BIM應用于設施維護管理之機會與挑戰(zhàn)（上）

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文/吳翌禎 國立高雄應用科技大學土木工程系副教授

謝尚賢 國立臺灣大學土木工程學系教授

目前工程業(yè)界已開始積極投入BIM技術的應用與開發(fā)，而BIM的技術支援項目涵蓋了整體工程的生命週期，期望利用BIM技術中資訊整合及視覺化的特點，從規(guī)劃設計到施工再到營運維護管理，皆能實現(xiàn)BIM的利益。

建筑物的生命周期主要分為早期的規(guī)劃設計階段、中期的施工階段及后期的營運維護管理階段，尤其后期設施維護與管理階段所歷經的時間通常長達幾十年，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，都應是不可忽視的重點。然而，因為過去建筑物的產品資訊，受限于技術及長久的習慣，多是利用2D工程圖來表達并往生命周期的下游傳遞，一些營運維護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，加上此階段資訊產生與變動的量既多又複雜，因此，如何能有效率地進行設施維護與管理，到目前為止仍是件相當不容易的工作。

國際設施管理協(xié)會（International Facility Management Association，簡稱IFMA）給「設施管理」（Facility Management，簡稱FM）的定義是「一門涵蓋多學科，并以整合人員、地點、流程及科技，來確保人造環(huán)境能充分發(fā)揮其應有的功能之專業(yè)」（”Facility management is a profession that encompasses multipledisciplines to ensure functionality of the built environment by integratingpeople, place, process and technology.”）。因此，設施管理的主要目的是確保各設備及設施保持正常運轉狀態(tài)以達到設置功能。而為了有效做好設施維護管理，在初期階段就要做好設施維護管理的規(guī)劃設計，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施，對其業(yè)務的成功推動是必要的，而隨著營建產業(yè)之規(guī)模增大及架構之復雜化，以電腦資訊提升產業(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，如何有效的進行資訊整合及視覺化，以及如何利用快速進步發(fā)展的新科技，例如BIM（Building Information Modeling），以利設施維護管理，此乃當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技術的應用與開發(fā)，而BIM的技術支援項目涵蓋了整體工程的生命週期，期望利用BIM技術中資訊整合及視覺化的特點，從規(guī)劃設計到施工再到營運維護管理，皆能實現(xiàn)BIM的利益。

在以BIM技術進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，光這一點便有助于提高專案資訊管理的品質，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計及施工階段使用，尚未全面性地考量后續(xù)營運維護所需的資訊，因此為了讓BIM應用能更全面化，國內外已有越來越多的學者專家開始研究如何應用BIM技術來協(xié)助后續(xù)的設施維護管理工作。例如，Teicholz, P. & IFMA Foundation^[1]就將目前正嘗試應用BIM技術于設施管理上的一些實際案例集結成書，說明實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國家標準（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、設計、施工和營運，考量了后續(xù)營運維護階段所需之設施維護管理需求，其內容不止包含BIM模型標準和最佳實務的確立、技術開發(fā)、部署/實施方案，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準、必要的工作流程、相關BIM應用軟體等，目前已是各國制定相關BIM標準時的重要參考資料。

從一些調查資料與研究文獻中也發(fā)現(xiàn)，隨著BIM技術的應用在建筑行業(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，來維護及管理他們的設施。以下針對BIM技術應用于設施維護管理之機會與挑戰(zhàn)，提出一些淺見，供大家參考。

BIM技術代表著新的觀念和做法，它不但可大大減少各種重復作業(yè)的浪費并提升建筑行業(yè)的效能，也有機會大幅改變傳統(tǒng)的工程執(zhí)行模式和商務架構。如今，導入BIM于工程中已是不可抵擋的趨勢，除了BIM技術可為設計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施管理作業(yè)帶來的更大的益處與機會：

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用于設計施工階段，亦可以應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人員可持續(xù)更新與維護此BIM模型，最后在建筑物興建完成后將此BIM模型應用于設施管理功能上，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。當然，Howell和Batcheler提出的是一個理想化的概念模型，在BIM的應用實務上，因為不同生命周期階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成本恐相當龐大，技術難度也很高，且模型的應用效能通常不會很好，所以，目前的實務是將重點放在，于生命周期中逐步整合建立一個以設施維護管理為應用目標的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用的單一模型。

傳統(tǒng)設施管理多憑人工回報問題與設施位置，然后派人工去現(xiàn)場檢視與進行維修決策后，再派工去現(xiàn)場完成維修工作。此種方法相當耗費人力與時間，不僅無法即時地正確掌握現(xiàn)場狀況，且反應時間慢，加上若沒有完整正確的相關建筑物或設施資訊，便容易發(fā)生誤判。BIM技術是以3D模型展示為基礎，結合設施工程專案等各種相關資訊的工程資料模型，可用以支援建筑物或設施的整合管理，可輔助建筑設施之空間管理，并模擬建筑設施內、外部的視覺效果，亦可清楚顯示建筑設施各個功能區(qū)的空間分佈。當有維修需求時，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建筑資訊與維護管理資訊，減少需要派工至現(xiàn)場檢視調查才能進行維修決策之人力與時間成本，若加上良好的維修紀錄與備料管理，則更能大幅縮短維修時間，增加管理效率及客戶滿意度。

目前的設施基礎資料、竣工圖面、設備維護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，且于設備發(fā)生狀況時，維護人員不易立即取得相關資訊以進行問題判斷與維修決策，進而影響維護管理工作效率。如能利用3D BIM模型于設施營運維護的知識管理與功能整合，并善用BIM的資訊視覺化、電子商務化、可模擬分析性等特點，應可大幅改善傳統(tǒng)的人工管理流程，并降低設施維護成本。例如，以BIM資訊模型為基礎的設施維護知識管理平臺，可提供使用者于視覺化的立體場景中自由檢視設施位置與相關屬性資料（例如品牌、型號、供應商等），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，并可從空間與設施系統(tǒng)的角度來進行維修模擬分析；若再輔以歷史維護資料與案例查詢，應可大幅提升決策判斷之品質，降低維護人力及時間成本。

雖然BIM后期可為設施管理作業(yè)帶來的更大的益處與機會,但要實現(xiàn)他們，仍有多項BIM技術應用上的挑戰(zhàn)需要克服，BIM技術在應用上究竟面臨什么樣的挑戰(zhàn)？該如何能有效率地進行設施維護與管理？更多精彩內容，請關注下期微信。