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RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究

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Academic year: 2021

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(1)

RFID 技術在開放式住宅整建系統

之應用研究

內 政 部 建 築 研 究 所 委 託 研 究 報 告

中華民國 100 年 12 月

(2)

(國科會 GRB 編號)

PG10001-0193

RFID 技術在開放式住宅整建系統

之應用研究

受委託者:國立台灣科技大學

研究主持人:謝佑明

協同主持人:鄭明淵

兼 研 究 員 : 蔡 幸 致

兼任研究助理:邱冠彰

內 政 部 建 築 研 究 所 委 託 研 究 報 告

中華民國 100 年 12 月

(3)

技術在開放式住宅整建系統之應用研究

內政部建築研究所委託研究報告

(

年度

)

(4)

目次

表次

... III

圖次

... VII

摘要

... 1

第一章 緒論 ... 11

第一節

研究動機與目的

... 11

第二節

研究內容與流程

... 14

第二章 文獻回顧 ... 19

第一節台灣住宅整建概況... 19

第二節

國內外開放式住宅新建案例

... 22

第三節

供應鏈管理(SCM)... 33

第四節

建築資訊模型(BIM)... 39

第五節

無線射頻辨識(RFID)簡介 ... 43

第三章 開放式住宅整建生命週期各階段之需求探討... 67

第一節

建築生命週期簡介

... 67

第二節

開放式建築住宅整建之需求探討

... 71

第三節

小結

... 77

第四章 建材供應鏈管理(SCM)行銷系統機制探討 ... 79

第一節

建材供應鏈交易流程機制

... 80

第二節

電子市集之應用

... 85

第三節

小結

... 93

第五章 整建生命週期管理之應用評估 ... 95

第一節BIM與RFID於住宅整建之應用規劃 ... 97

(5)

第二節BIM與RFID導入技術需求... 103

第三節

開放式構件編碼定義

... 115

第四節

小結

... 123

第六章 案例驗證與探討 ... 125

第一節

建立內裝填充體單元資料庫

... 127

第二節

示範應用案例簡介

... 140

第三節

工程估價與物料管理資訊整合模式規劃

... 158

第四節

小結

... 164

第七章 結論與建議 ... 165

第一節

結論

... 165

第二節

建議

... 168

附錄一 內政部建築研究所 100 年度「RFID技術在開放式

住宅整建系統之應用研究」委託研究計畫案期初審查意見

及廠商回應一覽表

... 171

附錄二 內政部建築研究所 100 年度「RFID技術在開放式

住宅整建系統之應用研究」委託研究計畫案期中審查意見

及回應一覽表... 177

附錄三 內政部建築研究所 100 年度「RFID技術在開放式

住宅整建系統之應用研究」委託研究計畫案期末審查意見

及回應一覽表... 181

附錄四 專家座談會 1 會議記錄 ... 183

附錄五 專家座談會 2 會議記錄 ... 183

參考書目

... 185

(6)

表次

2-1 開放式建築特性 ...23

2-2 RFID標籤的主要功能 ...47

2-3 被動式與主動式TAG環境的比較 ...48

2-4 RFID 依記憶體讀寫功能區分型式 ...50

2-5 RFID RF依使用頻率不同區分型式 ...51

2-6 RFID標籤V.S.傳統條碼 ...53

2-7 RFID於國外營建產業之相關文獻 ...60

2-8 RFID於國內營建產業之相關文獻 ...64

3-1 開放式建築整建生命週期各階段需求與問題...76

4-1 開放式住宅整建之構件系統彙整 ...90

5-1 本研究之BIM軟體電腦操作配備...103

5-2 BIM於各階段性任務...105

5-3 系統天花構件編碼規劃建議 ...116

5-4 系統地板構件編碼規劃建議 ...117

5-5 箱體單元構件編碼規劃建議 ...118

5-6 管線種類說明表 ...119

5-7 冷、熱水管編碼規畫建議表 ...120

(7)

5-8 冷、熱水管外牙管接編碼規畫建議表 ...120

5-9 冷、熱水管線編碼規劃建議表 ...120

5-10 冷水管外牙管接編碼規劃建議表 ...120

5-11 冷水管由令管接編碼規劃建議表 ...121

5-12 冷水管管接編碼規劃建議表 ...121

5-13 冷水管外牙管接編碼規劃建議表 ...121

5-14 冷水管T型三通編碼規劃建議表 ...121

5-15 冷水管由令彎頭編碼規劃建議表 ...122

5-1 構件名稱及對應編碼範例說明 ...122

6-1 系統天花內裝填充體單元資料庫列表 ...128

6-2 系統地板內裝填充體單元資料庫列表 ...129

6-3 系統牆內裝填充體單元資料庫列表 ...131

6-4 箱體單元內裝填充體單元資料庫列表 ...134

6-5 管線系統內裝填充體單元資料庫列表 ...134

6-6 特殊裝置內裝填充體單元資料庫列表 ...139

6-7 易構住宅基本資料表 ...140

6-8 現代裝修工程業別 ...147

6-9 QTO計算與人工計算之時間計算成果比較 ...150

(8)

6-10 QTO計算與人工計算之成果比較 ...150

6-11 一般電梯住宅大廈示範應用案例簡介 ...151

6-12 電梯住宅大廈系統牆構件編碼規劃建議表...156

6-13 QTO 計算與人工計算之時間計算成果比較 ...156

6-14 QTO計算與人工計算之成果比較 ...157

6-15 物料管理需求資訊類別 ...158

(9)
(10)

1-1 「RFID技術在開放式住宅整建系統之應用研究」工作項目內

容規劃...15

1-2 研究流程圖 ...16

2-1 民國 81~84 年每戶每次整建費用 ...19

2-2 民國 81~84 年平均每年台灣住宅整建市場規模 ...20

2-3 兩階段供給示意圖 ...22

2-4 構件層級化示意圖 ...22

2-5 開放式建築構件分類 ...24

2-6 NEXT 21 實驗住宅...25

2-7 框架系統 ...26

2-8 各建築構件系統關係 ...26

2-9 住戶單元變更 ...26

2-10 住戶單元設計 ...26

2-11 MATURA系統(上層) ...27

2-12 MATURA系統(下層) ...27

2-13 模矩化設計 ...27

2-14 插合 ...27

2-15 模矩系統規劃 ...29

(11)

2-18 台科一號外觀(續)...29

2-19 系統層級化 ...30

2-20 模矩系統設計 ...30

2-21 實驗平台規劃 ...30

2-22 開放性填充體試驗 ...31

2-23 開放性配管設計(1)...31

2-24 開放性配管設計(2)...31

2-25 結構體與裝修體分開示意圖 ...32

2-26 昇陽高性能住宅永住SI概念...32

2-27 SCOR的供應鏈管理模式...34

2-28 BIM資料與CAD資料之比較 ...40

2-29 建築資訊模型(BIM)繪製原理...41

2-30 建築資訊模型(BIM)繪製 2D平面原理 ...42

2-31 RFID系統基本架構圖 ...43

2-32 內建式天線佈線圖 ...45

2-33 鑰匙型RFID標籤 ...46

2-34 手錶型RFID標籤 ...46

2-35 卡片型RFID標籤 ...46

(12)

2-38 傳統條碼 ...52

2-39 RFID標籤埋入混凝土 ...58

2-40 RFID標籤置於預鑄構件 ...62

2-41 工程師讀取資訊至資料庫 ...62

2-42 構件入庫管理 ...63

2-43 構件出庫管理 ...63

2-44 PDA及RFID READER ...63

3-1 建築各階段生命週期 ...68

3-2 人與建築生命週期對照圖 ...68

3-3 開放式建築生命週期 ...69

3-4 開放式建築變更因素 ...72

3-5 傳統開放式建築整建作業流程 ...73

4-1 建材供應鏈管理行銷系統機制探討之研究概念示意圖....79

4-2 整建過程之供應鏈流程 ...80

4-3 一般物料交易流程示意圖 ...83

4-4 營建物料流通圖 ...86

4-5 電子市集於供應鏈各角色中的定位 ...86

4-6 亞洲水泥股份有限公司網站示意圖 ...87

(13)

4-9 電子市集之雙向的搜尋模式示意圖 ...91

4-10 資料交換平台架構 ...92

5-1 開放式住宅建築生命各需求與技術導入 ...95

5-2 開放式住宅整建流程之各技術導入 ...96

5-3 BIM導入開放式建築整建設計流程...98

5-4 RFID應用於施工階段流程 ...101

5-5 開放式建築運輸計劃過程 ...108

5-6 RFID結合無線網路資料傳輸系統架構圖 ...109

5-7 RFID標籤健康度檢測建議流程圖 ...111

5-8 標籤健康度檢測介面(一) ...112

5-9 標籤健康度檢測介面(二) ...112

5-10 標籤健康度檢測介面(三) ...113

5-11 標籤健康度檢測介面(四) ...113

5-12 系統牆編碼示意圖 ...118

6-1 BIM-SCM-RFID整建流程...126

6-2 六大系統資料庫示意圖 ...127

6-3 易構住宅 1F室內裝修前BIM3D模型...141

6-4 易構住宅裝修前 1F平面圖 ...141

(14)

6-7 易構住宅 1F縱向剖面圖 ...143

6-8 易構住宅 1F橫向剖面圖 ...143

6-9 易構住宅一樓內牆編碼示意圖] ...144

6-10 由建模完成至QTO流程圖 ...145

6-11 設定元件建立階段為裝修階段 ...146

6- 12 3D MODEL完成後顯示”裝修”階段所有元件並儲存....146

6-13 AUTODESK QUANTITY TAKEOFF畫面 ...147

6-14 輸入成本資料 ...148

6-15 QTO計算出之成本估算表 ...149

6-16 二層相關平面圖、面積、樓高 ...151

6-17 示範應用案例二層A戶BIM 3D模型 ...152

6-18 二層A戶平面圖 ...152

6-19 示範應用案例二層A戶裝修完成BIM 3D模型 ...153

6-20 示範應用案例二層A戶裝修完成平面圖...153

6-21 示範應用案例二層A戶裝修完成剖面圖A-1 ...154

6-22 示範應用案例二層A戶裝修完成剖面圖A-2 ...154

6-23 隔間牆構件編碼原則 ...155

6-24 製造業物料需求規劃(MRP)概念示意圖 ...159

(15)

6-27 估價資料進行單價分析之關係圖 ...162

6-28 物料需求資料與工程進度之連結關係 ...163

(16)

摘要

關鍵字:開放式住宅、無線射頻辨識、住宅整建、生命週期管理 一、研究緣起 在台灣,老舊住宅的內部裝修整建工程,常礙於水電暗管埋設、既有管道間、空 間高度或硬體設施規劃等等之限制,仍以非模矩化、非系統化之舊思維模式進行,造 成施工期間容易產生極大之噪音、震動、粉塵與大量廢棄物等環境衝擊。因此,內政 部建築研究所於去年度(98年)執行一項有關「開放式住宅整建系統之應用研究」之研究 計畫,並已開發出一套「開放性集合住宅內裝整建設計系統」,期望能在確保彈性以及 最小環境衝擊之前題下進行規劃與使用,以符合永續營造之理念。 另外,內政部建築研究所於96~99 年執行內政部優先推動之「無線射頻辨識(RFID) 於建築產業之應用計畫」,提出可循環再生使用的永續化建材、電子化管理以減少人力 需求、環保節能的綠建築設計以及營建自動化等理念整合之策略,發展出實際的各項 創新之應用技術、構法、工法等,並以實體電梯住宅大廈驗證及展示導入無線射頻辨 識(RFID)技術使其快速營造之可行性,而此成果亦具有導入其它建築型態或老舊建築 物及相關產業應用之優勢。 為了延續推廣此一開放式建築之理念,如整體規劃通用化、模矩化、系統化,並 考慮建築物生命週期各階段使用維修需求,而能單獨更換維修部位之構件或系統,又 可因應使用者不同階段,例如家庭成員及年齡的變化而有健康、安全、便利需求,可 以最節省資源的方式重複再利用原有(或替換)可用構件,變更內部隔間、設備系統 等,應醞而生本計畫「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」,以延續內政部 建築研究所96~99 年之「無線射頻辨識(RFID)於建築產業之應用計畫」及 98 年「開放 式住宅整建系統之應用研究」兩計畫中各項研究成果於老舊建築整建領域之應用探討。 二、研究方法及過程 本案在研究方法上藉由蒐集整理國內外相關 RFID 與開放式住宅之實際使用案例及現

(17)

況,尋求合理化之應用模式,作為整合開放式整建系統應用之基礎,主要研究工作如 以下幾點: (A) 探討國內供應鏈管理行銷系統機制之現況,以研擬符合實際開放式住宅建物生產 資訊項目及內容。 (B) 提出國內開放住宅整建系統相關構件、材料供應鏈之上下游之製造行銷系統機制 之建議。 (C) 提出國內開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期管理機制建議。 (D) 提出 RFID 技術在開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期管理,無線射頻技 術需求及應用建議。 (E) 藉由探討本研究主題,有助於業者(使用者)在了解國內外開放住宅整建系統相關 構件、材料生命週期管理機制下,確認相關構件與材料之生命週期使用標準與釐 清本身整建需求。 「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」之研究過程主要有五個步驟: 1. 文獻回顧 2. 開放式住宅整建生命週期各階段之需求探討 3. 建材供應鏈管理(SCM)行銷系統機制探討 4. 整建生命週期之應用評估 5. 案例驗證與建議

(18)

三、重要發現 經由文獻整理與探討,由下表說明開放式建築整建生命週期各階段之需求及問題: 開放式建築整建生命週期階段 需求與問題 規劃設計階段 ¾ 圖說參差不齊 ¾ 預算數量計算無共識。 生產製造階段 ¾ 採購資訊不足 ¾ 運輸計畫不經濟。 營造施工階段 ¾ 施工管理不易 ¾ 安全維護成效不彰。 使用維護階段 循環再生階段 ¾ 構件、材料維護更新。 ¾ 構件、材料壽齡。 ¾ 構件、材料需求變更。 本計畫於開放式建築整建生命週期階段導入 SCM、BIM 與 RFID 技術解決上述需求與 問題並於下段分別說明主要發現內容。 建材供應鏈交易流程機制 為了解國內開放式住宅整建系統相關構件、材料供應鏈之上下游廠商之交易流程機 制,本研究規劃整理出整建時供應鏈行為模式探討及實施流程共八項步驟,如下列所 示,並針對各階段於本文逐一說明,其結果將作為後續電子市集規劃概念之基礎: 1. 使用者需求 2. 開放式住宅構件與材料相關問題確認 3. 供應商搜尋 4. 施工時程規劃 5. 採購

(19)

6. 生產製造 7. 運送時程規劃 8. 施工 電子市集之應用 根據上述供應鏈各階段交易流程與機制探討之結果,作為後續電子市集導入之建議策 略,本研究擬採「廠商清單資料庫」搭配「軟體代理人」概念,提升電子市集的完整性、 資料更新性與減少人力資源耗費。 BIM 導入開放式住宅整建規劃

本計畫在規劃階段建議導入建築資訊模型 (Building Information Model, BIM)輔助設 計,BIM 創建和使用的“可計算數位資訊“使這些數位資訊能夠被程式系統自動管理, 而將會得到經過這些數位資訊所計算出來的各種檔案。BIM 的優點在於能將圖形與非 圖形資訊整合於圖檔模型中,減少不必要的資料格式轉換與紙本文件,自動地具有彼 此吻合、一致的特性,促進資訊處理的一致性與效率。BIM 導入規劃設計流程進行步 驟如下列: 1. 建立內裝填充體元件資料庫 2. 確認使用者需求 3. 建立開放式建築整建機電設計模型 4. 建立開放式建築整建建築設計模型 5. 開放式建築整建設計模型整合 6. 干涉檢察 7. 修正 8. 變更設計 9. 施工時程規劃 10. 規劃 RFID 編碼 11. 構件、材料、數量、空間計算 12. 物料清單統計

(20)

RFID 導入開放式住宅整建規劃

本計畫在施工階段時建議導入無線射頻辨識(Radio-frequency identification, RFID)技 術,利用電子化的技術,幫助施工人員實施現場管理。RFID 應用於施工階段流程如下 列: 1. 進行構件編碼作業 2. 在工廠與生產完成之構件貼直 RFID 標籤 3. 規劃構件運輸計畫 4. 構件進場登錄 5. 構件品質稽核 6. 讀取作業並進行組裝作業 7. 監控施工進度並進行時程推估 8. 完工 裝修元件數量計算 應用 Revit Architecture 軟體之階段設定功能,可透過將新增減元件設定於不同階 段,於儲存時,另存裝修階段所增建或拆卸之元件種類與數量,可直接提供後續計算 裝修元件之數量,及建置數量計算及成本估算表使用。 透過使用QTO 計算軟體發現,QTO 產出之成本預算表僅能提供公制與英制單位; 輸入成本資料部分,除原功能介面所提供之固定欄位,由於無法新增編輯欄位,若欲 滿足台灣編製預算表之習慣,需再另外匯出檔案至 Excel 進行編輯。於 QTO 產出之成 果連結單價分析表及工程進度表以產出物料清單(Bill of Material)統計所需物料,以提 供後續詢報價及採購發包所需資料。 四、主要建議事項 建議一 於開放式住宅整建生命週期運輸過程階段與營造組立階段導入RFID 技術:立即可 行建議

(21)

主辦機關:台灣區營造公會 在營建工程裡,預製構件最適合RFID 在物流及資訊流上之應用,而開放式建築又 以通用化、模矩化、系統化這幾項目標作為組成之基礎,本計畫透過文獻回顧,探討 整建生命週期各階段之需求,建議構件的運輸過程階段與營造組立階段,可導入無線 射頻辨識 (RFID) 技術,藉由 RFID 標籤技術儲存定量資料的特性及搜尋物件及資訊擷 取之技術,有效提升構件運輸與施工組立效率。 建議二 於建材供應鏈管理行銷系統機制導入電子市集,結合廠商清單資料庫與軟體代理 人:長期性建議 主辦機關:台北市建築材料商業同業公會 建議於詢報價及採購發包階段可採用「電子市集」,來促進採購單位與供應商之間 能見度與交易行為,並建議可搭配「廠商資料庫」與「軟體代理人」機制,提升電子市 集的完備性與即時更新性,亦可大量減少人力資源的耗費。 建議三 於開放式住宅整建生命週期導入BIM 與 SCM:長期性建議 主辦機關:建築師公會全國聯合會 BIM 服務在建築物已開始朝全生命週期應用發展,在設計階段可作為偵測錯誤與 衝突、免除錯誤可能延伸至施工階段而造成不必要的施工成本支出。此外,在營運維 護階段亦可直接應用前一階段建立的竣工模型,避免需要重覆建立資料的浪費,也可 減少整合資料時因格式差異而產生系統不相容的問題。因此,本研究建議未來RFID 技 術在開放式住宅整建可結合BIM 與 SCM 進行工程資訊系統之開發,以開放式建築整建 生命週期為主軸進行整合,以方便規劃及施工介面管理。

(22)

建議四 應用開放式建築理念探討短期出租住宅整體規劃設計之可行性研究:立即可行建 議 主辦機關:內政部建築研究所 雖然本研究需以內裝整建為目標,但開放式建築理念亦可應用於建築物之興建工 程;因此,建議建築研究之相關主管機關可針對開放式建築理念應用於短期出租住宅 整建規劃設計進行研究,以利降低建築物生命週期成本,並達成環保、永續經營之目 標。

(23)

ABSTRACT

Key words:Open building, RFID, Renovation and remodeling, Life-cycle management

z Background of this study

In Taiwan, the interior refurbishment construction of apartment buildings are still done in a non-modular and non-systematic way, due to the restriction imposed by existing pipe lines, floor-to-floor height, etc. Consequently, environmental impacts, such as noise, vibration, dust and construction waste, were created during the interior refurbishment process. For this reason, a project about "Application in interior refurbishment construction of apartment buildings" were executed by Architecture and Building Research Institute, Ministry of the

Interior last year. The project developed a "residential open interior refurbishment

construction system", in order to ensure flexible interior configurability and to minimize environment impact of interior refurbishment construction.

In addition, the Architecture and Building Research Institute, Ministry of the Interior also executed a project named “Application of Radio Frequency Identification in

Construction” and brought up an integrated concept of sustainable building materials for

recycling and reuse, electronic management to reduce labor needs, green building for environmental protection and energy saving, and construction automation. The innovative

techniques, structure systems and construction methods were developed and validated by the

construction of the experimental demo house – EAG house. Also, using the RFID technology, the construction progress can be accelerated and duration can be decreased. The outcome from the project showed great potential and can readily apply to the other types of buildings, old buildings, and can bring about improvements in the construction industry.

This project intends to extend above-mentioned former studies to promote opening

building concepts (generalization, modularization, system construction methods) on pre-existing bulidings built without open building designs. One of the potential benefits is significant resource saving by only replacing disfunctioned or damaged componts when maintaining buildings. Resource saving can also be made possible by allowing easy buildings renovation or remodeling to adapt to user needs throughout its life-cycle by using or re-using components such as partitions and facilities. Such needs may arise from changes in the number of family members and aging.

(24)

z Expected objectives

This study has four expected objectives:

1. Suggest the marketing mechanism of supply chain in interior refurbishment construction

of apartment buildings.

2. Propose life cycle management mechanisms for components and construction materials. 3. Recommend requirements for using the RFID technology on life cycle management of

interior refurbishment construction of apartment buildings.

4. The outcome of this research should help users (such as architects and related practioners) understand the open building based interior refurbishment constructions and life cycle management of construction components and materials. Furthermore, the outcome should help users identify their needs on interior refurbishment constructions and the standards for life cycle management on construction components and materials.

(25)
(26)

第一章 緒論

第一節 研究動機與目的

壹、研究動機 人造環境的介入行為(intervention)是永無終止的,室內裝修的營建活動更是如此且 隨處可見;不論是新完工的住宅、轉手的中古屋、出租辦公室、出租店面,還是大型 機構如學校、醫院、百貨公司、企業總部或工業廠房等,搬入使用之前經常會裝修一 番,或是一段時問後改變用途而重新裝潢。然而,目前這些營建活動所採用的方式是” 用後即棄”。不但施工過程費時費事,噪音、振動與空氣污染影響鄰居安寧也有害施工 者之健康,而廢棄的建材無法回收再利用,更造成環境污染,使得建材開採與製作所 消耗的能源、資源及環境危害不斷增加。而在台灣,老舊住宅的內部裝修整建工程經 常礙於水電暗管埋設、既有管道間、空間高度或硬體設施規劃等等之限制,仍以非模 矩化、非系統化之舊思維模式進行,造成施工期間同樣容易產生極大之噪音、震動、 粉塵與大量廢棄物等環境衝擊。而台灣開放式建築理論之引進可回溯至80 年代,經過 內政部建築研究所及中華民國建築學會等相關學術機構積極推動與發展,至90 年代理 論之研究已達鼎盛;至此以後,相關研究逐漸由「理論性探討」走向「實務應用」,企 圖加速本土性開發建築產品之研發,並充分整合從規劃設計、生產製造、營造施工、 使用維護及建物循環再生等階段之工程管理資訊,考量如何在既有的材料機具及設備 技術上,研發出一套系統工法,以便在建築完工後能延伸應用在智能的生活空間裡。 因此,內政部建築研究所於98 年度執行一項有關「開放式住宅整建系統之應用研究」 之研究計畫,並已開發出一套「開放性集合住宅內裝整建設計系統」,期望能在確保彈 性以及最小環境衝擊之前題下,進行設計與整建,以符合永續營造之理念。 另外,近年來提倡營建工程生命週期供應鏈之整合,因缺乏決定性之自動化技 術,使得供應鏈各成員資料難以整合一致,增加整合難度。因此,如何於老舊住宅整 建工程生命週期中,使用無線射頻辨識(Radio Frequency Identification, RFID)技術將設

(27)

計、施工及維護階段等相關資訊做一次性有效之整合,以追蹤構材來源規格、施工品 質,促進生產製作與施工廠商,更嚴謹看待建築工程品質技術,帶動建築工業化之新 產品的開發,強化建材的機能,以利有用構材之拆組與再利用,延長建築物之使用年 期,已是未來營建建築及土木相關領域主要研究方向之一。 在建築工程上而言,以建築預製構件最適合RFID 在物流及資訊流上之應用,而完 整建築系統觀念,其中以開放式建築不論是建築結構(支架體)、次結構或組件(填充 體),乃至建築設備管線,都是以建築物整體生命週期為考量,方便更新拆裝與再利 用。因此若再能結合國人習慣使用之材料及型態,導入應用 RFID,應可於設計、製 造、組裝、管理維護及回收再利用等各階段,充分彰顯RFID 應用效益。故本研究計畫 乃以開放式住宅整建系統為案例,考量建築整建生命週期之導入應用,探討RFID 應用 效益評估。另外,內政部建築研究所於 96~99 年推動執行之「無線射頻辨識(RFID)於 建築產業之應用計畫」之研究,提出可循環再生使用的永續化建材、電子化管理減少人 力需求、環保節能功能的綠建築設計以及營建自動化等理念整合之策略,發展出實際 的各項創新之應用技術、構法、工法等,並以實體電梯住宅大廈驗證及展示導入無線 射頻辨識(RFID)技術使其快速營造之可行性,而此成果亦具有導入其它建築型態或老 舊建築物及相關產業應用之優勢。 為了延續推廣此一開放式建築,整體規劃、通用化、模矩化、系統化,並以建築 物生命週期各階段使用維修需求,單獨更換該部位之構件或系統,又可因應使用者不 同階段,例如家庭成員及年齡的變化而有健康、安全、便利需求,以最節省資源的方 式重複再利用原有(或交換)可用構件,變更內部隔間、設備系統等,再而應醞而生一 項「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」之研究計畫案,應可延續內政部建 築研究所96~99 年之「無線射頻辨識(RFID)於建築產業之應用計畫」項下及 98 年「開 放式住宅整建系統之應用研究」案內,所進行之各項營建管理研究成果於老舊建築整建 領域之推廣應用與探討。

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貳、研究目的 為解決開放式住宅及老舊建築物從設計、生產、施工、維護到循環再生各階段供 應鏈難以整合之問題,且鑑於近年來網際網路的盛行及其在商業上的應用蔚為風潮, 電子商務已逐漸取代傳統的商業交易型態,而成為商業活動的主流之一。建築材料及 設備為構成建築基本要素,其商品多樣化,各種商品之關係建築質地與價值效益,在 各項國家標準與工業標準化格式之規範下,理應有透明開放的商務交易平台,供業 主、設計者、施工者,甚至一般大眾選用,以合理化與公平化的建築交易行為,並可

確保建築物應有之規格與品質。因此,本研究將利用RFID 辨識技術結合 BIM (building

information model) 建築資訊模型,導入應用於 SCM (supply chain management) 供應鏈 管理當中,並以電梯住宅大廈為研究案例驗證,對開放式住宅及老舊建物之系統工 法,從整建設計至施工階段之構件、材料及設備資訊整合,建議一套合理且實用之使 用模式。因此,本計畫以上述目標及理想為主要標的,依據RFID 及供應鏈體系的功能 與特性,在開放式住宅及老舊建築物整建之生命週期前半段的設計、生產製造以及營 造施工階段,可藉由RFID 標籤技術儲存定量資料的特性,輸入儲存相關參數進行物料 與工程進度管理,提升工料管理的效率以及加強施工時程進度的掌控。另外,並架構 出建築材料及設備供應鏈體系,來降低工程的採購成本和作業流程、並提升營建產業 單位間資訊傳遞與交換的效率,進而增加交易效益;而在建築物生命週期後半段的使 用維護、循環再生階段,則可應用RFID 標籤履歷管理功能,利用標籤儲存的資訊及設 備相關生產售齡等資料,幫助建物或設備之維護與再生,並期以特定開放式建物相關 建材與設備為先導範例,作為後續推廣與業界參考應用之依據。

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第二節 研究內容與流程

壹、研究內容 建築物生命週期包含許多階段與廠商參與單位,而各階段及相關廠商所掌握之資 訊概況不盡相同而且建物及物料設備一般皆分散於各個原始單位廠商,其資料的取得 與完整性對往後之建築物維護管理或整建修繕等可能容易產生諸多之困擾。再者,建 築物的種類、設備資料繁多,倘若能對其物料提供一個透明化之資訊管理流程與方 法,勢必對未來建物在生產過程或設備物料販售上更能對消費者提升購買意願及加深 購買者或建物擁有者對建築物品質管理之信心。本案根據上述動機及目的導入無線射 頻辨識(RFID)關鍵技術並結合 BIM 建築資訊模型與 SCM 供應鏈管理之探討,再以一般 電梯住宅大廈為案例做驗證,對各項定義之相關開放式建物材料、構件、系統及工法 來探討建築整建生命週期各階段之可能應用及建議。 綜合上述,將本研究主要工作內容歸納如下: (A) 搜集整理國內外相關 RFID 與開放式住宅之實際使用案例及現況,尋求合理化之應 用模式,作為整合開放式整建系統應用之基礎。 (B) 探討國內供應鏈管理行銷系統機制之現況,以研擬符合實際開放式住宅建物生產 資訊項目及內容。 (C) 提出國內開放住宅整建系統相關構件、材料供應鏈之上下游之製造行銷系統機制 之建議。 (D) 提出國內開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期管理機制建議。 (E) 提出 RFID 技術在開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期管理,無線射頻技 術需求及應用建議。

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(F) 藉由探討本研究主題,有助於業者(使用者)在了解國內外開放住宅整建系統相關 構件、材料生命週期管理機制下,確認相關構件與材料之生命週期使用標準與釐 清本身整建需求。 本研究計畫「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」綜整上述工作內容, 研究綱要可分為:(一) 探討國內外開放住宅整建系統相關構件、材料供應鏈之上下游 之製造行銷系統機制;(二) 探討國內外開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期 管理機制及需求;(三) 探討開放住宅整建系統相關構件、材料之生命週期管理,無線 射頻技術(RFID)導入及技術需求建議。而研究項目與 RFID 應用項目,可參考圖 1-1 所 示。 圖 1-1 「RFID 技術在開放式住宅整建系統之應用研究」工作項目內容規劃 (資料來源:本研究整理) 貳、研究流程 茲將本研究計畫之主要工作項目及背景共分為七項階段內容進行規劃與探討如下 述,其研究流程圖詳如圖 1-2所示:

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圖 1-2 研究流程圖 (資料來源:本研究整理)

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第一階段:確立研究動機與目的 首先將對研究目標進行初步瞭解與釐清,並針對主要問題點提出改善或解決之構 想,據以擬定本研究之主要研究方向。並依據本研究所界定之研究內容,擬定出所採 用之研究方法與研究流程。 第二階段:文獻回顧 文獻回顧階段主要的工作項目如下所述: (A) 剖析目前國內建築整建狀況。 (B) 蒐集目前國、內外開放式建築發展現況及應用實例。 (C) 瞭解目前於營建產業上,各相關單位、廠商行銷供應鏈之發展及實際運用情 況。 (D) 瞭解 BIM 建築資訊型於建築工程應用方法。 (E) 瞭解目前國內外 RFID 技術之發展現況與實例應用。 第三階段:開放式住宅整建生命週期各階段之需求探討 以「建築生命週期」為基礎,逐步探討「傳統建築生命週期」與「開放式建築生命 週期」之過程,藉由探討的過程當中,找尋開放式建築住宅整建於各階段可能的問題與 需求,並加以彙整剖析,藉此作為第五階段「整建生命週期之應用評估」規劃與技術導 入。 第四階段:建材供應鏈管理(SCM)行銷系統機制探討 本階段將藉由瞭解國內開放式住宅整建系統相關構件、材料供應鏈之上下游廠商 之製造行銷機制,以探討現階段採購單位與廠商之間的盲點,如物料資訊不足…等。 為使廠商與採購單位之間的資訊能更加豐富多元,並以提高採購構件、設備之績效及 減少浪費與重複流程利用之目的為目標,本研究建議以電子市集為基礎,再導入「軟體 代理人」及「廠商清單資料庫」之概念,提升電子市集的即時更新性與完備性,以克服 目前採購單位與廠商之間資訊不足之問題。

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第五階段:整建生命週期之應用評估 此階段將依據第三階段「開放式建築住宅整建之需求探討」中,生命週期各階段之 需求彙整,建議可能的解決技術與策略。本研究擬建議採用RFID、BIM 及電子市集等 技術,以解決開放式住宅整建各階段之需求。 此研究階段欲擬定BIM、RFID 等技術之方法流程、與規格需求,後續再搭配第四 階段所彙整之「電子市集之應用」三大技術交互整合,最後建置一套「RFID、BIM 與 SCM 於開放式住宅整建系統之管理機制」,作為本研究最終之軸心策略流程。 第六階段:案例驗證與建議 本階段後續擬採「電梯住宅大廈」為本研究驗證案例,藉由「RFID、BIM 與 SCM 於開放式住宅整建系統之管理機制」模擬電梯住宅大廈室內裝修,加以驗證「RFID、 BIM 與 SCM 於開放式住宅整建系統之管理機制」之可行性。 未來相關工程單位或研究人員亦可參考亦可參考此階段案例驗證過程,理解本研 究之軸心策略的使用方式與建議,最後並期望能增進研究成果之效益。 第七階段:結論與建議 本階段最後將歸納綜整上述各階段之研究成果,作為本研究最終之結論與建議。

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第二章 文獻回顧

第一節台灣住宅整建概況

因 本研究目地為探討開放式住宅整建相關系統,故首先將介紹台灣一般傳統住宅 整建概況,作為本研究切入之鑰。以下蒐集相關文獻概述台灣住宅整建概況。 壹、台灣住宅整建費用與市場規模[1] 於民國81~84 年期間,全台灣地區每戶每次進行住宅「加蓋或增建」之平均費用約 為62 萬元,為各整建類型中最高;其次,進行重新裝修之平均費用約為 35 萬元,進行 「改善隔間」之平均費用約為25 萬元;進行「房間損害修繕」之平均費用約為 16 萬。 其台灣各地區平均住戶整建費用差異不大。 圖 2-1 民國 81~84 年每戶每次整建費用 (資料來源:參考自[1]) 在民國81~84 年期間,全台灣地區每年之整建市場規模(各類整建費用之總和)約為 1537 億元;其中以「重新裝修」及「加蓋及增蓋」 (每年 564 億元及 542 億元)的市場 最大,共佔72%;「改善隔間」 (每年 190 億元)及「房間損害」 (每年 157 億元)的市 場居次,供佔23%,其上述結果可詳圖 2-1所示。

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貳、台灣住宅使用問題與整建比率[1] 住宅使用問題:常見的使用問題以臥室空間面積不足(30%)為最常見,浴室空間水 管漏水及堵塞問題(24%)居次,屋頂漏水及外牆滲水(14%)、廚房排水堵塞(13%)再居 次。 住宅整建比率:若以十年居住的時間來計,台灣平均約有 28%的住戶曾經進行自 宅之重新裝潢為最高;其次依序為加蓋擴建(16.7%),房間損害(15.5%),隔間變動 (14.6%),以及水電或其他(11~18%),其上述結果可詳圖 2-2所示。 圖 2-2 民國 81~84 年平均每年台灣住宅整建市場規模 (資料來源:參考自[1]) 叄、台灣住宅隔間變更狀況[1] (一) 隔間變動的情形: 重新裝潢後,住宅房間數平均有減少一間的現象,將之轉為其它空間使用,而有 1/3 的住戶會將原有室內格局全面移除重新設計裝潢,另外有 2/3 澤是做局部的空間修 改或局部的牆面變更。至於隔間牆形式變更有1/2 與臥房有關,其中已臥室與客廳兩者 之間有隔間牆,增加儲藏功能,此特色最為明顯。

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(二) 陽台增建情形: 有52.9%住戶將陽台變更為室內空間使用,其中以 17.6%住戶將陽台變更為臥室空 間使用最為常見。 (三) 主臥室面積: 20~45 坪住宅經整建後,主臥室面積平均增加 20%~30%;顯示原有主臥室面積並 不能滿足使用者需求。

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第二節 國內外開放式住宅新建案例

本研究主軸乃為開放式住宅整建為導向,但現階段受限於開放式住宅為近幾年新 穎的構法,所有案例建築壽齡幾乎尚未到達需要整建的階段,故此節乃蒐集開放式住 宅新建案做為文獻案例,於後半階段將考慮以電梯住宅大廈作為本研究案例之驗證。 壹、開放式建築(Open Building)之基本理念及特性 1960 年代荷蘭籍學者哈布瑞肯(N. J.Habraken) 之開放理論成就了後來的開放式建 築(Open Building)理念,當時目的是為因應第二次世界大戰後大量集合住宅需求,基 本概念約可分為:二階段供給方式、空間選擇多樣性、層級性三大方向。主要以不同 於傳統的一體澆置建築構成方式建造住宅房屋,而以二階段供給方式作為主要構成方 法,即為支架體系統(Support System)與填充體系統(Infill System),而讓使用者對

於自己的住宅空間使用有更多的選擇性與獨特性,如圖 2-3圖 2-4所示:[2, 3] 圖 2-3 兩階段供給示意圖 (資料來源:參考自[2, 3]) 圖 2-4 構件層級化示意圖 (資料來源:參考自[2, 3]) 經過全球各地對於開放式建築理論發展之後,現階段的開放式理論的衍生與運用

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主要功能約可整理為兩大方向進行討論。(一)可變性、(二)永續性之發展。簡述如下: [3-5] (一) 可變性:可拆組的填充體構件使得使用者可自行或在專業者之協助下拆卸並重新 組合構件,建構符合其需求之空間,提昇居室空間之使用彈性。 (二) 永續性:構件再利用之觀念可以減少建材浪費、生產或運送建材之能源、以及廢 棄物之環境衝擊,以符合國家整體朝向永續發展之方向。 而開放式建築主要目的亦在於生產客製化產品、發展多樣化選擇空間、產品或材 料的循環再利用以及最終之經濟性。針對「可變性」與「永續性」兩方面討論,其建築 系統的開放性觀念約可整理出如下列幾點項目:層級化、模矩化、轄制性、可拆組 性、擴張性、材料市售性、材料多樣性、材料尺寸規格化、循環性、維修性等十項。 [3] 此外,開放式建築主張構件層級化,將建築物區分成支架體與填充體,「支架體」 指的是建築物中屬於公共的、使用期限較長、變動頻率較低的建築物構件;「填充體」 則是指建築物中屬於住戶私有的、使用期限較短、變動頻率較高的建築物構件。開放 式建築特性及種類分別如表 2-1圖 2-5所示。[4] 表 2-1 開 放 式 建 築 特 性 層級 屬性 使用 年限 變動 頻率 範例 樑 柱 板 承重牆 基礎 支架體 (先) 公共 長 低 垂直設備管線 地板 天花板 隔間牆 傢俱 開放式 建築 填充體 (後) 私有 短 高 水平設備管線 (資料來源:參考自[4])

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開放式建築 構件分類 支架體 (Support) 填充體 (Infill) 主要構造 次要構造 子構造 基礎 樑柱結構主要 樓版 承重牆 重直 設備管線 屋頂 單元樓梯 天花板 裝修材 門 陽台 分戶牆 非承重 外牆 窗戶 隔間牆 水平 管線 地板 裝修材 牆面 裝修材 衛浴 設備 廚房 設備   圖 2-5 開放式建築構件分類 (資料來源:參考自[4]) 根據上述構件層級,開放式建築有幾點主要發展重要觀念及原則需要注意[2] [4]: (A) 儘量使次系統獨立:各自獨立,越整合越好; (B) 區分層級:每一層級皆有其自主性,彼此不互相干擾; (C) 兩個層級供應系統:兩者之間可各自分離又可互相連結; (D) 各個層級有各自的次系統:各自具備製造與生產模式; (E) 獨立製造:不同系統製造商之相關產品可互相配合。 貳、開放式建築(Open Building)於國外之發展現況 根據國外目前發展開放式建築著名案例,茲將說明如下:

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(一 )日 本 - Next 21 日本高度工業化的營建體制,使得它成為全球開放建築發展的另一個重鎮。最著 名的開放建築案例要算是由日本大阪瓦斯公司興建,1993 完工啟用的Next21 實驗住宅 案例。此案例中,支架體及填充體被分為兩個階段分別設計與施工。規格化的數種非 承重外牆、輕鋼架隔間牆、高架地板、整體衛浴等填充體之運用,使得此建築物呈現 非常多樣的風貌,高品質的環境及生態,及能充分因應使用者需求之最大空間使用彈 性。堪稱一個最具開放建築概念之實際案例,如圖 2-6所示。[4-6] 圖 2-6 Next 21 實驗住宅 (資料來源:參考自[4-6]) 日本大阪瓦斯公司投資了 25 億日圓打造這個純屬實驗性質的建築,目的是在於 成為二十一世紀房屋的新典範。在這個系統計畫中,有兩個計畫小組同時進行工作, 也就是區分成支架體與填充體兩個層級小組,分別進行框架系統與個別住戶單元設計 等工作。如圖 2-7~圖 2-10所示。[6]

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圖 2-7 框架系統 (資料來源:參考自[6]) 圖 2-8 各建築構件系統關係 (資料來源:參考自[6]) 圖 2-9 住戶單元變更 (資料來源:參考自[6]) 圖 2-10 住戶單元設計 (資料來源:參考自[6]) (二 )荷 蘭 - Matura 荷蘭是推動開放建築的先驅,相關開放式住宅的案例較多,住宅產業的發展也較 為成熟。延續著支架體與填充體二層級的設計發展,荷蘭已發展出許多配合空間模距 的先進次系統,例如隔間牆系統、門框系統、熱水系統等。

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這些次系統不但可以配合開放式建築本體的模距作套件與單元的彈性調整與變 更,更訴諸於市場需求研發單元式商品供廠商與住戶選購,以推動更周全成熟的營建 方式。荷蘭MATURA填充系統是Habraken費時五年與其他合夥人共同發展出來的第二 代填充系統,系統強調「插合」的方式,以增加使用者變動彈性,如圖 2-11~圖 2-14所 示。[4-6] 圖 2-11 Matura 系統(上層) (資料來源:參考自[4-6]) 圖 2-12 Matura 系統(下層) (資料來源:參考自[4-6]) 圖 2-13 模矩化設計 (資料來源:參考自[4-6]) 圖 2-14 插合 (資料來源:參考自[4-6])

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叄、開放式建築(Open Building)於國內之發展現況 國內於開放建築之研究與探討以往大部分僅著重於理論與觀念之論述,近年來才 逐漸有實作研究之衍生: (一 ) 內 政 部 建 研 所 - 建 築 材 料 實 驗 群 新 建 工 程[7] 目前已施工完成且開始運作之材料實驗群工程,即導入開放式建築觀念,主要設 計目標及定位,分述如下: (A) 能彈性因應多樣且多變的空間格局需求之支架體設計: 支架體設計應具最高之使用彈性,以因應目前及未來之使用者需求,如圖 2-15 所 示。 (B) 方便維修及能彈性因應空間的設備需求之設備管線規劃: 設備管線系統應力求明管化、系統化地配置,提升其重新佈線之彈性(以因應多樣 的空間使用機能)與更新維修之方便性。 (C) 可拆組及再利用之室內隔間牆系統設計: 室內隔間應可拆組、再利用,以增加空間使用彈性、減少廢棄物之產生,達成永 續建築之目標,如圖 2-16所示。

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最小服務空間 300cm 最小服務空間 300cm 圖 2-15 模矩系統規劃 (資料來源:參考自[7]) 圖 2-16 可動隔間牆系統 (資料來源:參考自[7]) (二 ) 國 立 台 灣 科 技 大 學 -台 科 一 號 台科一號(農舍建築)位於台北縣土城市,係由國立台灣科技大學建築系魏浩揚教 授所規劃設計之開放式建築實驗案例,其案例係實際導入開放建築理念之模距系統設 計及系統構件,將建物拆解成不同層級之構件(Element),於施工現場藉由機具及人工 方式,完成構件的組裝。建築物外觀及系統設計概念,可如圖 2-17~圖 2-20所示。 圖 2-17 台科一號外觀 (資料來源:魏浩揚教授) 圖 2-18 台科一號外觀(續) (資料來源:魏浩揚教授)

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圖 2-19 系統層級化 (資料來源:魏浩揚教授) 圖 2-20 模矩系統設計 (資料來源:魏浩揚教授) (三 ) 國 立 台 灣 科 技 大 學 -台 灣 建 築 科 技 中 心[8] 「台灣建築科技中心」位於台灣科技大學校內,其建築為地下一層、地上七層之實 驗大樓。此案為國內首創實驗性建築物,其建築物規劃許多實驗架構及設施,實驗項 目分為 1.氣流與通風實驗、2.太陽能光電實驗、3.節能建築外殼實驗、4.開放填充體技 術實驗及U 型樓板彈性空間試驗、5.綠色建材與永續技術,如圖 2-21所示。 圖 2-21 實驗平台規劃 (資料來源:[8]) 為使台灣建築科技中心具後續彈性發展可能,因此空間設計考量符合「開放式建 築」概念(可參考圖 2-21實驗平台規劃示意圖):a.自由彈性平面 b.可拆組隔間 c.可拆組 系統天花d.系統高架地板、e.牆前配管、f.明管規劃(如圖 2-22~圖 2-24),提供未來實驗

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空間彈性使用之便利。 圖 2-22 開放性填充體試驗 (資料來源:參考自[8]) 圖 2-23 開放性配管設計(1) (資料來源:參考自[8]) 圖 2-24 開放性配管設計(2) (資料來源:參考自[8]) (四 ) 昇 陽 建 設 -高 性 能 住 宅[9] 近幾年昇陽建設也投入開放式建築的領域之中,至今台灣已有數處建案都導入開 放式建築概念,昇 陽 建設將其開放式建築的施工方法稱為SI 工法。SI 工法是將結構體

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與裝修體分開(圖 2-25),此構法能夠確保結構耐久性與更新性能(圖 2-26)。

圖 2-25 結構體與裝修體分開示意圖

(資料來源:參考自[9])

圖 2-26 昇陽高性能住宅永住 SI 概念

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第三節 供應鏈管理(SCM)

壹、供應鏈的發展[6] 生產管理是以 1920 年代為一分界點,在這以前屬於手工藝生產,之後進入大量 生產的時代,於1960 年代之後由豐田生產系統進到JIT 生產系統,Eccles 亦整理績效 評估的發展認為自 1980 年代許多經理人在品質運動中找到新的選擇,品質指標的運 用代表企業最正確的步伐,到了 90 年代顧客滿意度的重要性開始蓬勃發展,沿伸所 謂的多樣少量的臨界生產與顧客化的敏捷製造,顯示生產管理的範圍已經向外擴張到 抽象的概念,在 1990~2000 年之間,供應鏈概念正式產生,也可稱為物流網路,其組 成是由供應商、製造中心、倉處、配銷中心與零售商所構成的,定義是利用一連串有 效率的方法來整合供應鏈上的所有對象,而最終的目標是使整個系統及其成本能具有 效率,也就是從產品設計、製造到配銷的總成本最小,這讓製造業發現在顧客與 供應商之間可降低更多的潛在浪費,利用與供應商策略聯盟的關係整合生產與 配銷來達到低成本的目的,供應鏈的績效評估應該隨著生產系統的焦點擴大到 更需要量測的品質、彈性與時間的觀念上[10]貳、供應鏈之定義

(一 ) 美國供應鏈協會(Supply Chain Council, SCC):其在 2001 年對供應鏈下的定義 為「供應鏈係指從供應商的供應到顧客之間,所有對產品的生產與配銷之相關 活動流程」。其以所提出的供應鏈操作參考模型 (SCOR)(如圖 2-27 所示),提 供一個完整的商業流程、績效評量方法,以及在每個面向都能滿足顧客的需 求。

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圖 2-27 SCOR 的供應鏈管理模式 (資料來源:本研究整理) SCOR 將組織分為五個商業流程: (A) 規劃(代表P):最主要針對資源、製造、運送、回收這四個模組的供給與需 求進行詳細的規劃與流程的控制。 (B) 資源(代表R):因應製程所需要的物、材料庫存。 (C) 製造(代表M):乃在於控制、規劃整個製造、生產與現場執行的作業流程。 (D) 運送(代表D):係指對顧客的訂單處理、倉儲管理及庫存管理等活動。 (E) 回收(代表R):主要是將不良的原物料退回給供應商及產品被顧客退回的處 理方式。 (二) Beamon:根據其整理,供應鏈一般可以用五個階段表示,分別是供應商、倉 儲中心、製造工廠、運輸設備和零售商。 叄、供應鏈管理之關鍵議題[10] 依據供應鏈管理之需求,其中有五大主要議題需要釐清及討論的,分述如下: (一) 存貨週轉率/成本/水準 企業已經投入生產但尚未實現利益的成本;具體的描述是儲存於工廠、運輸公司 與現場中即刻可使用、銷售的原料、半成品或製成品。在財務報表中存貨也成為影響

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企業營運的主要指標,以銷貨成本/平均存貨額,衡量存貨周轉速度,存貨管理是否適 當,週轉率越高代表存貨銷售的速度越快。 對供應鏈來說存貨成本是最能說明鏈上成本節省的結果指標,尤其是存貨成本共 同牽動了鏈上倉儲成本、運輸成本、資金積壓成本等,讓執行供應鏈管理的企業必須 關心在哪裡存放存貨如何分擔存貨風險同時了解哪些存貨來自內部哪些來自外部,這 些都有助於企業分析每次採購批量與後勤成本的效益。 (二) 反應顧客 量測企業掌握顧客價值的敏感度,具體而言也就是對顧客需求改變的能力,尤其 當需求產生微小變動時對供應面可能發生極大的損失,因此資訊系統整合與回饋能夠 降低這樣的衝擊。在供應鏈上評估顧客反應是一種預測科學,尤其是存在於複雜的供 應網路彼此配合降低預測錯誤的能力更是重要。然而供應鏈合作關係中雙方的責任必 須是共同分擔的,當反應顧客能力愈快愈精準對鏈上合作廠商都越有利。 (三) 彈性 回應競爭的壓力與顧客的需求是一種順應改變的概念陳述,隨著供應鏈規模愈大 其網路之間的複雜度越高,環環相扣的關係導致企業必須隨時有準備好的對策面對快 速環境的變動,像是產能使用率、供應前置時間、產品設計改變、運輸可靠度等指 標,皆點明了生產流程上可節省的時間方向。 (四) 策略聯盟 Van Hock 認為企業加入供應鏈只佔某些部份,因此企業要確認哪些流程是核心流 程,哪些是可以與供應商分享的,除了決定企業價值之外選擇供應商也是相當困難的 部分,因為評鑑供應商的優良必須透過經驗累積,而經驗相對而言就是付出成本代 價,例如,合作頻率、歷年目標達成能力等指標明確表明供應商的能力與合作意願。 (五) 品質保證 經過一些國外統計擁有高品質的企業也擁有較高的競爭力,不只企業內部還是企

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業外部的生產,品質是最後決定供應鏈成功與否的判斷依據,品質衡量顧客收到產品 時所感受的瑕疵程度,也是顧客滿意度最明確的可以掌握的部分。 肆、電子市集[10] 本研究後續擬建議採用電子市集之特性,針對國內開放式住宅整建系統相關構 件、材料供應鏈之上下游之製造行銷系統機制給予適當的建議,以下蒐集電子市集相 關定義及種類並加以介紹說明。 (一) 電子市集之定義 Bakos 指出,電子市集所扮演的是一個促成資訊、產品及服務交換的角色,為買 方、賣方及市場的中間商創造經濟價值,此外電子交易市集的主要功能在於: (A) 買方與賣方的配對。 (B) 提供產品與市場資訊。 (C) 加總資訊產品創造價值。 (D) 整合消費流程元件。 (E) 管理實體運送與付款機制。 (F) 提供互信基礎,促成市場整合一致。 Sebold 指出所謂的電子市集即是買方與賣方因共同需求引發的一種電子化交易社 群。蕭宏智認為電子市集是以網際網路技術為前提,並專注於特定之垂直產業或供供 需求之仲介平台,主要訴求在於彙整買方與賣方,提供「一對多」或「多對多」的交易 支援服務,以協助企業降低交易成本,進而提升經營效能。而所謂的電子市集目的即 在協助企業間交易的進行、提供企業客戶充分而有用的資訊,並依企業特性衍生加值 服務。最後,電子交易市集可以視為等同於商店、商家或商業中心的模式。事實上, 他是一個藉由電腦呈現,並透過網路傳遞的第二個虛擬交易區域,以完成相關採購行 為。 (二) 電子市集種類

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目前的電子市集種類其實相當多元且複雜,以下整理出目前不同種類的電子市集 類型,並加以說明之。 (A) 垂直型交易市集 垂直型交易市集,目的在於聚集別的產業或市場,提供從上游一直到下游整體產 業 的 商 情 資 訊 與 電 子 商 務 交 易 服 務 , 例 如 專 門 處 理 化 學 藥 品 或 物 料 交 易 的 e-chemical,專門提供鋼鐵原料的e-steel。此類型交易市場由於上下游企業環環相 扣,因此需要有高度的專業知識,才能建構出實用的交易平台。 (B) 水平交易市集 水平交易市集,提供所有企業共通的關鍵運作機能,針對所有不同性質的產業, 提供某種共同的產品服務。這類支援型的業務,通常只需要針對一個產業所開發 出的技術,便能快速複製到其他的產業當中。 (C) 拍賣型市集 拍賣型市集所指的是供應商所提供產品,讓來自各地的買方出價錢競標,由出價 最高的買方得標,此種型式通常是供應商有較大的議價能力。 (D) 招標型市集 招標型市集則是由買方提出需求,然後讓市場上有提供該產品的供應商來競標, 市集則根據供應商所提出的價格,選擇出價最低的供應商得標,通常採用此交易 方式的市集,買方有較大的議價能力。 (E) 供應鏈模式電子市集 供應鏈模式的電子市集是原有端對端系統連結的延伸,然而此種交易市集的會員 數量仍屬有限,為一不同的地方在於其將原有的封閉系統改為開放性的系統而 已。 (F) 買方主導市集 買方的市集顧名思義就是由買方來主導交易的進行,買方有較大的議價力量,由 眾多賣方所出的價錢中,價低者得標。 (G) 賣方主導的市集

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賣方的市集則由不同的買方來競標產品,然而賣方有較大的議價能力,最後由買 方中提出最高價格的企業得標。 (H) 第三者主導的市集 第三者經營的市集則是由市場價格來決定買賣雙方的合作關係,經營者強調的是 一個獨立超然的角色,也就是只負責撮合買方與賣方,並提供各式各樣的資訊, 以促進整個交易的進行。

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第四節 建築資訊模型(BIM)

近年來,由於資訊科技的進步,以BIM 資料格式作為圖檔資料的交換標準的 BIM 建物資訊模型越來越受 A/E/C 產業的重視。其優點在於能將圖型與非圖形資訊整合於 圖檔模型中,減少不必要的資料格式轉換與紙本文件、促進資訊處理的一致性與效 率,並提供專案生命週期中不同階段的資訊交換與共享。本研究後續擬運用 BIM 之概 念導入生命週期的規劃設計階段之中,以克服生命週期中之相關需求及問題,最後並 給予完整之BIM 應用流程之建議。以下蒐集相關 BIM 相關文獻,作為後續研究之概念 運用及輔助。 壹、建築資訊模型介紹(BIM)[11]

BIM (Building Information Modeling) 即為建築資訊模型,係指建築物在設計和建 造過程中,創建和使用的「可計算數位資訊」。而這些數位資訊能夠被程式系統自動管 理,使得經過這些數位資訊所計算出來的各種檔案,自動地具有彼此吻合、一致的特 性。 BIM 建築資訊模型的基本建構概念是將資料參數化,此方式不同於以往 CAD 資料 僅為向量資料 (如圖 2-28所示),在 BIM 的資料庫中,每項物件皆是參數化建置而成, 故使用BIM 系統繪製建築工程圖時,只需從 BIM 資料庫選取所需之物件,即可建構出 理想的建築模型(如圖 2-29所示)。

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圖 2-28 BIM 資料與 CAD 資料之比較

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圖 2-29 建築資訊模型(BIM)繪製原理 (資料來源:參考自[11]) 林淑滿(2004)[12]認為BIM實際上是運用Object CAD概念。Object在CAD稱之為 物件,而Object CAD係指物件導向的CAD。所謂物件導向,就是以物件為主的電腦繪 圖工具,物件導向時期,不再只是點、線、圓這些看起來無相關連性的線條圖面,在 CAD介面中,使用者畫窗時,所使用的指令式:窗,爾後移動滑鼠,依其設定的位置 在牆物件定位即可。當使用者在牆上指定了這個窗的位置後,牆會自動在窗的位置上 開一個洞,窗也會依附在牆上,當使用者選取窗的性質項目時,可得知物件顯示的名 稱及窗型,而不再只是傳統AutoCAD介面之中線、圓等 2D的物件組合。 BIM資料庫事實上可視為 3D的模型,故使用BIM系統所產出的 2D圖面,其實是取 自 3D模型在任一平面上的投影結果(如圖 2-30 所示)。由此可知若使用BIM系統構築一 棟 3D建築模型後,即可直接建立所有建築所需之圖面(如平面圖、立面圖、剖面圖 外,還有透視圖(含線稿、上色、彩現)等),如此一來就可省去傳統AutoCAD圖面必須 重複繪製相關圖面之時間,把省下來的時間用在更有意義的建築設計上 [11]

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圖 2-30 建築資訊模型(BIM)繪製 2D 平面原理

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第五節 無線射頻辨識(RFID)簡介

壹、RFID 系統之基本組成

RFID是一種以無線電波 (Radio Frequency, RF) 辨識物件的自動辨識技術,也是目 前正熱門的一項新興產業技術。其主要操作原理是利用讀取機(Reader)發送RF植入或 貼在物件上的電子標籤(Tag),以進行無線資料辨識及擷取的工作;其架構如圖 2-31所 示。當應用系統欲進行物件辨識工作時,主電腦可透過有線(如:RS-232)或無線(如: 藍芽(Bluetooth))方式控制Reader發送無線電波能量;當Tag感應到此一能量時,其內的 詢答機(Transponder)機制會將此能量轉成電源,並以內建之RF傳回一系列的識別資料 給Reader,最後傳回主電腦內,以進行物件之辨識及管理工作[13]圖 2-31 RFID 系統基本架構圖 (資料來源:參考自[13]) RFID系統的組成元件主要包括Reader、Tag、主電腦(Host)應用系統,以及內含 Reader、Tag或外加於Reader的天線(Antenna),分別說明如下[13](A) 讀取器(Reader): 針對不同的應用,Reader 此字被翻譯為讀取器、讀卡機、閱讀器...不等。Reader

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本身包括以下兩個部份: (a) 與主電腦相連結的界面: 這是Reader 與主電腦相溝通的界面,可以是有線方式的 RS232、RS485 界面或 是無線方式的 Bluetooth 界面;當主電腦之應用系統欲進行物件辨識工作時, 可經由此一界面控制Reader 發送 RF 能量,以寫入或讀取 Tag 內的資訊。 (b) 控制電路、收發模組與收發天線: 控制電路主要包括微控制器,用來執行主電腦的命令,以控制收發模組與收發 天線(RF 發射機模組)發射 RF 能量,來進行對 Tag 的讀取或寫入資料動作。 (B) 電子標籤(Tag): RFID 的 Tag,中文翻譯為電子標籤,簡稱標籤;Tag 若以技術層面視之時,又可 稱為 Transponder,中文譯為詢答機、轉發器或變頻器,其功能是接收 RF 能量與信號 後,以另一頻率將內存之資料傳送出;此一傳送的數位信號必須使用不同的頻率,以 免干擾所接收到的微弱信號。Tag 內建 RF 發射機模組與控制電路,當 Tag 感應到 Reader 所發射之 RF 無線電波時,Tag 內的控制電路會將此一 RF 能量轉換成電源,並

以內建之RF 傳回此 Tag 之電子產品碼 (Electronic Product Code,EPC) 等一系列數位識

別資料,如產品名稱、型號、有效日期……等等。 (C) 天線(Antenna):

被動式標籤的內建天線用以感應和產生RF,以收發資料,圖 2-32所示為一些內建

天線的佈線圖。Reader 的天線一般內含於 Reader 機盒內部,當讀取距離較長時,因所

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圖 2-32 內建式天線佈線圖

(資料來源:參考自[13])

(D) 主電腦應用系統(Host Computer Application Systems):

主電腦(Host Computer)以有線或無線方式與 Reader 相連接,其內之應用系統用以

控制 Reader 的資料收發(通訊)、辨識與管理工作;在資料通訊過程中,可以利用加密 解密的方式與防火牆等技術以使資料具有保密的功效,若再結合資料庫管理系統與其 它電腦網路,即可提供更安全的即時監控系統功能與資料自動化整合應用。 貳、RFID 標籤之基本類型 若以造型進行分類,Tag產品於市場上,依不同客戶需求,有許多不同造型,如硬 幣型、鑰匙型、卡片型、手錶型、玻璃型…等,如圖 2-33圖 2-36所示[14]。然其基 本功能卻是相同,只要搭配專用的讀寫器(Reader/Writer)即可從外部讀取或寫入資料, 其基本功能如表 2-2所示[14]

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圖 2-33 鑰匙型 RFID 標籤 (資料來源:參考自[14]) 圖 2-34 手錶型 RFID 標籤 (資料來源:參考自[14]) 圖 2-35 卡片型 RFID 標籤 (資料來源:參考自[14]) 圖 2-36 硬幣型 RFID 標籤 (資料來源:參考自[14])

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表 2-2 RFID 標 籤 的 主 要 功 能 RFID 的種類 特徵 主要運用領域 成本 讀取專用 只能讀取資料。主要是寫入由數 十bit 構成的特定 ID 編號。 低 可寫入資料 內建數十 Byte 至數萬 Byte 記憶 體,可寫入資料。 z 製程管理 z 物流系統 z 防止偽造 z 手提行李的管理等 低~中 內建微型處理器的 內 建 微 型 處 理 器 , 使 用 內 建 ROM 裏 的 運 作 系 統 (Operation System, OS)和程式來動作。主要 是運用在非接觸型 IC 卡等需提 高安全性的用途上。也有搭載了 加密電路的產品。 z 電子結帳 z 出入管理 z 會員卡等 高 含有感應器 以內建溫度感應器者為市場主 流。此外,也開始開發有內建壓 力感應器等裝置的產品。 z 動物的識別 z 輪胎的管理等 高 (資料來源:參考自[14]) 若以Tag 功能或有無內裝電池進行分類,可分為:

(A) 被動式(Passive):被動式是當 RFID 的標籤接近讀取器時,藉由電磁感應或微 波的方式由讀取器供給電源以驅動標籤中的電路,進而讀取其中的資料。 (B) 主動式(Active):主動式由於內建電池,系統另外增加所謂的喚醒裝置,平時 標籤是處於休眠的狀態,當標籤進入喚醒裝置的範圍時,喚醒裝置利用無線電 波或磁場來觸發或喚醒標籤,標籤這時才進入正常工作模式,開始傳送相關資 訊。 主動式Tag由於本身具備工作所需之電源所以傳輸距離較長,但是相對具有體積較 大、需更換電池及成本較高等缺點,表 2-3 列出被動式與主動式Tag的環境比較[14]; 圖 2-37是市場上被動式與主動式Tag環境的應用情況[14]

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表 2-3 被 動 式 與 主 動 式 Tag 環 境 的 比 較 主動式 被動式 標 籤 電 力 來 源(Tag Power Source) 標籤內部 使用 RF 技術從讀取器轉 換電力來源 標籤電池(Tag Battery) 有 無 電 力 可 得 性(Availability of power) 持續 僅有在讀取器範圍內 標 籤 訊 號 強 度 的 需 求 (Required signal strength to Tag) 非常低 非常高 標籤距離(Range) 超過100 公尺 3 至 5 公尺,通常更短 多 標 籤 讀 取 (Multi-tag reading) 在每小時 100 英哩的速度 下,可同時讀取超過 1000 個標籤 在讀取器前 3 公尺,可同 時讀取少於100 個標籤

資料儲存(Data Storage) 超過 128kbytes 或可經由精

密搜尋與使用而讀/寫 128bytes 的讀/寫

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圖 2-37 被動式與主動式 Tag 環境的應用情況 (資料來源:參考自[14])

數據

圖 2-7  框架系統  (資料來源:參考自[6])  圖 2-8  各建築構件系統關係 (資料來源:參考自[6])  圖 2-9  住戶單元變更  (資料來源:參考自[6])  圖 2-10  住戶單元設計  (資料來源:參考自[6])  (二 )荷 蘭 - Matura  荷蘭是推動開放建築的先驅,相關開放式住宅的案例較多,住宅產業的發展也較 為成熟。延續著支架體與填充體二層級的設計發展,荷蘭已發展出許多配合空間模距 的先進次系統,例如隔間牆系統、門框系統、熱水系統等。
圖 2-19  系統層級化  (資料來源:魏浩揚教授)  圖 2-20  模矩系統設計  (資料來源:魏浩揚教授)  (三 )  國 立 台 灣 科 技 大 學 -台 灣 建 築 科 技 中 心 [8]  「台灣建築科技中心」位於台灣科技大學校內,其建築為地下一層、地上七層之實 驗大樓。此案為國內首創實驗性建築物,其建築物規劃許多實驗架構及設施,實驗項 目分為 1.氣流與通風實驗、2.太陽能光電實驗、3.節能建築外殼實驗、4.開放填充體技 術實驗及 U 型樓板彈性空間試驗、5.綠色建材與永續技術,如圖 2-
圖 2-25  結構體與裝修體分開示意圖  (資料來源:參考自[9])
圖 2-27 SCOR 的供應鏈管理模式    (資料來源:本研究整理)         SCOR 將組織分為五個商業流程:  (A)  規劃(代表P):最主要針對資源、製造、運送、回收這四個模組的供給與需 求進行詳細的規劃與流程的控制。  (B)  資源(代表R):因應製程所需要的物、材料庫存。  (C)  製造(代表M):乃在於控制、規劃整個製造、生產與現場執行的作業流程。  (D)  運送(代表D):係指對顧客的訂單處理、倉儲管理及庫存管理等活動。  (E)  回收(代表R):主要是將不良的原物料退回
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