謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系 教授兼工程資訊模擬與管理研究中心主任 柯巧偉 國立臺灣大學土木工程學系 工程資訊模擬與管理研究中心專案助理 專業分享 有朋自德國來 近年來BIM (Building Information Modeling) 技術的應用在國內外營建產業中持續發燒,市場對BIM人才的需求也持續加溫,因此負責人才培育與供給責任的學校,無可迴避的必須認真面對此需求所帶來的挑戰。筆者在第368期《資訊科技》專欄中[1]精簡地介紹了目前一些國內大專院校與業界教育機構,已教授BIM技術的相關課程架構、內容及教學成果,還有所面對的挑戰與期望,供大家參考。 11月6日,德國柏林工業大學土木系暨前副校長Wolfgang Huhnt教授在臺大土木系工程資訊模擬與管理研究中心(簡稱BIM研究中心)的邀請下,在國家地震工程研究中心101貴賓廳,發表一場關於BIM教育的專題演講:「Teaching Building Information Modelling: Selected Aspects and Some Comments」,除了簡單介紹柏林理工大學的歷史及學校特色、土木工程學院的成立及專業組成,主要分享目前該校土木工程系開授BIM課程的相關經驗。 該場演講的主持人為臺大土木系康仕仲教授,在場除了有許多臺大土木系學生前來聆聽,還有土木系呂良正主任及多位學者,包括邱仁鈿、卡艾瑋教授以及成功大學土木系蔡錦松教授與筆者,亦同來共襄盛舉。演講結束之後的綜合討論,老師及學生們從不同角度提出許多議題與講者雙向溝通,過程非常熱絡,以下將演講與討論的重點內容整理分享給大家。 課程規劃 兩種模式 BIM涵蓋的範圍頗廣,可以從資訊塑模技術、資訊生命週期管理、應用領域等不同面向分成數個特定主題,例如資訊塑模就可分為幾何建模(geometric modeling)、語意建模(semantic modeling)、流程建模(process modeling)等,但也可將BIM視為綜整主題。因此,兩個截然不同的概念便可以衍生出不同的課程規劃模式,一種是將BIM課程視為起點,先教導學生認識BIM的整體概念與相關基本知識之後,再以特定主題規劃進階的BIM技術課程讓學生進一步學習;另一種則是先依BIM相關特定主題規劃系列基礎課程,再將BIM課程作為最後的一門課程,進行知識之綜整。 大約一年前,柏林理工大學開始開授BIM課程,採取前述的第一種模式,即將BIM課程設計成一入門課程,先讓學生對BIM有一個整體概念,再提供特定主題的進階課程,最後形成了在營建資訊(Bauinformatik)學程中的一系列課程。 觀念知識 重於工具應用 BIM課程除了教授BIM觀念知識外,亦需讓同學透過實際操作軟體工具以進行建模、成本估算、排程、模擬分析等應用,以利瞭解技術應用上所需注意的細節。但在軟體工具的使用上,Huhnt教授提出:「不要太相信軟體!」的警告,並舉例說明:在使用軟體建模時,如果將窗戶物件建立在一面牆物件與另一面牆物件相連接的邊界上,軟體可能會發出錯誤訊息,認為此窗元件僅有三面而非四面被牆圍住,是不合理的。但是實際上兩面相連接的牆,可被視為一面大牆,而窗戶的擺設位置其實是在此面大牆的內部,合理性應沒問題。 所以雖然使用軟體建模,但是工程人員仍應該具備判斷力,不可輕易地完全相信軟體的結果。因為工具會不斷的進步與改變,學習需要多重視基本的觀念原則以及理論,而不是將重點放在工具本身。此外,工程師也不應完全受制於軟體的功能,甚至要能發展出自己的工具。Huhnt教授更指出,學生要有高度的動機成為一名工程師,而不應只是一名建模者,在透過建模完成工程任務時,要努力讓後續的模型使用人可以容易地瞭解模型資訊,讓模型的價值得以在生命週期中順暢地流轉使用彰顯,那麼好的工程師也必定是好的建模者。 <德國柏林工業大學土木系Huhnt教授發表演講>
Huhnt教授鼓勵學生在學習BIM時不用害怕失敗,因為在課程中,會有小組的討論與支持,老師也會幫助學生,學生並不是孤單的。在面對建模錯誤時,不應該只看結果,而是更要在建模之前,仔細思考建模的主要議題、價值以及後續應用(Think before modeling),並從過程中瞭解所忽略的細節。因為模型並不是在建模這一階段就結束了,而是為了後續應用,讓BIM的價值可以不斷延伸。 解決問題 培養能力 有學生提問,在面對未知的情形,如何建立設計模型?當需要設計一棟位於沙漠的建築,要如何因應不熟悉的環境所帶來的影響,進行模型的設計?例如不同材質選用、結構設計等。 Huhnt教授回答說,我們每天都會碰到新的問題,學校的教育在於教導學生觀念,讓學生有能力去思考如何解決問題,在日後面對問題時,就會自行蒐集相關資訊並學習,以補足先備知識的不足,並有能力透過創新去解決新問題。 實體操作與電腦模擬並進 有與會的老師認為土木工程應好好結合工程(Engineering)和建築(Architecture)領域技術,例如不應該將電腦繪圖與手繪視為毫無關係的兩面向,而要兩者兼顧,並將兩者好好結合。此外,動手實作的經驗與工地經驗都是需要的,透過應用良好的BIM工具,便能連結數位與實體工程。專業領域間的互相合作與資訊交換上永遠都存在些問題,BIM是以新技術來解決這些問題,以降低成本及增加效能。 只要人類文明持續發展,土木工程領域永遠存在著挑戰。面對新技術的發展,土木工程人才應抱持著開放態度來面對與學習,隨著BIM工具的進步與普及,其技術更能幫助工程師發現問題與解決問題,且透過BIM技術減少專業間的銜接問題,提升彼此溝通的良率及效能,將有助於為國內土木工程產業開創新局。 參考文獻
(本篇刊載於營建知訊371期47-50頁)
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三月 2023
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