不斷的變革 - 創新建築醫生導航系統在建築資訊模型的應用

前言

在台灣無論是建築物業或工程物業，從工程生命週期成本與市場規模現況的觀點來看，管理重點趨勢已逐漸從生命週期前端的計畫、設計、施工，逐步往後端的營運維護階段移動。在工程物業的部分，例如石油產業及其相關機構也已經開始意識到設施管理的重要性，不斷嘗試透過有效的設施管理措施，以期能延長設備的使用壽命，達到最高的效能，特別是高齡化的設施管理(Wong et al., 2013)。物業的工作複雜且多元，無論在作業的廣度與深度專業執行上，都亟待研擬更有效率與效益的輔助工具，來協助物管工程師的例行作業，除了智慧建築、室內健康環境、防災、視覺化或雲端等管理新趨勢的掌握與創新外，在基礎的作業管理上更是不能忽略創新的發想。

設施管理是一門涵蓋多種領域的專業學問，透過整合人力、地方資源、施工和營運過程以及相關技術，確保建立環境之功能性(IFMA, 2013)。以科技物業的管理為例，在營運維護階段中建物管理者的日常工作除了建築物的事務性服務及清潔服務外，定期與不定期的設施管理是另一項繁雜且重要的工作，特別是在進行診斷與處置的決策時，因多數維護診斷紀錄(maintenance records)缺乏一致性與非結構化(non-structured)資訊問題，經常導致歷史維護資訊缺乏參考價值與可參考性，也造成建物管理者難以有效應用組織的知識庫(knowledge base)來進行診斷與處置參考。

目前一些國際領先的企業已經投入大量的時間和資源來發展正式的維修計畫，以便於能及時的整合計畫進行過程中關於維護修繕之問題(Moua et al., 2001)。因此一個在其專業領域位居前導的企業設施管理單位，該如何對日積月累的龐大資訊做有效的註記、留存與加值應用，儼然已成為創新管理必備的議題，本研究針對2011年向台積電公司公共設施服務部提出的「智慧科技物業管理系統(Intelligent Property Management System, IPMSPUSD) 階段性開發概念圖」，參見 圖ㄧ，結合已於2013年完成的Phase 1-健康環境管理系統(Healthy Environment Management System, HEMS)，接續Phase 2-建築醫生導航系統(Building Doctor Navigation System, BDNS)的研發作業，以創新的BDNS研發專案為例，透過建築醫學的理論架構(張智元，2006)，導入建築電子病歷、疾病編碼、處置編碼、語意分析技術、視覺化決策模組、行動化介面、智慧資訊選取與HEMS系統整合等規劃，希望讓公共設施服務部的專業物管工程師，不同於其他企業般使用傳統且不合身的套裝FM(Facility Maintenance, FM)軟體，而是透過客製化且更創新研發的決策資訊系統，進而在國際間成為科技物業的創新管理領導者。

圖一、智慧科技物業管理系統(IPMS^PUSD) 開發階段概念圖

建築醫生導航系統

BDNS的設計概念

建築醫生導航系統(Building Doctor Navigation System, BDNS)客製化專案預定透過公共設施服務部所提供之維護資料進行系統模擬與初步資料庫的建置，期望BDNS在2014年完成建置後，能有助於公共設施服務部專業物管工程師快速取得重要歷史維護資訊、並提供設施維管診斷與處置作業的導引，進而提高工作效率與強化組織知識的累積。

BDNS專案的工作項目主要分成三大部分，分別為A-BDNS系統規劃與設計、B-BDNS系統設計、C-PUSD行動化管理系統，BDNS研發建置專案中的A項目包含了：公共設施服務部中科維管案例分析、HEMS+BDNS系統整合規劃、BDCPUSD現勘調查與設計、BMRPUSD設計、Treatment Code設計、建築醫生線上題庫（500題），專案的B項目與C項目內容則可參考 圖二。

圖二、BDNS專案建置軟硬體架構圖

建築病歷表

Chang et al. (2007)透過類比醫學病歷的設計模式，採用人體醫學上以問題為導向的病歷紀錄法(Problem Oriented Medical Record, POMR)，設計出建築病歷表(Building Medical Records, BMR)。BMR的設計可以讓建築營繕人員、建築物管理人或專業維護廠商，都能透過病歷表設計方式，以低成本取得必要的診斷資訊，以期對建築物的健康診斷，做出完整的評估與維護管理的建議。BMR屬於營建管理跨足醫學與公共衛生的跨領域整合議題，主要目的是希望由醫學領域的角度，設計與提供另一種新概念轉置的病歷紀錄架構建議，並讓醫學領域的健康管理模式，成為日後建築物健康管理研究的理論參考。BMR在建築醫學(Building Medicine, BM)中扮演著重要的角色，它可提供建築物維護或資產管理單位重要的歷史維護資訊，以避免重複檢查或誤判事件之發生，並兼具有與外部專家或建築醫生(Building Doctor)間溝通的重要文件角色。可作為建築疾病研究分析、維護決策研擬、維護品質審查、人員教育訓練教材及建築物管理品質評鑑之參考依據，BMR的基本架構如 圖三所示。

圖三、BMR文件架構圖

系統的整合與行動化

在BDNS連結HEMS系統的伺服器使用部分如 圖四所示，當維修人員或物管工程師接收請求資訊或報案單之後，系統會自動帶出該報案標的之相關 BMR (Building Medical Records)及基本資料，維修人員或物管工程師再透過系統取得該報案標的之相關HEMS檢測資訊，例如：某區域作業之台積電員工反應空氣悶悶的，則系統帶出該空調設備所在空間之HEMS的溫度與CO2 檢測資訊，維修人員或物管工程師進行診斷後填寫SOAP表，待通過主管審核機制與完工結案後，該事件的BMR正式生效並記載於資料庫中，供統計運算與語意辨識判讀。

圖四、BDNS整合HEMS的使用概念

3D圖資可透過Revit 2014軟體建置建築資訊模型，Revit 2014是Autodesk公司出產的軟體，是以BIM為核心的3D設計和資訊管理的軟體，它可以輔助工程專案所需的設計、出圖和數量計算等功能，曾冠霖(2013)指出Revit軟體有三項特色：在單一環境中完成多項專案、加速制定可靠決策、提供完整的建築塑型。Autodesk (2013)的文件顯示，Revit適用於各類型建築專案，是目前全球使用最廣泛的BIM工具。使用者可透過網路平台或雲端系統將已建置完成的BIM模型上傳，再透過Autodesk 360軟體審閱模型，Autodesk 360可在整個建築專案週期針對需要的對象隨時提供完整、精確及相關的數位資訊。Navisworks也是一種常見的審閱BIM模型軟體，除了可以審視建置完成的BIM模型外，也可以模擬5D狀態了解專案施工進度，且Navisworks軟體可以直接與Autodesk 360的雲端系統作雙向作業，其資料庫共享可以使BIM模型應用更便利。

在BDNS專案的行動化管理部分，主要是透過APP (Application)的設計，以期BDNS未來可應用於平板電腦上作為設施維管之行動診斷與管理的工具，此預留之建置功能除有助於未來台積電開放其他行動裝置時（例如：特製智慧手機、iPad或Google glass）即可連結使用外，亦可同步提升公共設施服務部行動化管理之能量與智慧化管理之專業形象，BDNS APP結合iPad的使用的情境示意如 圖五所示。

圖五、行動化BDNS結合BIM在iPad的使用示意圖

BDNS與BIM的結合

公共設施服務部物管工程師在使用建築醫生導航系統(BDNS)進行設施診斷或判斷處置對策時，透過Element Code可與建築資訊模型(BIM)中的物件IFC-ID進行連結，在BIM模型上可以直接標記事件的病徵與診斷處置方式，而作業的資訊也會自動回饋到BDNS中，進而建立一份建築病歷表(BMR)，而其中所建置的疾病碼(Disease code, D code)與處置碼(Treatment code, T code)，也可以透過日積月累的事件得到更新與擴充，BDNS結合BIM的轉碼紀錄如 圖六所示。

圖六、BDNS編碼與IFC交換概念

在使用BIM模型進行維管作業時，物管工程師可透過Autodesk 360或Navisworks軟體審視圖資，但是通常在建模時期如果構件拆解的不夠詳細時，很容易造成未來在標示紀錄或點選資訊時，使用者無法精準的從3D圖資上判別事件的正確位置，以 圖七資訊中的虛線部分為例，當使用者點選構件資訊時會出現一整面牆或一整部電梯，建議在BIM的建模作業上需先考量未來維管資訊的註記與使用型態，亦或是透過加值性外部軟體來提供室內定位或人工方式標記實際點位。

圖七、Autodesk 360構件資訊點選示意圖

未來公共設施服務部在使用Revit軟體建置建築資訊模型時，建議可先將已完成疾病碼(Disease code, D code)與處置碼(Treatment code, T code)整理的歷史維管紀錄加入建模資訊內，讓使用者透過前述編碼註記的連結，快速的連結其完整的BMR紀錄供參閱，例如 圖八的建模案例內，事件主要病徵為二樓陽台積水，而其處置方式則是疏通一樓排水口被雜草阻塞問題，在這樣的維修事件上，BMR其實是需要連結兩個構件的資訊，一個是二樓陽台樓板，另一個是一樓柱內排水管末，這樣的資訊記載型式有別於BIM目前的設計邏輯，除此之外，在BDNS結合BIM的使用情境上，無論是一樓或二樓任一點的點選，都能連結回二樓陽台積水的這個事件病歷表。

圖八、Revit 2014標註應用D code與T code示意圖

結論與建議

本次研究的BDNS系統屬於客製化程度很高的研發專案，現階段已逐步引進創新的知識管理型態、智慧化管理思維、軟硬體加值技術與系統整合概念，預計於2014年底結案之BDNS成果可以讓公共設施服務部直接用來作為內部物業管理作業的應用工具。

在計畫的價值延續性與整合性部分，本次提出的BDNS計畫是智慧科技物業管理系統(Intelligent Property Management SystemPUSD, IPMSPUSD)的第二期子計畫，其中研擬出五個階段性完整系統概念，各階段的子系統間會考慮紀錄一致性與資訊結構化問題，並於各階段中考慮外部加值的軟體與硬體，讓階段一至階段五的各系統資料皆能彼此對話、支援、甚至於做行動化管理的串聯。第一階段的HEMS健康環境管理系統已於2013年完成；第三階段的長期修繕系統需仰賴階段二的BDNS基礎，未來階段四的物業前期規畫系統亦需要階段一至階段三系統的支援，最後階段五的科技物業顧問管理模組可再整合階段一至階段四的子系統，讓物業管理的專業知識可以變成具有產值的知識商品，讓未來公共設施服務部不僅僅是擁有專業基礎的部門，更有機會成為具備「物管知識商品」輸出能力的內部專業組織。