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文/吳翌禎 國立高雄應(yīng)用科技大學(xué)土木工程系副教授
謝尚賢 國立臺灣大學(xué)土木工程學(xué)系教授
目前工程業(yè)界已開始積極投入BIM技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā),而BIM的技術(shù)支援項(xiàng)目涵蓋了整體工程的生命週期,期望利用BIM技術(shù)中資訊整合及視覺化的特點(diǎn),從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工再到營運(yùn)維護(hù)管理,皆能實(shí)現(xiàn)BIM的利益。
建筑物的生命周期主要分為早期的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段、中期的施工階段及后期的營運(yùn)維護(hù)管理階段,尤其后期設(shè)施維護(hù)與管理階段所歷經(jīng)的時間通常長達(dá)幾十年,甚至百年以上,占生命周期的絕大部分,不管從成本或效益的角度來看,都應(yīng)是不可忽視的重點(diǎn)。然而,因?yàn)檫^去建筑物的產(chǎn)品資訊,受限于技術(shù)及長久的習(xí)慣,多是利用2D工程圖來表達(dá)并往生命周期的下游傳遞,一些營運(yùn)維護(hù)階段所需的資訊未能完整且正確一致地被傳遞下來,也不容易被有效地整合利用,加上此階段資訊產(chǎn)生與變動的量既多又複雜,因此,如何能有效率地進(jìn)行設(shè)施維護(hù)與管理,到目前為止仍是件相當(dāng)不容易的工作。
國際設(shè)施管理協(xié)會(International Facility Management Association,簡稱IFMA)給「設(shè)施管理」(Facility Management,簡稱FM)的定義是「一門涵蓋多學(xué)科,并以整合人員、地點(diǎn)、流程及科技,來確保人造環(huán)境能充分發(fā)揮其應(yīng)有的功能之專業(yè)」(”Facility management is a profession that encompasses multipledisciplines to ensure functionality of the built environment by integratingpeople, place, process and technology.”)。因此,設(shè)施管理的主要目的是確保各設(shè)備及設(shè)施保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以達(dá)到設(shè)置功能。而為了有效做好設(shè)施維護(hù)管理,在初期階段就要做好設(shè)施維護(hù)管理的規(guī)劃設(shè)計(jì),以利日后有效管理并節(jié)省成本,F(xiàn)今越來越多的企業(yè)或組織開始相信,井井有條的管理與高效率的設(shè)施,對其業(yè)務(wù)的成功推動是必要的,而隨著營建產(chǎn)業(yè)之規(guī)模增大及架構(gòu)之復(fù)雜化,以電腦資訊提升產(chǎn)業(yè)效率、走向資訊化管理更為其必然之道,但伴隨而來的議題是,在大量的資訊與數(shù)據(jù)洪流中,如何有效的進(jìn)行資訊整合及視覺化,以及如何利用快速進(jìn)步發(fā)展的新科技,例如BIM(Building Information Modeling),以利設(shè)施維護(hù)管理,此乃當(dāng)前值得深思與探討的問題。
目前工程業(yè)界已開始積極投入BIM技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā),而BIM的技術(shù)支援項(xiàng)目涵蓋了整體工程的生命週期,期望利用BIM技術(shù)中資訊整合及視覺化的特點(diǎn),從規(guī)劃設(shè)計(jì)到施工再到營運(yùn)維護(hù)管理,皆能實(shí)現(xiàn)BIM的利益。
在以BIM技術(shù)進(jìn)行資訊整合的過程中,前期所輸入之資料可繼續(xù)且多次地供后續(xù)階段的其他人員使用,節(jié)省資料重制時間,并提高資料的再利用,光這一點(diǎn)便有助于提高專案資訊管理的品質(zhì),并減低人力成本與可能的人為錯誤。不過目前BIM資訊模型之建置大多僅供設(shè)計(jì)及施工階段使用,尚未全面性地考量后續(xù)營運(yùn)維護(hù)所需的資訊,因此為了讓BIM應(yīng)用能更全面化,國內(nèi)外已有越來越多的學(xué)者專家開始研究如何應(yīng)用BIM技術(shù)來協(xié)助后續(xù)的設(shè)施維護(hù)管理工作。例如,Teicholz, P. & IFMA Foundation[1]就將目前正嘗試應(yīng)用BIM技術(shù)于設(shè)施管理上的一些實(shí)際案例集結(jié)成書,說明實(shí)施過程中所遭遇的困難與好處,以供各界參考。
而在美國的BIM國家標(biāo)準(zhǔn)(National BIMStandard,簡稱NBIMS)[2]中,亦分別從建筑生命週期的四個階段:規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和營運(yùn),考量了后續(xù)營運(yùn)維護(hù)階段所需之設(shè)施維護(hù)管理需求,其內(nèi)容不止包含BIM模型標(biāo)準(zhǔn)和最佳實(shí)務(wù)的確立、技術(shù)開發(fā)、部署/實(shí)施方案,以及專案規(guī)劃和生命周期管理,甚至包含了建筑資訊相互操作性標(biāo)準(zhǔn)、必要的工作流程、相關(guān)BIM應(yīng)用軟體等,目前已是各國制定相關(guān)BIM標(biāo)準(zhǔn)時的重要參考資料。
從一些調(diào)查資料與研究文獻(xiàn)中也發(fā)現(xiàn),隨著BIM技術(shù)的應(yīng)用在建筑行業(yè)中持續(xù)加溫,已有越來越多的建筑業(yè)主,開始探索如何利用BIM模型中資訊與視覺化的優(yōu)勢,來維護(hù)及管理他們的設(shè)施。以下針對BIM技術(shù)應(yīng)用于設(shè)施維護(hù)管理之機(jī)會與挑戰(zhàn),提出一些淺見,供大家參考。
BIM技術(shù)代表著新的觀念和做法,它不但可大大減少各種重復(fù)作業(yè)的浪費(fèi)并提升建筑行業(yè)的效能,也有機(jī)會大幅改變傳統(tǒng)的工程執(zhí)行模式和商務(wù)架構(gòu)。如今,導(dǎo)入BIM于工程中已是不可抵擋的趨勢,除了BIM技術(shù)可為設(shè)計(jì)與施工階段所帶來的已知效益之外,業(yè)主們(尤其是政府業(yè)主)更看重其后期可為設(shè)施管理作業(yè)帶來的更大的益處與機(jī)會:
2005年Howell和Batcheler在The LaiserinLetter中所提出之建筑資訊模型(Building Information Modeling, BIM)概念[3],就是期望將建筑工程中圖形與非圖形資訊整合于資料模型中,而這些資訊不只是可以應(yīng)用于設(shè)計(jì)施工階段,亦可以應(yīng)用于建筑物的整個生命周期(Building Life Cycle)。生命周期各階段的相關(guān)人員可持續(xù)更新與維護(hù)此BIM模型,最后在建筑物興建完成后將此BIM模型應(yīng)用于設(shè)施管理功能上,由于其保留了完整生命周期資訊,便可節(jié)省傳統(tǒng)設(shè)施管理系統(tǒng)中資料必須重制的人力成本與時間,并減低人為錯誤的可能。當(dāng)然,Howell和Batcheler提出的是一個理想化的概念模型,在BIM的應(yīng)用實(shí)務(wù)上,因?yàn)椴煌芷陔A段對模型的需求并不相同,且考量這樣一個貫穿生命周期的單一共享模型的維護(hù)成本恐相當(dāng)龐大,技術(shù)難度也很高,且模型的應(yīng)用效能通常不會很好,所以,目前的實(shí)務(wù)是將重點(diǎn)放在,于生命周期中逐步整合建立一個以設(shè)施維護(hù)管理為應(yīng)用目標(biāo)的BIM資訊模型,而非試圖建立一個能支援全生命周期中所有應(yīng)用的單一模型。
傳統(tǒng)設(shè)施管理多憑人工回報問題與設(shè)施位置,然后派人工去現(xiàn)場檢視與進(jìn)行維修決策后,再派工去現(xiàn)場完成維修工作。此種方法相當(dāng)耗費(fèi)人力與時間,不僅無法即時地正確掌握現(xiàn)場狀況,且反應(yīng)時間慢,加上若沒有完整正確的相關(guān)建筑物或設(shè)施資訊,便容易發(fā)生誤判。BIM技術(shù)是以3D模型展示為基礎(chǔ),結(jié)合設(shè)施工程專案等各種相關(guān)資訊的工程資料模型,可用以支援建筑物或設(shè)施的整合管理,可輔助建筑設(shè)施之空間管理,并模擬建筑設(shè)施內(nèi)、外部的視覺效果,亦可清楚顯示建筑設(shè)施各個功能區(qū)的空間分佈。當(dāng)有維修需求時,管理人員可即時透過3D BIM模型環(huán)境檢視了解問題發(fā)生的正確位置,并由資料庫取得所需的相關(guān)建筑資訊與維護(hù)管理資訊,減少需要派工至現(xiàn)場檢視調(diào)查才能進(jìn)行維修決策之人力與時間成本,若加上良好的維修紀(jì)錄與備料管理,則更能大幅縮短維修時間,增加管理效率及客戶滿意度。
目前的設(shè)施基礎(chǔ)資料、竣工圖面、設(shè)備維護(hù)記錄等之保存多以人工紙本記錄,然紙本保存不僅容易遺失,且于設(shè)備發(fā)生狀況時,維護(hù)人員不易立即取得相關(guān)資訊以進(jìn)行問題判斷與維修決策,進(jìn)而影響維護(hù)管理工作效率。如能利用3D BIM模型于設(shè)施營運(yùn)維護(hù)的知識管理與功能整合,并善用BIM的資訊視覺化、電子商務(wù)化、可模擬分析性等特點(diǎn),應(yīng)可大幅改善傳統(tǒng)的人工管理流程,并降低設(shè)施維護(hù)成本。例如,以BIM資訊模型為基礎(chǔ)的設(shè)施維護(hù)知識管理平臺,可提供使用者于視覺化的立體場景中自由檢視設(shè)施位置與相關(guān)屬性資料(例如品牌、型號、供應(yīng)商等),及利用多型態(tài)資料(3D物件、2D圖說、文件資料等)的多方向性互動查詢功能,并可從空間與設(shè)施系統(tǒng)的角度來進(jìn)行維修模擬分析;若再輔以歷史維護(hù)資料與案例查詢,應(yīng)可大幅提升決策判斷之品質(zhì),降低維護(hù)人力及時間成本。
雖然BIM后期可為設(shè)施管理作業(yè)帶來的更大的益處與機(jī)會,但要實(shí)現(xiàn)他們,仍有多項(xiàng)BIM技術(shù)應(yīng)用上的挑戰(zhàn)需要克服,BIM技術(shù)在應(yīng)用上究竟面臨什么樣的挑戰(zhàn)?該如何能有效率地進(jìn)行設(shè)施維護(hù)與管理?更多精彩內(nèi)容,請關(guān)注下期微信。