2011年7月14日 星期四

建築師如何迎接BIM時代的來臨

2011年3月6日台北市建築師公會年會的那天下午,協勤資訊在同一個場地旁邊舉辦了一場關於BIM應用的研討會,我應邀在研討會中做了一個小時的演講。主題是『建築師如何迎接BIM時代的來臨』,這篇文字是我為這場演講所寫的原始稿,演講的內容是從一個執業建築師的視角來看BIM未來在台灣發展的空間,以及建築師如何因應BIM行將帶來業態的改變。

內容綱要
前言
(一) 當前建築設計階段應用的載體
(二) BIM是什麼
(三) BIM不是無痛導入而是導入後無痛
(四) BIM時代建築師的設計環境將發生改變
(五) 當BIM時代來臨之際,建築師面臨的抉擇
(六) 未來在BIM時代將產生的新興行業
(七) 展望BIM時代建築師本業異向發展的機會
(八) 結語---BIM這條路能不能好好走下去

前言

隨著電腦軟硬體科技的不斷進步,應用工具的革命也發生在建築領域裡。我還記得在 27 年以前,也就是民國 73 年,PC 電腦和 AutoCAD 剛在我們台灣出現的時候,大家還在繪圖板上運用尺規以手工畫圖,我很快的裝備了電腦軟硬體投入了 CAD 的領域。那時有個說法叫做「建築自動化」,我和協勤資訊的孔承儒先生以及當時大禹自動化的鄧祖禹先生因此而結識,成為很好的朋友,我們一起並肩探索CAD跟建築設計與施工怎麼樣能有效的整合在一起,我們利用AutoLISP寫出不少應用在建築設計製圖的外掛程式,那是一段美好的日子,每天都會有新的發現、新的驚喜。當時建築自動化是我們政府推動工業自動化中的一環,廿多年過去了,許多工業,例如汽車業、電子業都早已自動化生產了,而我們建築業仍然停留在半手工的狀態。何以致之,原因很多,但是其中主要的原因是我們建築設計者對設計工具軟體的態度,只想著直接拿人家開發好的現成軟體來使用,卻沒有人投身於將工具軟體和建築應用做出有效的整合,因此我們的建築業始終落在電腦科技發展的尾端。

在過去的 10 年當中,我在大陸上各個地區活動的時間很長,工作中接觸到不少各地的建築師和設計師,中國大陸的、美國的、加拿大的、香港的、新加坡的都有。從跟他們之間的互動中,我瞭解到各國建築環境的概況,也觀察到他們的建築行業走向。其中比較引起我關注的是各國在「建築資訊模型化」方面的快速發展,所謂建築資訊模型化也就是大家都知道的 BIM。

BIM 在我們台灣這裡似乎正處在一個起步的階段,建築界對它有頗多不同認知、不同的說法和不同的期待。BIM 可以運用在各種工程領域裡,但是要在建築領域裡實現,卻跟建築師在建築行業中所扮演的角色有著密不可分的關聯性。我們可以這麼說,假如在台灣的建築師都對BIM隔岸觀火、冷眼旁觀,那麼可以預見的,BIM 在台灣的建築領域裡可能就此胎死腹中,或者淪為外方應用 BIM 者的殖民地。

對於建築師如何迎接BIM時代的來臨,今天我就拿我個人這些年對 BIM 的一些粗淺認知,跟各位建築設計先進談一談我的個人看法,我不希望今天這場研討只是我個人的單向陳述,BIM時代對於我們未來在建築設計工作上將產生重大的影響,所以我非常期待各位同業先進能提出您對此的卓見。



(一) 當前建築設計階段應用的載體

首先,我們得談談建築設計所應用的載體,所謂載體,指的是用於傳遞設計具體內容的媒介,通常包含紙質的圖面、電子檔案等等,不同的時期所運用的載體也有所差異。

(1) 二維圖形:利用徒手或尺規以手工繪製在紙質圖面上。

這是沿用了千百年的古老製圖方法,根據笛卡爾的投影幾何術衍生出來的二維圖形表達方式。其實直到今天我們也還在繼續使用,只是運用的場合大多用在把設計思維具體成形的建築概念設計前期。

(2) 二維圖形:利用傳統的 CAD 製圖工具生成圖形檔案。

從上個世紀 1980 年代 PC 電腦出現以後一直沿用到現在,今天二維圖形仍然是建築業的主流載體,從設計、施工到維修管理階段都拿二維圖形做為建築圖形的標準。曾經有人把CAD描述成建築業的工具革命,然而,即使應用了CAD,跟往昔手工製圖比較起來,除了手握筆畫圖換成了電腦滑鼠、鍵盤和繪圖機,其他一切都沒有什麼改變,設計方法沒有改變、二維圖形也沒有改變。嚴格來說,CAD的應用只能算是電腦輔助製圖,距離電腦輔助設計還差得很遠。

(3) 三維模型:利用三維建模工具生成模型檔案。

晚近,隨著電腦軟硬體處理能力的快速提升,三維模型成為逐漸普及的建築設計載體,利用諸如SketchUp, 3DMax, Rhino…等等三維建模軟體,或者所謂 BIM 建模軟體這種新世代的 CAD,在建築概念設計、深化設計甚至製作施工圖階段,以單一的三維模型做為載體,大幅度減少了二維圖形資料分散所導致的不一致問題,提升建築設計的執行效率和品質。

(4) 三維資訊模型:利用BIM建模工具生成攜帶建築資訊的模型檔案。

這裡說的三維資訊模型指的是在單一的三維模型基礎上,進一步嵌附與提取更多特定的建築資訊。諸如 Revit, ArchiCAD, Microstation, Vecterwork…等等所謂 BIM 建模工具,它們是利用模板物件的方式創建出帶有部份內定資訊的三維模型,BIM 的精神在於資訊,如果只有模型而不帶有特定建築資訊,或者在後階段設計中不去運用這些資訊,那就跟前面所說的三維模型差別有限,算不上是 BIM。BIM 模型化的做法是能把原先分散儲存的各種建築資訊階段性的整合在單一模型上,並且跟各種相關的工作協同作業,使得建築案件的各個實施階段的執行效率能夠大幅度的提升。


(二) BIM是什麼

那麼到底這個BIM是什麼?我們給它一個最簡單的說法:
(1) 行為:Building Information Modeling 建築資訊模型化,這裡Modeling是個動態的名詞,指的是一種觀念、是一種行為、也是一種過程。

(2) 結果:Building Information Model 建築資訊模型 ,應用BIM的過程中產生嵌附了特定建築資訊的三維模型,稱之為建築資訊模型。

(3) 目標:為建築生命週期管理提供最佳化的應用載體和資訊,建築生命週期管理叫做BLM, Building Lifecycle Managerment,當前在很多場合中都有人提到這個概念,但是具體有哪些管理手段,許多專家卻又諱莫如深。

註:BIM, BLM, CAD...等等它們都是由三個字母組成,因為這些名詞都是老美發明的,老美最喜歡用三個字母的字頭語,我們就說它們是三字經。

BIM (Building Information Modeling) 建築資訊模型化

如果說要給它一個比較清楚的定義的話,BIM指的是:
通過數位資訊模擬建築物所具有的真實資訊
藉由物件的屬性設置給建築構件(包括柱樑樓板牆體門窗欄杆遮陽...乃至於設施設備等等)嵌附不同性質的建築資訊:
(1) 描述幾何形狀的視覺資訊:位置、尺寸、外形…等等;
(2) 描述非幾何形態資訊:材料、重量、性能、廠牌、型號…等等。

BIM 的重心所在是資訊而不是模型

有些朋友對 BIM 似乎認識得不太清楚,買入了那種號稱具有 BIM 功能的建模軟體,學會了構建三維模型,印出了平立剖面圖,就認為自己應用了 BIM。其實這其間還是有相當差距的,BIM 的重心是什麼,我們看看美國國家 BIM 標準裡面對 BIM 做了如下的解釋。

NBIMS (United States National Building Information Modeling Standard) "美國國家BIM標準"對 BIM 的含義做出四個層面的解釋:(直譯)
(1) 以數位化方法表達一個設施的物理和功能特性。
(2) 一個共享的知識資源。
(3) 分享跟這個設施相關的資訊,在設施的整個生命週期中為所有對策提供可靠依據的過程。
(4) 在建設案件的不同階段中,各參與者經由在資訊模型中嵌入、提取、更新和修改資訊,以支援與反應各自職責的協同作業。

所有定義的文字內容都只強調一樣東西:「資訊」,這也就是 BIM 真正的重心,建立了三維模型不帶有建築資訊或者資訊不足,發揮不了應用的功能,都不能歸類到 BIM 的領域裡。

建築生命週期 (Building Lifecycle)

近年很多場合裡都在強調「建築生命週期」(Building Lifecycle),這個說法的概念源自於英文中的"Cradle 2 Grave" (或者說C2G),在英文中Cradle是搖籃,意味著出生、創造,Grave是墳墓,意味著死亡、滅失,從搖籃到墳墓是什麼意思呢?這原是生物工程學的說法,以生命來比擬行為的過程,我們稱為"生命週期"。應用在製造業裡,稱它為"從生產到廢棄"。引用到建築上,可說是"從建造到拆除",意思是一座建築物從建造一直到拆除廢棄的整個過程,包含從規劃、設計、施工、使用、一直到拆除各個階段在內。說得更具體一點,指的是一座建築物從起始規劃、概念設計、深化設計、製作施工圖、施工營造、運營管理、維修保養、中期更新、一直到最終拆除廢棄的各個階段,我們把它稱為建築生命週期,建築生命週期的時間跨度很長,通常可以達到幾十年甚至上百年。

近年,大家都在提倡"可持續" (Sustainability),因而我們得考慮在建築生命週期的最後階段加上循環再利用(Reuse)的環節,賦予建築物繼續使用、轉用或者把材料再投入生產的可能,建築生命週期就成了 "Cradle 2 Cradle" (或者說C2C)。

BIM的建築資訊模型 (model)

經由 BIM 技術手段所創建出來的模型,是 "建築資訊模型化" 這個過程的工作載體,它並非只有單獨一個,在建築生命週期的不同階段中,它可能包含下列的模型。

設計模型——建築、結構、水電風、性能模擬、環境和基礎設施
施工模型——將設計模型按照施工步驟進行細分
進度模型(4D)——將工程項目按時間進度跟模型中的物件聯結
成本模型(5D)——將工程項目成本與時間跟模型中的物件聯結
製造模型——使用三維模型替代傳統的圖面製造建築構件
運營模型——用於模擬運營管理、維修保養和中期更新。

BIM 的種種操作幾乎都在電腦上運行,我們可以說沒有當代高性能的電腦和功能成熟的應用軟體,這個世界上就不存在運行良好的 BIM。然而,就目前BIM理論行為發展的深度和廣度來說,對電腦軟硬體性能的要求越來越高,實際上當前這兩個條件均有所不足,無法很好的滿足BIM作業的需求。受限於電腦硬體處理能力與軟體性能,BIM 的實施過程無法像理想中那樣,完全在單獨一個模型上包容所有特定的建築資訊。得按照階段性工作需求拆分開來,成為不同目的用途的各種三維模型操作,並且在各個階段嵌附相應的建築資訊使用。


(三) BIM不是無痛導入而是導入後無痛

現在有人說,當運用傳統工作方式的設計單位,首次想要啟用 BIM 作業的時候,這種 BIM 建模軟體可以無痛導入。雖然同一件事各有各的角度和看法,但是在我的看法中,如果得改變設計操作方法、習慣和流程,外加熟悉幾種新軟體的操作技巧,想要無痛導入多半是不可能的,至於是長痛還是短痛,得看設計單位負責人的毅力和成就意識而定,只要不是禁不住痛而放棄,未來就能搭上這班車。一個軟體好不好用,跟它的操作方式有很重要的關係,必須充分尊重使用者既有的思維方式和工作習慣,不能僅僅由軟體開發者自己單方面決定使用者該怎麼操作,或者要求使用者拋棄原先的習慣去適應它們的新軟體。雖然所謂無痛導入有些困難,可是我能確定的是導入成功後必然無痛。至於導入失敗的話,就只能說自己這次跟 BIM 無緣,得等到將來這些 BIM 建模軟體在市場競爭下發展得更具操作親和性的時候再說。然而,建築業邁向 BIM 的趨勢是明顯而不會回頭的,只要建築師未來還想在建築設計領域裡吃飯,就必須及早搭上這班車。我的看法是基於下面的理由:

(1) 建築設計條件參數化,減少跟業主間改圖翻案的機會

傳統的建築概念設計過程中,建築師根據業主的設計要求,在架構出設計內容的諸多條件(參數)中選擇了自己認為可以滿足的特定條件,通過直接遞出設計解決方案(設計圖)來推動設計的進程。建築師的操作對象是形而上的風格、形式、美學、空間與機能,而業主常關注的對象則是實體的外表、成本與市場性等。兩者之間沒有轉化的機制,雙方可能因為關注對象的錯位而形成認知差距、違心的妥協與遷就,導致雙方都感覺對設計內容的話語權與控制力不足。

請建築師們平心靜氣的回想一下,當遇上了業主無休止的改圖,每一次你遞出的都是集結了你認可的設計條件所生成的最後答案(單一方案),而業主並不認同你給出的答案,卻又講不清楚他要的到底是什麼答案,這是雙方專業能力不對等的必然結果。即使你一次遞出三個方案,結果也差別不大。從這些改圖經驗中,是不是覺察到所有的修改或迭代都只涉及方案中一小部份條件的取捨,我要的你不要,或者你要的我不要,就像兩個還沒對上齒槽的齒輪,兩邊都動不了,什麼時候齒槽能相互吻合咬住,誰也無法預期。如果能有機會雙方能在事先對設計案裡所涉及的諸多設計條件進行選擇和比對,共同過濾出雙方都能合意的"條件集",形成比較具體的設計需求。在接下來的設計過程中,必然能為雙方都節省大量的溝通時間和改圖次數。

建築設計條件參數化是個很大的課題,我欠學,對此一直沒發現有什麼具體的方程式,能讓我們簡單的把條件填進去答案就給出來。然而從經驗中我們可以想像得到,許多在設計中所應用到的條件或元素,它們相互之間存在著關聯性或者互斥性,有的又具有選擇性。如何把各種品類不同的設計條件集合在一起,形成一些可調整或者有發展性的替選條件集,我想這是不難辦到的。但是,如果還用傳統那種 CAD 二維圖形做為傳達設計內容的媒介,單是業主跟建築師間的認知差距,恐怕就搞不下去了。儘早把三維模型應用在設計中,利用視覺回饋直觀的溝通設計內容,比較容易達到我們所期望的傳達品質。如果給三維模型加上資訊數據,同時跟專業技師們協同進行設計條件的過濾選擇,可能是個更可行的新方向。

今後利用 BIM 技術生成三維資訊模型,使得我們有機會能更接近把設計條件進行參數化,從不同參數內容(條件值)形成一些特定的替選方案,經由業主與建築師共同過濾與選擇出最合適的條件,雙方的立場從對造轉換成協同,最終共同確定的方案將更趨近各方的理想。不惟業主與專業雙方對設計的話語權均得以提升,同時也減少設計方案中期修改或再度翻案的機會。

(2) 專業間協同工作,不再發生專業分工變成專業分割

傳統運用二維的載體,不論是圖紙還是電子圖形檔,都是互不鏈接的作業方式,建築師與各專業技師間缺乏直接雙向作業的有效管道,只能以階段性討論會溝通設計內容,相互間銜接的界面不容易搞得清楚。常導致 "專業之間分工處清晰,合作處模糊,每個專業自身的設計圖都是對的,合在一起是肯定有問題的"。界面重疊的地方頻頻出包,容易使得專業分工流於專業分割。

在運用 BIM 的協作架構下,有機會經由雲端技術手段使得建築師與各專業技師同時鏈接在單一的基準模型上協同作業,即使各方並不同時坐在一個房間裡,在工作中同樣能即時反饋"衝突檢查"與"資源引用"的結果。專業間界面重疊處銜接清楚,極大的減少設計內容相互抵觸或不一致的現象,減少糾錯與整改所耗用的時間。

(3) 建築資訊整合一致,消除工程現場的頻繁變更和延擱

以往,建築師利用二維圖形載體完成設計以後,由於各張圖形內含的資料庫(database)間互不關聯,可能會發生圖形內容有錯誤、遺漏或不一致的情況。有時還可能發生設計方對於施工方法或安裝順序的認知跟實際有差距,致使設計圖上畫的在現場沒辦法按圖施作,這些都導致現場發生變更和延擱施工,同時也是設計方招致被責難的理由。我還是要強調的是這並不是絕對會發生的普遍現象,有些人喜歡用「問題移民」的方式,把發生在自己身上的問題推己及人,當作別人都跟自己一樣糊塗,這不太好。

在應用BIM三維資訊模型載體進行設計以後,由於施工圖源自嵌附在單一模型裡的平立剖面視圖,它們會跟著模型同步更新,所有的施工圖面保持一致性,當然能夠減低錯誤或遺漏的可能性。在施工前利用 BIM 三維資訊模型模擬施工條件和安裝順序,將減低在現場窒礙難行的機率。

(4) 有機會使亞健康的建築過程回歸理性與正常

在建築設計過程上應用 BIM 三維資訊模型,將能讓建築物的每處角落和細微部位都能曝露在預先視覺檢查範圍內,消除以往利用二維圖形載體時許多交代不清的設計死角,使得設計中所有細節都能具體呈現。把設計細節內容完全透明化的結果,可能會直接衝撞到建築業裡的一些潛規則,不再會有什麼變更作法和加減帳的空子可以鑽,也許會踩到某些人的尾巴。但是,無論在施工階段或是完工以後的使用階段中,藉著模型所攜帶的建築資訊顯現真相,厘清各種責任,避免一些故意或無意的建築爭議,也能使得當前亞健康狀態的建築過程能夠藉此回歸理性與正常。


(四) BIM時代建築師的設計環境將發生改變

建築設計的本質一如既往,不會發生任何改變

建築師基於美學與藝術層面的設計構思是電腦無法模擬的,BIM 能影響到的只是技術層面的設計內容。這些 BIM 建模工具並非用於設計構思的設計工具,建築師對設計的構思過程和設計的本質當一如既往,不會發生任何改變。BIM 應用在建築設計過程中,有助於幫助建築師做出原先在二維設計中不容易達到的層次,但是完全不會因為 BIM 的介入使得建築設計本質變得唯美或提升其藝術內涵。

建築設計在概念設計與深化設計兩個階段應用不同工具實現

在概念設計階段所做的是從設計構思到對設計的具體化表達,所要使用的設計工具是要能跟腦海中的思維同步運行,即使是一隻傳統的鉛筆,握在手裡也能符合概念設計階段對設計工具的要求。而深化設計階段所需要的是在設計圖形上精確的位置、準確的距離和正確的比例以及非感性的線條表現。前後兩個階段對工具的要求不同,如果顛倒錯用,必然會影響到設計過程中的品質和效率。

建築設計不再是建築師的個人舞臺

以往是建築師在主導建築設計的過程,專業設計部份由建築師分別交付給各個專業技師設計,再由建築師加以整合。日後在 BIM 時代將會由多專業協同作業取代以往由建築師個人扮演的獨角戲。

BIM是多角色合演的一台戲,不是二人對弈的一局棋

傳統在建築案件的設計階段,經常是業主與建築師雙方在設計討論的對弈中相互妥協與遷就的過程,設計的結果對雙方各自的理想都有相當的差距。
應用BIM的建築設計階段,至少包括業主、BIM專業經理人、建築師、各專業技師、甚至施工方、建材與設備供應商協同作業的過程,期間任何妥協與遷就都在對設計參數的選擇中消隱,設計的結果能儘量貼近各自的理想。

建築設計載體將由三維模型取代今日的二維圖形

相對於往昔那種成百上千張相互孤立的圖紙和二維 CAD 圖形而言,應用單一的三維模型做為傳遞設計的載體,即使是未嵌附建築資訊的三維模型,其產生的種種效益,也極大的凸顯了今日以二維圖形做為設計載體的缺陷。其結果將使得二維圖形逐漸退居前置作業和輔助作業的地位,不再是表達設計內容的主流工具。未來從三維模型內嵌的視圖直接輸出的圖紙甚至三維模型本身將是下個世代的主流設計載體。

非歐幾何與非線性科學的發展,解放了建築師的設計思維,加速BIM的應用

藉由電腦科技應用三維技術,讓設計者得以構建出那些折疊(folds)、實體(bodies)、液滴(blobs)以及植物有機紋理、波浪、起伏峰巒等等非歐式幾何形態的三維建築模型,甚至有如莫比斯環(Mobius ring)與克萊茵瓶(Klein bottle)這些拓樸幾何中的異類也成了建築師的靈感源泉,例如BIG事務所設計的哈薩克國家圖書館。自此建築師的設計不再受到柯比意建築六原則的束縛,能藉著三維科技達到更高更遠的境地,設計思維也得到了前所未有的解放,極大的應用嵌附在三維模型上的幾何資訊,間接也加速了BIM的應用與發展。

BIM是多種應用軟體協同作業的成果,不是某個單一軟體的功能

在建築設計階段應用 BIM,除了 BIM 建模軟體之外,還需要用上跟作業相關的其他軟體協同作業,才能獲得目的成果,例如建築性能模擬與分析、視覺模擬、專案管理...等等。因此BIM 時代不再是只用一個軟體就能打天下的局面,必需同時學習與裝備多種跟 BIM 操作相關的軟體。隨著BIM應用技術日新月異的開發,也要求關連的電腦軟硬體持續更新,以往買一套電腦使用多年的景況不再可行,建築師在工作中對電腦軟硬體以及專業人員的投資也將倍增。

BIM 絕非超級製圖工具,應用 BIM 的目的並非只為了畫出施工圖

BIM建築資訊模型所攜帶的資訊,其應用範圍涵蓋整個建築生命週期的各個階段。建築設計者必須清楚的有所認知,建築設計的目標並非只為了畫出一份施工圖而已。經由BIM技術所建立的模型,未來將運用到建築物完工啟用後的數十年使用階段中,做為建築物維修保養和中期更新的依據,取代現今資料分散的紙質藍圖。


(五) 當 BIM 時代來臨,建築師所面臨的抉擇

由前面的陳述中,我們可以看出來,為了能跟世界的潮流同步接軌,BIM遲早將應用到建築師的設計領域裡,這是建築業的一次真正的數位革命,建築師理所當然的就站在風頭浪尖上。我們建築師們在此時此刻,該用什麼態度來面對這種新形勢和新業態,躲起來視而不見聽而不聞,裝著不知道是不行的,我們必須在不久的將來做出抉擇。接下來,我想說說在我的認知裡,未來在BIM時代建築師可能選擇的幾種業態。

(1)「與時俱進」,及時導入 BIM 應用,躋身於時代前沿,執行建築設計業務。

我的看法這是最能切合潮流的選擇,及時導入BIM,建立BIM工作環境,學習跟BIM相關的觀念、知識與軟硬體操作技術,把BIM應用在建築設計的業務中。但是這裡指的是真刀真槍的幹,而不是僅僅弄出不帶資訊的三維模型那種表裡不一的假BIM。

也許其中有的建築師會同時幫業主兼做BIM專業經理的工作,由於 BIM專業經理工作內容依法並不屬於建築師業務範圍,對於這個部份業主應該另行支付相應的酬金。並且這種專業經理的工作量很重,不亞於設計本身,不應該以附加在原設計酬金比率的方式計算。

(2)「登高望遠」,以三維模型取代二維圖形做為設計載體,有需要時再導入BIM。

如果眼前還看不到應用 BIM 的案源,暫時還不準備投身於 BIM 的行列,可以考慮先採用諸如 Google SketchUp 這類三維建模軟體,藉此構建三維模型操作建築設計,同樣是利用單一的三維模型做為設計載體,差別只在於無法像 BIM 模型那樣嵌附與提取特定的建築資訊以及協同作業。然而就此已經能夠避免資料分散而導致的圖形之間錯誤遺漏與不一致的問題,由於這些非 BIM 系列建模軟體操作簡單,模型體量精簡,運行的效率往往會高出BIM模型。做這個選擇的目的是先躋身於三維設計的行列,待時機成熟的時候再導入BIM用在建築設計上。

(3)「處變不驚」,繼續沿用既有的二維設計方法執行建築設計。

由於BIM並不存在非我不可的必然性,即使建立了BIM的應用能力,也無從保證一定能獲得應用BIM的業務機會。另外一個重要的原因是對於BIM的軟硬體以及人員教育訓練的投資成本可不小,並且建立生產力需要許多工作上的默契和建立標準操作程序,花費時間至少得在半年以上。鑒於無法確定能在短時期順利回收成本,考量現實問題,因而可能有許多人會選擇暫時不理會BIM,繼續沿用既有的二維設計方法執行設計業務。

(4)「本業異向」,發揮本業的專長做華麗的轉身,專職代理BIM專業經理業務。

這是一種開創性的作法,建築師的專業背景,如果具有足夠的建築知識、技術與現場經驗歷練,其本身就是社會中稀缺的專業資源。如果再加上進修 BIM 應用領域的相關知識、操作技術以及團隊協調,很容易提升到跨行業的操作能力。未來可以做本業異向的發展,從事 BIM 專業經理人業務或者組織 BIM 專業經理團隊,專職代理 BIM 專業經理業務。

我個人並不主張建築師在自己的建築設計案件中去"順便"兼任BIM專業經理的工作,這種BIM專業經理的工作量和花費的時間都可能不亞於建築設計本身。但是就現實面來說,給業主多做了一份工作,未必就能拿到雙份的酬勞,經常會七折八扣,1+1一定會小於2,建築師自己得拿捏其中的分寸。


(六) 未來在BIM時代將產生的新興行業

BIM是觀念和技術的集成,絕對不是把電腦和建模軟體買回來,再短期培訓幾位繪圖員就算是擁有了BIM。實際上不論是設計方、施工方甚至業主方,面對要搭上BIM這班車,都將涉及既有工作方法和團隊合作觀念的大改變。因此在未來,為了讓BIM案件能順利運行,在建築行業中一定會出現一個角色,實際負責跟BIM相關的策劃、協調、控管的工作,這樣的角色在BIM架構中原本就有,稱為"協調員"(Coordinator)。然而由於制度的不同,在台灣我們大多數建築師跟專業技師們都是獨立開業的,相互之間以任務組合的方式合作,並不在同一個屋簷下,因此我認為未來這個協調員的角色可以獨立出來,成為一種"BIM專業經理人"。以個案委託的方式,可以隸屬於業主方,也可以隸屬於設計方,甚至由設計方的建築師擔任,這種做法實際上可以把社會中的專業資源集中運用。

(1) BIM專業經理人

(a) 在建築案件中主導BIM應用過程中的計劃、統籌、協調、檢測和管理;
(b) 具有建築師或土木建築相關工業技師等專業資歷;
(c) 同時具備建築設計、施工和營建管理的專業經驗;
(d) 具備跟BIM領域相關應用方法與作業程序的專門知識;
(e) 具備對於跟BIM相關各類工具軟體嫻熟的操作能力與經驗;
(f) 以個人或團隊方式執行任務。

(2) BIM專業經理團隊

考慮到建築案件中牽涉到多個專業的協同作業,其間的管理協調工作既多且雜,單獨一個專業經理人很難兼顧外部協調和內部的檢測、管理工作。因此把專業經理人的角色擴大成為"BIM專業經理團隊",將更能發揮統合的功能。有了團隊的人力,使得專業經理得以全程協助整個建築案件在BIM的軌道上順利運行。
在建築行為中所扮演的角色上,這種BIM專業經理團隊應該是接受業主委託,從建築案件的起始規劃設計階段直到完工交付使用,在各階段過程中全程協助業主處理應用BIM的所有事務。

團隊成員中至少應該包含下列專業人員:
(a) BIM專業經理人;
(b) BIM應用技術團隊(成員包含規劃、建築、結構、水電風、建築性能模擬);
(c) BIM模型構建工程師:操作跟BIM相關的各種應用軟體,能有效率的構建三維模型;
(d) BIM模型操作工程師:處理資訊編輯、模型檢查、規劃施工順序與進度、成本估算;
(e) 電腦系統管理員:電腦軟硬體及網路作業環境維護支援。


(七) 展望BIM時代建築師本業異向發展的機會

(1) BIM專業經理人
建築師本身的專業背景和專業經驗是未來BIM專業經理人的不二人選,但是必需具備BIM領域的專門知識技術,以及培養BIM工具軟體的操作能力與實作經驗。

(2) BIM專業經理團隊
如果建築師事務所本身的規模足夠,可以利用現有的資源去附設BIM專業經理團隊,執行BIM專業經理方面的業務。


(八) 結語---BIM這條路能不能好好走下去

由於當前對BIM的應用還沒有公定的操作準則和統一的建築構件模型資訊標準,因為建模操作方式與資訊導入內容的差異性,會使得同一個建築案件在不同的BIM團隊操作下,往往產生的結果會有所出入。對於專業領域的認知差異,並沒一個客觀的標準和機制去評判誰對誰錯和孰優孰劣。事實上,即使應用了BIM也無法確保做為設計成果的三維資訊模型中不會發生錯誤、遺漏和誤解。在建築或工程設計中使用了三維的建築資訊模型以後,直接會消除以往常在設計中存在的模糊地帶,任何細微的錯誤都無法遁形,也使得日後可能導致設計責任遭受不當認定的問題浮現出來。

我記得去年曾在建築師節大會的一場公開演講中,聽到主講的長官說過,未來公共工程將強制要求使用 BIM,並且考慮在官家所認定在 BIM 操作中發生了錯誤時,向折算金額達到一定額度的設計者進行處罰和求償。我不清楚官家急於實施 BIM 是基於哪一種想法,是認為運用了BIM,工程中就不會發生錯誤遺漏,還是能藉此在國際間顯示我們台灣也實施了BIM,我寧願認為是親民愛民、恨鐵不成鋼,希望藉此快速的提升我們台灣的建築設計和營建水準。對於公共工程強制要求使用 BIM,這是官家的權力,我們庶民沒有意見。

但是對於是否要強制實施 BIM,我個人卻持保留的態度,跟一些已經發展BIM 多年的國家比起來,我們台灣對 BIM 制度打底鋪墊的工作確實還沒做好,我們至今還沒有公定的BIM實施準則、沒有檔案命名準則、沒有圖層命名準則,甚至最重要的工作品類編碼也付之闕如,更別說共同組件庫和材料資料庫了。貿然要求BIM立刻上馬,必然造成一家一個標準、一案一個標準的結果,大家各自發展不是什麼好事情,沒有機制讓經驗流通分享,BIM 技術就不可能進步,並且在專業領域裡形成混亂完全是可以預期的。處江湖之遠,我確實不知道究竟誰該出來主導這些該先辦好的事項,我只知道如果今天急就章的上馬,必然導致將來要花更多的時間和精神去收拾混亂的局面。

今天我還有所擔憂的,BIM 在臺灣的工程建築界算是個新觀念和新技術,除了極少數特定廠商高瞻遠矚的先行先試以外,一般民間設計者和營造廠商普遍的還沒有應用 BIM 的能力。建立應用 BIM 的能力需要靠時間來孕育培養和運作經驗來深耕,絕對不是買回建模軟體一夕之間就能即插即用 (Plug & Play)。目前也還沒聽說工程業界建立了一致性的操作準則,如果官家在沒有先鋪陳好合適的遊戲規則的情況下,卻先制定罰則冒然實施。民間業者有樣學樣之後,衍生出無端的法律責任當面,極可能讓 BIM 在我們這塊土地上無法生根或者就此流於名不副實的形式。

謝謝各位!

2011年7月11日 星期一

BIM代理服務芻議 (8 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM 代理服務創造的願景

我暗想,在這麽多利益關係人(stakeholder)裡面,在過渡期間可能會感覺超不爽的是銷售 BIM 應用工具軟體的供應商,他們代位推廣 BIM 應用,辛苦了耕耘了這麽些年,好不容易推湧起風潮,正期待著歡喜收割。按照他們的盤算,當然希望有朝一日所有準備要投入 BIM 應用的設計單位和施工單位,個個都能從兜裡掏出大把白花花的銀子購買他們的軟體。以單套 BIM 工具軟體得花費二三十萬台幣的價位,一個設計單位可能需要好幾套或者多用戶版才能讓生産力成形,再加上關聯性操作還需要添購將近 10 種其他的軟體,例如施工排程(4D)啦、成本估算(5D)啦、衝突檢查啦…等等等,攏總加起來這可是商機無限。

然而,如果這種 "BIM代理服務" 行爲被我們的建築業界廣泛的接受並且實施了,在建築的設計階段,這些 BIM 工具軟體的潜在客戶就趨向於集中到這些 BIM代理服務公司身上。以一家代理服務公司能同時支援好幾個建築案件的工作能量來計算,未來代理服務公司的數目很可能遠低於國內目前設計單位的數目,對這些軟體的採購數量當然跟原先設計單位人手一套是不能相比的。因而當那一天真的到來的時候,軟體供應商可能會很生氣的說:『真的是太超過啦!』

但是…別急眼,心平氣和的想一想,如果你仔細看完我的博文,徹底瞭解數碼阿叔我所說的微言大義,你就會發現我所說的 BIM 代理服務實際上並沒有排除建築師與專業技師採購 BIM 建模軟體的需求,當台灣的 BIM 環境日趨成熟的時候,必將吸引更多的建築師與技師加入這個領域。即使當前失之東隅,未必他日不能收之桑榆,且看下段結語。

結語

不可諱言的,當前在台灣推動 BIM 的困境在於産生三維資訊模型的源頭—設計團隊這一端大多數一直處在猶豫不决的狀態,如果建築師這邊沒能首先創建並且分享出三維模型,跟建築師協同設計工作的結構技師、電機技師以及其他技師們,就很難獨自創建 (實際上不可能) 三維資訊模型用在設計工作中,事實上即使專業技師們各自創建了模型,在沒有協同作業的狀况下,這些模型資訊也不可能反映在最終的設計結果中。藉由「BIM 代理服務」行業的介入,正能打開目前的僵局,讓台灣的 BIM 環境能及早建立並且蓬勃發展,届時不單本文所說的代理服務行業,就連建築師、專業技師以及施工單位也都會大量採用,將給軟體業者帶來更多銷售的商機。

正如軟體發展商一直在强調的那句話:『BIM 是建築業美好的未來!』,BIM 給建築業帶來的效益不會僅僅體現在業主和建築設計單位身上,事實上在整個建築行爲中,藉由應用 BIM使得施工程序最佳化、預算成本精確化,施作者藉此能建立更有利的財務槓杆,也就是說工程準備金與周轉金得以最小化,獲得實質利益最多的反而是施工單位,是故供應軟體的發展商不必僅僅急於從設計單位獲取眼前的利益。當 BIM 代理服務行業如我所言真的上路的那一天,我也會說:『BIM 代理服務給設計團隊創造美好的未來!』

(本篇完)

BIM代理服務芻議 (7 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM代理服務可能衍生的問題

這是個嚴肅的問題,在 BIM 代理服務創造了願景的同時,我們不能不先考慮到這種新出現的操作方式跟現行建築行爲與制度間可能産生的杆格。

建築物的法定設計人是該建築專案的設計建築師,法定監造人是該建築專案的監造建築師。這是我國的建築法和建築師法所賦予建築師的責任,也是從法律的角度,基於建築設計專業能力認定所賦予建築師一種無可取代的責任。近年來有些不屬於建築設計領域的人員或團體基於利己主義,不斷想改變這種業態。他們眼中可能只看到了設計酬金,然而可曾想到過建築師在法定設計人和法定監造人的身份背後所肩負的設計和監造責任,並且這樣的責任是無限責任,絕非把設計做完了拿錢走人那樣粗糙。即使依法交付給專業技師負責的結構、水電設計,建築師同樣依法肩負著連帶責任。

由是之故,在 BIM 代理服務中,不論代理服務公司和其專業經理人,其所有的操作行爲都不得取代或超越建築物法定設計人和法定監造人的法定權責,也就是說 BIM 代理服務行爲不可以代位操作涉及建築設計和結構、水電等專業設計內容的部份。從另一個角度來看,BIM 代理服務僅能根據建築師和專業技師交付的設計圖或模型做爲基準,進行有限程度的深化以及配合施工需要所製作的施工圖說,並且對原設計內容的任何調整、修改或增减,依法得交給法定設計人和監造人簽認以後才得用在施工中。不這麽做,法定設計人或法定監造人即可能將承擔廢弛業務、背信…等等的法律責任,這是不能憑藉任何民間契約或行政命令所能排除和免除的責任。

在設計和監造法定權責上,我國現行的法律已經規定的很明確,並無窒礙也不存在灰色的模糊地帶。然而 BIM 服務公司是一種新生成的行業,在現行建築行爲體系中並沒有任何法定的依據和權責身份,只能是根據民間契約形式附加在現行的建築體系上。一種方式是按照個案依附在設計單位(法定設計人和法定監造人)之下,成爲設計團隊的一部份,在工作上受到建築師的管轄,做爲建築師法定設計、監造權責的延伸。另一種方式則是按照其跟業主方簽訂的民間契約依附在業主方管轄下,做爲業主委任的代表人,協助業主遂行其對建築案件的管轄權責。當然,兩者相比之下,後者的可能性會比較高一些,畢竟最有可能的是由業主出面跟這個服務公司簽訂契約。

未來無論是按照哪一種方式運行,都必須在事先就服務公司與設計單位間的權責關係做明確的區隔和劃分,否則在建築行爲的階段過程中,可能就會出現幾種混沌不清的狀况。

(1) 原先建築師交付給業主的定案設計圖說中存在了圖面不一致或錯誤、遺漏的狀况。
正如許多人所刻意强調的,設計單位提供的定案設計圖說裡,很難保證完全沒有圖面不一致或錯誤遺漏的狀况。代理服務公司接手以後,必須先行過濾出有問題的地方,並且及時要求設計單位更正設計圖說。如果已經取得建築許可,可能還需要辦理變更設計去更正設計圖說。

如果代理服務公司未能確實做到這一點,就遽爾進行了後續的 BIM 技術作業,服務公司同樣無法保證在工作過程中一定能清除掉錯誤和遺漏處;同時即使原先的設計圖中沒有錯誤的地方,在服務公司的 BIM 技術作業階段中,因爲認知差異導致模型錯誤的可能性依然無從避免。到了施工過程中假如因此導致工程返工或延誤工期,造成了施工方的損失,那麽可能引致施工方提出訴訟或索賠。所以必須得先厘清設計單位跟代理服務公司前後兩次作業間的責任劃分。

(2) 代理服務公司基於 BIM 模型産生的施工程序(4D)中,因爲排程錯誤或工時規劃不當導致施工過程中出現工期不足、返工或延誤工期。
施工排程中各個工作節點的施作順序和施作時間,是由軟體操作者基於現場施工能量所指定,假如排程人員現場經驗不足或者誤判施工單位的施工能量,可能導致從 BIM 模型生成的工作排程發生與實際不符的情况。

如果代理服務公司系依附於設計單位,當然由設計方承擔外在責任,內部責任則按照契約的規定處理。然而如果代理服務公司是依附在業主方的情况下,當施工方同時向業主方和設計監造方索賠的時候,即使這個部份不屬於設計方的委任契約範圍,對於監造方是否將要擔負現場失察的責任,尚待厘清。

在美國曾經發生過一起訴訟案件,設計方應用 MEP 對天花板內悶頂空間裡的多層管綫做出密集的佈設,也經過衝突檢查確認管綫相互間不發生衝突和間距不足的情况,然而設計方並沒有明確向施工方交代各層管綫的施作順序,施工方則按照其成規性的作法施作。施工到一半時發現才架設完70%的管綫卻已經把天花板內的空間高度用完,使得施工方必須返工拆下已經完成的管綫重新佈設。結果引致施工方起訴業主方索賠,業主方則轉而起訴設計方索賠。這個個案的關鍵不在于誰設計或誰施工,而是清楚的顯示出即使應用了 BIM 模型也做了衝突檢查,不代表就因此萬無一失。當今有些 BIM 的應用者把衝突檢查當成神兵利器,認爲從此就能天下無事,從這個案例可以看到反證。

(3)當構建 BIM 模型的過程中發生錯誤或遺漏,導致施工過程中出現返工或延誤工期。
BIM 建模軟件只是工具,即使應用它構建模型以及嵌附建築資訊,並不代表過程中就一定不會發生錯誤和遺漏。如果代理服務公司未能及時排除錯誤或者修正遺漏,直接影響到從模型生成工程明細表的正確性,並且可能在施工過程中導致施工單位的返工或延誤工期。相同的必需厘清各個角色的權責。尤有甚者,如果因爲模型上的錯誤衍生出工安事故,法定監造人還得負擔責任。

因此即使 BIM 代理服務公司係由業主直接委派參與到設計和施工階段中,該公司對於這個建築案件的所有作爲仍然需要接受法定設計人和法定監造人的節制,針對這個建築案件創建的模型和施工圖說也得經過業主、設計方、監造方以及施工方共同簽認以明責任。

上述這些情况是數碼阿叔我所做的合理推測,實際上未必會真的發生,或者必然會對簿公堂。但是在這種 BIM 代理服務公司介入建築行爲以後,我們不能等到問題發生了才臨時謀求解决方法,必須及早厘清各個參與者之間的權責劃分,以及發生杆格時的處理程序,才能確保工程的順利進行。

下接《BIM代理服務芻議 (8 / 8)》「BIM 代理服務創造的願景」

BIM代理服務芻議 (6 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM代理服務公司的架構

根據前面的鋪陳,我們可以想像得出來,衆多設計單位各自都投入大量人力物力,爲導入 BIM 重複的耗費了資源,除非它們有能力和關係跑到國外去搶案源,否則在台灣却很可能無從獲得足够的案件做相應回報。對未來做過度的預期,必將造成有限資源的嚴重浪費。何如把跟 BIM 相關的應用操作獨立出來,交付給專精於 BIM 應用領域的「BIM 代理服務公司」代位操作,把有限的社會資源集中利用,創造更爲有利的契機。

如果我們能建立一種資源集中運用的架構,所謂 "馬照跑,舞照跳",包括建築師與專業技師這些設計團隊的成員們不需要改變原先的設計方式和遊戲規則,不必去經歷孕育 BIM 應用操作的陣痛期甚至難産。讓建築師與專業技師們把有限的時間和精力專注在建築設計本質上的提升與優化,不致因爲技術操作上的生澀或瓶頸而對設計本質削足適履。無論設計過程中使用的工具是二維的 CAD 或是三維的 SketchUp…等等,按照原先行之有年的既有程序完成設計以後,把設計結果 (設計圖或模型) 提交給業主做最後確認,再經由業主交付給指定的 BIM 代理服務公司,繼續進行建築資訊模型化的技術處理,並且讓他們在建築設計與施工期間全程輔助業主進行必要的操作,最終業主在這個建築案件上將獲得完整的 BIM 應用效益。

業主是建築案件的實際擁有者,因此這種 BIM代理服務公司應該直接面向業主,以合約的形式接受業主的聘雇或委托。這個公司裡必須設置技術專精的 "BIM專案經理",對整個建築案件實施管理和協調。並且必須組織充足的專業技術人員建立其技術團隊,成員們除了在建築、結構、水電各個領域具備設計與施工管理的專業經驗,還得專精於跟 BIM 關連的技術操作。擁有這種精實的專業技術人員,BIM代理服務公司將能完整的涵蓋 BIM 的應用需求。同時因爲資源相對集中,我認爲一家擁有稱職的技術團隊的代理服務公司將很容易擴充其平行作業能力,同時運行不止一個建築案件。

一個建築案件的整個運行過程中,實際上牽涉到許多複雜的工作和協調,以往這些工作是由建築師、專業技師和施工的營造業概括承受,各自分解消化掉的,但是在實施 BIM 對工作流程控制要求下,這些工作必須集中在一起控管,就會顯現其既多且雜的真正面相。對此裝作不知道或者事到臨頭再設法解决是不行的。也許,未來這種控管的作業,由非屬於業主、設計方和施工方的第三者:「BIM代理服務公司」來承擔,在立場上會更客觀,也更容易執行。

那麽這種 BIM代理服務公司最低限度得維持什麽樣的架構,才能遂行它的工作目標呢?在數碼阿叔我的推想中,除了公司本身應該具備的行政、業務、財會、公關等部門或人員以外,最重要的專業部門架構,至少得包含下列專業人員。

(1) BIM專業經理人:統籌整個案件的運作,規劃建築行爲的階段性流程,並且在業主與各設計單位間執行有效率的協調,推動案件按時程運行。這個專業經理人並不是行政職位,他必須具備建築、結構、機電等專業知識和實作經驗,甚至於跟建築師或專業技師等同的背景,才可能有效的遂行溝通、協調和專業建議的工作。

(2) BIM專業應用工程師:成員包含建築、結構、水電風、建築性能模擬…等等專業工程師,能對外來的建築及專業設計圖說進行前處理和除錯,因應資訊模型化的需要做出解析和整合,並且能够據以生成必要的建築資訊。如果代理服務業務涵蓋到建築施工階段,還需要派駐在工程現場遂行跟施工單位間的常態性溝通和協調。

(3) 三維建模工程師:具備建築專業知識會經驗,會操作跟 BIM 相關的建模和各種應用軟體,能有效率的構建出三維模型。

(4) 建築資訊模型操作工程師:處理資訊編輯、模型檢查除錯、規劃施工順序與進度、工程成本估算等等階段性的實質操作。

(5) 建築資料庫管理者:對應用的建築資訊的源數據進行收集、更新、管制。保持共用組件(component) 和建築材料、設備資訊都能處在最新的狀態。

(6) 電腦系統管理者:這樣的公司業態架構一套伺服器是必需要的,因此得設置專職的電腦系統管理者全時間維護整個電腦作業環境的正常運行,管理電腦伺服器和數據安全。並且跟各專案的專業經理人配合,管理專案範圍內各個工作站與伺服器之間工作數據的上傳、下載和備份,以及控管伺服器或工作站連接網際網路端的服務。

未來,BIM 代理服務公司接手處理業主交付的定案設計圖說,首先必須進行對圖面過濾與除錯的前置作業,消除被 "先知" 們過度强調的那些錯誤、遺漏和圖面內容不一致的問題。接下去才正式進入實質的資訊模型化作業。前置作業必然花費相當的成本,然而這時建築設計已經完成了,業主已經對設計內容、規模、建築材料、設備...等等做出了確認,在模型化作業中减少了大量修改或迭代操作的機會,同樣爲代理服務公司節省了作業時間和人力。兩者能否在工作成本上相抵,我無法預測還沒有發生過的事情,只能說對此抱持著樂觀的看法。因此當 BIM 代理服務業進入建築生命周期的運作環節中以後,爲 BIM 這台戲添加了新的角色,無論業主、設計團隊、營造公司等在實質上都獲得不同程度的效益,可以說是衆人皆歡喜。

下接《BIM代理服務芻議 (7 / 8)》「BIM 代理服務可能衍生的問題」

BIM代理服務芻議 (5 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

話說建築設計者導入 BIM 應用的門檻

有些人天真的以爲只要購買了 BIM 建模軟體回來,學會了構建三維模型就行了。這樣的想法偏差得太離譜啦!只會構建三維模型那是遠遠不够的,BIM 的重心在於那些嵌附在模型上的諸多 "建築資訊"。爲了符合建築行爲階段性應用的要求,對於模型中各種物件而言,在不同的階段需要嵌附不同等級的資訊,才能讓這些資訊及時發揮應有的效能。這些建築資訊的編碼和分類,事先都得仔細規劃其分享和流通的需要,凡此種種都不是只經由市面上那種短期補習班式的軟體操作訓練就能獲得的專業能力。不單設計單位得先期建立自身的標準作業程序,培養足够的 BIM 專業設計師,並且協同工作的設計單位相互間也得經過長期的磨合和互動,才可能發揮正常的工作能量和效率。

更重要的是操作資訊模型化的建築師和設計師,他們本身得擁有豐富的建築設計與工程現場經驗,熟知建築物內外各處的細部構造、施工方法和施作程序。如果建模人員的工程現場的經驗不足,直接會影響到建立的模型在建築專業上的可用性,剛入行的設計人員甚至只能做做最低層級的按圖構建裸模的工作。因此針對新進人員的教育訓練還需要包含提升建築專業能力和拓展專業經驗,這些都使得應用 BIM 的初期準備工作需要消耗一段不算短的培育時間,藉此逐步提高生産力。絕非什麽只需數小時就能使小白學會操作軟體建模那麽簡單,誤信這類誇張的廣告宣傳只會耽誤自己導入 BIM 的進度。

也有些人心裡在想,既然導入 BIM 需要高强度而持久的教育訓練,難免會影響到常態的生産力,那麽乾脆放牛吃草不去理會它,萬一接到了要求使用 BIM 的案件時,了不起採用且戰且走的方式慢慢培養 BIM 的作業能力。這種走險棋的做法在過程中可能會産生的是不帶資訊的建築模型和 bim (資訊不足的建築模型) 的結果,雖然建築資訊通常是配合階段性運用的需要逐步添加到模型裡,並非 "All or Nothing" 那麽極端。但是該有的必須要有,無資訊或資訊不足甚至於資訊冗餘都會導致 BIM 的運作中出現問題,即使設計者僥幸蒙混過去,那麽業主可就成了花錢的冤大頭。

在這裡我們可以歸結出一個事實:『設計團隊中的個別設計單位 (建築師和各專業技師) 爲了都能建立應用 BIM 的生産力,必須投入相當多的時間、金錢和人力物力,但其結果是沒有人能掛保證一定會導入成功。台灣的建築業大環境可以用地狹人稠來形容,地狹指的是可建土地太少,建設能量和案件數量都不多。人稠指的是設計單位超多,典型的僧多粥少。如果每個設計單位都爲應用 BIM 投入大量時間和金錢去培養生産力,却不見得都能雨露均沾的接到應用 BIM 的建築案件,將造成有限資源的嚴重浪費』。

下接《BIM代理服務芻議 (6 / 8)》「BIM代理服務公司的架構」

BIM代理服務芻議 (4 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM是多角色合演的一台戲,不是二人對弈的一局棋

直到目前仍然有許多人(即使是專業人員)對 BIM 存在著錯誤的認知,以爲 BIM 是個電腦軟體。這是因爲當前在台灣對 BIM 宣傳最給力的是賣電腦軟體的供應商,而其餘可能跟 BIM 應用有關連的單位,大部份則是抱持著冷漠以對和事不關己的圍觀態度,難怪許多人會認爲 BIM 是某公司所賣的一個軟體。

然而被稱爲 BIM 的 "建築資訊模型化" (Building Information Modeling) 的確不是個什麼軟體,它依靠的是整個建築産業界的通力合作。模型化的工作發源於建築設計過程中,經由電腦軟硬體去體現在三維的資訊模型上,接下來除了運用在營造施工中,也運用在建築物的長期使用維護階段裡。在裡面軋上一角的參與者 (stakeholder) 包括了業主、建築師與設計團隊、營造施工者、建材與設備供應者,外加建築物完工以後的房屋使用者和物業管理者,因應 BIM 的還有個重要的 BIM 專案經理在負責規劃協調和檢驗。因此我們說 BIM 是多角色合演的一台戲,牽涉到的各個角色都得輪番上場共同來合作演出。絕非像以往那樣,業主和建築師對弈般僅在二人間說了就算數。

在建築案件中想要成功的應用 BIM,其中關鍵性的過程在創建那些三維的 "資訊模型" 以及 "協同工作" 的階段,設計者必須具備充足的現場經驗做爲模型合理性的基礎。參與實質操作的包括 BIM 專案經理、建築師以及同屬設計團隊成員的專業技師們。原生的操作方式是由建築師主導建築設計進行,同時結構技師負責結構設計、機電技師則負責包含電氣、給排水、空調通風、消防設備...等等專業設計,並且由業主聘雇的 BIM 專案經理負責工作規劃、協調、整合與階段性成果檢驗,四個專業角色都得同時上場,如果三缺一就玩不下去了。這些都是專業性很高的工作,而且負責工作規劃與協調的 BIM 專案經理更應該是專業中的專業,否則根本無從在各專業間進行溝通協調工作。

應用 BIM 的前提是上述這些特定的參與者各方面都能符合運作的實質要求,除了自身必須具備完整的建築資訊模型化與協同工作的觀念、知識與技術,還需要裝備高性能的電腦硬體以及跟模型化工作關聯的多種軟體,加上嫻熟軟體操作技術的設計師以及低層次的建模人員。對於首次想要把 BIM 應用在工作上的建築設計者,首先必需瞭解導入 BIM 應用的門檻。

下接《BIM代理服務芻議 (5 / 8)》「話說建築設計者導入 BIM 應用的門檻」

BIM代理服務芻議 (3 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM代理服務公司

現在說到這篇博文的重點了,何謂 "BIM代理服務公司"?這種公司未來將在建築業的 BIM 應用中扮演什麽樣的角色?首先,數碼阿叔我必須說明,這裡說的公司名稱是我根據它可能經營的業務型態所推演出來的一種假想的名稱,未來如果真的出現了,也可能會是 "BIM建築經理公司" 或者 "建築資訊模型公司"…什麽的。從字面上可以看出來 "代理" 指的是 "第三者操作","服務"當然指的是提供 BIM 的應用操作啦!一種獨立於設計單位之外單獨運作的專業公司,專門代爲操作所有跟建築資訊模型化的技術性和協調管理工作,這麽說就比較清楚了吧!

其次,這將是一種新興行業,因爲它完全是應對 BIM 需求而出現的,當建築設計界還沒有人應用 BIM 或者很少人真正在用 (就像目前的狀况) 的時候,這樣的代理服務公司因爲此時拉不出業務量來,是很難單獨存活的。鑒於 BIM 必須大量應用到電腦操作,應用的效益很大程度的受到電腦影響,因而初期這種代理服務最可能是依附著在一些電腦資訊公司裡經營,即使市場上有獨立經營的這類公司也是極少數的特例。但是等時候到了,建築界對 BIM 的應用需求持續增長的情形下,這種 BIM 代理服務公司將會如同雨後春笋般冒出頭來。

接下來我要說說各個參與者在 BIM 應用中各自扮演什麽樣的角色,以及建築設計者導入BIM 的門檻,都搞清楚了以後,我們再談 BIM 代理服務的契機以及可能組織的型式。

下接《BIM代理服務芻議(4 / 8)》「BIM是多角色合演的一台戲,不是二人對奕的一局棋」

BIM代理服務芻議 (2 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM情境劇:業主-BIM-建築師

(※聲明一下,這只是幾個假設的情境,提到的人物都是虛構的,沒有影射任何人,萬一有所雷同,如果誰硬要對號入座,與我數碼阿叔無干)

公元 2012 年臺灣中部某市有一位搞建設的業主,他在市區裡屯了一塊不小的菜地,現在想要蓋一棟大樓牟利。他曾聽過同樣搞建設的朋友說現在蓋樓要用 BIM 才够檔次,完工後拿 BIM 來宣傳一下,一定可以賣個好價錢。於是他約見了熟識的某建築師,告訴他準備要蓋樓起厝的决定:
『建築師啊!我要蓋一棟大樓,要 BIM 的那一種。這是地籍圖,請你拿去畫看嘜,容積要蓋滿。後禮拜我們來討論,如果滿意就談簽約...』
肥猪拱門,業務當前,建築師點頭稱是。鑒於時間緊迫,趕緊捏著地籍圖回去參詳了。

建築師開始設計啦!如此如此…這般這般…一切行禮如儀。剛開始是概念設計吧,設計出來的東西總是首先得提交給業主看的,到了約定的這一天,建築師在業主的辦公室裡攤了一桌子圖。那麽應用 BIM 以後跟以往使用 CAD 産生的設計圖有什麽差別呢?其實一眼望去,列印成二維的圖形看起來跟以前沒什麽不一樣,平立剖面圖還是那些平立剖面圖。

可是業主是個精明的生意人,不會就此輕易相信這就是傳說中的 BIM,業主翻著攤在桌上的那些圖,睜大了眼睛語氣急促的說:
『建築師!你有沒有用心啊?我的朋友給我講,BIM 是那種什麽立體的模型啊!啊你這個跟以前一樣嘛!你打開電腦把那種模型用給我看嘜,不然我怎麽跟你商談簽約啊!』
(※提示:應用 BIM 是把設計內容體現在電腦三維模型上的)

接下來的狀况發展,可能會遇到三種不同的情境,差別在於建築師是用什麽方式操作設計,並且提交給業主這份設計案的圖形是怎麽完成的。

【情境一】
建築師只聽說過 BIM,自己沒沾過手,事務所裡的設計師們還在使用 CAD 二維圖形作業,拿給業主看的是 CAD 畫出來的二維平立剖面圖。

『這個…唔…嗯…你要那種 BIM 的,我回去再想想辦法…』建築師勉强回應著業主的要求。
原本想蒙混過關,沒想踢到了鐵板,心裡的滋味不大好受,因爲這份設計圖可不是用那個什麽 BIM 弄出來的。此刻一翻兩瞪眼,當然變不出一個三維模型來安撫業主…,凉!

『…靠…毀了!上次開會的時候他說要 BIM,本來以爲他隨口說說而已,居然這老傢夥是來真的…』
建築師心裡嘀咕著,爲了自己一時疏忽搞得現在很被動,悲劇啦,臉上的表情很是尷尬。

這個 CASE 就此玩完了嗎?眼看合約簽不成了,準備收拾東西要撤了嗎?且慢走人,還是有好辦法能解套的,待會兒再告訴你。


【情境二】
建築師是利用三維設計軟體 (例如 Google SketchUp) 做完概念設計方案,把三維模型輸出轉成二維的平立剖面圖拿來給業主看。

『要看三維模型哦?沒問題的啦,我還有彩色的透視圖呢,來來來!先看看這個…』
建築師飛快的拿出他的筆記型電腦,同時順手把委任契約書拿出來,放在業主看得到的位置。接著電腦開機如儀,啓動了 SketchUp 和 ACDSee 二個軟體,一面在 SKP 模型畫面上轉動模型視景,讓業主能從各種角度仔細觀察模型。另一面則穿插展示著昨晚連夜渲染出來那一系列像照片般逼真 (Photo-Realistics) 的場景透視圖像。最後秀出一段動畫,先圍繞著建築物走一圈,看看房屋外觀造形與周遭綠化環境植栽的搭配,接著又穿越大門直接走進門廳,瀏覽內部的材料面飾和家具擺設。業主看得津津有味,腦海中思緒飛揚,充滿了對未來的美麗憧憬。

『建築師!這個感覺很好嘞,這是 BIM 做出來的那種模型哦?那個外牆的花崗石顔色能不能稍微改比較淡一點的?還有…房屋西邊的楓樹能不能種多一點,整棟蓋高一點多幾層啦!另外…主臥室旁邊那個客房也要加陽臺和落地窗!給我稍改一下喔!』
業主看得有些心動了,雖然他關注的焦點此刻已經逐漸轉移到其他部位,可他還是沒忘記他要的是 BIM。…汗!

『這還不是用 BIM 畫的啦,現在是草圖階段,用這款模型的效果比較 BIM 卡好,我們都是用這款立體模型做設計。我很快就能修改好,再拿來給你看,我們可以先在模型上把房屋的外形啦、材料啦和裡面的格局啦、家具布置啦都决定好,就跟剛才你看到的那些透視圖一樣,你可以預先看到效果。那種 BIM 建模比較費時間,等以後細部設計和畫施工圖的時候才要用那種 BIM 軟體建模,這樣比較省時間,你也可以早一點申請建照賣房子對不對?啊你放心啦!保證你發包和施工的時候有 BIM 的圖給你用。要不先談談簽約怎麽樣?』建築師四兩撥千斤,不斷轉移業主緊盯的目標。

『商談簽約應該可以的啦!可是你要在合約裡掛保證,寫明到時候一定要給我 BIM 的模型和施工圖。合約其他的條件我們來商量…』業主說。
業主點頭了,應該可以簽下委任契約書啦,建築師心裡暗自盤算著,如果能先把設計權拿到手,剩下那個 BIM 的問題回去再說,反正天下沒有解决不了的事情。

建築師爲了要解套,事急從權,及時打開電腦秀出 SketchUp 三維模型、模擬真實的渲染圖像以及播放動畫先穩住業主。接著告訴他現在是概念設計階段,原本就是拿這種 SketchUp 軟體做設計的,後面正式製圖的階段 BIM 工具軟體才會登場,請他拭目以待。這並不是在搗漿糊,想唬弄業主,這是以時間換取空間,走曲綫救亡圖存,總得先設法簽下設計合約,再想辦法去折騰 BIM。

(※提示:Google SketchUp 是個三維模型工具軟體,好學易用,設計者能經由直觀的視覺回饋,經由模型體現設計思維。SketchUp 具有親和性很高的人機操作界面,幾乎能跟設計者腦海中的設計思維同步運作,建立三維模型的速度超快,很適合在概念設計階段用來 "做設計",它的功能不僅僅用於草圖,甚至可以涵蓋到施工圖階段。只是目前 SketchUp 的 SKP 模型內定所携帶的建築資訊偏重於形狀、材質、透明度等視覺傳達,還未能滿足 BIM 的應用資訊需求,因此從 SketchUp 産生的模型此時不能算是 BIM 的模型。但不久的將來就很難說了,從來沒有一個軟體有數以百計的粉絲不斷幫它寫外掛插件程式並且免費共享,據我所知已經有不少 Ruby 程式設計師正在努力把 SketchUp 推向 BIM 的層級。言歸正傳,雖然不是應用 BIM 所製作出來的模型,但是這種 SKP 三維模型比起其他三維模型在視覺表現上更接近人類的視覺印象,讓非屬設計專業的業主和其他人員更能直觀的瞭解建築設計的內容與細節)

(※提示:CAD 軟體的人機操作界面在 "製圖能力" 上很强悍,但不適合用來 "做設計"。
某些從 CAD 軟體逐步演化成形的所謂 BIM 建模軟體,本身承繼了 CAD 軟體繁複的人機操作界面,即使集成了許多應用的新功能,用做 BIM 的建模與製圖工具是個很好的選擇,但其界面原本就不適合用來 "做設計"。關於這一點,軟體公司是不會承認的,他們會列出一大堆理由說它是個能用來做設計的好工具。但是西瓜甜還是不甜,賣瓜的人說的不算數,吃瓜的人說的才算數。同樣的,軟體適不適合用在 "做設計" 上,軟體供應商說的不算數,必須是身在第一綫專門從事建築設計的建築師,根據自己親身操作體驗後所說的才是真的。整天與建築設計爲伍的建築師與設計師們,一定要分辨清楚 "設計" 和 "製圖" 的分野,也要清楚的認知設計工具與製圖工具之間操作行爲的差異,把工具用在不適合的領域將難以提升工作效益。)

(※提示:把 SketchUp 的三維模型轉換成二維圖形,利用其自帶的 Layout 3 模組,或者使用 DoubleCAD XT, AutoCAD 之類的軟體都能辦得到)


【情境三】
建築師的確是玩過 BIM 的,也掏了銀子在事務所裡裝備了運行 BIM 所需要的電腦軟硬體。這次他花了不少時間把概念設計的內容利用 BIM 建模軟體構建了大樓的三維模型,又從嵌附在模型裡的各個視圖 (View) 導出成爲平立剖面圖拿給業主看,只是沒料到業主對 BIM 的認知只是個三維模型。

『…想看模型早說嘛!要看就看唄!』建築師心裡這麽想,手底下可沒閑著。
從提包裡拿出他的那部 " i7 " 工作站級筆記型電腦,那可是裝了最新 64 位元 Windows 7 作業系統的高級貨,同時也沒忘記掏出兩本委任契約書來放在一邊。啓動電腦讀進了模型檔案,片刻之後一個立體的建築模型視景出現在顯示幕上,他旋轉模型展現這棟建築物各個角度的視圖。業主眯著眼睛直盯著顯示幕,對自己即將擁有 BIM 大樓顯然欣喜不已,清一清喉嚨說:

『這就是人家說的 BIM 模型哦!那我們今天可以商談一下簽約的條件。還有…我跟你講我這個 CASE 要那個…那個什麽綠建築啦!還有…還有…啊!對!他們說的永續啦!屋頂上面還要裝那種會轉的風車和太陽能板。嗯!還有…每層樓蓋小一點沒關係,一定要多蓋幾層樓,最好外形能够凸出來凹進去那樣變化多一點,不要每層統統一樣,我要把這棟蓋成那個什麽…什麽…啊對了!蓋一個地標啦!』業主一口氣提出了一大串要求。

(※提示:BIM、綠建築、可持續性、替代能源設備、地標等等,都跟建築物有關,但是彼此之間並不存在必然的關連性)

喝下一口茶,緩過一口氣,業主接著又說:『建築師!啊你這種模型能不能給我看到屋子裡面的格局,每個房間裡面牆壁和地面用了材料的樣子,還有裡面那些家具擺設。頭前我有一個 CASE,那位建築師用那種什麽…草圖大師啦!他都能給我看裡面這些東西。』

聽了業主的話,建築師就像正喝著冰可樂的時候不小心一口吞下了冰塊,心頭又梗又凉。暗想著:
『我的媽呀!要求這麽多,照他這種搞法這豈不就翻案了嗎?前面爲了建這個模型忙活了這麽多天,搞得人仰馬翻,電腦還當機好幾次。唉!又得重新開始…』,…哭!

(※提示:即使應用 BIM 把設計內容整合在單一模型上,更改少部份設計內容比較省事,不必像從前二維製圖時代那樣逐張修改。但是改圖是有限度的,如果遇上業主整體性的翻案,另起爐灶可能還快一些!)

在[情境三] 裡所敘述的情節,那位建築師使用了 BIM 嗎?當然不是的,那是個假象。他在這個階段所做的頂多是利用所謂 BIM 建模軟體建立了一個三維模型,在沒有加上建築資訊以及協同作業之前,實在不能算是 BIM。這也是當前的一種迷思,有些人學會了操作所謂的 BIM 建模軟體,拿它構建出三維模型就自認為是個 BIMer,但是實際上跟真正應用 BIM 還差一大段距離呢,然而這總是個好的開始,肯親自投入其中,這是條正確的路徑。

看完上面所描述的三種情境,按照一般的認知,三種情境中可能獲得設計權機會的排序是 [情境三] 的機會最大,其次是 [情境二],而 [情境一] 的機會應該是最低的,如果建築師不幸處於 [情境一] 的狀態,似乎業主會把設計權交給他認為已經在應用 BIM 的建築師。但是從數碼阿叔我的觀點來看,實際上在三種情境下建築師獲得設計權的機會可以是相等的。

爲什麽我會這麽說呢?因爲當前台灣的社會是個工商高度發展的環境,各種行業領域的運轉速度與反應時間都很快,只要社會中有了某方面的需求,在很短的時間內就會出現相應的行業來填補需求的缺口。所以當應用 BIM 在台灣被鼓吹到跟流行風潮掛鈎的時候,以台灣社會一窩蜂的特質,很快就會在建築業裡反映出對 BIM 應用和熟練操作人員的大量需求。然而當前建築設計行業裡對 BIM 應用的準備以及技術養成訓練仍停留在無作爲或者作爲不足的狀態,届時勢必難以滿足需要。因而我可以預期届時必然會出現一個新興的行業-「BIM 代理服務公司」,適時給建築界填補需求的缺口。

這種 BIM 代理服務公司 (假設的) 就是預期可以爲應用 BIM 解套的解决方案,因此對於上述的 [情境一] 與 [情境二] 的狀况,建築師大可以用委婉的語氣據實向業主說明這次沒有把BIM 應用在概念設計上的個中原因 (坦白從寬嘛),是因爲那種所謂 BIM 工具軟體本身並不適合在這個概念設計階段用來做設計,其二是業主身邊並沒有聘雇一位 "BIM專案經理"幫業主做跟 BIM 相關連的規劃與協調工作。接著建議業主找個 "BIM 代理服務公司" 擔任這個建築案件中關於 BIM 方面全程工作規劃、協調與管理,這麽做能爲業主帶來最大的效益。實際上,即使在 [情境三] 的狀况下,不要說建築師略懂 BIM,就算他精通 BIM,最好也同樣建議業主去找代理服務公司。爲什麽這麽說呢?雖然建築師在原先建築設計之外又增加了全程的 BIM 協調管理工作,理論上可以另外向業主要求支付一筆酬金,但是一定得考慮到我們社會中的現實面,那就是 "一加一必然小於二"。即使多做了這些服務,一不小心應得的費用最後可能就被七折八扣的給忽悠掉。因此藉由這種 BIM 代理服務公司適時進入工作環節,將使得整個建築行爲得以合情合理的登上 BIM 的層級。

下接《BIM代理服務芻議 (3 / 8)》「BIM代理服務公司」

BIM代理服務芻議 (1 / 8)

作者:數碼阿叔/柏基建築師,歲次辛卯年六月寫於台北

BIM 時代來臨的前夕

有人預言說台灣建築業的 BIM 時代即將來臨,因而 BIM 的應用前景一片大好。我不知道此話是否當真,但是可以預見的是當台灣建築業的 BIM 時代真的來臨的時候,由於台灣社會凡事一窩蜂的傳統,届時大多數投資建屋的業主們必然急吼吼的要求上馬,準備躋身在BIM 這班列車上。BIM 被說成能爲各個參與者省錢的神兵利器,應用 BIM 主導設計和精益施工以後蓋出來的房屋檔次比較高,銷售與經營價值也會因而提升。

在競爭激烈的房屋市場裡,怎麽搶錢比較重要,誰都沒有耐心去循序漸進,都希望能立即擁有,業主們的這種心態是可以理解的。然而看起來我們的設計界迄今似乎還沒準備好迎接這個新時代,許多人至今仍在討論著:
『...聽說有一種軟體叫做 BIM...』
『...不知道 BIM 這個東西好不好用...』
『...要不要買 BIM,聽說很貴...』
『...建築師都還沒有用 BIM...我們專業技師哪來的模型可用BIM...』
『...BIM 是啥?好像大家都不會用...』
整體的設計環境裡並沒有表現出急著武裝自己準備上陣的積極作爲,恐怕當前心裡發急的,只有賣 BIM 應用工具軟體的軟體供應商了。

當業主打算在他的建築案件裡立即啓動 BIM 的時候,首當其衝的是建築師,因爲建築師一向在業主投資的建築行爲中扮演著重要的角色,既是幫業主出謀劃策的諮詢顧問,也是建築設計的實際執行者,更是工程施工階段的監督者。按照慣例,整個設計團隊也是建築師負責召集和協調作業的。當建築師接到業主的任務要求說要 BIM 的時候,總不能跟業主說:『稍安毋躁,待我們先去學學 BIM 怎麽用再說』。不管準備好了沒有,整個設計團隊成員包括建築師和相關的專業技師們就得立即投入 BIM 作業。如果沒先準備好,情勢就會變得很被動,處處左支右絀,事事受制於人。

然而在當今 BIM 氣候未成尚無實質收益的時候,誰願意耗費許多寶貴的時間去進行準備呢?可能大多數人會選擇靜觀其變等等看,說不定還真的會錯失及時上馬的契機。但是的確不必爲此憂心,這篇博文所陳述的是未來可能生成的一種稱爲 BIM 代理服務的新興行業,它將能在 BIM 時代來臨的時候,適時填補設計單位在應用 BIM 作業能力上的不足。

也許有些人到現在心裡還想著,這沒什麽了不得的,不就一個什麽軟體嗎?到時候買一套BIM 回來畫圖就好啦!實在不濟的話,了不起去招聘一個會操作那種軟體的設計師回來,幫我搞出那種模型不就行了嘛!

大哥!別說我沒提醒過你,BIM 不是你想像中那樣就那麽一個三維模型而已,BIM 也不是簡單到買個軟體回來立馬就能搞出來的,跟你以前使用 CAD 軟體相比,差很大呢!

接下來爲了說得清楚一點,數碼阿叔我拿未來可能發生的情境做個比擬,看看在 BIM 現形以後,建築師可能會面臨到的幾種狀况。

下接《BIM代理服務芻議 (2 / 8)》「BIM情境劇:業主—BIM—建築師」

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