BIM應用于設施維護管理之機會(huì )與挑戰（上）

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文/吳翌禎 國立高雄應用科技大學(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(kāi)始積極投入BIM技術(shù)的應用與開(kāi)發(fā)，而B(niǎo)IM的技術(shù)支援項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(jué)化的特點(diǎn)，從規劃設計到施工再到營(yíng)運維護管理，皆能實(shí)現BIM的利益。

建筑物的生命周期主要分為早期的規劃設計階段、中期的施工階段及后期的營(yíng)運維護管理階段，尤其后期設施維護與管理階段所歷經(jīng)的時(shí)間通常長(cháng)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(lái)看，都應是不可忽視的重點(diǎn)。然而，因為過(guò)去建筑物的產(chǎn)品資訊，受限于技術(shù)及長(cháng)久的習慣，多是利用2D工程圖來(lái)表達并往生命周期的下游傳遞，一些營(yíng)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(lái)，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(dòng)的量既多又複雜，因此，如何能有效率地進(jìn)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(huì )（International Facility Management Association，簡(jiǎn)稱(chēng)IFMA）給「設施管理」（Facility Management，簡(jiǎn)稱(chēng)FM）的定義是「一門(mén)涵蓋多學(xué)科，并以整合人員、地點(diǎn)、流程及科技，來(lái)確保人造環(huán)境能充分發(fā)揮其應有的功能之專(zhuān)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劃設計，以利日后有效管理并節省成本�，F今越來(lái)越多的企業(yè)或組織開(kāi)始相信，井井有條的管理與高效率的設施，對其業(yè)務(wù)的成功推動(dòng)是必要的，而隨著(zhù)營(yíng)建產(chǎn)業(yè)之規模增大及架構之復雜化，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(lái)的議題是，在大量的資訊與數據洪流中，如何有效的進(jìn)行資訊整合及視覺(jué)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），以利設施維護管理，此乃當前值得深思與探討的問(wèn)題。

目前工程業(yè)界已開(kāi)始積極投入BIM技術(shù)的應用與開(kāi)發(fā)，而B(niǎo)IM的技術(shù)支援項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(jué)化的特點(diǎn)，從規劃設計到施工再到營(yíng)運維護管理，皆能實(shí)現BIM的利益。

在以BIM技術(shù)進(jìn)行資訊整合的過(guò)程中，前期所輸入之資料可繼續且多次地供后續階段的其他人員使用，節省資料重制時(shí)間，并提高資料的再利用，光這一點(diǎn)便有助于提高專(zhuān)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(guò)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營(yíng)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(lái)越多的學(xué)者專(zhuān)家開(kāi)始研究如何應用BIM技術(shù)來(lái)協(xié)助后續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(shù)于設施管理上的一些實(shí)際案例集結成書(shū)，說(shuō)明實(shí)施過(guò)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(jiǎn)稱(chēng)NBIMS）^[2]中，亦分別從建筑生命週期的四個(gè)階段：規劃、設計、施工和營(yíng)運，考量了后續營(yíng)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(shí)務(wù)的確立、技術(shù)開(kāi)發(fā)、部署/實(shí)施方案，以及專(zhuān)案規劃和生命周期管理，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(guān)BIM應用軟體等，目前已是各國制定相關(guān)BIM標準時(shí)的重要參考資料。

從一些調查資料與研究文獻中也發(fā)現，隨著(zhù)BIM技術(shù)的應用在建筑行業(yè)中持續加溫，已有越來(lái)越多的建筑業(yè)主，開(kāi)始探索如何利用BIM模型中資訊與視覺(jué)化的優(yōu)勢，來(lái)維護及管理他們的設施。以下針對BIM技術(shù)應用于設施維護管理之機會(huì )與挑戰，提出一些淺見(jiàn)，供大家參考。

BIM技術(shù)代表著(zhù)新的觀(guān)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(huì )大幅改變傳統的工程執行模式和商務(wù)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(shù)可為設計與施工階段所帶來(lái)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(lái)的更大的益處與機會(huì )：

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(gè)生命周期（Building Life Cycle）。生命周期各階段的相關(guān)人員可持續更新與維護此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，便可節省傳統設施管理系統中資料必須重制的人力成本與時(shí)間，并減低人為錯誤的可能。當然，Howell和Batcheler提出的是一個(gè)理想化的概念模型，在BIM的應用實(shí)務(wù)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(gè)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(shù)難度也很高，且模型的應用效能通常不會(huì )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(gè)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(gè)能支援全生命周期中所有應用的單一模型。

傳統設施管理多憑人工回報問(wèn)題與設施位置，然后派人工去現場(chǎng)檢視與進(jìn)行維修決策后，再派工去現場(chǎng)完成維修工作。此種方法相當耗費人力與時(shí)間，不僅無(wú)法即時(shí)地正確掌握現場(chǎng)狀況，且反應時(shí)間慢，加上若沒(méi)有完整正確的相關(guān)建筑物或設施資訊，便容易發(fā)生誤判。BIM技術(shù)是以3D模型展示為基礎，結合設施工程專(zhuān)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(jué)效果，亦可清楚顯示建筑設施各個(gè)功能區的空間分佈。當有維修需求時(shí)，管理人員可即時(shí)透過(guò)3D BIM模型環(huán)境檢視了解問(wèn)題發(fā)生的正確位置，并由資料庫取得所需的相關(guān)建筑資訊與維護管理資訊，減少需要派工至現場(chǎng)檢視調查才能進(jìn)行維修決策之人力與時(shí)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(shí)間，增加管理效率及客戶(hù)滿(mǎn)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(shí)，維護人員不易立即取得相關(guān)資訊以進(jìn)行問(wèn)題判斷與維修決策，進(jìn)而影響維護管理工作效率。如能利用3D BIM模型于設施營(yíng)運維護的知識管理與功能整合，并善用BIM的資訊視覺(jué)化、電子商務(wù)化、可模擬分析性等特點(diǎn)，應可大幅改善傳統的人工管理流程，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(jué)化的立體場(chǎng)景中自由檢視設施位置與相關(guān)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(shuō)、文件資料等）的多方向性互動(dòng)查詢(xún)功能，并可從空間與設施系統的角度來(lái)進(jìn)行維修模擬分析；若再輔以歷史維護資料與案例查詢(xún)，應可大幅提升決策判斷之品質(zhì)，降低維護人力及時(shí)間成本。

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