建築資訊模型技術於辦公室管理之導入實務

前言

目前台灣BIM之應用，主要是設計階段及施工階段工程管理為主，鮮少應用於日常營運維護管理。所以公共設施服務部將本著後續日常營運維護管理為目標，於2012年決定以竹科十二廠六期辦公大樓為範例導入BIM，並將模型資訊延伸至後續營運管理的應用。期望本案將BIM導入於台積電廠區新建工程及建置過程中與協力廠商協調建置的重要經驗，建立一個以物管應用為目標的BIM模型資料庫，並將此模型資料庫套用物管所需的基本行為模式，進行最終成果的檢核與呈現。

團隊組織與工作內容

本案因專業分工細緻、參與協力廠商眾多，主要的工作團隊分為兩個階層：台積電新工處公共設施服務部為上位階層，各專業協力廠商及BIM模型建置團隊為第二階層，以較扁平化的組織架構強化彼此溝通協調效率。其工作內容區分以台積電公共設施服務部為資料控管與協調中樞，協調資料提供的各專業協力廠商及BIM模型資料庫建置團隊之溝通。公共設施服務部在提供需求目標、基本建置及編碼原則後，讓資料提供的各專業協力廠商直接與BIM模型建置團隊進行溝通，且自行檢核第一及第二階段的模型資料庫之完整性。最後成果再交付台積電公共設施服務部進行第三階段的檢核，達成嚴謹的三級品管效果，工作團隊及工作內容分配組織圖如 圖一所示。

確認目標需求

公共設施服務部根據日常營運管理需求進行探討，期望打造出模型資訊能雲端化、操作行動化、設備物件於圖面定位明確化、維護管理視覺化等目標，以增進未來營運管理的效益。以下列出本案BIM應用於營運管理之最終目標：

BIM模型須符合實際建物資訊

營運維護時須使部門工程師於操作模型時，清楚了解構件種類及與各設備上下游關係，藉此判斷其所屬系統，故建置模型時需考量其精細程度，以符合實際維護管理作業需求，並利用BIM視覺化特性呈現實際建物設備詳細資訊，以便於工程師進行維護作業。

系統操作及應用簡易

系統操作及人機界面的設計須建立在部門同仁易於操作的方式，如此才得以真正提高物管的效率，減少傳統作業模式所帶來的不便及資料管理不易掌控等缺點。

圖資查詢的便利性

模型建置完成後，考量建築物後續產生的變更及維護問題，需建立一套有效機制配合行動管理系統，方能立即有效解決日常維護管理的問題，使所有模型皆能與外部資料連結及溝通，以便未來進行各項營運管理系統整合。

BIM導入流程

根據上述之主要目標，本案制定BIM規劃與建置流程圖並訂立各檢核的節點以確保模型能達到建制時設定之目標，BIM規劃與建置流程圖如 圖二所示。

構件設備編碼系統建立

本案欲達成數位化管理的目標，在規劃時即建立一套統一且具邏輯的編碼系統，根據部門原有的營運管理模式，建模內容考量了透過可視性模型來分類，進行設備維護管理資訊的索引。建模來源資訊經過收集後，為確認資訊及版次是否如實，以確保判讀錯誤的問題減至最少，故其中模型資訊檢核的一個重點項目為確認編碼系統是否有建立於模型上面。

BIM模型資料庫建立

模型建置團隊在彙整所需的模型資訊、編碼系統、取得能夠連結的資料夾架構後，使用Autodesk Revit軟體系統依部門要求的模型建置細則，開始進行BIM 3D模型建立、原始圖面資料輸入、編碼系統置入、檔案轉換、外部物管資料串連、Autodesk Navisworks瀏覽平台建構及呈現等作業。建置的過程中持續保持與專業協力廠商之間的聯繫與溝通，以立即解決模型資訊所產生的疑義。

系統成果檢核及驗證交付

整體模型建置完成及瀏覽平台架構完成後，由公共設施服務部工程師偕同模型建置團隊至現場檢核。檢核方式首先將其與建築物現場外觀及設備先行比對，確保圖形及設備資訊正確，再以行動裝置模擬驗證於營運管理模式的應用，確保行動裝置平台之模型資訊是否可正確連結至該設備之外部資料，最後確認其應用及模式是否與初期提出的目標相符。

教育訓練及技術轉移

在確認模型成果交付的內容無虞後，因後續建築物空間仍有重新變更的需求，需協助廠商提供教育訓練，將模型修改成變更後的現場實際狀況及相關資訊連結的更新，以達到圖資即時更新目的。

BIM模型建置細則

營運管理應用所需管理的模型及資料量種類繁多且龐大，故須建立一套模型建置規則並將模型有系統的存放於資料庫中與設備元件內容的資料庫作彼此的連結，才能即時得到營運維護所需的資訊。

 

制訂編碼規則

本案的編碼分為兩大類，第一類為土建工程執行時的建築和內裝構件編碼，第二類為與營運維護管理直接相關的機電設備及管線資訊編碼。編碼原則主要分為五大階層，前段表示廠區與樓層區域編碼識別設備位置，後段將設備上下游關係用層級式代碼表示並依順序附流水編號，以利設備維護保養時可以清楚快速辨別設備的上下系統及其物件資訊的連結關係。

以機電空調設備編碼原則而言，機電空調設備的編碼原則因涉及設備與系統的關係，除了設備的定位如廠區與所在區域編號之外，同時載明系統供應源頭端的第一層設備編號及中繼設備的第二層設備編號，最終才為末端元件的流水編號。如設備本身沒有上下層的關係或僅為最上層唯一設備，直接顯示當層設備元件編號作為尾碼。空調系統設備編碼原則與區域分區代碼如圖三所示。

管線顏色管理

本案模型資料庫中管線的系統分類用特定的顏色作規劃管理，透過不同顏色區別突顯不同系統的視覺化方式呈現，以提高模型識圖及檢討之效率，管線系統顏色管理分色表如 表一所示。

圖資連結資料庫建立

資料庫內容須與完工驗收資料交付內容一致，各協力廠商須確實比對實際工程內容，如有變更須以最後版次為主。故由各協力廠商在其承包工程範圍內收集各設備及元件的型錄與規格表等文件，以公共設施服務部的編碼原則進行資料彙整，以樓層作第一層的資料分類，各樓層所屬之設備以編碼分類為第二階層，在此分類資料夾內放置對應的設備型錄、接線圖或迴路圖與使用手冊等資訊。十二廠六期BIM模型專屬分層設備連結資料目錄架構如 圖四、圖五所示。

由於設備資料目錄與模型資料庫保持連結關係，當利用模型查詢某系統設備的詳細資料，除了原有內建於BIM模型中的基本屬性之外，利用連結具邏輯及系統階層的資料，可讓使用者於開啟此目錄後點擊相關的圖表文件做營運維護的進一步研析。考量維護更新之問題，BIM模型資料庫與外部資料可獨自進行新增及修改作業，對於後端系統資訊更新將保有較大的彈性。

成果展示

十二廠六期建築物設備及構件眾多，本案針對營運維護所需的系統加強其模型精細度，其餘構件建置等級則不過份強調，以減少模型檔案容量過大，加重模型瀏覽軟體運轉之負荷，全部的設備元件分為建築、結構、機電三大類再細分元件種類，十二廠六期辦公大樓元件LOD對應表如 表二所示。本案模型元件的外觀與其內含資訊係根據元件的原始型錄所載的長寬高等尺寸及其他標示，所建立標準化的模型元件，並輸入相關的設備元件資訊，依營運維護所需適當的LOD等級存檔，作為往後台積電新建辦公室BIM模型建立時之應用模型庫。

本案考量工具使用的難易度及成本價格等各項因素，BIM模型資料庫的建置選擇Autodesk Revit軟體。利用Autodesk Revit建置BIM模型，運用其物件導向之特性及可自行輸入各項元件之屬性，將建築物的結構體、內外飾材、機電設備、系統串聯管路等的3D模型與物件資訊結合呈現，達到圖資表現之連動性。

由於BIM模型圖形複雜資料龐大，即時呈現及瀏覽上有其門檻，模型瀏覽工具選用Autodesk Navisworks以提高整體表現效率。主要功能為在於建築物內外環境做及時瀏覽，並可將此模型資料庫與外部設備資料目錄作連結。使用者於瀏覽過程點選連結即可開啟相關資訊且能查詢各構件的屬性資料，達到以圖找資的圖資管理目的。

本案根據BIM模型資料歸納準則、制訂編碼規則及管線顏色管理之原則，透過Autodesk Navisworks呈現BIM模型成果如下，建築物外觀及室內細部BIM模型展示如 圖六所示、

機電系統與相關設備展示如 圖七所示、

機房空調冰水管線展示如 圖八所示、

機房設施如圖九及 圖十所示及設備資訊細緻度如 圖十一所示。

利用Autodesk NavisWorks整併模型檔案後於相關設備連結至外部檔案夾，其設備資訊連結展開如 圖十二所示。此功能方便維護人員及管理人員進行資料審視時能直接透過點選BIM模型上之圖示，自動連結至資料夾所在位置，如此便能節省查詢設備資料夾位置所浪費的時間。

結語

十二廠六期辦公大樓應用BIM技術延伸至後段既有的物業管理模式為台積電首度執行之案例，於本案的執行過程中彙整出以營運管理角度及需求為前提的BIM模型建置準則及應用規劃，其中各廠商資料提供與整理方式、傳遞方式、編碼規則、權責區分、呈現方式與後續維護等皆已確實的標準化。實際上台積電營運管理需求超出一般業界的要求，故此標準化流程的建立將有助於推展BIM應用於台積電廠區新建工程之基本模式。

將BIM導入營運管理階段能增進其管理的效率，而本案利用BIM模型資料庫及外部資料連結的方式，將BIM模型與建物資訊相互比對以確保模型資訊的一致性，並連結相關資料與其整合。因考量後續的維護便利性，故將BIM模型資料庫與外部資料分開管理，僅以資料庫互相連結方式作整合，因此修正BIM模型資料庫內容並不會影響相關外部資料管理，故BIM模型資料庫修正作業結束便可立即將外部資料進行連結達到同步作業，跳脫以往BIM模型資料庫進行維護時，必須先行修正模型再更新資料之流程，以減少維護時所耗費的時間。

以往在營運管理的過程中，原有的管理系統常因管理部門工程師的年資與經驗之落差致使管理效率不佳，故本案藉由BIM直覺化操作模式、視覺化呈現的特性，在營運管理過程中以視覺化的方式辨別設備資訊，快速檢核設備系統前後關係及管線配置，並透過BIM模型直覺化的查詢與瀏覽，結合資訊平台即時回報所發現的問題，便可有效取得相關資訊並進行後續維護工作，以提升營運管理之效益。