制造业靠BIM实现建筑数位分身，RFID取代传统的纸本巡检流程

3D建筑资讯模型，简称BIM，近十年来已经融入台湾各大工程的设计施工流程中，发展日臻成熟。为了发挥BIM更大价值，现在也开始有工程，将设施资讯建档到BIM模型中，来发展视觉化的维运管理作业

高雄凤山车站改建工程早在盖好之前，站长就能透过数位世界中的凤山车站，思考日后巡查设备的路线和维护方式，每一台机电设备、冷气、电扶梯，不只看起来模样相似，连每一台设备各自的厂牌、型号都和真实世界相同。

这就是近10年来，各国政府公共工程极力想要达成的新境界，不只盖一栋真实大楼，还要靠IT技术，打造出一栋一模一样的数位建筑。这就是3D建筑资讯模型(Building Information Modeling，简称BIM)技术。虚拟世界中的一条线、一个方块，都代表了真实的一段管线，一个通风口，一台机电设备。

一栋建筑从规画、设计到施工，需要非常多不同专业技师，从建筑外观、结构、机电、管线等面向进行规画与设计，早期以2D的电脑绘图(CAD)为主流，但近十年来，进一步走向参数化的3D模型建构技术，也就是BIM，直接整合不同专业设计到同一个视觉化的模型中，来取代多张2D平面设计图纸，不再像从前靠想像来建构空间概念。

透过BIM来呈现实体建筑的虚拟分身，工程师可以先在虚拟世界中进行设计、模拟、除错、出图、施工排序，最后再进入实体施工阶段来付诸实践，也就是说，BIM是一种虚实整合的技术。

美国是BIM技术发源地，不只在营造业视为关键技术，美国官方机构GSA也从2007年起，要求接受GSA设计经费资助的主要专案，需将BIM纳入设计流程。而BIM技术也在2010年之后，逐渐被欧洲、英国、法国、德国等国重视，这股浪潮吹进亚洲后，中国、日、韩、星等国政府也开始力推，如新加坡2014年从公部门工程带头实施，2016年韩国更要求5亿韩元(约台币1,300万元)公共工程必用。

BIM技术在台湾

BIM模型在建筑维运过程中累积的资料，资料价值可能在50年后才会发挥到最大。─── 台湾世曦总工程师林曜沧。

台湾同样在建筑、工程界开始少数采用，近10年来开始普及，政府更带头积极在公共工程领域来推广，如行政院公共工程委员会在2014年建立公共工程运用BIM推动平台，而交通部后来更要求10亿元以上的建筑工程、20亿元以上的土木工程必须导入BIM，就是要让更多国内工程相关厂商，越来越熟悉BIM的作业流程。

台湾世曦是早期率先导入BIM的工程顾问公司之一，2006年起，开始在几项工程案规画设计时用BIM辅助，例如高雄铁路地下化美术馆站公共工程，而后，更在2010年特别成立BIM中心，培育BIM设计人才，也建立一套制度化的管理流程，来进行BIM协同整合。当年，自家总部大楼改装时，更用BIM来进行IT机房的虚拟设计和施工验证，才打造出新世代的节能机房。隔年，台湾世曦开始应用BIM到更多工程施工上，例如台北捷运万大线，就是第一个将BIM列入契约的公共工程。

台湾世曦总工程师林曜沧指出，BIM最大的优势，在于模拟出建筑或公共工程的3D模型，来直观呈现各项专业设计整合时可能遇到的冲突，并提早排除，以免施工过程中大幅变动设计，浪费许多施工时间与成本。

像高铁后来新盖的苗栗站，发包施工前三个月，导入BIM来进行工程检讨，负责监造的世曦，从3D模型中发现许多需要改善的冲突点，不仅节省了20%施工后的设计变更费用，不需敲除现场隔间重新施工，工期甚至能提早两个月进行实地勘查。「BIM能为业主控制风险。」林曜沧点出了打造数位分身的应用价值。

而台湾世曦近年承包的桃园第三航厦的设计(又称为T3专案)，更是靠BIM实现跨国协同合作的典型例子。

T3专案的建筑师来自台湾、英国、香港，分散在世界各地。为了协同建立第三航厦的3D建筑资讯模型，所有资料的共享、提交、发布、归档在同一个云端环境，每两周进行一次模型交换与整合，甚至连档案命名、模型资讯的拆分、资料交换与管理、协同作业的流程，都得遵循同一套BIM设计规范。林曜沧表示，设计单位花很多时间来理解与改变现行作业流程，也频繁与协作单位沟通，来建立起共同作业的标准。

在这个大型跨国专案执行过程，台湾世曦几乎全部的部门都出动，共同参与设计与整合。因此，经过这次大练兵之后，台湾世曦决定更进一步，推动BIM设计流程自动化来减少人力，从2017年起，开始用客制化IT资讯系统或外挂程式，来优化设计流程。

林曜沧举例，透过电脑自动作业，目前捷运工程的BIM设计，能根据业主需求，直接在作业软体输入相关参数，来调整空间配置，甚至能利用资料库带出参数来自动配置，像收票出入口系统就是如此，不需依赖手工修改。

结合BIM走向视觉化维运管理

近年来，BIM不只用于设计、施工阶段，林曜沧说，许多人已经开始意识到，BIM模型延伸应用到维运管理，除了能更有效地维护设施，延长使用年限，其中累积的维运资讯，更是整个建筑生命周期的价值，「一项工程建起来可能要3～5年，但后续的维运管理还有50～100年，资料价值可能在50年后才会发挥到最大。 」他强调。

所以，像美国早在2007年，就提出了施工营运资讯交换标准COBie(Construction Operations Building Information Exchange)，来规范工程施工到移交给营运单位所需的资讯交换标准，希望在施工时，就将设备资讯依照COBie格式建档到BIM模型中，结合3D模型视觉化，以利后续的维运管理。后来，这个标准不但成长为全球商业软体共同遵循的国际公认标准之一，更成为英国、美国的建筑资讯交换标准。

不过，要实际应用COBie标准到实际工程中，仍为一大挑战。不仅因COBie标准近2～3年才开始被台湾的公共工程采用，台湾也没有发展出能承接的BIM模型与COBie资料格式的维运管理系统。林曜沧指出，大多工程仍习惯在竣工时交付纸本或光碟资料，用一笔笔数位资讯来管理建筑，还没有用3D模型视觉化设施资讯的概念。

2012年，台湾世曦决定以自家内湖总部大楼为试验场域，自己来打造一套BIM设施维运管理平台，称为V3DM(Visual 3D Facilities Management Platform)，花了6年，2018年才开始使用。这个平台不只可用于建筑，后来，还导入到两个土木工程专案上，八卦山隧道和新的台铁凤山车站。

在导入台湾世曦总部大楼的过程中，由于大楼不是全新的建筑，所以，得先重新打造出BIM模型，才能逐一放入设施资讯，比如冷气的厂牌、型号、规格、价格、使用手册等，都是以COBie格式建档，嵌入到虚拟设施在BIM模型中的对应位置。

在虚拟世界建档后，为了增加维运作业的效率，在真实世界中，台湾世曦也在大楼每一个实体设施、设备上，都贴上了QR Code贴纸。巡检人员只要利用手上的行动装置App，快速扫码就能直接取得记录在BIM模型中的设备详细资讯，还能线上回报设备状态。

而且，不只楼管例行巡检，就连大楼租户的员工，若发现冷气故障等设备问题，也能使用报修App，自己扫描QR Code来向管理部报修。管理部收到讯息后，可以直接从BIM模型调出需维修的冷气位置，再通知维修厂商来处理。维修完成后，维运人员也能用App回报给中控系统，来更新保养维修纪录。

而八卦山隧道，也是旧工程重新以BIM来维运管理的典型案例，在通车15年后才导入，目标要透过更有效率的日常巡检作业，来维护隧道安全。林曜沧表示，为了建立起八卦山隧道的BIM模型与设施设备资讯，台湾世曦投入大量人力场勘，不仅将所有空间与设备重新编码，总共贴了2,000多片的RFID标签，还把公路总局的养护表单全部电子化，改为以手机巡检App来报修，取代传统的纸本巡检流程。

台铁凤山车站改建案则和前述两个案子不同，打从专案启动，就打算实现BIM生命周期管理，从设计、施工到维运管理都导入。所以，在车站竣工时，也直接用设计施工用的BIM模型与COBie格式的设施资讯来交付。因此，早在施工阶段，就同步考量日后营运所需，来整理验收文件与资讯，将所有的设备编列了系统化且独一无二的ID，方便日后管理识别之用。

林曜沧表示，尽管数位交付初期所需要准备作业成本增加，但缩短了凤山车站从竣工到营运的时间至少10%，还能大幅降低以往工程资讯断链的问题。

而且，由于每一笔维运资讯都能被数位化记录下来，林曜沧表示，「这些资料长期累积下来很有价值，比如设备坏掉的频率，可以成为采购的参考。」未来，除了静态的维运资料，BIM更能结合感测器来搜集动态数据资料，进一步用于大数据分析。比如台湾世曦正在开发智慧节能AI系统，要透过搜集大楼中的温湿度、CO2、用电量等资讯，来自动调节空调的温度与出风量，达成智慧节能效果，最快在今年底就能上线。

图为3D建筑资讯模型BIM在实际工程中的举例。台湾世曦设计出建筑物的 BIM模型，预先排除施工冲突点，在施工过程中，也让工程人员能根据视觉化的资讯，来进行沟通与施作。

台湾BIM维运作法刚起步，推广仍为一大挑战

不过，应用BIM来维运建物的作法，台湾才刚起步，加上建物维运的效益无法被立即看见，在推广过程中，仍遭遇许多挑战。尤其旧建筑或工程要导入时，可能要先花费百万元重新打造BIM模型、收集设施设备资讯，才能用于后续的维运，就算是新建物能直接延用设计阶段的BIM模型，还是需要整理设施资讯并以COBie格式来建档，导致前置作业的成本增加，这些因素都会影响业主导入意愿。

因此，林曜沧表示，目前台湾世曦锁定含金量高的新建筑，或是政府出资的公共工程或公宅来推广。因为新建筑能直接延用设计施工阶段的BIM模型，导入门槛较低，未来也还有较长时间的维运效益，而政府出资的公共工程，对后续营运、设施安全性有更高的要求，较容易推广。

当BIM运用到维运管理端，林曜沧认为，可以发展成智慧建筑视觉化的维运管理模式，甚至进一步实现智慧城市，但现阶段仍需要建立BIM维运的共同标准，更有待进一步普及，「还有很长一段路要走。」他说。