杜風 44 期 特別報導

BIM的推動及「工程資訊模擬與管理研究中心」

郭榮欽 博士

工程資訊模擬與管理研究中心執行長

 

台北市捷運局「BIM技術實作與應用」訓練班結業頒發證書合照

何謂BIM?

建築資訊模型(BIM,Building Information Model)是建築學、工程學及土木水利工程的新技術、新方法;它包含了資訊模型(Information Model)及建構與應用此模型之程序(process)。BIM一詞雖由Autodesk在最近十年內首創,但BIM的概念與發展早在八十年代就已逐漸成形。它是用來形容以3D圖形為主、並應用物件導向技術在建築工程有關的電腦輔助設計。起初這個概念源自美國喬治亞大學的查爾斯伊士曼(Charles Eastman)在80年代所出版的"Building Product Models"一書,然後再由Jerry Laiserin整合Autodesk、Bentley系統軟體公司、Graphisoft所提供的資訊技術向世人推廣。它是建築物生命週期中所有圖文資訊的數位處理與呈現方式,用來協助工程界跨領域或跨生命週期階段間數位資訊的交換與整合。

依據創造此一概念的Autodesk所賦予的定義,建築資訊模型是指建築物在其生命週期中,包括規劃設計和發包建造與營運管理過程中,建置和使用的"可運算與處理之數位資訊"。而這些數位資訊能夠被程式系統自動管理,使得經過這些數位資訊運算與處理所得的各種文件,自動地具有彼此同步調整、一致的特性。

 

臺大土木研究大樓之BIM模型

 

如果用比較簡化的方式來解釋,可以將建築資訊模型視為數位化的建築三維幾何模型;此外,這個物件導向式的模型中,所有建築構件背後所定義與包含的圖文資訊,除了幾何外,同時具有建築物生命週期中所源生與衍繹的資料。這些資料提供程式系統充分的運算與處理依據,使這些程式能根據構件的資料,自動處理出查詢者所需要的準確資訊。此處所指的資訊可能具有很多種表達型式,諸如建築的平面圖、立面、剖面、詳圖、三維立體視圖、透視圖、材料表或是計算每個房間自然採光的照明效果、所需要的空調通風量、冬、夏季需要的空調電力消耗等等。

成立「工程資訊模擬與管理研究中心」的重要性

BIM是建築物生命週期圖文資訊骨幹的建構與管理運用歷程,是工程資訊骨架的本源資訊基礎建設,所有的工程行為都可以用此資訊基礎建設做為根據地來推演與回饋,而其相關的工程元件資訊量、資訊模擬的技術面、管理的策略面等都是龐大且複雜的研發課題,因此能考量國人工程習性與規範的資訊骨架基礎建設研發工作實刻不容緩,它的實踐將會對我國工程文化產生不小的質變,且能順應世界趨勢,推進國際工程市場,也十分關鍵,可謂影響國家競爭力既深且廣。綜上所述,成立「工程資訊模擬與管理研究中心」(簡稱臺大BIM Center)來全面推動相關研究,絕對有其重要性。所以『工程資訊模擬與管理研究中心』成立的宗旨,在為我國工程之產官學研各界推動工程資訊模擬暨管理應用等技術發展上建置一個合作及推展的平台,方便交流、凝聚共識、成果分享、協助訓練、為工程作業新模式蔚成氣勢、樹立標準,為奠基我國工程資訊之建置、模擬與管理、應用等技術能完全和資訊時代國內百業發展與時俱進,並與國際工程界順利接軌。

臺大BIM Center推動策略

臺大土木在2009年9月成立「工程資訊模擬與管理研究中心」,以推動土木水利與建築工程之資訊基礎建設,奠基我國工程資訊之建置、模擬與管理、應用等技術能完全和資訊時代國內百業發展與時俱進,並與國際工程界順利接軌。本中心將積極規劃與國內外相關之產官學研單位進行交流及合作,具體方案如下。

 

臺大BIM Center三大工作計畫

 

在本中心所推動的計畫中,將主要分為三大項:(1) 政策法規與標準、(2) 技術發展與工具應用、及 (3) 教育訓練與推廣,來推動營建業3D CAD/BIM技術的提昇,進行現況及計畫推動事項的說明如下:

1. 政策法規與標準研究:

(1) 現況:目前國內政策法規尚未有3D CAD/BIM應用之相關配套措施,故在推動時,對營建產業的誘因不強。以美國為例,其聯邦總務局(GSA)公告唯有使用3D CAD/BIM之技術才能參與公共工程,不僅提升了營建產業的技術外,更可確保品質的要求。

(2) 推動事項:已於2010年的四月一日於國立臺灣大學土木工程系舉辦營建產業3D CAD/BIM經驗分享座談會,邀請數家國內居龍頭地位的工程顧問與營造廠商,還有台北市捷運工程局,對目前產業對3D CAD/BIM的經驗與需求進行分享與探討,進行產官學的多面向溝通,未來希望可透過此計畫來邀請政治法律及工程領域之學者專家,一起進行政策法規之研擬與BIM標準之研究,希望可以協助推動BIM相關技術應用與標準制定之相關研究。

 

臺大BIM Center辦理BIM趨勢論壇之部分論文集冊

 

a.  政策法規面:推動政策與相關配套法規之研究。包括工程結構物生命週期相關法令規範之研究及協助政府與民間制定相關法令規範。

b.  標準導入面:營建產業導入及應用BIM, IFC, ifcXML, aecXML等標準之研究、標準元件庫之建置研究。也包括工程結構物生命週期歷程、各階段管理資訊、與資訊交換介面之研究。

2. 技術發展及工具應用:

(1) 現況:營建產業電子化及自動化,需要配合好的政策法規才能有效升級。但除了法規面外,進行技術發展及工具應用也是十分重要的課題。目前業界已有多家工程顧問公司(例如中興工程顧問公司、臺灣世曦工程顧問公司、中華顧問工程司等)都開始在進行3D CAD/BIM的應用探討。

(2) 推動事項:本計畫將協助業界解決3D/BIM的應用時之導入問題及提供應用導入的技術與諮詢服務。除了應用技術與工具之研發外,更會透過相關座談及研習會等方式,與產業界保持密切交流,將現有技術加值應用於營建產業中,致使產學合作達到最大效益。

 

臺大土木研究大樓之機電管線部分BIM模型圖

 

a.  工具應用面:Autodesk, Bentley, Intergraph, Tekla等之應用研究。

b.  技術研發面:3D/4D/BIM CAD技術之加值研發。也包括工程模擬技術、圖文整合技術、工程資訊與知識管理技術、工程元件統整與建置技術等之研究。

3. 教育訓練與推廣:

(1) 現況:由於3D/BIM的技術日漸重要,一些研究單位(例如:財團法人臺灣營建研究院)已規劃舉辦相關研習會及訓練班進行現有人力培訓,近年來國立臺灣大學土木工程學系亦針對相關議題開設相關課程,期望可以向下紮根技術知識,培育未來人才。

(2) 推動事項:由於教育需要學校的長期推動配合,國立臺灣大學土木工程學系除了進行課程改革外,更已與主要BIM工具軟體業者(例如:Autodesk、Bentley等)建立產學合作關係,並已有實質的產學合作績效,學生因此可在學校學習多元化之工程技術,並參與實際工程設計或規劃,培養未來競爭力。另外臺灣大學土木工程學系亦透過產學合作計畫,編撰相關BIM應用手冊及書籍(例如:「Revit 在建築工程的應用」與「Revit 在結構工程的應用」),協助業界導入3D/BIM技術。

a.  教育政策面:工程教育政策、教材改革與人才培育目標修正之探討,及資訊時代工程教育改革與國際工程教育趨勢研究。

b.  訓練推廣面:教材編撰、學校與在職教育訓練(舉辦教育訓練班、研習會、論壇、成果發表會…)。
c. 研發訓練課程:邀請及整合校內外工程資訊模擬與管理專業人才,共同研發及編撰工程資訊模擬與管理教材及相關教育訓練課程設計,並出版專書,以利研究與實務之經驗傳承。

d.  技術移轉:透過產學合作將研發成果移轉給業界應用。

 

臺大BIM Center 「BIM實務應用工作坊」開班授課情形

 

BIM專書出版


4. 人才培育與國內外學術交流

如前所述,本中心成立宗旨首重能提昇國內工程資訊科技之研發實力及相關人才培育,而研發成果希能直接帶動國內工程界生產與管理技術的大幅變革及效能的增進,並厚植國內工程業界進軍國際工程市場之競爭實力。因此,人才培育與國內外學術交流即為本中心相當重要的推動任務之一,擬以下述方式推動:

(1) 人才培育

a.  研發人才培育計畫:以中心既定之領域知識架構為本,所擬定出各分支之研究子計畫,結合有志於此之碩博士研究生,一起建構「工程模擬與管理」專業知識領域,為國家培植此專業領域之研發人才。

b.  成果導入推展人才培訓計畫:配合建教合作研發計畫,進行合作機構之實際案例的研發成果導入及實作種子人力培訓計畫,並整理研發成果向公部門提出政策面之可行性與成效的建議。

c.  成果應用人才訓練計畫:為推動國內工程資訊化作業的徹底質變,本中心除了須儘速完成以最新資訊技術與理論所架構的工程資訊基礎建設規劃藍圖,並與公部門政策密切配合,進行全國應用普及化的人才訓練計畫。BIM Center為台北市捷運局規劃開辦的BIM人材訓練課程,課程內容包括:BIM技術原理介紹、BIM技術工具發展概觀、案例操作介紹、BIM在捷運工程生命週期各階段的執行過程剖析、BIM技術在捷運工程各階段建模的實作介紹、建模的應用探討、政策面與法規面探討、BIM模型圖文語彙規則、BIM成果驗收與資訊模型辨識技能初探、案例說明與情境學習、BIM協同作業平台工具功能探討、歐美與亞洲BIM發展探討與趨勢剖析。下圖為進行「案例說明與情境學習」課程時分組討論的情形。

 

台北市捷運局「BIM技術實作與應用」訓練班上課分組討論情形

 

(2) 與國內產官學研交流

本中心企圖將土木、水利、建築等所有工程,從其規劃設計、發包施工、營運管理等生命週期中所有的圖文資訊,用最新的資訊技術理念重新架構起緃向與橫向的緊密關連關係,提供在此生命週期中所有相闗作業的應用與回饋。因此,所有國內產管學研無論過去、目前或未來與工程相關的作為,皆與本中心研發課題有關,本中心皆會虛心學習與積極參與。

a.  與國內產業界交流:本中心將積極與國內大型工程顧問公司與營建公司密切交流,並與建築師公會、土木技師公會、結構技師公會、全國營造公會等保持密切聯繫。

b.  與國內公部門交流:公共工程委員會為全國工程政策最高擬定機構,內政部營建署、建研所、經濟部、交通部、教育部以及全國地方政府負責公共工程之政策推動及執行,中心本於一起承擔國內營建產業升級之責,當與其積極交流。

c.  與國內教育界交流:與全國大專院校之相關工程科系所,保持資訊交流暢通,共同分享BIM教學心得。

d.  與國內學術界交流:與國科會、內政部建築研究所、台灣營建研究院等國內工程研究單位進行研究交流。

(3) 國外學術交流:與國際BIM相關研究機構建立合作與交流,下圖為BIM Center組團前往德國與Bauhaus University合辦BIM Workshop,成員前往柏林參訪德國國會大廈合影。

 

BIM Center與德國Bauhaus University合辦BIM Workshop,成員合影


歡迎加入我們的行列

歡迎有興趣對BIM進一步瞭解的人可與我們聯繫,本中心在國立臺灣大學土木工程學系之土木研究大樓901室(地址在台北市大安區辛亥路三段188號:在辛亥路與基隆路路口,國家地震中心隔壁)。

     BIM中心的網址:http://bim.caece.net

     BIM中心的電話:(02)3366-4326

     BIM中心的傳真:(02)2739-0519

 

BIM中心在臺大土木研究大樓九樓901室