[營建知訊轉載]從ISARC 2020 看營建產業之研究發展 詹瀅潔、賴冠帆 (2020.12)

詹瀅潔　國立臺灣大學土木工程學系助理教授臺大 BIM 研究中心副主任
賴冠帆 國立臺灣大學 土木工程學系研究生

國際營建自動化線上研討會 共221 篇文章發表ISARC 2020 國際營建自動與機器人研討會係由國際營建自動化及機器人協會（International Association for Automation and Robotics in Construction, IAARC）按北美、歐、亞三洲各國輪流爭取主辦，藉以傳遞對全球營建領域自動化與資訊化相關議題（包含：土木與建築工程、能源永續發展、專案規劃與管理、建築資訊模型BIM、擴增與虛擬實境模擬AR&VR、3D GIS、機具自動化、智慧材料、物聯網、人工智慧、自動化監控、雲端大數據分析、資料探勘、資訊科技創新應用、設施維護管理及邏輯等）之關注與重視。故此國際研討會引領了營建業未來發展之重點方向，為國際營建領域學術圈之盛事。今年，ISARC 2020 原本預定於10 月27 至28 日於日本北九州舉辦，但礙於COVID-19 疫情影響，最後改為線上舉辦，共有221 篇文章發表。筆者非常榮幸有機會參與此次研討會，本文將為大家介紹在研討會中看到的一些研究議題及方向，以及第一次參加研討會，且是線上研討會的心得。

這次的議題分成以下幾類：自動化和機器人、BIM、檢查和監測、人工智能和機器學習、營建管理和其他綜合領域議題。以下將簡單針對BIM 領域發表的文章內容和貢獻做一概述說明。

在 BIM 的相關文章當中，有一些有趣的應用。例如Hong 等人[1]，透過BIM 呈現的建築影像作為機器學習的判讀資料，以協助設施的維護，筆者發現直接由現場人員拍照的照片數量不足，故他透過BIM來製造Machine Learning （機器學習）訓練時所需要的照片，圖一是一部分模型的架構，藉由輸入真實的現場圖片，來找到對應的BIM 模型圖片。

Noveiri 等人[2]將BIM 結合最佳化演算法，用以減少在HVAC 空調系統設計時可能造成的物件衝突，用BIM 解決設計衝突行之有年，但這篇文章展現了如何利用其他演算法，更進一步進化BIM 衝突檢查的功能，圖二展示的是他們在最佳化前後的結果。

臺大團隊分享BIM 結合Graph Database
Chien 等人[3]將BIM 結合Graph Database，建立一個供所有使用者共享的材料路線編排系統，在尚未確定運輸路線前，可用此平台提早發現與其他人的運輸路線有無衝突，以擬定更佳完善的運輸路線。圖三說明每一個運輸路線都是獨立的，但當運輸地點有變更時，就可能跟其他的運輸路線產生衝突。而這篇文章的發表者是國立臺灣大學謝尚賢老師的團隊。其他還有像是BIM 與VR/AR 的結合應用，以及BIM 在模組化建築上的應用， 相關研究詳情可參考：https://www.iaarc.org/publications/。

筆者在這次研討會投稿的題目，則在探討有關施工空間衝突的文章回顧和解決架構。由於過去在工地發生許多因施工流程不順而間接導致工期延遲的情況，故此文主要分析過往學者專家針對工地內各元素所提出的種種施工空間之分類依據，就此提出一套包含施工方法、材料、臨時設施…等的規劃流程，希望能在工作開始前，提供專案管理人合適的管理方案，以利提早發現施工要徑上可能出現的施工衝突，避免造成工期延誤。圖四是從規模較大的BIM 模型開始，考量施工方法和進度等相關條件後，最後歸納出適合施工空間分類的思考流程；圖五是從文獻中整理出一般常見的施工空間衝突類型。

此次研討會中最令筆者印象深刻的口頭報告之一，是來自澳洲的分享者所報告的 “An analysis of 4D-BIM construction planning: advantages, risks and challenges”，報告中提到，目前工程師所遭遇到的困難主要在於對BIM 軟體不夠熟悉，一個工程專案平均會花上將近40 天才能建立好建築模型。因此他認為，對每一個工程師而言，首先應該加強對BIM 的熟練性，在10 天內完成模型建置。這份報告在會議結束後引發了熱烈的討論，從討論中可以發現，BIM 應用的廣度仍是各國普遍存在的問題；另外，BIM 的工程教育及終身學習的問題也值得再探討。

機器人施工、3D 列印、LiDAR 技術應用
本次大會也選出了三篇最佳文章，分別是：(1) A Cable Driven Parallel Robot with a Modular End Effector for the Installation of Curtain Wall Modules[4]，該文介紹了機器人如何在未來進行高樓層帷幕牆的施工過程，筆者也很期待未來能看到越來越多機器人在工地現場的應用，進一步解決缺工的問題；(2) Design and Construction of Shell-shaped Bench using a 3D Printer for Construction[5]，該文介紹了創新的複合性超高強度纖維混凝土材料結構，並配合3D 列印技術，相信未來3D列印的應用，應有助於新型建築結構的建造與發展；(3) Digital Twinning of Railway Overhead Line Equipment from Airborne LiDAR Data[6]，該文則探討如何利用LiDAR（光達）技術建立火車集電弓的數位雙生及其後續應用。

這次研討會是筆者第一次參與國際線上研討會，每位報名者都能取得一線上ZOOM 帳號，可自由選擇有興趣的報告主題登入視訊室聆聽。由於要配合全球的時區，因此報告人需要確保在主持人的安排時間內上線。此外，當報告完成時，主持人會彙整聊天室內所有的問題，由主持人代為發問，但報告人無法透過螢幕得知發問人的身分背景，因此比起在現場直接面對面，線上報告需要相當的勇氣，同時筆者也體會到線上的交流仍有其侷限性，希望能早日回歸實體面對面交流的日子。

從此次研討會可以發現，利用電腦、機器來輔助人類在工程上的應用已經是主流趨勢，而持續的科技創新也能幫助人們在解決問題時，更加便利地達成目標。本次的研討會中有不少來自臺灣學術界的文章，可以看出臺灣學界在營建自動化議題上投入了許多的心血，也期待未來能看到更多精彩的研究。

參考文獻

1. Yeji Hong , S.P., Hyoungkwan Kim “Synthetic Data Generation for Indoor Scene Understanding using BIM in ISARC 2020.”
2. P.B Noveiri , M.Z.a.S.H., “A BIM-Based Approach for Optimizing HVAC Design and Air Distribution System Layouts in Panelized Houses, in ISARC 2020.”
3. Wei-Ting Chien, S.-H.H., “A Web-Based Approach to Dynamically Assessing Space Conflicts by Integrating BIM and Graph Database in ISARC 2020.”
4. K.Iturralde, M.F., R. Hu, W. Pan, M. Schlandt, T. Linner, T. Bock,J.-B. Izard, I. Eskudero, M. Rodriguez, J. Gorrotxategi, J. Astudillo, J. Cavalcanti,M. Gouttefarde, et al., “A Cable Driven Parallel Robot with a Modular End Effector for the Installation of Curtain Wall Modules, in ISARC 2020.”
5. Sakagami, H., H.O. , Masaya Nakamura , and T.A. , Yoshikazu Ishizeki , and Tomoya Kaneko “Design and Construction of Shellshaped Bench using a 3D Printer for Construction, in ISARC 2020.”
6. Brilakis, M.R.M.F.A.a.I., “Digital Twinning of Railway Overhead Line Equipment from Airborne LiDAR Data, in ISARC 2020.”

轉載自營建知訊第455期，頁93-98。