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新北市政府工務局建照科股長 黃毓舜 關鍵字：建築管理,工程契約,法規檢測,模型元件 壹、摘要 BIM在國外的操作經驗已證明可以有效協助解決工程上常見的錯誤問題與節省工程成本，而國內目前對於BIM的探討與應用仍處萌芽試辦階段。鑒於國內常見的工程爭端與施工錯誤情形與國外工程經驗雷同。本府自101年起開始將BIM的應用導入於本府運動休閒中心新建工程，以業主的角色，試探BIM在國內推動所能帶來的實質效益。本府推動可分為工程契約管理與建築管理兩個軸向。我們以實際操作的經驗去驗證國外的研究成果。從100年迄今，從各項實際操作的結果可知，BIM確實可以幫助業主帶來正向的效益。本文將以公部門角度分享BIM實際發展經驗，並對國內BIM的未來的發展方向提出些許的建議。 貳、國內BIM的使用現況 首先從國內的BIM發展現況開始探討，BIM在國內的應用尚處萌芽階段。公部門由本局扮演業主的角色，因為產業界對BIM的應用多處於觀望階段，而且設計端的阻力甚大。故推動成果以營造廠受益較為明顯。根據國外的文獻與本局新建工程處實際發展經驗，BIM確實對於建築物全生命週期管理有實質的效益。對於國內BIM的使用現況，可從業主、設計者、營造廠三者分析其所帶來的效益與挑戰。 1.業主端 業主對於BIM的導入與應用扮演相當重要的關鍵角色，同時業主也是BIM最大的受益者。以新北市政府工務局為例，從民國100年導入BIM初期，以施工現場管理做為推動實行起點，操作重點著重在建築結構體與機電管線的衝突檢查與錯誤分析。目的在工程施作之前即早發現錯誤，降低工程辦理變更設計的次數，避免工程材料的浪費。如圖1所示，在第一階段六座運動中心均要求得標廠商需進行這些項目操作檢查，確實也收到一些成效。 2.設計端 設計端的導入是指建築師在設計階段開始導入BIM的資訊管理，這部分涉及資訊操作律定及管理與檢測系統的開發。此部分對於建築師的工作負擔是增加的，同時也需投入較多的成本。造成建築師有較大的抵抗性，多數建築師認為BIM的導入對於事務所目前作業模式是負擔的加重，同時建模操作軟體工具不同，事務所設計時間更會拉長。造成目前事務所使用BIM普及率偏低的現象。 新北市政府工務局自103年度起，以指標性的新建工程要求於設計階段導入BIM應用。最大的突破就是發展E-plan check(電子圖說)查核系統。設計建築師將法規資訊建置於建築資訊模型，建築設計的除錯預防由施工階段提早至設計階段，建築師對於BIM模型的資訊管理更具自主性。 3.營造端 營造廠導入BIM的技術應用，以國內目前狀況應是最積極的一個環節。這與目前國內BIM應用的領域有關。當前政府公共新建工程的營造環境，仍著重於錯誤預防與預算的準確控制。因此，從民國101年度起新北市政府陸續開工之運動休閒中心新建工程案，都要求營造廠必需建置BIM施工模型進行工程除錯的檢討與數量估算，業界稱之為「後BIM」資訊建模過程。因為是由營造廠自建的檢測模型，其測試結果也遭設計建築師質疑模型的準確性。  參、BIM推動的問題與分析 在導入新技術、新觀念的過程中，面對挑戰與質疑是必然的，本局在推動BIM的初期面對相當大的挑戰反彈壓力，面對這些質疑的意見，初步可歸納整理，從人力面、制度面、技術面等三方面進一步分析探討。 一、人力面 人力的挑戰是每一個環節共通的問題，也是一個常態的問題。從人力的結構可以看出一家公司或事務所組織的運做模式。有規模的公司可以安排常態性的教育訓練。小規模公司可能常處於人力青黃不接的狀態。臺灣的營造公司相對於建築師事務所可謂較大的組織機構，因此在導入BIM人力需求上較具可行性，而建築師事務所人力平均值常在10人以下，這就是BIM建築師事務所推動普及化相當困難的主因。今年初我們實際走訪國內幾家開始採用BIM進行設計的建築師事務所，就BIM推動之人力面交換相關意見，本文將這些共同意見整理出來與大家分享。 建築師事務所的人力結構可以從老、中、青三代的人力結構來探討。以建築師事務所為例工作年資能在15年以上者應該算是相當資深的員工，5至15年者應可算是中生代員工，5年以內的應算是年輕的員工。資深員工在建築師事務所中是最缺乏的。但卻是在BIM發展過程中扮演相當重要的角色。BIM的重點是工程資訊的管理。資深員工的工程經驗與實務對於事務所設計資訊的整合具有領導者的功能 中生代員工應該是較多事務所或公司的生產主力，原因與公司的規模與產業特性有關，建築師事務所屬於個人性較強的自由業。多數事務所以主持建築師為主，主持建築師成為資深員工，事務所內多為年資5至10年左右的員工，這對於事務所的經驗傳承與技術提升成為一個障礙點，畢竟一個人所知有限，而BIM強調跨領域的整合，這工作需要資深員工才可勝任。 年輕的員工是事務所最常見的一群，他們有熱忱、有技術；但缺乏經驗。這樣的情形常發生於每一個事務所。因為沒有正規、循序漸進的教育訓練制度，常使這群年輕人懷著理想抱負進事務所，1至2年後卻失望的離開，當實務經驗無法學習累積，就會出現主力的斷層。這是臺灣建築師事務所面臨的共同問題。 二、制度面 制度面是BIM推動過程最主要挑戰場域，挑戰的不只是產業界還有政府本身。在本文談的制度包含政府制度與產業制度。政府的制度包含建築管理與工程契約。產業制度包含教育訓練與專業分工。 (一)、政府制度 1、建築管理 政府推動BIM目的就是要建立審查廉能制度。透過建立標準化、資訊化、公開化透明行政流程。建築管理過去一直被詬病的是廉能問題。我們希望導入電腦輔助審查，降低人為判斷的誤差與風險。而且從人的管理到電腦技術的運用本來就是第四階段電子化政府努力的目標。這目標正朝向標準化與電子化的作業模式，建造執照導入BIM輔助審查是政府行政制度改變的最佳實例。 2、工程契約 近期，在行政院公共工程委員會的鼓勵下，統包案件比例逐漸提高。以新北市工務局近期的運動休閒中心等指標性新建工程，一律採用統包制度，政府部門委由專業CPM對工程進度與品質進行控管。得標廠商也可以組織一個跨領域的工作團隊，提前整合工程上所面臨的問題。這項制度的改變，也成為推動BIM不可或缺的關鍵因素。 (二)、產業制度 1、教育訓練 教育是延續一個企業可否永續經營的一個重要環節，卻也是產業界最弱化的一個環節。企業挖角是常見的事，而且中外皆然。當企業經營者存在著挖角的心理，以挖角成本代替企業教育成本，則公司的向心力必然不足，經驗必定難以傳承。 目前國內幾家較具規模的工程顧問公司都設有BIM技術研發團隊，這是一家公司推動BIM相當重要的一個技術環節。而政府機關也可以藉此瞭解各家公司BIM的技術能力。 2、專業分工 專業分工的資訊整合在BIM的作業環境下，講求協同作業。各專業的資訊交換都在尋求一套共通的標準。目前國內幾家發展BIM速度較快的工程顧問公司內部已有訂定一些作業標準。這是一個很好的現象，代表各家公司在BIM發展過程中已發覺專業資訊「know-how」整合的重要性。期待這些資訊交換標準未來都可以提供政府參考。 三、技術面 (一)、現有2D繪圖作業環境的困境 目前國內建築師事務所的繪圖作業環境仍以2D AUTO CAD為主。軟體的操作只是一個工具，談不上資訊管理。對建築師而言並沒有實質的設計幫助。發展BIM與現況2D繪圖作業環境最大的不同就是資訊管理與工程技術的導入。這也是造成導入BIM抗性較高的主因。 (二)、3D視覺模擬的迷思 目前的3D視覺模擬強調視覺化的表現，所謂3D純粹只作視覺表達，因此材質與燈光的擬真成為各家軟體競相提昇的效能。這對建築師與業主的設計理念與意象溝通提供相當好的便利性，但模型無法加值應用，同時容易與實際建築物施工完成時產生過大的差異，造成一般民眾認為意象圖通常是「騙人的」認知。因此若只是一直強調意念表達，只能在初期規劃設計階段使用，對後續施工管理並無助益。 (三)、推動BIM，落實3D工程資訊管理的重要性 BIM是用「蓋房子」的觀念建立資訊模型。3D模擬是用「畫房子」的觀念傳達炫麗的視覺模型。3D工程資訊管理講求全建築生命週期的管理。希望能將模型的應用從設計初期就導入並貫穿至使用階段。各階段的設計或工程資訊可以加以整合應用，避免設計與成本估算的錯誤。這是一項實際且重要的議題，多數建築師並未在意，造成工程施作過程中辦理變更設計成為一種常態。BIM在目前工程資訊管理應用日漸成熟，期待建築師可以逐漸重視這個領域的發展，BIM對建築設計的幫助絕對是正面的效益。 肆、新北市電腦輔助建造執照審查查核(E-plan check ) 本案嘗試建立全生命週期建築資訊塑模的準則。以新北市運動休閒中心案為例，建置建造執照輔助審查平台。平台架構初步可分為建築師送件與審查人員查核兩個介面(如圖2、3)。本局將輔導本市運動休閒中心新建工程得標廠商(設計建築師)進行資訊模型建置，協助設計建築師在建造執照審查階段以BIM模型送審，並在後續技術抽查階段之法規檢測，達到免抽、減抽之簡政便民政策。同時在施工勘驗階段亦將提供BIM資訊模型與現場施作之線上查核比對系統，落實E化作業環境，減少不必要的紙張浪費，達到節能減碳之環保政策。   本局法規檢測系統之開發，是以輔助提高建築師技術簽證法規之正確性。首先將較易分離可量化，及易產生消費糾紛之法規檢討項目，列為系統開發之第一階段重點(如表1)。國內的法規屬性可分為兩大類型，第一類為建物內部元件屬性資料之檢測(建蔽/容積/樓梯…等)，第二類分為外部基地條件經予建築師之限制因素，此部分屬虛體空間的描述如道路陰影與院落等。經過我們的研究，初步可以將法規檢測類型區分為幾下列幾種類型： (1)數值檢測：面積、數量計算；高度尺寸量測等。 (2)圖型檢測。 A實體碰撞檢測：施工干涉檢查。 B實體對虛體碰撞檢測：騎樓、防火間隔。 c虛體對虛體碰撞檢測：免計容積基準、週圍退縮建築。 (3)演算法：綜合效能評估，如日照陰影檢討、綠能分析等。 表1 本局第一階段法規檢測項目一覽表  本階段系統檢測以第一類元件屬性資料之檢測為系統開發重點。導入本系統開發應用困難及克服如下： 一、資訊標準的律定 建造執照檢測系統平台需導入法規樣板檔(Template)，法規樣版涉及建築師事務所作業習慣與法規檢測標準律定(如圖4)，因此在開發過程中需與建築師相關專業技師進行溝通協調，系統開發初期建築師對於是否增加事務所作業負擔多有疑慮，本局承辦單位與系統開發廠商多次主動與新北市建築師公會召開系統分析與設計說明及討論會議，逐條逐項說明法規檢討標準與系統檢測邏輯設計，讓開業建築師逐漸了解與接受。  二、IFC與圖型檢測技術的導入 IFC是國際間用於物件導向資料描寫的重要格式，現有BIM相關軟體元件建置均以IFC格式版本進行設計。本檢測系統為了免除特定商業軟體的限制，採用萃取IFC資料進行檢測。另外建造執照之法規檢討涉及圖說尺寸的衝突檢測，因此，系統之圖型衝突檢測以MicroStation V8i圖型元件為法規檢測開發基礎工具(如圖5)。這些技術突破是國內前所未見的創舉。技術開發門檻極高，除需具備圖型物件程式編寫能力，更需具備能將抽象法條轉譯成為具體空間圖像的能力，因此本系統需由本局與系統廠商共同開發的關鍵所在。  三、建造執照標準化作業模式建立 導入法規系統樣板檔案，嚐試將建造執照審查法規條文之標準化分析與統一，再透過BIM模型建置方式，讓建築師事務所可以快速瞭解政府機關審查標準，因此我們需制訂BIM資訊模型建置指南，指南編定過程需邀集學者專家共同研商適當的樣板架構(Template)，以配合本系統平台之建置，期能將創新的BIM技術與建造執照電腦輔助查核系統得以應用開發。 四、法規可量化分析標準的建立 面對系統開發時間短暫且業務需求急迫的壓力，本系統於101年7招標，10月決標，隨即進行法規項目的量化與審查平台建置與後端檢測技術開發，可量化的分析過程需將建造執照的執行標準與電腦的邏輯判釋相結合，這是技術開發過程最困難的地方，因為人腦思維的可量化邏輯與電腦思維的可量化邏輯其實是不同的。歷經1年半的反覆溝通終於找出第一階階段的可量化法規檢測項目，遂行進行法規檢測樣版建置。本市國民運動休閒中心新建工程於103年3月由得標商之建築師團隊，正式進行建造執照線上送審系統進行測試，並順利通過系統檢測，該建造執照核准後，工程得以提前於103年7月8日正式開工。 五、審查廉能制度再進化 過去建造執照缺乏電腦輔助審查，人為的判釋總是容易有所疏漏，造成容易有「人謀不贓」的誤解，進而產生廉政問題，本府推動廉能的政策決心不會改變，系統開發初期即期望建立一個透明化、公開化、標準化的線上行政審查流程。過程中業務科室需正視業務如何再精簡、效率再提升的問題，因此業務單位必需進行體質再造、人員再需教育的困難議題，本局在這系統開發過程中逐一調整行政流程之簡化(如圖6)。申請者藉由系統提供預先除錯、即時通知的便利性。  六、行政轄區異質性待整合 本市轄區地廣及各區都市計畫及特殊規定異質差異大，其中各行政轄區內之都市計畫土地使用管制複雜。且本府工務局與城鄉局分屬不同單位，系統的資訊串接上需再進行機關協調。尤其是土地使用分區系統與建築執照管理系統上的介接事宜，因此於系統平台背後的土地使用管制資料庫的建置與對應需依時更新，才能使資訊一致有效，因本案系統開發所面臨諸多跨機關資訊整合問題，這些皆非系統本身可以克服，這是本系統下一階段需再努力的目標。 伍、工程管理的新思維與挑戰 新北市政府新建工程處現階段承辦的工程包括：新北市三重、蘆洲、淡水、板橋、中和、土城、新泰、永和、汐止及樹林等10 座國民運動中心、新北市立圖書館、三重醫院急重症大樓、板橋江翠國中泳池等均是導入BIM進行工程履約管理的新建工程(如圖7)。雖然現階段BIM 導入所面臨的問題，無論在外部的軟硬體資源、廠商技術能力仍屬發展階段；在內部面臨管理思維以及需求定位，仍有許多因案制宜及分工磨合的空間。本局將現階段導入BIM 所面臨的問題，分為五項議題，簡要說明如下：  一、契約訂定與執行 嚴格來說，BIM 的應用在國內尚未普遍，現階段業主面對的設計及施工廠商大部分未有BIM 實作經驗，加上公私團體尚未整合一致性的作業規範與建模標準，致團隊權責劃分及配合模式定位不清。在BIM 工作執行要求上，係採推動架構與執行方向的原則說明，輔以著重各階段實質參與的專案會議及審查機制，達到符合個案建築BIM 應用的需求，在合約條款中訂有下列精神： （一）著重BIM 工作執行計畫提報與實質審查機制 （二）由專案廠商視個案特性提報建模元件深化與資料附加架構 （三）實質要求廠商提報BIM 分工與專案執行架構 （四）提報BIM 管理與分工成員 （五）率定BIM 執行工作會議加強各界面參與程度 二、協同溝通平台 傳統上，大量的建築資訊透過檔案或圖紙傳遞，容易產生資料的衝突及漏失，雖然BIM 模型有助於資料整合，但是累積在一個龐大的模型檔案時，往往各專業很難在同一個檔案下同步作業，而且各專業單位回饋的深化成果無法有效疊加，反而導致資料的傳遞不易以及分工整合的負擔。因此，本局試著建立工程資訊共通平台達到資料集中管控，分散存取架構，即時更新功能。我們將嘗試轉植溝通模式於雲端系統，試圖提升協同作業平台運作的效率。 三、模型發展程序與目的 對於初步接觸BIM 的過程，很容易被3D 視覺化的模擬成果所吸引，卻也容易把應用範疇侷限在模型展示的功能，難免陷入琢磨模型元件精緻度的迷思，同時忽略模型隨著不同專業分工發展所需建立的程序。管理者終究必須瞭解工程特性以及團隊技術能力，建構符合管理需要的建模程序與目的。BIM應該將施工細節發展列為後續管理應用的標的，才能有效發揮BIM 於施工管理需求，目前探討主軸包括： （一）各項專業工項BIM 施工圖產出運作模式與分工架構。 （二）施工數量產出與應用範疇界定。 （三）因應軟體整合及技術發展限制屬性資料附加及檔案連結方式。 四、模型元件細節深化與管理應用 國內很多模型元件的細節發展，很多都引用AIA 對於LOD 值的概念，以專業分工而言，現階段主要協力供應廠商未能提供各階段的模型3D 元件；以管理應用而言，很多施工性的溝通仍須元件以外的圖紙資訊，所以模型元件細節深化與外部連結資料都應考慮各階段管理應用的需要，以平衡系統效能與實際作業需要。我們著手研提BIM 建模元件屬性資料與關連圖資表（如表2），企圖與建築生命週期的實際需求連動，架構建立模型元件細節深化的原則，對於個別模型元件深化內容，包括視圖效果、屬性內容與連結資料也以表列方式建立案例，利於實務管理應用的討論。 五、竣工圖資交付與營運管理 初期應用BIM 技術累積的大量資訊，如果不能發揮圖資交付以及後續的查詢及營運管理需求，恐怕枉費辛苦建立BIM 的成果。然而，國內現階段並無公認的建模準則，亦無普遍維運管理的應用成果。為使本市各國民運動中心於施工階段建置之建築模型(BIM) 可應用於未來營運廠商維運系統，建議竣工模型的建置方式可參考下列項目辦理： （一）竣工模型應用於維運管理系統之方式與流程架構分析。 （二）制定依維運管理系統需要之竣工模型建置精細程度及資料連結之原則。 （三）維運管理示範雛型系統測試（包含圖文互尋及資料登載等功能）。 （四）以關連資料架構彙整竣工圖資料，交付後續維管單位應用。   現階段BIM 導入所面臨的問題，無論在外部的軟硬體資源、廠商技術能力仍屬發展階段；在內部面臨管理思維以及需求定位，仍有許多因案制宜及仍待分工磨合的部分，所以面對BIM 執行管理仍有許多原則方向必須確認。綜合整個建築生命週期管理，可討論的議題包括從契約訂定與執行、協同溝通平台、模型發展程序與目的、模型元件細節深化與管理應用、竣工圖資交付與營運管理等課題，統合通案性問題，並逐一論述管理思維與調整方案。我們不斷的以設定課題方式，分向前進累積經驗，希望對於有心投入BIM 發展的單位，應該可以提供參考。
陸、結論 本局在推動BIM過程中面臨諸多困難挑戰、質疑聲浪，但我們逐一克服各項困境，挑戰不可能的任務，為了就是要產業界知道，政府看待BIM是審慎、認真的。我們從建築管理、工程管理雙向並行研究，我們不斷改變自己，提升機關內部同仁對BIM的認識，就是要告訴業界朋友我們有能力協助大家轉型。當然我們更期待產業界的先進能持續不吝指正，相信在未來的五年我們可以做得更好，而這也是臺灣營建工程界關鍵的五年！ 柒、參考文獻
(本篇刊載於中國工程師學會 工程雙月刊，第85卷05期：頁30-38)
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三月 2021
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