運用 BIM 管理以轉型邁向智慧與循環的人居環境

近年來,全球環境的局勢變化垮度極大,從極端氣候到流行病,少子化與傳染病疫情導致缺工缺料與物價上漲。對於商辦商場需求減少,但對於基礎設施、高科技廠房與醫療場域的需求大幅上升。日常操作面來說,設計工作需遠端進行,現場工作需人員分流。

面臨到這樣的劇烈轉變,可以看到巨大的風險與機會。從營運持續的觀點來看,組織可以考慮如何強化與維持管理面的韌性以對應風險機會。在人居環境最直接相關的營建產業來說,基本上是紙本圖說與實體文件紀錄的傳統流程為主。工程資訊的碎片化與不一致,導致管理效率的低落,以致於面對劇烈的局勢變化時,難以有效決策。考量到營建專案在時間與空間的尺度都比製造業來得大,各方利害相關者與協力廠商之關係更複雜。因此在營建行業公司的經營,需要承擔相當大的成本風險,勢必需要進行轉型並建立有效精準的管理系統以面對嚴峻的挑戰。

以 BIM 為基礎的人居環境產業轉型

在營建產業來說,提到技術與流程面的產業轉型,不論是過去十年或是未來十年,建築資訊塑模 BIM 是最重要的關鍵字。全球第一套 BIM 管理流程的國際標準,ISO 19650 系列於 2018 年問世,自此往後,高度系統化的整合管理方法開始導入到產業當中。為了闡述完整的發展方向,因此,我們提出了永續與智慧人居環境 - BIM 實踐路徑圖(如圖一),並為您介紹方法論的思維脈落。

圖一、永續與智慧人居環境 -  BIM  實踐路徑圖

圖一、永續與智慧人居環境 - BIM 實踐路徑圖

  • 品質管理(ISO 9001 & ISO 19650-1)

首先,對個別公司來說,ISO 9001品質管理系統是組織運作最基本的管理系統。運用規劃(Plan)、執行(Do)、檢查(Check)、改善(Act)與風險機會高階架構的的管理循環來支撐ISO 19650-1資訊管理的基本原則。其資訊管理功能的建立,須仰賴組織架構與人員授權的對應。資訊系統與工作流程需轉變,以對應通用資料環境(Common Data Environment, CDE)的管理要求。平時的供應商評估流程當中,需考慮協力廠商的 BIM 協作能力做完整的評估。在專案的投標與規劃流程,需要進行 BIM 執行計畫的撰寫,並回應業主所開出來的交換資訊需求。

  • 專案管理(ISO 19650-2 & ISO 21500)

當進入到營建專案階段,就需要考量到 ISO 19650-2 所定義的專案管理需求,其中的內容則是參考到 ISO 21500 專案管理國際標準。此外,在這一份道路圖的各個專案執行階段,是參考英國建築師公會所訂定的工作階段(RIBA plan of work 2020)來進行呈現。在專案起始的階段,業主端需要鑑別利害關係人與訂定專案範疇,進而建立交換資訊需求。投標單位需準備委任前的 BIM 執行計畫(Pre-appointment BEP, Pre-BEP),作為投標回覆的關鍵文件之一。在這份執行計畫中,資訊交付策略是關鍵,重點在於需要回應業主開出的交換資訊需求。而延續資訊交付策略的章節,聯合策略更是成敗的關鍵,需要承接整個專案的設計策略,抓出協同工作的原則與工作介面的考量,進而反映在拆模原則(Model breakdown structure)上,這是運用工作分解結構(Work breakdown structure, WBS)的概念在 BIM 管理流程的起點。在準備好委任前 BIM 執行計畫之外,交付團隊 BIM 能力總結、動員計畫與風險登記冊等皆為投標回覆所需內容,讓業主在委任前能夠理解專案潛在風險。而在簽約之後,交付團隊要動員人力資源、資訊技術資源並進行測試以做專案啟動準備。其中的任務團隊需要依照委任後的 BIM 執行計畫進行資訊產出,整個流程依照通用資料環境的工作流程(工作中/分享區/發布區/歸檔區)進行資訊的查證與確證,以確保可靠的資訊成果作為決策基礎。

  • 資產管理 (ISO 19650-3 & ISO 55001)

在專案進行到交付階段之後,資產正式移交到業主並進入到資產管理的範疇。在這個階段運用到的 ISO 19650-3,承繼了 ISO 55001 資產管理系統的精神,與 ISO 19650-2 的專案管控要求。在資產移交的當下,專案資訊模型(Project Information Model, PIM)應該對應資產資訊需求(Asset Information Requirement, AIR)進行資訊的去蕪存菁,轉換成以資產管理為目的的資產資訊模型(Asset Information Model, AIM),成為資產管理系統的系統輸入。資產管理需要從業主的角度來看資產,業主的組織策略是資產投資組合與資產管理計畫所需要遵循的方向。對於資產投資組合來說,資產的可靠度、維護成本與效能表現,會影響到投資決策。因此對應的資產管理計畫需要能夠考慮到日常營運與意外風險做為觸發事件(Trigger event)管理. 在資產管理階段的交付團隊,同樣需要建立資訊,更重要的是要在通用資料環境流程下更新資產資訊模型。藉由管理的流程逐步彙整經驗,組織資訊需求與資產資訊需求可以更有效的被鑑別出來,並可作為未來專案的寶貴知識,連結到下一個資產資訊交付循環(Information Delivery Cycle)。

除了圖中三大管理方法論作為支柱,在路徑圖當中有三道箭頭貫穿畫面,並支撐著資產生命週期,其介紹如下。

  • 資訊規格(BS 1192-4 & ISO 16739-1)

由於整個 ISO 19650 系列是以資訊管理來啟動整個管理系統的脈落,因此需要採用資訊規格來支援整個管理系統的資訊傳遞。考慮到長期營運的技術與成本議題,建議採用開放標準如工業基礎類別(Industry Foundation Class, IFC)與施工營運建築資訊交換(Construction Operation Building Information Exchange, COBie)做為資訊交換的格式。工業基礎類別目前是國際標準 ISO 16739-1,其公開的結構化資訊編碼是用來表達 BIM 模型的幾何與非幾何資訊。而 BS 1192-4所定義的施工營運建築資訊交換格式,是一種結構化的資料表列,常見以試算表的形式呈現,主要表達非幾何資訊。施工營運建築資訊交換是工業基礎類別的子集合,可以從該格式直接提取。從英國 BIM Level 2 的要求來說,需要進行階段資訊交換(Datadrop),其中包含圖說、模型與施工營運建築資訊交換的資料,尤其施工營運建築資訊交換作為非幾何資料的呈現可直接被交換資訊需求進行確證。而目前 BS 1192-4 正轉版成為 ISO 19650-4 當中。

  • 資安管理(ISO 19650-5 & ISO 27001)

由於資訊管理是資訊交付週期當中的重要活動,因此會需要針對資訊安全進行管理,尤其在關鍵基礎設施的專案更需要關注其資訊交換的安全性。在組織面的資訊安全管理來說,核心的管理原則需要遵循 ISO 27001 的準則,而 ISO 19650-5則是延伸管理方法論,鑑別出專案的安全資訊需求,並橫跨專案生命週期與供應鍊管理。有關其中的機敏性方法,首先組織該針對專案的特性進行安全性分流的流程,以判斷專案的機敏性。在鑑別出其為高機敏性的專案後,應進行安全風險評估以作為安全策略的準備。而為了進一步對應安全風險,安全管理計畫應該對應專案的安全資訊需求,並在遵循組織的資安政策下被確實實施。而安全管理計畫中的管控措施是用來預防資安漏洞與事故的發生,一旦發生相關情境,則運用安全漏洞/事故管理計畫的流程來因應。整體來說,其安全管理方法論需要貫穿整個資訊交付循環,從專案管理階段到資產管理階段,並且需要將安全管理的要求藉由資訊分享協議擴展到供應鍊。

  • 職安衛管理(PAS 1192-6 & ISO 45001)

以上皆為對於人居環境的建築與基礎設施資產的有效管理系統方法,但除了對於資產之外,我們應該要思考如何改善營建產業的工作安全。因此,在整個道路圖的最後一支箭,就是關於職業安全衛生管理的考量。帶著 ISO 45001 職業安全衛生管理系統的既有框架,PAS 1192-6 提供關於運用 BIM 管理安全衛生風險資訊的方法論來。在其中的風險資訊循環,不只是常見被要求工地職安衛的營造廠,更是連業主、設計單位、試車單位與終端使用者。而風險資訊循環有四個區塊,分別是識別安全衛生風險、運用風險資訊、分享結構化的風險資訊與歸納經驗知識的流程。 PAS 1192-6 提供了具體準則以考慮人居環境資產在生命週期當中,如何處理安全衛生風險資訊,並且提供近一步指導原則以運用施工營運建築資訊交換的格式來紀錄安全衛生風險的議題。若採用 ISO 19650 的用語,委任方(Appointing Party)藉由交換資訊需求來傳達對於安全衛生的要求,主要受委任方(Lead appointed party)則是將其拆解成主要受委任方的交換資訊需求於委任後 BIM 執行計畫,以對協力單位進行要求。藉由以 BIM 為基礎的風險資訊管理,可以更早將管控措施帶入流程以預防職業傷害。

 

型塑智慧與循環的人居環境

為了面對人居環境的全球變遷,過去章節所呈現的系統方法論的本質其實是風險管理。在考量風險的同時,其背後同時隱藏著產業升級的機會。為了能夠克服挑戰,需要進一步洞見機會的契機並往長期願景持續改善。往更高遠的層次來看,在人居環境當中的營建產業有著相似的願景 – 建造與形塑更美好的世界。為了回應此一願景,在 BIM 轉型道路的目標方向就是智慧城市與循環經濟。

為了要探索智慧城市的可能性,營建產業需要數位轉型解放行業創新的潛力,創新的範疇可以來自個別組織管理、建築設施資產維護、甚至是城市規劃。為了支撐數位轉型,ISO 19650 系列標準帶來資訊交付流程的管理要求,以作為建築設施資產管理的基礎。而為了獲得資產管理帶來的宏觀效益,都市規劃者可考慮採用與整合全球首份智慧城市國際標準 ISO 37106 與 ISO 19650 系列標準。藉由從上而下的結構化城市發展方法論,可藉由可靠的資訊流決策管理帶來城市級的智慧建築設施資產管理。

從另一長期永續發展的面向,智慧城市可思考如何導入循環經濟。智慧城市的發展不只應考慮智慧基礎設施,同時應思考如何提昇資源的運用效率與減少環境的衝擊。然而在推動智慧城市在永續轉型的過程,經濟發展與環境資本的保護需要同時被考量,因此 BS 8001 可以作為重要的指南。作為世界第一份循環經濟標準,為組織創新帶來結構性的方法論以開展循環經濟的可能性。藉由結合 ISO 19650 的資訊交付循環,可以將其方法論實現到資訊交付策略與聯合策略。當循環經濟的考量在專案的早期設計階段發生,會為永續環境帶來更多可能性與可負擔的未來。

展望人居環境的未來,我們可以想像在漫長道路的盡頭可以通往智慧與循環的美好世界。而千里之行始於足下,讓我們一起踏上 BIM 管理方法所帶來的數位與永續轉型之旅。下一篇文章會為您介紹如何藉由 BIM 人才資格證明進入轉型的道路,敬請密切注意。

 

BSI Taiwan 人居環境產品經理 郭瀚嶸(Dr. Alaric Kuo)撰文
2021 年 6 月