。例如在設計施工階段，不同設計單位與施工方採用的繪圖 軟體差異較大，在交付資料時不同軟體的整合會造成一定得成本升高，如何以最 便捷的方式取得不同軟體所包含的建築資料在交付過程中尤為重要。在對於決定 使用電腦化維護管理系統（CMMS）的業主來說，有必要將設備與其他建築的資 訊轉換成數位的檔案，這通常也需要耗費大量的人力與時間，影響了營運管理的 運作效率 [2]。

隨著智慧建築的發展，對設施管理的要求更加具體與全面，導致了系統建置 成本的增加。同時，智慧建築的設施設備較一般建築種類繁多，交付的資料量可 能是一般建築的數倍。如果仍然採用紙本資料交付，對於設施管理人員的專業以 及與業主的協作要求更高。而且智慧建築要求設施管理人員盡早地參與建築生命 週期，這表示在建築生命週期的前期可能會產生許多設施管理所需要的資料，如 何利用這一點對於智慧化而言十分重要。而在設施管理的過程中，涉及到的管理 人員、業主、維護設備廠商等眾多，各方所需的資訊以及產生的資料也各有不同，

圖 1.2: 典型竣工交付文件 [6]

如何將這些資訊有效蒐集利用共享，也是智慧化設施管理的一項重要議題。

1.3

本研究以達到智慧建築設施管理的需求為目標，在建築生命週期前期使用 BIM 模型進行設計與施工的前提下，為解決不同專業以及公司所提供的資料屬性 與格式不同的問題，以 COBie 資料格式作為統一的交付標準讀取模型非幾何資 料。同時為保證日後設施管理過程中不同使用者的資訊共享，擬建置 web 化的設 施管理平台雛形。

為簡化智慧建築設施管理系統的建置過程，本研究計劃整理出系統的基本架 構，並通過開發若干功能項，歸納建置資料庫與系統的基本步驟。再通過實際案 例的實作，證明 COBie 運用於資料庫建置的可行性，並總結 COBie 運用於智慧建 築設施管理系統的主要特徵。

1.4

因設施管理的過程十分複雜，且常因建築類型以及業主需求而異，而設施管 理有極大部分資料以及資訊是在管理過程中產生的，但本研究計劃採用竣工階段 交付的 BIM 模型為基礎，通過 COBie 資料格式來建置設施管理系統的基本雛形，

故不涉及系統使用過程中可能產生的新的資料，也不考慮 COBie 資料會在設施管 理過程中發生變化的可能。

對於設施管理系統的功能設計，由於所需功能十分複雜，許多功能存在客製 化需求，故本研究著重在於基礎功能的展示，而非功能的完整性，故不會在系統 中加入 BIM 模型雲端圖臺等對技術要求較高而對資料要求較低的功能。

1.5

本研究在針對相關背景進行初步研讀後即確立研究目的，並從文獻回顧中了 解智慧建築的定義以及評估標準、設施管理的一般規定以及商用設施管理系統的 功能設置，從而確立本研究的智慧建築設施管理系統的基本架構，同時還需要從 文獻中了解目前 BIM 應用於設施管理的相關研究以及 COBie 資料格式目前的發 展狀況。

在系統設計的階段，先經過對智慧建築與設施管理的專家進行諮詢後，初步 了解實務上智慧建築設施管理的重點以及應用 COBie 資料的障礙，為後續研究確 立基礎。再通過資料的彙集整理得出智慧建築設施管理的基本需求，從而訂定系 統的功能以及資料庫的架構。並根據資料庫的架構以及對 COBie 資料格式的分 析，探討應用 COBie 資料格式於智慧建築設施管理系統的映對方法。

本研究欲開發之智慧建築設施管理系統雛形藉由工具軟體 Visual Studio 2015 輔助開發，並採用 C# 程式語言的 ASP.NET 來進行撰寫程式，而資料庫的開發則 藉由軟體 SQL server 2014 進行管理與操作。最後採用 BIM 模型進行 COBie 資料 的匯出與系統資料的映對，並展示系統功能，從而驗證基於 COBie 的智慧建築設 施管理系統之可行性與必要性，最後進行成效分析與討論。

綜上所述，本研究的研究流程如圖 1.3。

圖 1.3: 研究流程 資料來源：本研究整理

1.6

本研究架構主要分為六個章節，各章節內容簡述如下：

第一章緒論

介紹本研究的研究背景，闡述研究動機與目的、研究範圍與限制、研究流程，

說明本研究主要內容與架構 第二章文獻回顧

介紹國內外相關文獻與相關研究，依文獻內容分為四小節，分別為智慧建築 以及評估標準相關文獻與比較、設施管理定義及商用軟體總結、COBie 定義以及 相關文獻、結合 BIM 與設施管理相關文獻，了解國內外與本研究相關之研究，確 立研究基礎。

第三章智慧建築設施管理系統設計

通過對設施管理的流程分析整理系統功能並歸納總結資料需求，通過實體關 係模型建置系統資料庫，最後進行系統的開發。

第四章系統資料庫與 COBie 資料的映對

本章節通過對 COBie 資料內容及格式的分析，從資料庫的角度分析 COBie 資 料之後，結合 COBie 資料庫以及系統資料庫的特點，探討其映對方法與過程中可 能出現的狀況，從而總結 COBie 資料產出過程中可能需要注意的問題。

第五章案例實作與成果分析

利用第四章提供的映對方式，採用實際案例的 BIM 模型匯出 COBie 資料並 映對到資料庫中，並比對 BIM 模型、COBie 資料以及系統操作資料，以此驗證 COBie 資料運用於設施管理系統的可行性與必要性。

第六章結論與建議

針對本研究內容統整歸納出結論，並針對後續研究給予建議。

第 二 章 文獻回顧

本研究將針對智慧建築、設施管理、COBie 資料格式以及運用 BIM 模型與設 施管理系統的相關研究進行文獻回顧，為後續研究建立基礎。

2.1

自 1984 年首座舉世公認的智慧建築-City Place 大樓落成至今，已有 30 多年 時間，同時也是資訊通信與自動化科技產業快速發展的時代。智慧建築即是在這 一時代科技的變革下為因應大量資訊通信設施導入建築空間，而產生的高科技建 築，也成為當今建築領域中重要的發展方向 [7]。智慧建築的定義是應用網路、監 測設備及系統整合等技術，讓建築物達到自動感知、分析及回應等功能，並在規 劃設計之初，事先考慮使用者需求，提供需要的服務及後續維護管理的方便性，

使建築物在完成之後，可以有最佳化之組合與運轉，以滿足使用者對安全、舒 適、便利、效率的需求，並達到節能與降低維護管理人力經費之目標 [8]。

為便於後續智慧建築設施管理系統的設計，本節將從台灣、香港以及中國大 陸的智慧建築評估標準進行回顧以及比對中了解智慧建築的特點以及智慧建築設 施管理的基本要求。

2.1.1 台灣智慧建築標章

台灣的智慧建築發展起於民國 80 年代，內政部建研所於當時進行智慧建築相 關的調查與準則制定，並於民國 92 年完成「智慧建築解說與評估手冊」以作為申 請智慧建築認證之依循，民國 93 年開放各界申請智慧建築標章，並在民國 100 年 增加一個指標評估內容。民國 105 年再一次修改，包含將分級方式由指標數改成 總分制，調整指標項目、簡化評估內容等，鼓勵臺灣營建產業業者智慧創新，以 推動智慧建築的建造，其發展歷程如圖 2.1。

通過對 105 年最新版的智慧建築標章的回顧，可知其一共包含綜合佈線、資 訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、健康舒適、智慧創新以及節能管理這 八大指標（表 2.1）。而八大指標的評估項目又分為基本規定與鼓勵項目兩種，評 估結果也分為五個等級，最低為合格級，最高為鑽石級，無論申請哪一級，八大

圖 2.1: 台灣智慧建築標章發展歷程 [9]

指標中基本項目均需要滿足，再根據鼓勵項目進行評估最終等級。同時智慧建築 標章評定制度分成兩階段, 第一階段為候選智慧建築證書, 於建築物規劃設計階段 或施工時申請, 符合相關規定並取得建造執照者, 核給候選證書; 第二階段為智慧建 築標章, 合法使用中之建築物, 或新建築物於建築物完工後即得提出申請, 符合智慧 建築相關規定且取得使用執照後, 核給智慧建築標章。兩個階段的申請對於設施 管理的要求變更高，因為在候選證書階段就需要提交運營維護階段所需的一些計 劃、資料等，勢必會要求設施管理人員在建築生命週期的前期就要加入。

由於基礎項目為智慧建築申請門檻，所以本系統以達到基礎項目為目標。八 大指標中的設施管理指標的基礎項目共分爲四個，分別是：資產管理、效能管 理、組織管理與維運管理（表 2.2）。

而内政部營建署在智慧建築評估手冊的基礎上，爲了滿足智慧建築的需求，

整理及歸納出建築物智慧化各構成要素之特性與需求，訂定出一套建築物智慧化 之設計規範，以供參考。而該設計規範中同樣依據八大指標進行分類。而在設施 管理這一章節，首先規定了設施的涵義應包括建築空間的使用用途的活動、及構 成使用目的的附屬設備，同時也提到說應用系統軟體應該要因應不同建築物用途

表 2.1: 智慧建築指標涵義 [5]

指標名稱 設置目的

綜合佈線 鼓勵將建築物之各系統予以整合, 以節省建置費用、管道以及配線的 空間, 及落實後續維護, 確認銜接服務不再受限於佈線瓶頸而無法實現 資訊通信 確保系統的可靠性、安全性, 使用的方便性及未來的擴充性, 並充分應

用先進的技術來實現

系統整合 提高整體管理的效率與綜合服務的能力, 降低建築物的營運成本, 且能 發揮在建築物內發生突發事件之控制與處理能力, 將災害損失減少到 最低限度

設施管理 透過有組織、有計劃、有制度及有效能的查核機制, 以評定建築物智 慧化功能正常運作的可靠性、異常及故障排除的即時性、服務品質的 穏定性、及資訊彙整的正確性; 以發揮建築智慧化的效能水準及的持 續性發展

安全防災 著重在「主動性防災」以及各自動化系統間其整合及連動程度的評估, 以鼓勵建築物朝向更優質的目標來規劃及建造

節能管理 提昇設備使用效率, 並減少能源費用支出, 更期望藉由二氧化碳減量而 符合減緩全球暖化之永續環境趨勢

健康舒適 鼓勵規劃設計導入健康舒適、貼心便利等服務, 透過網路及資通訊技 術提供智慧型生活資訊服務, 創造健康舒適的居住空間, 提昇生活的便 利性

智慧創新 鼓勵智慧建築導入標準符號及創新服務系統, 掌握使用者需求, 以創造 智慧化生活新價值

表 2.2: 設施管理指標評估内容 [5]

指標名稱 評估内容

資產管理 固定資產管理制度、設施設備使用管理規範 效能管理 確設施管理整合作業系統

組織管理 管理組織形態與編制、設施管理、人事管理、專業或證照人員 維運管理 年度設備管理維護計劃、智慧化自主性的作業管理

及設備需求來進行開發建置，而針對系統的設計，提出了基本的六個功能模組作 爲參考，分別是資產管理系統、設施設備維護管理系統、設施設備運轉（維運）

管理系統、事務管理系統、設施管理人員管理系統、綜合資訊管理系統。鑒於台 灣智慧建築標章並無明確規定系統的設置要求，而更多是對於管理計劃的要求，

所以本研究將以此規範為藍本設計智慧建築設施管理系統。

2.1.2 中國大陸智能建築設計標準

1986 年，中國科學院計算機研究所在七五發展綱要科研中提出了智能化辦公 大樓的概念，而在 2000 年，第一本與智能建築相關的國家標準《智能建築設計標 準》正式奠定了智能建築作為中國建築發展方向的基礎 [10]。《智能建築設計標 準》中所定義的智能建築是“以建築為帄台, 兼備建築設備、辦公自動化及通信網 絡系統, 集結構、系統、服務、管理及他們之間的優化組合, 向人們提供一個高效、

舒適、便利、安全的建築環境”。現如今，該標準已發佈 2015 年新版，其中第四 章設計要素中提出智能建築所必備的六個系統，分別是信息化應用系統、智能化 集成系統、信息設施系統、建築設備管理系統、公共安全系統以及機房工程 [11]。

根據表 2.3可知，在中國大陸智能建築設計規範中，並沒有將設施管理單獨提 及，而與設施管理最爲接近的是信息化應用系統。其他幾項中智能化集成系統則 比較接近資訊通信，信息設施系統比較接近綜合佈綫，建築設備管理系統比較接 近節能管理與綠建築的要求，公共安全系統則與安全防災類似，機房工程則是建 築物硬體設置，在臺灣智慧建築標章並沒有特意提及。

表 2.3: 中國大陸智能建築設計要素 [11]

系統名稱 功能要求

信息化應用系統 滿足建築物運行和管理的信息化需要，提供建築業務運營的支撐 和保障

智能化集成系統 以實現綠色建築為目標，滿足建築的業務功能、物業運營及管理 模式的應用需求，具有實用、規範和高效的監管功能

信息設施系統 對建築內外相關的語音、數據、圖像和多媒體等形式的信息予以 接受、交換、傳輸、處理、檢索和顯示

建築設備管理系 統

具備建築設備運行監控、建築設備能耗監測的功能

公共安全系統 有效地應對建築內火災、非法侵入、自然災害、重大安全事故等 危害生命和財產安全的各種突發事件

機房工程 宜包括信息接入機房、信息設施系統總配線機房、安防監控中心 等智能化設備管理機房

雖然大陸智能建築設計要素中沒有明確提及設施管理系統，根據定義可以發 現信息化應用系統與設施管理系統的大部分要求一致。而根據標準細則，信息化 應用系統包括公共服务、智能卡應用、物業管理、信息設施運行管理、信息安全 管理、通用業務和專業業務等。

2.1.3 香港智能建築指標

亞洲智能建築學會（AIIB）於 2000 年成立，並於次年提出世界上第一項 100% 量化的智慧建築評估體制—智能建築指標（IBI），其對於智能建築的定義為

“智慧建築是基於選擇滿足用戶需求的最合適的品質與環境模式，通過選擇最合適 的建築設施以達到建築生命完整週期的最大價值”[12]。最新發佈的第四版一共包 括環保、空間、舒適、工作效率、文化、高科技、安全與結構、管理與安保、成 本效益、健康與衛生等十個指標。

IBI 的特點在於將評估的設施內的設置以及設備分為三種關鍵元素，分別是功 能需求類，例如電力供應等；功能空間類，例如樓層高度等；技術類，例如空調 設備等。而十個指標的內容則是分別對這些關鍵元素定義其分值，再根據不同的 建築物有不同的比重，從而計算分數。其評估方式非常靈活，難以與其他評估標 準進行比對。

IBI 與以上所分析的其他智慧建築評估體制完全不同，其每一個指標的得分項

都具體到每一分，所以其評分制度更傾向於設計細節與實體的設置，而非系統需 求。例如其空間指標中比較看重人均佔用面積，又或者在管理指標中比較重視模 組化的設計與建造，這些類似的評分項側重點在於建築全生命週期的智慧化或者 是智慧化的硬件要求，並不是單純的設施管理系統可以達到的。

2.1.4 小結

中國大陸的標準比較偏重於智慧建築的技術要求，而香港的標準則偏重於用 戶體驗與需求，反而是臺灣智慧建築指標均有提及，但鑒於設施管理更偏向於技 術要求，故本研究將基於智慧建築指標所發展出來的設計規範中所提到的設施管 理系統基本功能於大陸的智能建築設計標準的信息化應用系統的要求進行對比

（表 2.4），可知其基本滿足信息化應用系統的標準。故本研究所設計的智慧建築設 施管理系統可適用中國大陸智能建築要求，但對於香港等其他地區的要求而言只 能部分符合。

表 2.4: 信息化應用系統與設施管理系統比對 資料來源：本研究整理

系統名稱 設計要求 功能模組對應

公共服務系統 訪客接待 事務管理：支援性服務

公共服務信息發佈 事務管理：行政管理 智能卡應用系統 身份識別

物業管理系統 物業經營 資產管理

運行維護 設備維護管理

信息設施運行管理系統 監測 設備運轉管理

分析運行狀態 設備運轉管理

信息安全管理系統 信 息 安 全 等 級 保 護 標 準

綜合資訊管理：權限管理 通用與專業業務系統 其他業務需求 事務管理

2.2

國際設施管理協會 (International Facilities Management Association, IFMA)[13]

對於設施管理的定義是結合商業行政、建築學、行為學及工程科學的知識與原則, 使設施內人員與組織與實質的工作場所相互協調。無論是智慧建築或一般建築，

其設施管理需要符合的要求是一致的。為保證本研究所設計的智慧建築設施管理 系統未有遺漏，將對設施管理的內容以及商業軟體進行整理以及回顧。

2.2.1 設施管理的內容

IFMA[13] 提出了建築設施管理所涵蓋可辨識的功能 (Identifiable FM Func- tions ) 並區分成三類: 運維管理 ( Maintenance/Operation Management)、資產管理 (Property Management)、服務 (Services), 而運維管理又可區分成監控 /追蹤 ( Moni- toring/Tracking)、維護/更新/修復 (Maintenance/Alteration/Repair)、空間管理 (Space Management) 等三個子功能 (Sub-function), 而各子功能下又包含各相關功能, 如圖 2.2所示。

在這三類中，維護管理在不同的研究中有不同的分類方式。楊冠雄將其分爲 了維護預防、預防維護、事後維護和改良維護，其中維護預防是在設計施工階 段在選擇設備時優先考慮維護的部分；預防維護則表示保養與檢查，消除潛在 問題；事後維護則是在設備出現故障之後所做出的修繕等；改良維護則是更新 設備部分以延長壽命 [14]。而 Sullivan 則將設施維護分爲預防性維護（Preventive Maintenance) 和突發的故障維護 (Breakdown Maintenance)，即事後維護 [15]。其中 預防性維護又可分爲時間基準（Time Based Maintenance) 與狀態基準 (Condition Based Maintenance)，時間基準是按照時間來進行維護，包括日常保養與定期維 護，而狀態基準則是要首先監控設備運轉，通過運轉狀況來判斷是否需要進行維 護。本研究將以上各分類方式總結如圖 2.3。

2.2.2 設施管理商用軟體

因 BIM 技術與概念在全世界建築業受到高度關注與研究，從而推出許多以 BIM 概念為基礎的 BIM 應用軟體，例如 Revit、Tekla 等，但這些軟體通常入門門 檻較高且對硬體有一定的要求，導致運營維護階段極少會採用這類軟體，因此，

市面上出現越來越多針對營運維護階段的相關設施維護管理 BIM 軟體，本研究將 對國際上比較知名的 BIM 結合設施管理的軟體進行整理與探討：

1.ARCHIBUS

ARCHIBUS 是適用於組織機關、企業團體等各項不動產與設施管理資訊溝通

圖 2.2: 可辨識的設施管理功能 [13]

圖 2.3: 維護管理分類 資料來源：本研究整理

之圖形化整合性工具，它將 BIM、GIS 和移動設備結合，可以加快設施管理人員 對建築、空間和運營的瞭解，同時還簡化設施管理工作，自動化管理從設計和建 造階段到運營維護的全生命週期的資料流 [16]。

ARCHIBUS 的應用面涵蓋了房地產投資組合管理、資本項目管理、空間規劃 與管理、移動管理、資產管理、環境與風險管理、建築維護管理、工作場所服務 等，可建立以資產和空間為核心的統一管理系統，實現有形資產的視覺化管理，

提高空間規劃能力與資產使用效率（圖 2.4）。ARCHIBUS 的優勢在於功能非常全 面，可以讓用戶自定義其所需要的功能，還可以比較好的整合 BIM 模型，但是售 價也非常昂貴，基本購買用戶都是國際性的管理公司。

2.FM:System

FM：Interact 是由 FM:System 推出的一個強大的基於 Web 的設施管理工具的 集成套件，幫助組織改善他們的空間、佔用、資產、移動、維護、租賃和物業 管理 [17]。同時 FM:System 還與 Autodesk 公司協議共同合作開發 BIM-FM 領域，

所以其可以挂載於 Revit 中，並在 BIM 的空間視覺化環境下進行 FM 作業。FM：

圖 2.4: ARCHIBUS 功能介面 [16]

Interact 的功能模組包括空間管理、項目管理、資產管理、維護管理、移動管理、

空間預訂、策略計劃、移動通信、可持續發展、房地產與租賃，具體功能内容如 表 2.5。

2.2.3 小結

因本研究將以智慧建築設計技術參考規範中所提出的設施管理系統要求作為 系統架構的基礎，為完善系統內容，本研究特比對圖 2.2中提及的功能要求與智慧 建築設計技術參考規範中所提出的六大系統進行比對可知，參考規範提出的六大 系統缺少成本追蹤以及能耗計算這兩方面的功能。而與商用軟體的比對發現，缺 少的主要功能是投資與成本的管理以及環境能源的管理。即市面上運用的設施管 理軟體以及一般設施管理的規定中都對財務以及能源管理有一定的要求，然而本 研究所設計的設施管理系統的定義更偏重設施本身，且財務以及能源系統都可自 成一套系統，通過與本研究所設計系統串聯，由設施管理系統提供數據運轉以及 原始狀態資料，由財務以及能源系統進行管理。故財務管理系統以及環境能源的 管理雖對於智慧建築極其重要，但並不屬於本研究所探討範圍。

表 2.5: FM：Interact 功能模組説明 [17]

空間管理 控制整個物理空間庫存，包括管理佔用，分配和退款, 通過為組織 內的利益相關者提供數據，報告和平面圖，提高空間數據的準確 性，可見性和可用性

資產管理 跟蹤資產分配, 跟蹤採購成本，資產折舊和生命週期成本, 管理保 修，條件和預期的服務結束日期

移動管理 避免不必要的移動和昂貴的重新配置項目, 提供易於使用的基於 Web 的工具來管理個人和項目移動, 盡可能減少移動延遲，改善與 利益相關者的溝通

項目管理 集中所有設施項目信息，包括要求、審批、預算、時間表和供應 商, 提供易於使用的基於 Web 的工具, 共享和協作關鍵項目詳細信 息（包括預算、任務、文檔等）

維護管理 提供一套一致的強大工具，使整個組織的流程標準化, 提高維護團 隊技術人員的響應能力, 主動維護有效的預防性維護計劃

空間預訂 通過調度和跟蹤空間使用來改進靈活空間的使用, 在必要時通過向 遠程工作人員提供辦公室資源，減少過多的庫存

策略計畫 計劃和管理未來的設施需求, 並提供詳細的成本分析報告, 預先計劃 由意想不到的事件帶來的可能會對您的設施產生的影響

可持續發展 幫助跟蹤認證目標的進展, 確定設施的環境足跡併計算您的 EN- ERGY STAR 評級

房地產與租賃 集中所有房地產信息, 提供關鍵信息, 改善房地產投資組合的管理並 提高運營效率，分析財產財務數據並根據關鍵績效指標和行業基準 監測投資組合業績

移動通信 可利用移動設備（如智能手機和平板電腦）, 在問題點獲得數據，

圖紙和報告，減少到辦公室的行程, 與利益相關者直接合作，隨時 隨地訪問和更新設施信息

2.3 COBie

BIM 在全世界的工程業界發展快速，幾乎每個國家都發佈了針對 BIM 的一 些基礎規範與要求。目前美國聯邦總務署發表的 3D-4D-BIM 的全國性計劃 [18]，

其中提及的「竣工移交資訊格式的標準化」，即要求建築物竣工交付時能遵循統 一的資訊交付格式。而英國政府發表的「政府營建策略（Government Construction Strategy）」白皮書 [19]，更是要求凡政府公共工程，廠商竣工時必須交付 COBie 資訊交換標準格式的檔案。

同時，目前已經有許多工程在設計與施工階段運用 BIM 來進行設計、衝突檢 測、排程等，在這方面的研究也非常豐富。然而 BIM 模型的生命週期常常在竣工 時就結束了，前期留下的大量資料並沒有使用，對此，如何將 BIM 運用至維護運 營階段則至關重要，而 COBie 資料格式的出現無疑加速了這一過程。

2.3.1 定義與特色

COBie 標準是由美國陸軍工兵研究與發展中心（ERDC-CERL）結合美國國家 航空暨太空總署（NASA）、美國國家標準暨技術院（NIST）、美國國務院還未建 築營運局（OBO）以及美國陸軍工程兵團（USACE）等單位合力開發，旨在建築 物設施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。主要在訂定工程在生命週期中可能被擷取的資訊應該如何規範表達，降低在 竣工交付時，大量資料整理轉換的冗長過程。而 COBie 有幾項重要的特點：

1. 以非幾何資訊的表達及收集爲主；

2. 以設施長期營運及維護之資訊需求為參考；

3. 除了能以平易近人的 Excel 檔案格式來呈現以外，還能用 XML、IFCXML、

IFC 等格式來表達；

4. 能從 BIM 模型匯聚它所需要之空間、設備等相關資訊；

5. 屬於開放式交換格式標準，不屬於單一軟體工具專有 [20]。

2.3.2 表單結構

COBie 的理念為建築生命週期的全過程中，設計施工等相關人員在進行某一 階段的時候順便輸入 COBie 所創資料，COBie 的結構與生命週期之流程如圖 2.5。

圖 2.5: COBie SpreadSheet 在生命週期之流程 [20]

COBie 包含有兩種資料：空間資料與元件資料。空間（Space）資料中，各樓 層（Floor）劃分為不同的空間，而區域（Zone）則會不限橫向結構或竪向結構，

而是按照區域劃分來分配空間；元件（Component）則是通過系統（System）來 組織，而同類元件則屬於同一種元件類型（Type）；而設備與空間之間的關聯則 表達了設備的位置信息。除了這六個表單以外，還有包含整體建築設施以及基地 資料的設施（Facility）表單，以及可以將設計施工人員與廠家信息建立到聯絡人

（Contact）表單。剩下的表單中常用表單還有屬性（Attribute）表單，其表單内欄 位是開放性的資訊内容，即其他表單中未設置而又需要記錄的屬性。BIM 模型中 的大部分資料基本可填入以上九個表單中，剩下的表單主要會涉及到設施管理的 過程，故在此不詳細敘述，全部 COBie 資料格式各表單涵義以及所填内容如表 2.6。而在欄位的設計上，COBie 會以顔色來區分表格，黃色為必要資訊，橙色表

示這個欄位有參考其他表單，紫色是外部參考資訊，綠色是選擇性資訊。

表 2.6: COBie 工作表單說明 [20]

表單/Sheet 內容/Contents 註解

聯繫／ Con- tact

聯絡人，包含該企畫中的個人及公司列表 通訊錄

設 施 ／ Fa- cility

包含被交付的設施資訊 (涵蓋專案、工地、建築物、結構 物)

設施基本資 料

樓層／ Floor 包含該設施的垂直層級資訊 (強制性的空間結構) 樓層簡介 空 間 ／

Space

在指定的垂直或樓層層級中，空間的水平組織資訊。通 常是參照建築師所定義的設施內實際房間 (空間是可進行 檢驗、維護和營運作業產出的空間位置)

空間名稱

分區／ Zone 包含空間組織的群組在相關的種類中，用來支持設備中 的設計或運作功能。為了達到一致的結果，必須在計劃 或企畫階段由業主定義 (分區是規範的附加功能群組)

空間使用或 特性

類型／ Type 包含設施中所管理的資產資訊。被組織化，去簡潔的提 供構件、公共財產、需要的運作管理資訊的清單 (類型是 具種類或產品成分之強制性的元組件群組，用於組織維 護任務)

型錄

組 件 ／ Component

包含每一件被管理的資產的具體情況資訊。大部分此類 資訊是被識別的 (實物資產)

安 裝、 啟 用 日 期、 使 用 期限

系 統 ／ Sys- tem

包含資訊去描述建構群組如何組織在相關的種類之中，

以實踐設施的建築服務 (系統是元組件有附加功能的群組)

系統

組 裝 ／ As- sembly

包含產品內部的資訊，產品本身是由其他產品所構成。

在某些類型的組件中，其內部的部件具有不同的維護計 畫 (類型或元組件可以被聚集，從而使此配置可被集中管 理)

設備中的小 構件

連結／ Con- nection

包含組件之間的邏輯資訊。以幫助管理人員在轉動斷路 器或閥門時，確定對構件上游及下游的影響 (組件之間的 邏輯連接)

親屬關係

影 響 ／ Im- pact

提供一個機制使各類資產管理的營運管理所需的備件、

替代物、消耗品可以被辨識 (備件是實體物件以及用於維 護和營運該資產之過程的工作)

紀錄影響狀 況

備 品 ／ Spare

提供一個機制，使維護活動中的需求可以被傳達，包含 原料、設備與訓練等 (此過程的支援資源)

備件

資 源 ／ Re- source

提供一個機制，使預防性維護、安全、測試、營運、緊 急程序可以被傳遞。可包含操作或任務的一系列的描述 (用於維護和營運該資產的過程)

需要的資源

（能源）

工作／ Job 提供一個機制使各種設施對環境與住戶的影響可以被捕 捉 (在生命週期特定的階段的可選物件具有靈活的重複模 式的經濟和環境的影響)

作業手冊

文件／ Doc- ument

提供一個機制使許多種類的外部文件可以被索引，以及 文件的資訊可以被捕捉 (相關文件包括情況介紹、產品資 料和其他需要送審的資訊。所有適用的參考文件。該文 件工作表可能包含索引到與專案有關的任何階段為基礎 的資訊之檔案資訊。文件工作表被用於擷取所需要送審 的產品，鏈接到實際批准的契約送審，並鏈接到任何適 當的測試檔案)

外部連結

屬 性 ／ At- tribute

提供一個機制使許多種類的屬性可以被捕捉。最低的標 準是包含設計計畫的標題 (附加屬性有名稱、描述、值和 單位。參照項目的屬性集。該屬性工作表可能包含特定 類型物件的其他資訊。屬性工作表必需被用來擷取不同 的資訊。通常，預定和臨時資料應被實際和竣工資訊取 代)

屬性表

議題／ Issue 提供一個機制藉由文字描述問題和該項目在該階段所做 的決定，使問題資訊可以被捕捉。問題可能涉及 COBie 文件中的單個資產，或附屬於兩個資產的某方面 (可以被 記錄的問題和風險，以及相關聯的一個或兩個物件或文 件)

紀錄問題

2.4

李佳融 [21] 認為 BIM 資訊在傳遞至後端營運維護單位時，會發生責任歸屬 不清以及資訊不完整的問題，故從建築設備常見故障之分析與處理方式獲取資訊 需求，並將需求通過 COBie 形成資訊交付規範，最終形成資訊交付之架構。其研 究證明了以 COBie 為基礎之資訊交付與應用模式能完整結合並應用圖文、數值與 BIM 資訊內容。

蘇郁智 [22] 認為現行作業仍依賴平面圖說與設施清單作為設施維護之依據，

難以全面管理各項設施，故藉由 BIM 模型的資訊完整性與視覺化特徵，整合網 路技術的即時性及集中性，提出 BIM 技術於設施維護管理之整合方法，開發以 BIM 為基礎的設施維護管理系統。他採用 WindowsForm 結合 Naviswork API 進行 開發，共設計了設施維護管理模組、設施狀態視覺化模組、設施定位與資料查閱 模組以及設施維護成果報表模組。

李兆平 [23] 認為在建築設施完工後所留下的資訊種類繁雜、數量龐大，資訊 蒐集困難，故以 IFC 資訊標準，建立電子化資訊共享模型。以學校修繕作業為例，

證明所發展的資訊共享模型可以在營運維護過程中讓不同團隊資訊交換，使得資 訊可以重複使用，加快資訊更新速度，提高資訊的正確性與完整性。

李宜謙 [24] 認為大型辦公建築的辦公設備重複性非常高，使得設備維護管理 人員在進行設備維護管理作業情形登錄時，相同資訊必須重複填寫，造成不便。

為此，利用 BIM 模型使設備維護管理單位於作業進行時從中利用設備之各項參考 資料，提高維護作業進行之效率。

簡睿永 [25] 嘗試利用軟體 ARCHIBUS 讀取 BIM 模型資料，探討 BIM 應用於 設施管理的可能方式，試圖解決 BIM 所含資訊與設施管理目標是否一致、導入 BIM 模型可能會遇到的問題等。通過 IFC 標準格式導入 BIM 模型到 ARCHIBUS 系統中，並建立消防安全設備預防性維護計劃。

劉以晨 [2] 以案例實作的方式，模擬以 COBie 格式進行資料交付的智慧建築 生命流程，從而分析 COBie 應用於智慧建築營建專案之效益，提供了 COBie 於智 慧建築生命週期中所產生的資訊與提供資訊者之對應，便於業界應用，從而提高 營建專案資訊交付與管理之效率。

Firas Shalabi[26] 利用 BIM 的可視化與互動操作來鏈接能源管理系統、建築物 自動化系統與電腦維護管理系統的資料數據，降低維護前對於眾多資料的檢索難 度。

Sarel Lavy[27], 通過對三個運用了 COBie 以及 BIM 概念的三個實際案例研究，

通過數據蒐集與分析，得出的結論是為了使 COBie 與 BIM 對於設施管理更有效，

建議在早期設計與施工階段就採用 BIM 與 COBie。

本研究的主要目的在於以 COBie 資料格式讀取模型非幾何資料，建置 web 化 的設施管理平台雛形，證明 COBie 運用於資料庫建置的可行性，並總結 COBie 運 用於智慧建築設施管理系統的主要特徵。而根據相關研究的文獻回顧可以發現，

由於 COBie 為近年新產生的一種資料格式，所以對於 COBie 的研究較少，雖然 李兆平、Firal Shalabi 以 IFC 標準嘗試建立電子化資訊共享模型，但其重點在於 維護過程中所產生的資料而非竣工階段產生的資料；李佳融與劉以晨則著重在於 COBie 資料的交付模式而並非與設施管理系統的整合方法；蘇郁智開發的以 BIM 為基礎的設施維護管理系統優點在於 BIM 模型的運用，而非非幾何資料的運用；

簡睿永雖然提供了一種 BIM 模型資料導入 ARCHIBUS 系統的一種方式，但其資 料映對過程較為手工，且未討論 BIM 模型導入系統的過程；Sarel Lavy 的研究則 是以實際已經運用 COBie 的案例來做數據分析，而非利用 COBie 建置系統，與本 研究側重點不同。

第 三 章 智慧建築設施管理系統設計

在智慧建築設施管理系統的設計中，首先需要確立智慧建築設施管理系統的 功能模組架構以及應用架構，再經由專家訪談確認系統架構的設計是否恰當並對 系統的設計給予建議，進而對設施管理的流程進行分析，並繪製流程圖，通過資 料需求分析來進行資料庫的設計，最後由功能需求進行系統開發。

3.1

本研究的系統架構主要分為功能模組架構與系統應用架構，分別表達了系統 功能範圍以及程式設計邏輯。在建立系統架構之前，根據設施管理需求以及系統 未來使用的可能性，本研究將本系統的未來使用者歸納為使用者與管理層兩類，

其中使用者包含一般業主、維護人員、設備廠商等，而管理層主要代表設施管理 公司決策層或建築物管理部門決策層。由於本研究主要針對交付資料進行系統設 計以及開發，不過多涉及後續使用，對於系統的使用者不進行更深層次的分析。

3.1.1 系統功能模組

本研究將以臺灣智慧建築設計規範中的設施管理系統功能要求為基礎，再結 合上一章所闡述的一般設施管理的要求與分類，最終可以得出本研究的智慧建築 設施管理系統功能模組，如圖 3.1。

1. 資產管理系統：包含兩類，一類是固定資產，主要包括固定的設備以及建 築的門窗等資產的購置或報廢管理；一類是不動產標的，也就是設施的產權與租 賃管理。這兩個功能模組的建置則是基於設施管理指標中的固定資產管理制度。

2. 設施設備維護管理系統：須具備設備保養、故障、零件、更新與自我診斷 管理，五個功能項結合來看也就是在保養與故障之前的自我診斷，保養與故障維 護時可能產生的零件庫存管理，保養與故障結束之後可能發生的設備更新。這五 項要求則是基於設施管理指標中的維運管理的要求，因保養、更新的前提為設備 維護計劃的制定。

3. 設施設備運轉（維運）管理系統：該系統需要存儲設備運轉紀錄與監測紀 錄，用來分析設備維護計畫的績效並提供管理者與決策者使用。其包括運轉控制

圖 3.1: 智慧建築設施管理系統功能模組 資料來源：本研究整理

設定、運轉記錄、異常警告、操作規範、操作員責任管理等。該系統的建置滿足 了設施管理指標中的智慧化自主性作業管理要求。

4. 事務管理系統：主要包括檔案文件等行政事務管理，公共空間與設備的使 用管理，還有針對整個設施內使用人員的支援性服務管理，以及突發事件管理。

該系統則一方面滿足了一般設施管理系統的需求，例如行政、服務等功能模組，

另一方面使用管理功能模組的前提是設施管理指標中的設施設備使用管理規範的 制定。

5. 設施管理人員管理系統：針對設施維護人員的人事資料管理、勤務管理、

培訓考核管理。該系統則滿足了設施管理指標中的組織管理要求。

6. 綜合資訊管理系統：主要是系統各功能的權限管理和系統使用者的資料管 理。該系統的建置則有利於設施管理指標中的效能管理。

3.1.2 系統應用架構

本研究將依據以上六個功能模組分別建置資料庫，再通過處理運算輸出到 WEB 的介面進行操作，系統應用架構如圖 3.2。

本研究之所以採用不同的功能模組建置不同的資料庫，主要原因在於不同功 能模組可能產生的資料內容不同，但由於不同資料庫中相同資料內容如何通過串 接的方式進行同步更新則不屬於本研究範圍，針對不同的資料庫設計方式不會影 響到本研究的主要內容，故本研究採用以上系統應用架構。

3.2

在系統架構確立之後，本研究通過對專家訪談確認本研究所設計的系統架構 是否合理。並由於智慧建築設施管理較爲偏重實務性，有許多資料不容易獲取，

希望通過專家訪談瞭解後續系統設計的重點以及内容。

本研究的主體對象為智慧建築，而智慧建築的設施管理又比一般建築複雜許 多，所以訪談的對象均為兼具智慧建築和設施管理理念的專家。以下為專家背景：

1. 嚴 OO：智慧建築評估手冊 2016 年版設施管理指標撰寫委員、台灣物業設 施管理協會秘書長。

圖 3.2: 智慧建築設施管理系統應用架構 資料來源：本研究整理

2. 陳 OO：智慧建築評估手冊 2016 年版編審小組成員、OOO 建築師事務所負 責人。

3. 林 OO：中國科技大學 BIM 產學研發中心講師、OO 智能工程有限公司技 術總監。

經過整理，專家的觀點主要可以分為三點：

1. 前文設計的系統功能模組基本符合智慧建築設施管理要求，大部分功能都 有涉及。但系統應用架構中，不同的資料庫之間應會有資料的串接，並不完全獨 立。

2. 現有設施管理上普遍還是依照傳統的作業方式，而且在建置設施管理系統 時需要消耗大量的人力與財力去整理資料以及分類資料，同時人工建立資料庫的 方式也常常使得管理人員無從下手。而就目前台灣業界而言，設計施工與運營都 是分開的，即使智慧建築也存在資料斷層的問題。所以 COBie 資料是否能真的帶 出全部的資料並對資料的分類是否有益有研究的意義。

3.BIM 與設施管理系統的結合關鍵在於模型的運用以及資料的彙集，尋找到 BIM 模型與設施管理系統的結合方式是目前十分重要的議題。

4. 利用 BIM 模型於設施管理的關鍵可從設備的空間關係入手，如何利用模型 的 3D 視覺化也是目前 BIM 與設施管理結合的重要議題。

5. 對於本研究的建議是以三個主要板塊切入，資產、維護與空間，而作業流 程也只需要針對必要且無差異的流程進行即可。對於資產以及維護而言，需要管 理的資料有例如規格、維修項目、週期、檢查項目、技術規範、編碼等，而對於 空間而言重要的是定義，只有了解了空間的使用目的時才能在變更空間時不出現 錯誤。

雖然專家對於本研究的系統應用架構有提出一些建議，但由於資料串接屬於 更加技術性的内容，不屬於本研究的研究範圍，故在本研究中不予考慮。而專家 所提出的 COBie 格式能否將所需資料傳遞給設施管理系統則是本研究的主要研究 内容，表明本研究可增進智慧建築設施管理系統之應用。至於利用模型的 3D 視 覺化功能偏重資訊技術，本研究僅證明利用 COBie 格式產出的資料可鏈接至 BIM 模型，但 BIM 模型的視覺化展示不屬於本研究的研究範圍。最後結合專家的建 議，並以竣工階段可交付的資料內容而言，以下將從智慧建築設施管理系統架構

中選擇固定資產管理、預防性維護管理以及空間管理三個功能模組進行系統的設 計，這三個功能模組的主要內容即滿足了設施管理系統的基本需求，並且可以最 大化利用竣工階段可交付的資料。

3.3

在確立了本研究主要的研究內容僅限於固定資產管理、預防性維護管理以及 空間管理三個功能模組之後，首先要通過文獻的閱讀以及對設施管理公司的一些 教育手冊分析，整理並歸納這三個管理模組的管理流程，並分析管理流程中可能 產生的資料表單，並繪製流程圖。

3.3.1 固定資產管理流程分析

建築物的附屬設備是屬於所有權人的資產，依設施服務機能的不同而種類繁 多，使用操作、維護等亦因不同廠牌、規格或技術等不同，故將設備進行有系統 的資產管理，是掌握設施使用管理的前提 [28]。固定資產管理流程分為購置、分 類、編號、登錄、建檔、報廢等，如圖 3.3。

圖 3.3: 設備資產管理作業流程 [28]

一、購置

資產的購置通常可分為兩種情況，一是為了改善建築服務需求而新增，二是 原有資產的更新換代。購置的流程又分為申請、核決、招標議價、驗收，如圖 3.4。

圖 3.4: 設備購置作業流程 [28]

參考智慧建築標章申請示範案例中所描述的固定資產管理功能，申請者在申 請購置資產時一般需填寫資產申購單，其主要目的是表達所需購置的資產的功能 和用途。申購之後，管理組織根據所編列的年度預算以及申購理由進行評定核決，

通過後進行招標與議價，而招標與議價的過程則依據法律法規進行。在固定資產 購置後會進行設備安裝與驗收。對於一些大型或重要設備，驗收與移交的品質十 分重要。在驗收過程中，設備廠商需準備與設備相關的所有文件，例如設計圖、

出廠證明、操作說明書、保固書等，在與業主進行驗收移交會議時確定驗收移交 流程與方式，由業主授權的機電公司與設備廠商進行驗收、試車等，最後進行紀 錄並歸檔所有資料文件。

二、分類與編號

設施設備分類的目的有助於應對不同屬性設施進行不同的規劃與管理工作，

分類與編號常常會根據業主需求訂定規則。例如分類的方法有以法規規定分類，

以使用性質分類，以附屬型態分類，以運作機能分類，以技術標準分類。而編號 則是根據分類的方式對資產進行系統的編號管理，而編號的方式可隨建築物而 定，也可直接採用行政院主計處訂定的「財務標準分類」來進行編號。在分類與 編號過程中需要參考各建築物擬定的分類標準以及編號規則。

三、登錄、建檔

資產的登錄則需要填寫資產來源並建立資產清冊。清冊的建立有助於在資產 管理過程中發生增減時作為參考資料，用以核決資產處理結果；在定期固定資產 盤點時，該表單所包含的信息可以輔助盤點的進行。而在資產登錄時除了將資產 已確認的名稱、分類、編號等基本信息登錄於資產清冊中，還需要指定保管人以 及保管空間，其中保管人應負責該資產的損害及賠償責任，若保管人移動，該清 冊也需進行移交動作。同時相關的資產購置信息也需要登錄，例如製造商與保固 廠商的具體資料等，所以資產清冊不僅包括資產，還需要有廠商清冊、系統清冊 等與資產的運作管理相關的資料。

而建檔即將設備相關的資料進行分類存儲，這時的分類依據則是各建築所制 定的相應的規章制度，要保證所有的資料都能系統化分類，以便查詢。在此階段 需要分類歸檔的檔案資料包括資產配置圖、廠商資料表、保固書、規格書、說明 書或操作手冊、設備維修保養合約、資產使用管理辦法等。

四、報廢

首先需要確認的是，資產的報廢並不包括房舍、建物以及消耗品類物件，僅 針對財產清冊內建立的資產。資產報廢的情況有以下三種：1. 可正常使用但其使 用時間已達原財產登錄所定年限，2. 未達使用年限經正常使用已不堪使用，3. 未 達年限因人為不當導致不堪使用。

參考智慧建築標章申請示範案例中所描述的固定資產管理功能，當達到上述 所提及的報廢條件時，使用者會提出報廢申請，需填寫資產處理請示單，描述需 要處理的資產以及處理的原因，之後交由管理單位決核，管理單位此時需要參考 資產原始的基本資料，例如使用年限，以及維護紀錄，以證實該資產確實符合報 廢標準，評估是否可作他用，再判定處理結果，並記錄於固定資產報廢單，最後 進行報廢。

根據以上固定資產管理的流程與所需表單，本研究以 BPMN(Business Process Model and Notation) 方法整理繪製固定資產管理流程圖 3.5。

圖3.5:固定資產管理流程圖 資料來源：本研究整理

3.3.2 預防性維護管理流程分析

預防性維護須具有設備保養週期，設備保養程序，設備保養方法以及紀錄，

設備保養期限提示，設備更新期限提示這幾項功能 [29]。針對一般的智慧辦公建 築設備維護管理流程，其包含以下幾個步驟 [7]：

1. 設備管理計畫，即擬訂運轉及檢查計畫並編列預算 2. 運作，即監視設備之運作情形

3. 檢查，又分為依相關法令規定實施之法定檢查，以感官感覺檢查為主的日 常檢查，週期性檢查各項設備磨損與老化現象的定期檢查，以及分解設備機器以 檢查內部狀態的細部檢查

4. 診斷，即判斷檢查之結果，決定處理方法

5. 保養，即進行調整、護理、清掃等物理性、機能性等小修理 6. 維修，意指以預防故障及恢復性能為目的，並非保養

7. 紀錄，紀錄所有的維修活動，作為日後之參考

而將步驟中與預防性維護有關的內容提煉出來則可分為預防性維護計劃、根 據計劃執行定期檢查與保養，根據檢查結果診斷，判斷是否需要修繕，最後記 錄。

一、計劃與執行

針對智慧建築的各項設備建立完善的維護計劃可以節省能源以及預防保養機 能，大幅降低建築物的生命週期成本。而一般計劃的訂定會根據設備以及計劃週 期不同而產生不同，例如部分計劃會按照同類型的設備而作統一的檢查與保養，

而有些則會針對系統而設置；而針對一些大型設備，其計劃週期可能更多的會是 年或者季度，但針對常開設備則其計劃週期往往是每日或每週等，而週期超過一 年則屬於長期維護計劃。

雖然計劃的分類會依據不同的建築以及設備會有不同，但預防性維護計劃通 常都會包含預防性維護項目、維護週期、維護步驟這幾個基本項，而計劃的建置 過程常常會由設備廠商、設計人員與管理單位協商產生。由於對於智慧建築而言，

訂定計劃十分重要，故在「台灣智慧建築標章」中有提到，如若想要申請智慧建 築候選證書，則需要在設計階段結束的時候就提交各項計劃。

而計畫的執行根據上述維護流程可知，包括日常檢查、定期檢查與定期保

養。而定期檢查與保養會依照由計畫產出的檢查保養表中所規定的方式進行，由 於檢查保養的過程可能還會需要一些工具作為輔助，故在檢查保養表中還需要註 明所需工具等，結束之後記錄本次執行過程。

二、診斷、維修以及記錄

如果檢查結果並沒有達到要求，則通過參考設備維護說明等基礎資料，進行 判斷是否需要進行進一步的修繕。修繕的過程可能會發生零備件的更新等，此時 需要根據零備件的庫存申請領用，申請的目的是為了方便零備件數量及用途的管 理。如果保養、修繕之後仍然無法達到要求或效益時，會進行更新，即改良維護，

不屬於預防性維護。最後在修繕完成後需填寫維護紀錄，至此預防性維護完成。

根據以上預防性維護管理的流程與需求，本研究以 BPMN 方法整理繪製預防 性維護管理的流程圖 3.6。

圖 3.6: 預防性維護管理流程圖 資料來源：本研究整理

3.3.3 空間管理流程分析

空間管理包含了一般空間的用途定義以及公共空間的使用管理，其需要具 備使用對象、申請、計費、紀錄等功能，還需要提供使用規範設定、預約使用登 記、使用狀況統計等增值功能 [29]。

一般空間的管理作業流程只有基本資料建立以及空間變更，基本資料即空間 名稱、用途定義等基本資料。公共空間的使用管理作業流程則包括基本資料建

立、使用申請、使用、歸檔 [28]。在基本資料建立時，需要訂定空間使用規定，

其中包括了使用條件、開放時間、收費標準等規定。使用申請則是針對使用規定 中有提及需要提前申請的空間，提交使用時間以及用途用以申請。而在使用的同 時，使用者需遵循使用管理規定，並且在使用結束後紀錄。而經過長期的積累，

還可以根據使用記錄進行使用狀況統計，用以評估空間使用效率等。

根據以上空間管理的流程與需求，本研究以 BPMN 方法整理繪製空間管理的 流程圖 3.7。

圖 3.7: 空間管理流程圖 資料來源：本研究整理

3.4

根據系統應用架構圖 3.2可知，本研究依模組不同而設計不同的資料庫，故 以下將分別介紹資產管理資料庫、維護管理資料庫以及事務管理資料庫的建置過 程。本研究所採用的資料庫設計的方法為先根據實際的設施管理資料進行需求分 析，並再通過實體關係模型以及資料庫的正規化步驟來建立最終的智慧建築設施 管理資料庫。