[營建知訊分享] 美國國家BIM標準V.3再進化 郭榮欽 (2016.3)

美國國家BIM標準V.3再進化

郭榮欽 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 執行長

NBIMS 第二版 有意申請 ISO

 

美國國家BIM標準的第一版(the National Building Information Modeling Standard™ Version 1 – Part 1)[1]由美國國家建築研究所(National Institute of BUILDING SCIENCES)發表於2007年12月18日,主要在闡述設施生命週期知識發展與資訊交換的概念與內容,以及說明NBIMS的制定程序(如圖一)。2012年5月,發表第二版的NBIMS,此時名稱修正為NBIMS-USTM V2[2],而且發表的單位同第一版,除了美國國家建築研究所以外,又加上buildingSMART Alliance®一起署名,第二版的內容格式制定時已打算朝ISO文件格式標準的目標編撰,其章節架構如下:

1.SCOPE(範圍)

2. REFERENCE STANDARDS(參考標準)

3. TERMS AND DEFINITIONS(術語及定義)

4. INFORMATION EXCHANGE STANDARDS(資訊交換標準)

5. PRACTICE DOCUMENTS(實務文件)

附錄A為NBIMS-US專案委員會管理規則

附錄B則放原來第一版的內容。

值得一提的是,分類編碼標準OmniClass,及IFC 2X3、IFD標準,第一版放在附錄,第二版則正式放在第2章參考標準,且較為詳細。在第2章參考標準中,從2.4~2.9分別詳列OmniClassTM的分類編碼表,包括:

 NBIMS-USTM V2制定程序流程圖

2.4 OmniClass ™ Table 13 – Spaces by Function(功能性空間)

2.5 OmniClass ™ Table 21 – Elements(元件)

2.6 OmniClass ™ Table 22 – Work Results(作業成果)

2.7 OmniClass ™ Table 23 – Products(產品)

2.8 OmniClass ™ Table 32 – Services(服務)

2.9 OmniClass ™ Table 36 – Information(資訊)

第2章2.3還引進W3C的XML,它和2..2的IFC2X3一樣,都僅做簡單引言,提供連結到各自官方網站。而2.10的IFD( International Framework for Dictionaries Library)已從第一版的IFDLibraryTM,增加一個新的稱呼,buildingSMART Data Dictionary ,簡稱bsDD。第四章針對資訊交換標準最重要的是納入COBie (Construction Operations Building Information Exchange)標準2.26版,以及空間規劃驗證(Design to Spatial Program Validation)、建築物能源分析(Design to Building Energy Analysis)、成本估價數量估算(Design to Quantity Takeoff for Cost Estimating )等相關的資訊交換標準。第五章實務文件則包括:(1).BIM至少要求(Minimum BIM )、(2).BIM執行計畫指引(BIM Project Execution Planning Guide )2.1版、(3).BIM執行計畫內容( BIM Project Execution Plan Content )2.1版、(4).機電安裝施工之空間協調與交付、(5).規劃執行與管理資訊移交等。

統合BIM標準 第三版朝國際化

2015年7月22日,NIBS比預期稍晚,終於公布NBIMS-US V3[3],簡單的說,此版的章節架構和前一版本一樣,而整體內容比第二版擴充許多新的標準,內容也較為詳盡。例如第2章,除了在原來第二版已有的IFC、IFD/bsDD、XML、OmniClass以外,增加(1).由Solibri及Tekla兩家公司提出之BIM協同作業的格式標準BCF(BIM Collaboration Format),(2).由AIA提出,目前BIM Forum負責制定的LOD規範,(3).將BIM與CAD相關作業規定融入到原有的新版美國國家CAD標準 – United States National CAD Standard® (NCS) – V5。OmniClass分類編碼標準在V3有顯著強化的跡象,除了V2六個Table以外,一口氣增加了11、12、31、33、34、41、49七個Table。此章主旨在參考性標準,既為參考性,就是保有參考之彈性,也有繼續擴充與深化之可能性。NBIMS-US企圖統合BIM各路標準,企圖朝國際化開放BIM資訊交換環境的既定目標挺進的意味相當濃厚。

第3章為BIM常見術語與定義,和第二版較大的差異在增加了分類,BIM在近幾年內像雨後春筍一般在國際間強勢成長,新技術、新工具、新名詞不斷迸出。本章術語主要以出現在NBIMS-US內容中的詞彙為主,而且係經參與聯盟之會員共識決定而產生,這些術語從第二版的129個(沒分類)增加到第三版的189個,分類為(1).一般的術語( 縮寫)117個,(2).引用的術語(縮寫)有30個,(3).相關BIM組織(縮寫)有28個,(4).常見相關數位資料格式與XML有14個。該委員會承認這些術語並不完善,期望各界再積極提供,彙整成更具參考價值的普及標準BIM詞彙庫。

V3版的第4章應該算是NBIMS標準所追求最原始之開放資訊環境的目標,所謂資訊交換標準,buildingSMART組織從2005年更名重組以後,積極朝IDM、MVD技術調整方向發展後,具體成果都陸續示現在第4章,COBie是最典型的成果。多年來,由COBie資訊交換標準格式的成功,延伸出更完整的建築物生命週期資訊交換標準-LCie,及相關評估技術與文件。並且以COBie為範本,逐步發展出可供軟體廠商開發依循的幾個特定專業資訊交換標準,例如建築物規劃階段的資訊交換標準 – BPie(Building Programming information exchange),電氣資訊交換標準 – SPARKie(Electrical information exchange),空調系統的資訊交換標準 – HVACie(Heating, Ventilation and Air Conditioning information exchange),給排水系統的資訊交換標準 – WSie(Water Systems information exchange)等。COBie標準在V3版已更新為2.4版,基本上總的要求內涵已和英國COBie UK 2012一樣,只是部份工作表在現階段兩國要求稍有優先順序之差異,此部分應另闢文章說明。其他有關空間規劃、能源分析、成本估算的資訊交換標準仍延續V2。

第5章BIM實務應用文件方面,(1). Minimum BIM已升為第2版、(2). BIM執行計畫指引(BIM Project Execution Planning Guide)仍為2.1版、(3). BIM執行計畫內容( BIM Project Execution Plan Content )也是2.1版、(4).機電安裝施工之空間協調與交付(Mechanical, Electrical, Plumbing, And Fire Protection Systems (MEP) Spatial Coordination Requirements for Construction Installation Models and Deliverables)還是維持2012年5月的版本、(5).規劃執行與管理資訊移交(Planning, Executing And Managing Information Handover)也是2011年6月的版本。V3版又增加了三個標準,(6).設施業主的BIM規劃指引(BIM Planning Guide for Facility Owners),在2013年6月公布的第2版,(7).實作BIM契約要求-美國陸軍工兵對於設計施工專案的BIM契約要求(Practical BIM Contract Requirements US Army Corps of Engineers BIM Contract Requirements for Design Build Projects),(8). BIM的用途:分類和選擇BIM用途(The Uses of BIM: Classifying and Selecting BIM Uses),這是2013年10月完成的0.91版。V3的附錄A與附錄B,和V2一樣說明專案委員會管理規則及第一版資料。

使用對象設定 兩大族群

美國國家BIM標準(NBIMS-US™V3)是專為兩種特定人士制定:

1. 軟體開發商和供應商。

2. 實務文件的實作者,包括設計、工程、建造、業主和建築完工使用階段的營運者。

對軟體開發商和供應商而言,NBIMS-US V3明確規劃出(1).參考標準(Reference Standard)及(2).交換資訊標準(Exchange Information Standards)兩大主軸。未來的版本應該還會持續在這兩大類的標準不斷發展。另外為架構更為成熟可行的實務文件參考標準,buildingSMART已開始著手規劃一套系統,來組織建築知識、技能和系統,並分成四大領域:設計、採購、組裝和營運。又將此四大領域相關屬性組編成下表,共有64種主題:

          Design         

         Procure        

        Assemble        

        Operate         

       

     Requirements     

        Suppliers       

         Quality         

     Commission      

Program

Qualifications

Testing

Startup

Schedule

Availability

Validation

Testing

Quality

Stability

Inspection

Balance

Cost

Capacity

Acceptance

Training

          Site            

        Material         

          Safety         

         Occupy        

Zoning

Submittal

Requirements

Leasing

Physical

Selection

Logistics

Building Management

Utilities

Purchase

Training

Security

Environmental

Certification

Inspection

Tenant Services

           Form           

     Contracting      

         Schedule        

           Modify         

Architecture

RFQ

Fabrication

Assessment

Structure

RFP

Deliveries

Refurbish

Enclosure

Selection

Resources

Renovate

Systems

Agreement

Installation

Demolish

        Estimate        

          Price          

          Cost          

        Maintain       

Quantity

Quantity

Productivity

Prevention

System Price

Unit Price

Solicit

Scheduled

Comparison

Labor

Pricing

Warranty

Escalation

Equipment

Selection

Contracted

承先啟後 標準制定趨成熟

展望未來,感受到BIM技術在國際營建產業間不會退轉的趨勢,要求新建工程導入BIM的專案快速增加,NBIMS-US的專案委員會有信心會有愈來愈多的業界人士加入,產業正處於一個承上啟下的態勢,考慮更周詳、更嚴謹、更成熟可行的標準制定,必會加快腳步完成,BIM的實施,應該成功可期。

未來的建築產業在技術升級的需求越來越大,這已不只是單方一廂情願的問題,而是人類科技進步帶動的時代巨輪連鎖引發的效應造成的生存競爭,無法避免也不可能逆轉的事實,不面對就是自然淘汰。遺憾的是建築產業因為牽涉太廣太複雜而不太容易在短時間內立竿見影,太需要業界群策群力團結合作來達成;英國政府與產學間的合作,有計畫地朝理想一步步踏實邁進,已成為國際間公認的典範,過程當然也有人唱衰,但凡勇敢走過,必留後人值得遵循的寶貴痕跡,他們的努力與發展方式,非常值得國人參考與效法。無論是英國的BIM任務團隊(BIM Task Group),或是美國NIBS與buildingSMART的團隊成員,都在為建築產業的明天汲汲營營的努力著,希望這個古老的產業在科技化時代裏能快速而充分的融入到人類進步的每一個環節中,讓建築物的生產在不致掣肘人類天生創造力的前提下,跟隨人類科技腳步,大步前進。

參考文獻

1. NIBS,2007,”United States – National Building Information Modeling Standard – V.1 – P.1:Overview, Principles, and Methododgies”, National Institute of BUILDING SCIENCES, buildingSMART alliance.

2. NIBS, 2012, ”National BIM Standard – United States™ Version 2” , National Institute of BUILDING SCIENCES, buildingSMART alliance.

3. NIBS, 2015, ”National BIM Standard – United States™ Version 3” , National Institute of BUILDING SCIENCES, buildingSMART alliance.

(本篇刊載於營建知訊398期第55-61頁)