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
為配合行政院加速推動人工智慧應用產業發展，本所辦理「智慧化居住空間整合應用人工智慧科技發展推廣計畫」，爰規劃推動智慧建築作為人工智慧科技實驗場域。智慧建築維運管理，如積極的與人工智慧進行整合，提供主動式服務，可因應高齡少子女化社會缺工趨勢所產生的相關建築維運管理人力不足之問題。例如運用人工智慧科技判釋建築物設備、使用人數及室內外環境狀態，便能連動調整空氣調節設備運轉，形成更省能、更貼心的客製化建築營運服務，為建築物管理維護產業帶來新一波的服務昇級。本研究旨在探討如何應用人工智慧科技，主動、精準投遞建築物維運管理服務，提高建築物維運管理之成本效益。
二、研究目標
1.完成國內外應用人工智慧科技減少建築物維運管理成本之相關資料及案例蒐集。
2.完成以人工智慧科技為核心的情境判釋演算法之開發，說明可減少之建築物維運管理人力訓練成本與職能門檻。
3.完成案例模擬分析，說明可提升之建築物維運管理量化及質化效益，供本所智慧建築評估手冊增修訂參考。
三、研究方法及過程
1.資料蒐集：(1)透由文獻回顧與案例研究調查國外實際運用中或國內開發中的建築維護管理資訊系統(2)分析其維運系統功能、管理架構、資訊需求及資金需求等，提出適合國內參考相關內容(3)提出本計畫推動建議事項並與國內維護管理實務理想比對，了解BIM模型在維護管理作業階段中，除了收集移交資訊外，其實際之角色功能。
2.實作驗證:開發一套示範性BIM維運管理系統，透過系統開發與整合的實際研發過程，驗證本研究所提出之應用人工智慧科技提升建築物維運管理效益之可行性與效益。並能完成案例模擬分析，說明可提升之建築物維運管理量化及質化效益。
3.本案成功舉辦兩次專家會議、一次工作會議、一次期中審查、以及最終的期末審查。最終並實際開發出維運管理系統，並以電腦視覺發展建築維運系統進行實證。
四、預期目標
本計畫目標為應用人工智慧科技提升建築物維運管理效益之研究，以建築空間作為資訊服務的載體，提出人工智慧介入建築物維運管理之方法與架構，並提出其對應的效益與評估方法。
本案目標及其對應章節有三項:本案預期目標有三項:
1.完成國內外應用人工智慧科技減少建築物維運管理成本之相關資料及案例蒐集。本項詳參【第二章 文獻探討-人工智慧、第三章 文獻探討-維運管理】
2.完成以人工智慧科技為核心的情境判釋演算法之開發，說明可減少之建築物維運管理人力訓練成本與職能門檻。本項詳參【第四章 人工智慧運用於建築生命週期】
3.完成案例模擬分析，說明可提升之建築物維運管理量化及質化效益，供本所智慧建築評估手冊增修訂參考。本項詳參【第五章 影像辨識用於空間情境感知】
本案具體貢獻包括 (1) 找出四項現階段建築維運管理的痛點、(2)分析歸納出建築維運導入人工智慧後的七大項類別及其效益評估方法、(3)分析歸納出人工智慧維運管理效益的深化程度、(4)完成人工智慧介入維運管理機制及其演算法、(5)成功舉辦兩次專家會議、一次工作會議、一次期中審查、以及最終的期末審查。本案經綜合多次會議與報告回饋後，綜合總整出下列結論:
1.四項現階段建築維運管理的痛點
AI未來的發展勢必從人工管理轉變成智慧化管理模式，並完成全生命週期的循環管理。AI應用於智慧建築維運管理應不止於被動的設施管理(FM)，而應該以人本友善及環境友善的目標進行「情境感知動態調適管理」。在此前提下，目前建築物的維運管理痛點包括:
(1)無數據集成 (No Data Integration)
(2)沒有文件連續性 (No Document Continuity)
(3)無流程模擬 (No Process Simulation)
(4)無涵構察覺 ( No Context Awareness)
2.七項人工智慧導入建築維運管理可行項目
為了能夠具體落實人工智慧介入到建築維運管理的目標，本案歸納彙整出智慧建築系統七大可行項目，並根據可行性與深化程度進行排序，以利作為後續應用發展的優先順序參考。七項可行項目分別為: 【詳第二節人工智慧在建築維運管理之應用】
(1)能源監測、測量和驗證(Energy monitoring and measurement and verification)、
(2)安全保障 (Safety and security)、
(3)設備最佳化 (Facility Optimization)、
(4)預測性維護 (Predictive Maintenance)、
(5)生活管理(Life management)、
(6)空間規劃 (Demand Management)、
(7)需求管理 (Demand Management)
3.人工智慧維運管理效益與評估的深化程度
從智慧建築資訊面向提出結合人工智慧技術可提升維運管理深化程度，分別從數據集成、文件連續性、流程模擬、涵構察覺資訊問題提供可發展的維運管理項目。
4.人工智慧介入維運管理機制及其演算法
本案發展並完成人工智慧介入維運管理機制及其演算法，以人工智慧的機器視覺，對目標維運管理場域進行空間情境感知的判釋，達到場域的即時情境狀態分析。具體的作法首先是透過目標場域的監控設備如CCTV，擷取即時影像後對影像內容進行機器視覺的演算法分析。演算法的分析項目主要為場域中的使用者分布狀態，透過本案開發的影像辨識功能，能夠準確的找到使用者的即時分布狀態。此外本案的演算法更進一步的對使用者分布狀態進行幾何校正，使其能正確還原定位出使用者的絕對位置座標，目的是能順利與未來的維運管理平台如BIM系統進行對接，如此一來便能夠進行場域的精確使用者情境狀態空間管理。
五、主要建議事項
1.立即可行建議：建議增修「智慧建築手冊」 的智慧創新指標
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、財團法人台灣建築中心
目前國內智慧建築手冊共分成八大指標，包括(1) 綜合佈線指標、(2) 資訊通信指標、(3) 系統整合指標、(4) 設施管理指標、(5) 安全防災指標、(6) 節能管理指標、(7) 健康舒適指標、(8) 智慧創新指標。期中前七項指標目前手冊中皆有較為完整而詳細的規範，惟第八項智慧創新指標目前規範較為模糊，建議可以參考本研究的成果進行智慧創新項目內容的增修，配合中央發展人工智慧之大方向政策，以利國內AI整合介入建築全生命週期管理之發展與落實。
2.中長期可行建議: 鼓勵發展「人工智慧應用於維運管理」具體項目
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、財團法人台灣建築中心
在建築智慧化的趨勢下，以人工智慧的觀念將情境感知資訊導入至維運管理階段，有利於提升管理上的效益。本研究提出四大維運管理痛點與七項人工智慧應用於維運管理發展項目，包括(1)能源監測、測量和驗證、(2)安全保障、(3)設備最佳化、(4)預測性維護、(5)生活管理、(6)空間規劃、(7)需求管理。上述項目依其應用人工智慧深化程度排序並初步建議其做法與效益，故可作為政府推廣或民間導入優先順序的參考依據。
3.中長期可行建議：建立「智慧維運管理平台」 研擬AI介入公私有建築物維運管理
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、財團法人台灣建築中心
建築維運管理具有一定程度的公眾性與社區性，舉凡社會住宅屬於政府層級的公眾型維運管理、一般公寓大廈屬於私有群眾社區型維運管理等。為能夠有效的進行維運管理的同時亦保障其安全性，建議未來可研議建立官方「智慧建築維運平台」。該平台得由政府機關統籌開發，並採用模組化的功能管理機制，政府扮演平台維護與租令的角色，民間則根據需求租用平台的模組。如此不但可以確保廣泛的住宅都能有高品質的維運管理平台可以使用，另一方面亦可透過政府的管理而確保為運管理資料的公益性與私密性，避免被有心人士或組織錯誤運用。
根據此前提，建議配套研擬「人工智慧介入公私有建築物維運管理辦法」的可行性，將有利於國內應用AI加速智慧審查、應用AI實現智慧維運、應用AI於全生命週期等產官學應用，並有機會促進國內整體物業管理產業的轉型與提升，進而建構出新興智慧建築產業鏈的成形，為國內整體物業管理塑造可持續性全生命週期循環管理的典範轉移。
4.中長期可行建議：促進建築維運管理數位轉型與創造AI維運管理創新產業鏈
主辦機關：內政部建築研究所
協辦機關：內政部營建署、財團法人台灣建築中心
我國運用人工智慧介入維運管理階段尚屬萌芽期，加上建築維運管理將為台灣未來建築產業逐漸成熟後的長期需求，並有其廣大的市場利基，故未來可將人工智慧介入建築全生命週期管理視為國家數位轉型的重要發展目標，並創造「人工智慧維運管理」的創新產業鏈。