中華民國內政部建築研究所中華民國內政部建築研究所

一、研究緣起
建築資訊建模（Building Information Modeling, BIM）技術於建築工程全生命週期（可行性評估、規劃、設計、招標、施工、竣工驗收至接管及營運維護）各階段提供不同執行效益。例如，BIM於規劃設計階段，可減少規劃設計的錯誤及遺漏、快速因應設計變更、協助執行都市環境模擬，及提高規劃設計建築師與業主間溝通協調精準度及效率；BIM於施工階段，可協助執行碰撞檢查，減少錯誤、缺漏及重複施做，節省工料，提高各工種施工書圖一致性，提供各工種較佳的協同合作平台，減少未預期變更設計，並縮減工程專案完成時間；BIM於營運維護階段，可提供巡檢可視化，提高檢索資訊效率，並有效降低營運維護成本。推動BIM技術協助營建產業升級，已成為世界性發展趨勢。
AI(人工智慧)、GIS(地理資訊系統)、IoT(物聯網)、大數據、VR(虛擬實境)、AR(擴充實境)等資訊技術可以跨領域運用，進一步推動此趨勢及提高效率。將BIM技術與AI、GIS、IoT、大數據、VR、AR等資訊技術結合，可促進推動國內營建AEC(建築、工程及營建)產業智慧化，更有效地規劃新的建築與相關設施，以更低的成本建立及營運，及更有效地維護，另居住者可享受智慧化空間的舒適性及便利性，進而完備相關數位經濟基礎環境，促進新型態商業模式發展。
本研究藉由研究各國BIM技術結合AI、GIS、IoT或大數據等技術應用於建築工程全生命週期策略及實際應用，研擬本國相關策略。
二、研究方法及過程
(一)國內外BIM結合AI、GIS、IoT或大數據發展的策略與應用成果的資料蒐集
世界上許多國家於BIM、AI、GIS、IoT及大數據等技術領域的發展日新月異，近年BIM結合AI、GIS、IoT或大數據等技術發展，皆有相當顯著的成果。本計畫先蒐集國內外BIM技術結合AI、GIS、IoT或大數據等技術應用於建築工程全生命週期策略、實際應用成果及建議，作為研擬本國推動策略的參考資料。
(二)綜合歸納
綜整以上資料蒐集，經過分析及增加研究者意見，彙整出本國營建業面臨的問題、BIM可跨領域結合之新興應用技術及商業經營模式，及發展策略。
三、結論
建築資訊建模（Building Information Modeling, BIM）技術於建築工程全生命週期（可行性評估、規劃、設計、招標、施工、竣工驗收至接管及營運維護）各階段提供不同執行效益。
人工智慧(AI)、地理資訊系統(GIS)、物聯網(IoT)、大數據等資訊技術可以跨領域運用，進一步推動此趨勢及提高效率。將BIM技術與AI、GIS、IoT、大數據等資訊技術結合，可促進推動國內營建建築、工程及營建(AEC)產業智慧化，更有效地規劃新的建築與相關設施，以更低的成本建立及營運，及更有效地維護，另居住者可享受智慧化空間的舒適性及便利性，進而完備相關數位經濟基礎環境，促進新型態商業模式發展。
BIM結合AI、IoT、GIS或大數據等技術應用於建築工程全生命週期中，提高工程、居住及維運管理品質、效率及降低成本已是國際上不可逆的趨勢，因此許多國家政府均已著手擘劃相關發展方針、策略或指南，政府機關及私人公司也積極將相關技術整合應用於實際案例中。例如，奧雅納開發了AI智慧建築控制平臺Neuron，結合BIM、5G、IoT、雲端、人工智慧及大數據分析等技術，自動計算各類建築維運的有效參數，及自行主動發現使用趨勢，並用於建築性能管理和改善、能源監控和優化、檢測故障並進行預測性維護，實現建築運營的最優化；新加坡政府應用BIM結合人工智慧技術開發電子提交(e-Submission)、電子計畫檢查(e-PlanCheck)和電子訊息(e-Info)等系統；挪威政府開發類似e-Submission的ByggSøk及ByggNett系統；日本鹿島縣應用BIM結合人工智慧技術於優化施工計畫、工程機械的工作程序及設施管理；日本竹中公司與日本梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)合作設計，並應用BIM結合AI及IoT等技術建造了一個原型住宅，稱為EQ House，將人、建築、移動性和居住空間聯繫在一起；中國大陸在施工階段，已有許多工程透過對鋼構件進行統一編碼，並利用二維碼技術進行現場定位，透過移動端掃碼填報訊息的方式，彙整到BIM平台中進行統一管控，可視化查詢不同構件的施工狀態，該技術已實際應用於建築、橋樑等工程中。此外，也一些工程透過RFID射頻技術即時對預製化構件進行定位，並傳輸到BIM 平台中進行監控，結合VR技術可以更加直觀地對施工項目的進度進行遠程管理；另外也有工程透過物聯網技術對施工現場的有害氣體進行整合監控，保證施工安全；中國大陸在維運階段，透過應用傳感設備對建築機電設備進行即時監測，並將其與BIM 模型中的設備進行連結，從而在BIM 平台中可以進行動態可視化查詢與管理，並透過通用傳感採集設備對能耗、環境訊息進行監測，並與相對應的建築空間進行綁定，即時對建築能耗進行管理，進一步地結合大數據等技術進行優化；美國ArdentMC與Esri合作，為政府開發了高端地理空間資訊移動和Web的應用程序，這些應用程序對影響國家安全的自然和人為事件提供了態勢感知；美國Innovate! Inc.為聯邦政府、州政府、地方政府、部落和私人公司提供空間資料分析、地理空間應用程序開發及整合，以及雲遷移功能服務；美國Geodynamics為私人、政府和學術界客戶提供用於工程和自然資源管理的最新沿海和海洋製圖，以及地理空間分析。
本所自104年開始推動BIM科技計畫，除研訂我國BIM協同作業指南、BIM協同作業指南應用案例教材、國內BIM元件通用格式、臺灣COBie-TW標準等BIM指南、教材及標準供政府機關及業界參考應用；規劃我國AEC產業應用BIM升級策略；研發以BIM輔助建築防火避難性能驗證、應用BIM檢測建築技術規則、以BIM輔助住宅性能評估與設計，及建築維護管理資訊系統等BIM應用工具外，亦建置BIM資訊服務技術互動平臺、元件分享入口網站，加速資訊分享交流，降低技術採用門檻，解決國內BIM人才與本土元件不足的課題。建築研究所近年將BIM研究領域跨域聯結GIS、IOT物聯網、A.I.人工智慧、VR虛擬實境、AR擴充實境等資訊技術，提升國民居住安全及品質，並建構居住環境數據庫。
另外，我國國家發展委員會、內政部營建署、本所、臺北市政府、新北市政府、桃園市政府及臺中市政府等中央、地方政府及業界，亦於近年積極發展BIM結合AI、IoT、GIS或大數據等技術應用，皆有相當顯著的成果。
本研究依據所蒐集到的國內外BIM技術結合AI、GIS、IoT或大數據等技術應用於建築工程全生命週期策略、實際應用成果及建議，經過分析及增加研究者意見，彙整出本國營建業面臨的問題、BIM可跨領域結合之新興應用技術及商業經營模式，及發展策略，希望能為本國BIM結合AI/IoT/GIS/大數據技術應用於建築工程全生命週期技術發展及推廣盡一份心力。
四、建議
•應用BIM於工程規劃、設計及施工階段，提升工程品質，縮短工期及降低成本。
•BIM跨領域結合AI、GIS、IoT、大數據、5G、VR、AR、MR、雲端計算、邊緣計算、數位雙生，與導入「循環經濟」5R，及結合3R，應用於建築工程使用及維護管理階段，並發展智慧建築、智慧交通、智慧製造、智慧醫療、智慧城市等，創造新的商業模式，改變產業結構，提升生產力，並創造好的居住環境。
•推動建築業數位轉型，促使工程全生命週期的生產與管理，由實體轉向數位。
•宣導改變業主的觀念，促使業主基於建築工程全生命週期的考慮，於規劃設計階段及施工階段即導入維護使用階段及循環經濟所需資訊及概念。
•業主管理面變革，因應上述業主觀念的改變，除了技術的導入，更重要的是檢討、調整及溝通整合作業流程。
•業主組織面變革，因應上述業主管理面變革，檢討及調整組織架構，進而引導價值創新。
•鼓勵業主利用BIM及整合發包(IPD)，使建築工程全生命週期各階段專業團隊及使用單位等，於工程規劃初期即開始全程參與工程進行，直至維護使用階段，執行共同契約，利害共同承擔，並應用BIM高度整合協作，有效使用資源，業主終將因減少變更設計，降低施工成本，縮短工程完工時間，獲得最大利益。