[營建知訊] 隨需BIM的新可能

隨需BIM的新可能
 
康仕仲  國立臺灣大學 土木工程學系教授
土木工程學系BIM中心副主任
 
建築資訊建模(BIM)的價值已逐漸被業界認同,它不但可以促成協同作業的新模式,減少不必要的重複作業流程所造成的資源浪費,改善營建各階段的生產力,更能夠同步保存各專業於建築生命週期中所產生的重要資料。
 
BIM整合是艱辛工程
理想的BIM有一個先決條件,那就是無縫的資訊整合。然而無奈的是,要整合龐大複雜的營建資訊,其實無比困難。
營建產業從規劃、設計到施工,動輒五到十年,再加上進入營運階段後,整個生命週期更往往要超過五十年。資料要保存到五十年之久,談何容易?以資訊科技進步的速度,十年前製作的2D CAD模型檔案,就已經有可能無法開啟了,更遑論複雜的建築資訊模型。要在工程規劃初期就能預測到資訊技術的發展,達到整合良好的BIM模型,並讓建築生命週期的數十年間,都能有效的利用建築資訊,這幾乎是不可能的任務。再加上營建產業具有從業人員多、工種多、權責分工複雜的特性,要整合BIM技術,更是難上加難。
 
 

過去二十年間,筆者經常聽到專業人員每每在談到建築資訊時,總是不斷地強調整合的好處,但也會立即說起整合的難處,其中包含了誘因不足、使用資訊方法不同、建模軟體不同等。任何一個環節就足以導致資訊無法有效地使用。不禁令人質疑:究竟整合是否是一條不可能的道路?我們是不是該開始思考不同的方向?

當雲端技術遇上資料科學
此時正值雲端技術與資料科學快速發展,帶來了新契機,值得BIM領域專家思考。雲端技術的發展,使硬體的限制逐步轉換成為專業的雲端服務,對各產業而言,大量的資料非常便捷的即可放置到一個平台上,而且幾乎可以無限制地擴充。當資料全部都在同一個平台上時,資料科學就變得非常實用。這些在雲端的資料,有機會透過人工智慧的方式疏理,人們得以方便地從龐大的資料中取出他們所關心的資訊,也能探索資料的關聯性,形成更高階的決定。換句話說,我們可以把BIM資訊整合的困難,從資料取得與建立之初,轉移到資料取用時的階段,這樣的作法,會更貼近使用的需求,也不會浪費許多資源在不確定的資料整合上。
 
隨需BIM的新可能
雲端技術的新趨勢,也讓筆者在思考BIM整合的另一個可能:隨需BIM(On-demand BIM)。
所謂的隨需BIM也就是不在BIM資料產生時整合資訊,而是在取用時,才根據使用者需求,在現有分散的工程資訊中,取用出所需的資訊,甚至透過自動化的方式,整合出符合需求的BIM。圖一中的左圖,即是現有的BIM整合思維,所有BIM的產生者,包含建築師、結構技師、營造廠、營運單位等,都必須把產生的模型資料繳交給BIM中心的管理者,而管理者則必須確認模型的正確性,將各類資訊整合起來,以利後續的使用。如此一來,未來的使用者,很可能是業主或營運者,就可以方便地使用BIM資訊。但這樣的設想實在過於理想性,BIM在整合時其實不容易包含所有的使用情境,再加上整合與使用之間可能有長達數年甚至數十年的時間差,人事異動、物換星移,整體上相當的不容易。
再來看圖一右則是更為恰當的隨需取用的BIM環境。建築師、結構技師、營造廠、營運廠商等BIM產生者,可以直接把發展中的BIM模型放進雲端環境中。由於所有的資料都已經在雲端平台,工程師即可根據各類需求,發展不同的BIM整合程式,並依據需求給予方便使用的檔案。舉例而言,一家醫院在營運的第十年需要更新氧氣設備,此時隨需取用的BIM就可以套疊當初的氧氣管線與結構圖,找出相關的圖資,並以pdf檔產出,方便醫院專業人員與設備廠商進行設備更新的討論。同時,也可以提供管道間的相關CAD圖檔,施作廠商則可據此進行細部設計。而在完工後,又可以把新的BIM模型放置到雲端,以利後續使用。
隨需BIM可以應用許多資料科學的技術。除了雲端平台外,首先應該要先發展出自動化的資料彙整機制,使之能夠擷取資料庫裡的資料、自動整併資料,並依需求輸出成特定的格式。隨需BIM也可利用機器學習,在非結構的資料裡,根據使用情境,尋找最需要的資料,並透過人工智慧,解析BIM的空間資訊與編修的時間資訊,快速整合出貼近使用需求的資訊。此外,也可以透過紀錄分析使用者行為,找到BIM最常被使用的方式,在雲端持續產製相關的模型,以利及時取用。
 
節省成本且貼近使用需求
簡單來說,隨需BIM能夠透過雲端技術與資料科學的各種方式,根據使用者需求,整合出所需的建築資訊。由於只要精確地準備所需資料,應可大幅減少BIM整合所需的資源。目前隨需BIM只是個概念,相關的自動化技術及人工智慧方法仍有待開發。比較起BIM整合的資源與複雜度,筆者認為,隨需BIM具有較大的潛力,值得工程界先進參考。

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圖一  整合的BIM(左)隨需BIM(右)比較圖

轉載自營建知訊第408期頁73-75