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　郭榮欽執行長
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　康仕仲副主任
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　謝尚賢主任
 
近來網際網路的「雲端運算」正掀起一股網路應用的新潮流，這讓我聯想起早期的大型主機的時代(the mainframe computing)，當初將整個資料與應用程式資源集中在中央伺服主機，透過網路專線，提供存取與運算功能給終端使用者；「雲端運算」的概念基本上和它沒太大差異，只不過今天我們倚靠的是(1).網際網路的頻寬，及(2).當今伺服器軟硬體效能的大幅提昇。
對營建產業而言，「雲端運算」帶給我們怎樣的啟示呢？直截了當的說：「雲端運算」將讓營建業在BIM的推動上「如虎添翼」，此話怎講？擬簡述如下：

一、使用者朝資訊集中，而非資訊朝使用者分散
BIM資訊模型強調其生命週期的資訊能充分共享與再使用，在專案運作的同一時間，所有工程相關使用者應為同一專案的BIM資訊做貢獻與分享，為BIM資訊保持集中性與唯一性盡一份力。雲端運算採遠端桌面(Remote Desktop)及虛擬主機(Virtual Hosting)技術，正好是拉攏使用者跨越時空，朝BIM資料中心集中的利器，它正好是能滿足BIM龐大的資料不致於四散而失去唯一性之需求與理想的解決之道。

二、BIM強調資訊的即時與同步
BIM資訊模型由於工具軟體的「參數設變引擎」特性，讓工程資訊的關連性，能在軟體中有效彰顯其優勢，使關連資訊(包括圖面尺寸與數量估算等)都能同步異動。但整個工程的運作是跨越時空的，也就是遠在辦公室與工地兩處的相關人員在運用這些資訊模型時，若無法同步而徒增不即時的轉換界面，BIM的優勢不能完整延伸，則仍是枉然。「雲端運算」正是它的 - 即時雨，雲端運算能讓BIM在工程進行中的所有相關人員間同步運作之理想成真。這就是所謂「BIM資訊模型的同步化」，因此，未來若實做出BIM資訊同步化的雲端系統平台，則可稱之SyncBIM。
三、BIM的運作軟硬體會是一項不小的負擔工程規模愈大，BIM模型的CPU運算負荷以及顯示效能的要求就愈大，使用之軟硬體條件需求就愈高，若BIM資訊需跨時空分散運作時，工程相關的各個使用者都需具備足以負載的軟硬體，其成本負擔之重可想而知，IT人員的維護工作更會是疲於奔命。長遠來看，分散式的軟硬體架構，基本上和實踐BIM的精神是背道而馳的，也許眼前的BIM工具與軟硬體效能，甚至網路頻寬三者，對BIM運作的高度理想境界，尚有些距離，但顯而易見的，資訊集中與同步的大方向應不會錯，何況，上述三種因素的不斷提昇是可以期待的，因此，BIM技術朝向雲端運算發展應該會是一個自然的選擇。
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四、機動性(Mobility)與交互操作性( Interoperability)
雲端運算最酷的地方莫過於它的機動性。 試想像大家同時在工作現場、或在一個工程專案的工作會議上、或是在工地現場量測、甚至是在渡假的休閒景點、或是半夜忽然靈機一動時，都可以即時的上網查看或存取BIM模型資訊。 只需通過網際網路連接，以及可移動性設備（如iPAD、XOOM等）專用的操作介面（拿來運作BIM，吾人可統稱其BIM Pad；同理，亦可以有BIM Phone、BIM Board、BIM Desktop、BIM Laptop等；請參考圖一），雲端運算使我們在任何地方工作成為可能。BIM工具的交互操作特性，讓BIM模型資訊在許多不同的應用程式間交互操作往返自如，雖然目前交互操作性尚未達完美，但使其盡量趨於需求之完善，一直是軟體廠商努力的目標。

由上述可知，雲端運算可以說是實踐BIM模型生命週期資訊共享的「臨門一腳」與「神來之筆」。不像傳統網路架構的應用，大量的資料被要求經由WAN在使用者與資料伺服器之間進行傳輸；相對的，在雲端環境中，資料處理工作和它的儲存都集中在相同的資料中心處，唯一需要經由廣域網路(WAN)傳送的，並且由使用者端自己處理的資訊，就是圖形顯示或從資料中心傳來的圖像（滑鼠動作等）。
因此，前述的SyncBIM（圖一）就可以宣告誕生了，SyncBIM簡單的說就是BIM資訊模型的同步化，BIM所倡導的是資訊能在其生命週期中跨階段、跨角色、跨時空的共享使用，這當中顯然意味著資訊的唯一性、集結性與同步性、機動性和交互操作性，愈能達到這樣的要求就愈彰顯BIM的優勢；而今，雲端運算的充分發揮應是打通此任督二脈的關鍵利器。這只是個開端而已，營建工程的特質及其對資訊軟硬體的需求，正契合雲端運算的特性，所謂「軟體即服務SaaS， Software as a Service」最佳的應用，讓工程廠商有工程專案的需要時再租用必要的軟體，工程結束就可即刻停租，永遠都有最適切的應用軟體，這相當符合營建產業的成本效益，個中細節容將來再討論。

轉載自營建知訊345期頁55-57

作者姓名：郭榮欽
作者職稱：執行長
所屬單位：工程資訊模擬與管理研究中心 http://bim.caece.net
                    國立台灣大學土木工程學系 http://www.ce.ntu.edu.tw

​BIM(Building Information Modeling)一詞雖為Autodesk公司的建築產業策略與關係部門副總裁，本身亦具有建築師背景的菲爾伯恩斯坦(Phil Bernstein)首先喊出的商業用語，實際上建築資訊模型的技術理論在BIM出現之前，在歐美已發展超過卅年以上，由於近年來3D工程輔助繪圖軟體有了較為突破的進步，再配合BIM用語適時的出現，喚起了工程界人士對其產業長期處於生產效能不彰的改革希望。從美國在2007年率先公佈國家BIM標準，可以看出美國業界普遍都意識到工程導入BIM技術的優勢已不可擋，而大家在應用BIM技術的過程中，為求成效的最大化，相關標準的制定就自然應運而生。美國國家建築科學研究院(National Institute of Building Sciences)大衛哈里斯院長(David A. Harris)在National Building Information Modeling Standard. Version 1 - Part 1一文件（簡稱國家BIM標準V1-p1，如圖一所示）中提了一篇序言，若要瞭解如何蘊釀此標準的發表，以及NBIMS的內涵為何？就應該從本書之序言開始談起。

圖一　國家BIM標準

 一、為何要BIM？ 
(一)、營建工程為耗能源的產業
全世界的營建產業目前正處於日益加劇的一股危機當中。由於世界上原物料約佔有40％都是消耗在營建產業上，在全球的經濟和政治上，營建產業一直是一個具影響力的角色。而且，由於建築設施消耗了40％的世界能源，以及美國總電力耗能的65.2％，可見營建產業在節約能源方面也具舉足輕重的關鍵，隨著建築設施造成40％的碳排放到大氣中，及產生20％的廢物料堆置，這個產業在環境議題上也是不可迴避的角色。顯然，營建產業應該有責任盡可能有效的利用地球資源。
美國在2008年，光是建築的耗費就估計約為1.288兆美元。營建研究學會就估計，在目前的營建產業商業模式中有多達 57％的非加值性的工作或浪費。這意味著此產業可能每年浪費超過 6000億美元。現在營建產業的利益團體最迫切需要的是，如何在產業過程中最大化加值服務的部分，以減少浪費。
(二)、合格工程師不敷需求
另一個迫在眉睫的國家危機是無法提供足夠的合格工程師。有人估計，美國到2020年為止，將會短缺一百萬個工程師。在2007年，美國已不再是世界上最大的消費國，這種情況將迫使美國產業在吸引人才的競爭方面更為激烈。美國建築產業必須立即採取行動，使自己更具競爭力。
(三)、產業被階段性分割的浪費
針對營建產業的轉型，目前的辦法主要集中在努力優化設計和施工階段的活動。雖然在這些階段中有許多的工作要做，但具備生命週期的觀點已是大家的共識。當永續性的概念沒有被充分納入時，浪費會隨著目前的規劃設計與發包施工實務進行中，不斷蔓延到整個設施的生命週期其餘部分。
(四)、營建業對整體產業鏈的影響
一個產品在其短暫的生命當中，會衍生性能的故障，廢棄物，回收成本，能源消耗，環境破壞等事；而這些產業糾結起來，加上由於對外國石油的依賴，負平衡貿易和環境退化，種種問題的效應，對國家經濟和安全都造成相當不利的影響。而為了制止目前的衰退，和扭轉目前不斷擴增的影響，營建業界實有責任立即採取行動。
(五)、設計和施工階段具決定性的影響
雖然整個設施的生命週期中，只是一個很小的部分成本發生在設計和施工的時段，但那卻是我們產生最大影響的決策階段。設施的整個生命週期大部分的成本都是累積在設施的營運和維護上，而經驗告訴我們，不當的規劃設計與施工，是造成營運維護成本浪費的主因之一。
(六)、營運人員應充分參與早期規劃設計
卡內基梅隆大學的研究顯示，發生在建築物包括設施的設計，施工，營運和維護的所有耗資上，透過效率的提升，將可以至少改善3.8％的產能。而營運人員的早期參與規劃設計，顯然有助後期在設施的創建、維護和營運效率的提升，為確保設施相關人員的支持和流程得到優化，同時一起採取行動是必要的。

二、為何要制定BIM標準？
(一)、BIM的重要性
BIM代表的是新的概念和做法，它可大幅改善創新的資訊技術和商務結構，它們將減少各種重複作業的浪費和建築產業的低效能。無論是用來指一個產品 - 建築資訊模型（描述一個建築物結構化的資料集），或一項活動 - 建築資訊塑模（建立一個建築資訊模型的行為），或一套系統 - 建築資訊管理（商務結構的工作和提高資訊交換的品質和效益），在減少產業上的浪費，加值的產業成品，減少環境破壞，增加住戶參與表達的功能等方面，BIM都是一個關鍵因素。
(二)、NBIMS的角色
國家建築資訊模型標準™（NBIMS）對建築業轉型而言是一個關鍵因素。 NBIMS為建築物資訊交換規定了標準的定義，以支持關鍵性業務環境中使用標準的語彙和本體資訊。
透過軟體的實施，這個標準將形成建築產業和相關產業在追求精準與高效的通訊和電子商務所需要的變革的基礎。除上述好處以外，標準將幫助營建產業設施整體進程中，所有參與者在以此為基的協同作業中，能實現更可靠而穩定可預期的成果。
(三)、NBIMS的重要性
因此，提高施工過程的效率是關鍵的需求。今天營建產業效率的低落，最重要的原由來自非加值型的工作太多，例如在每個作業階段的資訊重複建置（通常會同時帶出一堆新的錯誤）或是在設施整個生命週期的參與者之間，或是從設計師和施工單位那裡，未能提供充分和準確的資訊。隨著這一標準的實施，資訊交互作業性和可靠性將會大大改善。美國標準的發展早已經開始，而實施的成果也陸續呈現並證明成效卓著。BIM的發展、教育、實施、理解和接納，旨在形成一個永續的過程且能永遠扎根在這個產業裡。要成功的為建築業樹立一個新的典範，就須要求個人和組織加強作出貢獻，並參與開創和實施一個共同的BIM標準。我們每個人都有責任採取行動。