經過與工務部的同仁研習建築物資訊模型及雲端架構之後，公司高層希望筆者構思一下後續推廣的方向，並嘗試草擬「PROBIMCLOUD」的實施計畫，供大家思考一下，如果未來工務部與各工務所預算編列及請款計價，採用建築物資訊模型系統(BIM)，將工程數量直接導出(Quantity Takeoff)，免除傳統之充滿加減乘除的計算式算數量的方法。
BIM+CLOUD的定義：
嘗試透過網路雲端整合產業鏈，建置及發展建築/結構/機電事務所、建設公司工務部及工務所之協同作業。
產業鏈分工的狀況：
建築/結構/機電事務所結合建照圖及結構圖等發佈施工圖(土建/機水電/景觀)，建設公司工務部進行預算及採購，工務所進行清圖及計算數量。上述三者於營建過程中進行協同作業(Collaboration)以解決問題。
BIM的建置：
建設公司工務部於進行清圖時將建築/結構/機電事務所所發佈之施工圖二維圖面(平、立、剖面圖)，建置出三維之建築物資訊模型。建築/結構/機電事務所/建設公司工務部/工務所將以BIM為主體，檢討圖面供現場施工，計算數量及控制成本。
雲端運作：
運用雲端建置營建專案之資訊管理中心，控制建築/結構/機電事務所所有發佈之工程圖說以及工務所所建置之建築物資訊模型(BIM)等個項圖資，供工務所建置BIM模型、建築/結構/機電事務所確認及建設公司工務部審核工程數量之依據。
本階段實施方向：
目前己實施工務所端建置建築物資訊模型系統(BIM)與雲端運用的前期導入課程，工務所工程師己具有建模型及運用模型的水準，並開始可與建築/結構/機電事務所及下包廠商建立以BIM溝通機制。本文則著重於實施計畫的第二階段工作，嘗試進行建設公司工務部和工務所對BIM數量導出(QT)的協同作業。
事實上BIM的模型建置重點是將一個個的實體(如柱、樑、牆、版、樓梯及開口MO)，利用電腦3D建模程式，依模板工程的原理，將外層包絡體(Outer Shell & Envelopes Enveloping Solid)發展出來。由於每個實體都帶有長、寬、高的維度尺寸，自然能提供建設公司工務部與工務所所須要之工程預算及請款數量(長度、面積及體積)。
初期建議混凝土數量(體積)、模板數量(面積)及泥作數量(面積)為主，由BIM模型提供數量計算憑據，採用試算表列出各樓層或是各牆面數量分類表列，以作為預算備料發包與請款結算之依據。
假設某一建案之單一樓層是由四支柱子、四支大樑、十字小樑、四面牆、一個樓板及一支樓梯所構成。工務所工程師於清圖作業(即將建築/結構/機電事務所所頒發之施工圖面匯入BIM建模程式中)後將柱、樑、牆、板及樓梯各種實體元件逐一建組BIM模型，由於各單一組件均具有自動計算體積的屬性，圖一展示了BIM建模的爆炸分解圖，所有組件使用BIM建模程式導出外層包絡體後得到體積(即是單一樓層混凝土體積，可以直接作為預算數量及工程數量結算使用)。BIM模型組合後體積一定小於個別組件的體積總加成，就像國小數學中的集合課題：「聯集等於兩個集合相加減去交集」的概念是一樣。
現有的3D建模程式己能就一組組的實體組件的空間座標條件進行體積合成及實體操作(其概念及簡介就請大家自行參考網路上的有關實心工具使用手冊的說明)。目前實際操作證實已足以建構出單一樓層的BIM實心模型(可以列出體積)，圖二即是將圖一中所建構之實心模型加以展示：
首先說明以BIM模型進行模板工程的數量計算方式，第一步便是將前述模型的「正面」全面上色(部分之BIM建模程式將一個面分為「正面」及「反面」)，譬如說全面上紅色，然後就逐一檢討模板存在性，將不應存在的模板消去或去色，最後再於塗色工具中選定紅色，將BIM模型中所有上紅色的面加以選定並計算出模板面積。同樣的，如果要以柱、牆、樑、版等分開計算，就可以不同顏色填塗之，再分開取得面積並加以列表。圖三則說明了上述的操作程序：
圖四則提供了一個實際建案中使用BIM模型進行模板分析及數量計算的案例，其中對於模板增打、降版等之部位也進行檢討，並須使用保麗龍以減輕RC載重也在此案例中檢討及建置出來。
至於泥作及油漆工程數量計算則是模板工程的延伸，將BIM模型中的正面作出分區，再分別將面材圖片以顏色填塗，工務所目前已建置各種建材(各類石材、多彩漆、油漆等)母材圖片雲端資料庫，可依建築/結構/機電事務所所指定之飾材搭配圖作排列組合(如文化石貼四留二、馬賽克跳貼、混貼等)建立ST圖片檔(Stencil)，供BIM建模程式將ST圖片填塗於BIM模型的正面，並可提供預算數量供訂貨備料以及工程數量之請款。
圖五說明了由PROBIMCLOUD的母材圖片資料庫中建置飾材搭配圖過程，其中取出HST-1 羅源紅+泉州白(4x20 混貼貼四留二+中國紅縫)之材料進行研討。
圖六說明了BIM建模程式中對於「面」的定義及其面積的計算概念，只要對於單一樓層的原點確認後就可獲得BIM模型共面的空間座標值P1~Pn，其內建有面積計算函數(Function)，可以根據共面的座標點位，準確地算出面積數值。
圖七則是實際完成之單一樓層外牆飾材BIM模型，外牆正面均已用飾材搭配圖片(Stencil)填塗完成，於BIM模型內查詢所使用之材料面積可將數量直接提取出來(QT Quantity Takeout)，預算及請款階段時分項列表控管之。
圖八則將HST-1羅源紅+泉州白(4x20文化石混貼 貼四留二+中國紅縫)加以列表控管，其120個面之面積數量經提取為123平方公尺，可估算所需文化石、紅縫膠漿、水泥、優樂泥及打粗底等數量，並於完工時作為請款數量。若是飾材搭配圖片(Stencil)須要修改，BIM程式可以使用修改後之圖片瞬間完成更換(在BIM模型正面區分不變之狀況下，也就是說其面積不變狀況下)。
除了前述之BIM數量提取外，完成之整棟建物BIM模型有著後續使用上的許多加值運用，其中較引人關注的是「照片級的渲染」作業，現今許多BIM建模程式內建有「渲染引擎」(Render Engine)，也有很多渲染程式可以接續BIM建模程式的簡單模體，將其模型置於可控制的光線陰影條件下進行「照片」等級的渲染模擬(Photorealistic Rendering)。圖九則是將實際BIM建模完成的模型導入渲染程式作「照片」等級的渲染模擬所得成果，可以對建案完成後的外觀有所了解。
結語：
一、隨著資訊設備(電腦、平板電腦及智慧型手機等)的發展，營建工程也由二度空間平面手繪圖紙，進展到平面電腦輔助設計圖紙，再進展到三度空間BIM模型建置，而最近幾年來手持行動裝置的迅猛發展，不僅能將平面圖帶到工地現場，也可將立體BIM模型帶到工地現場。其實立體模型是人的最基本直覺，幾乎是任何正常的人，都可對立體模型的正確性、合理性有所感覺，更何況是多年經驗的工人領班老師傅，工務所於實際與領班溝通工程時，他們非常歡迎這種溝通交流方式(圖十)，不僅直觀而有效率，也能避免錯誤發生。而另一個面向是和建築/結構/機電事務所的溝通，工務所目前是將建築/結構/機電事務所所頒之圖面(有關於建築/結構/機電事務所直接就以BIM方式完成設計工作並頒發模型給承攬單位，請參閱網路上一篇文章：http://www.sketchupbbs.com/thread-62711-1-1.html)的清圖工作，整理到BIM模型，若發現建築/結構/機電事務所設計之疑問，也會在BIM模型上註記出來，並將整個建置中的BIM模型連同說明圖資一併email給建築/結構/機電事務所，這種協同作業的模式能有效地解決二度空間平面、立面及剖面圖搭接不起來的盲點(圖十一提供一個案例來說明)。
二、BIM模型使用於混凝土、泥作及油漆等工程預算及請款數量，主要是BIM模型可以提供實心模型的體積，以及組成模型之平面的面積，BIM建模程式使用空間座標組，可以讓電腦自動計算出體積及面積數值，能大量地節省工程師撰寫計算式的時間，並作更有系統的控管。但是工程數量涉及工程款，如何取得建設公司工務部、工務所及承包商的控管及確認，尚待具體實行再修改來解決之。
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