BIM应用于设施维护管理之机会与挑战（上）

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文/吴翌祯 国立高雄应用科技大学土木工程系副教授

谢尚贤 国立台湾大学土木工程学系教授

目前工程业界已开始积极投入BIM技术的应用与开发，而BIM的技术支援项目涵盖了整体工程的生命週期，期望利用BIM技术中资讯整合及视觉化的特点，从规划设计到施工再到营运维护管理，皆能实现BIM的利益。

建筑物的生命周期主要分为早期的规划设计阶段、中期的施工阶段及后期的营运维护管理阶段，尤其后期设施维护与管理阶段所历经的时间通常长达几十年，甚至百年以上，占生命周期的绝大部分，不管从成本或效益的角度来看，都应是不可忽视的重点。然而，因为过去建筑物的产品资讯，受限于技术及长久的习惯，多是利用2D工程图来表达并往生命周期的下游传递，一些营运维护阶段所需的资讯未能完整且正确一致地被传递下来，也不容易被有效地整合利用，加上此阶段资讯产生与变动的量既多又複杂，因此，如何能有效率地进行设施维护与管理，到目前为止仍是件相当不容易的工作。

国际设施管理协会（International Facility Management Association，简称IFMA）给「设施管理」（Facility Management，简称FM）的定义是「一门涵盖多学科，并以整合人员、地点、流程及科技，来确保人造环境能充分发挥其应有的功能之专业」（”Facility management is a profession that encompasses multipledisciplines to ensure functionality of the built environment by integratingpeople, place, process and technology.”）。因此，设施管理的主要目的是确保各设备及设施保持正常运转状态以达到设置功能。而为了有效做好设施维护管理，在初期阶段就要做好设施维护管理的规划设计，以利日后有效管理并节省成本。现今越来越多的企业或组织开始相信，井井有条的管理与高效率的设施，对其业务的成功推动是必要的，而随着营建产业之规模增大及架构之复杂化，以电脑资讯提升产业效率、走向资讯化管理更为其必然之道，但伴随而来的议题是，在大量的资讯与数据洪流中，如何有效的进行资讯整合及视觉化，以及如何利用快速进步发展的新科技，例如BIM（Building Information Modeling），以利设施维护管理，此乃当前值得深思与探讨的问题。

目前工程业界已开始积极投入BIM技术的应用与开发，而BIM的技术支援项目涵盖了整体工程的生命週期，期望利用BIM技术中资讯整合及视觉化的特点，从规划设计到施工再到营运维护管理，皆能实现BIM的利益。

在以BIM技术进行资讯整合的过程中，前期所输入之资料可继续且多次地供后续阶段的其他人员使用，节省资料重制时间，并提高资料的再利用，光这一点便有助于提高专案资讯管理的品质，并减低人力成本与可能的人为错误。不过目前BIM资讯模型之建置大多仅供设计及施工阶段使用，尚未全面性地考量后续营运维护所需的资讯，因此为了让BIM应用能更全面化，国内外已有越来越多的学者专家开始研究如何应用BIM技术来协助后续的设施维护管理工作。例如，Teicholz, P. & IFMA Foundation^[1]就将目前正尝试应用BIM技术于设施管理上的一些实际案例集结成书，说明实施过程中所遭遇的困难与好处，以供各界参考。

而在美国的BIM国家标准（National BIMStandard，简称NBIMS）^[2]中，亦分别从建筑生命週期的四个阶段：规划、设计、施工和营运，考量了后续营运维护阶段所需之设施维护管理需求，其内容不止包含BIM模型标准和最佳实务的确立、技术开发、部署/实施方案，以及专案规划和生命周期管理，甚至包含了建筑资讯相互操作性标准、必要的工作流程、相关BIM应用软体等，目前已是各国制定相关BIM标准时的重要参考资料。

从一些调查资料与研究文献中也发现，随着BIM技术的应用在建筑行业中持续加温，已有越来越多的建筑业主，开始探索如何利用BIM模型中资讯与视觉化的优势，来维护及管理他们的设施。以下针对BIM技术应用于设施维护管理之机会与挑战，提出一些浅见，供大家参考。

BIM技术代表着新的观念和做法，它不但可大大减少各种重复作业的浪费并提升建筑行业的效能，也有机会大幅改变传统的工程执行模式和商务架构。如今，导入BIM于工程中已是不可抵挡的趋势，除了BIM技术可为设计与施工阶段所带来的已知效益之外，业主们（尤其是政府业主）更看重其后期可为设施管理作业带来的更大的益处与机会：

2005年Howell和Batcheler在The LaiserinLetter中所提出之建筑资讯模型（Building Information Modeling, BIM）概念^[3]，就是期望将建筑工程中图形与非图形资讯整合于资料模型中，而这些资讯不只是可以应用于设计施工阶段，亦可以应用于建筑物的整个生命周期（Building Life Cycle）。生命周期各阶段的相关人员可持续更新与维护此BIM模型，最后在建筑物兴建完成后将此BIM模型应用于设施管理功能上，由于其保留了完整生命周期资讯，便可节省传统设施管理系统中资料必须重制的人力成本与时间，并减低人为错误的可能。当然，Howell和Batcheler提出的是一个理想化的概念模型，在BIM的应用实务上，因为不同生命周期阶段对模型的需求并不相同，且考量这样一个贯穿生命周期的单一共享模型的维护成本恐相当庞大，技术难度也很高，且模型的应用效能通常不会很好，所以，目前的实务是将重点放在，于生命周期中逐步整合建立一个以设施维护管理为应用目标的BIM资讯模型，而非试图建立一个能支援全生命周期中所有应用的单一模型。

传统设施管理多凭人工回报问题与设施位置，然后派人工去现场检视与进行维修决策后，再派工去现场完成维修工作。此种方法相当耗费人力与时间，不仅无法即时地正确掌握现场状况，且反应时间慢，加上若没有完整正确的相关建筑物或设施资讯，便容易发生误判。BIM技术是以3D模型展示为基础，结合设施工程专案等各种相关资讯的工程资料模型，可用以支援建筑物或设施的整合管理，可辅助建筑设施之空间管理，并模拟建筑设施内、外部的视觉效果，亦可清楚显示建筑设施各个功能区的空间分佈。当有维修需求时，管理人员可即时透过3D BIM模型环境检视了解问题发生的正确位置，并由资料库取得所需的相关建筑资讯与维护管理资讯，减少需要派工至现场检视调查才能进行维修决策之人力与时间成本，若加上良好的维修纪录与备料管理，则更能大幅缩短维修时间，增加管理效率及客户满意度。

目前的设施基础资料、竣工图面、设备维护记录等之保存多以人工纸本记录，然纸本保存不仅容易遗失，且于设备发生状况时，维护人员不易立即取得相关资讯以进行问题判断与维修决策，进而影响维护管理工作效率。如能利用3D BIM模型于设施营运维护的知识管理与功能整合，并善用BIM的资讯视觉化、电子商务化、可模拟分析性等特点，应可大幅改善传统的人工管理流程，并降低设施维护成本。例如，以BIM资讯模型为基础的设施维护知识管理平台，可提供使用者于视觉化的立体场景中自由检视设施位置与相关属性资料（例如品牌、型号、供应商等），及利用多型态资料（3D物件、2D图说、文件资料等）的多方向性互动查询功能，并可从空间与设施系统的角度来进行维修模拟分析；若再辅以历史维护资料与案例查询，应可大幅提升决策判断之品质，降低维护人力及时间成本。

虽然BIM后期可为设施管理作业带来的更大的益处与机会,但要实现他们，仍有多项BIM技术应用上的挑战需要克服，BIM技术在应用上究竟面临什么样的挑战？该如何能有效率地进行设施维护与管理？更多精彩内容，请关注下期微信。