柳儒錚 國立臺灣大學土木工程學系 BIM 研究中心專案協理 張泫沛 杰悉科技股份有限公司 總經理 王明德 台灣人居環境全生命週期管理學會 理事長 地方政府擴大參展 系統廠商研發設施維運平台 2020 世界面臨了嚴峻的 COVID19 考驗,導致人類前所未有的封 城、隔離及各種實體經濟活動的停擺。但是在太平洋西岸的台灣,卻 因為防疫有成,民眾警覺性高,生活彷彿未受影響似的持續進行著。 因此 2021 世界上唯一、也是第一個舉辦的大型智慧城市實體活動就 在台灣發生,象徵意義非凡。 今年是第 8 屆智慧城市論壇,主要分為智慧交通、物聯網應用、 智慧治理、智慧建築、智慧醫療、智慧教育、綠能永續、智聯安防 8 大主題。其中與政府相關的智慧治理與物聯網應用的攤位佔最大宗, 在政府的智慧治理上,有別於以往只有六都的展示,今年更多了金門、 宜蘭、新竹、台東等地方政府的參與。桃園市、新北市、高雄市的攤 位更比以往來的盛大,顯示了政府在推動智慧城市上積極的態度與實 踐成果;而今年在物聯網應用的另一個觀察,則是許多系統整合廠也 開始展示自己研發的設施維護管理平台,顯示各大廠開始注重營運維 護這塊市場,未來競爭應該會更劇烈。綠能永續則是新展區,說明在 循環經濟與永續發展的觀念影響下,大家對綠能永續的重視。而在物 聯網應用區中,最值得一提的,便是展場中唯一的一家營造廠,同時 也是台灣 BIM 聯盟會員的泛亞工程建設股份有限公司。 泛亞工程建設公司 榮獲「智慧城市創新應用獎」 營造業從古至今都是個高風險且勞力密集的工作,面對工作環境 的不友善,層出不窮的工安意外及難以有效掌握的現場人員流動,一 直是這個產業不斷面對卻無法有效根除的議題。而有著將近 70 年歷 史的營造廠泛亞工程,是如何透過物聯網(Internet of Thing, IoT)、人 工智慧(Artificial Intelligent, AI)、建築資訊塑模(Building Information Modeling, BIM)等技術打造出有效的解決方案? 俗話說的好,羅馬不是一天造成的。2016 年的台南北外環第三期 工程,讓泛亞工程奠定了 BIM 在雲端平台上與 IoT 整合的經驗。而 2019 年在嘉義鐵路高架化前期工程 C602 標中,泛亞更在前期系統的 基礎上,加入了影像辨識的功能與深化雲端技術的應用,最後達到現 在這個智慧工地系統解決方案(如圖一)。 其系統涵蓋了以下模組與應用:
一般工地管理不外乎就是人、機、料、法、環的管理,人是現場 所有人員的進出流動、機則是現場施工機具設備的運作、料是指物料 的進出存放管理、法是施工過程中遵循的一切規範指引、環是指現場 環境的安全,以及對周遭環境的影響。其中以人的管理最為困難,現 場常常出現實際出工數與報表不一致之狀況,有的包商浮報人數,有 的包商浮報時數。 在動輒 3、4 年以上的專案中,若是管理不確實,就會造成公司 千萬甚至億元以上的損失;此外,工程的現場往往需要大量勞力來施 作,而現場又充滿了容易墜落、碰撞、大型機具移動等危險因子;大 量的人員在現場流動,也很容易增加危險因子觸發的機會。被動的防 護,如宣導、安全帽、反光背心、防護圍欄等,雖能起到些微作用, 但整體而言,並無法達到治本之效。若是能即時預警且全面的掌握工 地人員的流動狀況,相信應能大大減少無謂的損失。 智慧工地系統瞄準了上述的缺點,在人員一進工地時,就透過影 像辨識與 RFID 的技術,自動記錄進出人員與機具的長相、名字、所 屬廠商等資訊。進入工地後,周遭的閉路電視 CCTV 也會透過影像辨 識技術,隨時監控工人是否依規定穿戴安全帽、反光背心,或是有沒 有超過安全圍籬,一旦違反規定,系統會直接發出預警,通知管理人員並儲存紀錄於系統中。此外,由於進場的人員身上皆有 RFID,因 此可透過感測器定位各人員的位置,搭配 BIM 與現場位置的套疊, 就可以知道人員在工地的何處、是否去了不該去的地方。由於一切都 是透過自動化的方式記錄,除了省去傳統的人力紙本報表式紀錄外, 同時也降低人為疏失的影響,完整的掌握工地人員機具進出狀況,對 於付款的管控也有依據。 而在施工輔助上,有了點雲技術的協助,現場的真實狀況可以很 精確的被還原,再透過 BIM 模型的比對或是建置,協助現場人員了 解現況並做好萬全的規劃與準備。最後,透過雲端平台上視覺化的呈 現,在各方進行溝通時,比起傳統圖紙化的溝通,也更為有效且不易 誤解。 泛亞工程透過這些新興資通訊技術的協助,不但幫公司節省開 支,也讓我們一窺智慧工地可行的一面。本次泛亞工程的案例還榮獲 了「2021 智慧城市創新應用獎」的殊榮。在眾多科技製造業環繞之 下,得獎實屬難得,也點亮了未來營建業邁向自動化與工業化的一盞 明燈。 NADI SYSTEM:智慧空間系統管理 台灣 BIM 聯盟的另一家會員 NADI 杰悉科技,則是透過最新技 術,回應都市發展與管理、基礎建設運作、產業製造及能源儲存的需 求,並針對以上領域提出不同的智慧場域解決方案。由營運管理者的 角度出發,NADI SYSTEM 結合物聯網(IoT)與數位孿生(Digital Twins)的技術概念,打造 3D 中央可視化管理分析平台—3D OCMS (3D Operation Central Management System)(如圖二)。 建築業近年頻繁提及的 BIM 技術,與蔚為製造業討論熱烈的數 位孿生,於本質概念上非常相似。NADI SYSTEM 利用兩者之同質性, 開發中央可視化管理分析平台,除了強調管理系統可視化,更提升「管 理」的直覺與反應,於系統平台上,將現行管理方式拉升至更高層級。 同時 NADI 也有效蒐集整體場域大量資料,結合感測目標的數位孿生 模型,建立有如真實數位分身,即「智慧代理人」,來協助營運管理。 NADI 所採取的解決方案是提供結合數據、視覺科技,與互動科 技的管理平台,將感測器裝置及物聯網應用收納於 3D OCMS 上,提 供視覺化、資料收集、影像分析等管理,協助規劃與設計專案系統應 用及架構,實現空間管理(如圖三),帶來更大的延展性與易讀性。 NADI 的解決方案可以應用在建築物分層分區管理、工廠產線控 管、場域環境參數控管及節能控管、氣流模擬(如圖四)、人員追蹤定 位、CCTV 安全監控、AR/VR 導入、數據蒐集與分析等,在視覺與 運作上達到與模擬目標幾乎同時同步,即數位孿生,實現「數位代理 人」的目標。管理者可直覺且即時進行管理與下放指令,進行無死角 之遠端操控,決勝於千里之外。 台灣人居環境全生命週期管理學會(BLM 學會) 而身為台灣 BIM 聯盟夥伴會員的「台灣人居環境全生命週期管 理學會(Taiwanese Institute of Build Environment Lifecycle Management, 簡稱 BLM 學會)」,在本次智慧城市展中當然也沒有缺席。人居環境 是指由建築與土木工程所創建的大地環境,BLM 學會創立的宗旨為 結合產官學研各領域之相關團體與專業人員,共同依據建設行為各階 段所需,充分應用最新科技與管理思維之發展,在各項工程任務中, 建置縱斷面上下游間之無縫接軌作業程序,與橫斷面各個專業工項之 協調整合機制,輔助台灣公私部門各種建設工程與建築環境,在全生 命週期過程中創造最大工程價值,有效提升人居環境生活機能、增進 都市建設績效,對國家永續發展做出應有貢獻。 其願景為建設宜居、智慧、健康、永續之人居環境與數位雙生城 市,理念則是要結合 3D 建築資訊模型 BIM(Building Information Modeling ) 技 術 與 產 品 生 命 週 期 管 理 PLM ( Product Lifecycle Management ) 概 念 , 創 造 營 建 產 業 BLM ( Building Lifecycle Management)系統功能與增進價值,提升建築全生命週期的生產與維 護績效,落實循環經濟的使命。也可以說,BLM= BIM + PLM。 而從 BLM 學會的角度來看,工程業主未來(以 3D-BIM)可大 幅改善營建產業的效能,不但能以下游資訊回饋及專業間合作方式進 行設計/施工/運營管理,也能建置以 BIM 為協同設計之平台,進 行價值工程、檢討施工性,增進維護管理效能,同時更可以 BIM + IPD (Integrated Project Delivery,整合專案交付)合作方式讓各工程專業 早期參與,並對上下游進行有效整合(如圖五)。而 BIM + IPD 的特 點有四:
運用建築資訊模型(BIM)、資通訊(ICT)與綠能永續技術,可 建立智慧永續設施環境(智慧基礎設施與智慧建築),衍生出視覺化 虛實整合的智慧製造、智慧商業、智慧醫療、智慧交通、智慧教育與 智慧園區等智慧城市之實質應用。 智慧物聯網引領智慧城市再升級 2021 年在台北舉辦的智慧城市展,主題定調為「智慧物聯網引領 智慧城市再升級(AIoT Invigorates Smart City)」,許多新創公司的參 展產品不但充分回應了此主題,也展現出了台灣在科技技術上的實力 與創意;而歷史悠久的傳統產業,也在這一波智慧浪潮下,發展出令 人眼睛一亮的科技應用,讓人對未來更加引頸期盼。 轉載自營建知訊第459期,頁76-83。
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三月 2023
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