講到電腦輔助設計，相信你們都聽過BIM，也就是建築資訊模型(Building Information Model)，這是一種現在土木工程領域中最常使用的技術。BIM主要是將建築工程以數位方式呈現的方法，可以在整個專案的生命週期中管理相關的建築資訊，比起傳統圖紙的2D作業，BIM具有3D視覺化、資訊集中化與物件導向 （將現實世界中的東西變成電腦可以理解和操作的物件，來實現程式設計的一種方法）的特性，使其在土木工程領域中能夠提供更準確、協調和高效的成果。

BIM的發展

任何科技的發展都有一定脈絡，了解這些脈絡我們才能夠正確地了解定位與價值，進而善用工具，BIM也不例外，讓我們一起來看看BIM發展的簡要歷史：

1. 20世紀70年代至80年代：BIM的前身可以追溯到電腦輔助設計（CAD）的引入，當時主要用於二維設計和繪圖。
2. 20世紀90年代：BIM的概念開始浮現，引入了三維建模和物件導向技術，但仍未得到廣泛應用。
3.  2000年代初：建築行業開始關注BIM的潛力，許多公司和機構開始採用BIM技術進行建模和協同設計。
4. 2000年代中期：BIM的應用逐漸擴大至設計與施工階段，實現了設計、施工和運營的資訊集中。
5. 2010年代：BIM技術迅速發展，BIM已經單純從建模出圖，慢慢與其他專業分析軟體整合。BIM軟體不斷改進，提供更多功能和整合性。
6. 近年：BIM已經在全球范圍內廣泛應用，許多國家和地區都將BIM納入建築專案的標準和要求中。

BIM的發展過程中，不僅涉及技術的進步，也需要行業各方的共同努力和推動。BIM的應用持續演進，為建築和土木工程領域帶來了革命性的變化。
目前台灣的工程界在BIM的應用上有一定程度的發展。以下是一些台灣工程界使用BIM的現況：

1. 政府推動：台灣政府積極推動BIM在公共工程領域的應用，制定了相關政策和指導方針，要求採用BIM技術進行設計和施工。
2. 應用範疇：台灣的BIM應用主要集中在大型公共建設項目，如高速公路、鐵道系統和橋梁、隧道等。在一些私人企業的專案中，近年也逐漸受到重視。
3. 教育和培訓：台灣的大專院校和職業培訓機構開始提供BIM相關的課程和培訓，以提高工程界對BIM的認識和應用能力。

儘管在BIM應用方面還有進一步發展的空間，但臺灣的工程界正在逐漸認識到BIM的價值，並致力於推動其在建築和土木工程領域的應用。隨著更多專案和專業團隊的採用，可以預期BIM在台灣的工程界將繼續增長和普及。

Why BIM?

作為一個土木工程師，學習BIM具有以下重要的理由：

1. 提高設計效率：BIM提供了三維建模工具和串連設計分析功能，可以幫助土木工程師更快速、更準確地進行設計。它可以減少設計過程中的錯誤和衝突，提高設計效率和品質。
2. 協同設計和合作：BIM支援多專業之間的協同設計和協作，不同專業領域的團隊成員可以同時在一個共享的模型中工作。這樣的合作能夠促進設計團隊之間的溝通和協調，減少資訊傳遞和理解上的落差。
3. 碰撞檢測和衝突解決：BIM可以進行碰撞檢測，即在模型中自動檢測不同物件之間的衝突，例如管線與結構之間的干涉。這有助於在施工前識別和解決問題，減少現場變更的風險和重覆施工所導致的成本增加。
4. 資訊管理和視覺化：BIM模型包含大量的工程資訊，例如材料、設備規格和工程數據等。透過BIM，土木工程師可以更好地管理和獲取這些資訊，並用其產生視覺化圖形和報表，幫助做出更好的決策。
5. 視覺化與溝通：BIM模型是具有真實尺寸的三維模型，使工程師能夠更好地向專案相關成員或業主展示設計概念和方案。這有助於溝通和傳達設計意圖，提高專案的可理解性和吸引力。
6. 營運和維護：BIM的應用不僅局限於設計和施工階段，還可以延伸到營運和維護。土木工程師可以利用BIM模型來管理設備、設施和資產等相關資訊，提高營運效率和維護計劃的準確性。

總之，學習BIM對土木工程師來說是必要的，它可以提供更強大的設計工具、改善設計協作、提高效率、減少錯誤和衝突、提升溝通和視覺化能力，並在整個工程專案的生命周期中帶來更多價值。

BIM在工程各階段的應用

BIM建築資訊模型在工程的各個不同階段具有多種應用。以下是BIM在不同階段的主要應用：

1. 設計階段

• 3D建模：使用BIM軟體進行建築物或土木基礎設施的三維建模，包括建築、結構、機電系統和設備等。
• 碰撞檢測：通過BIM模型進行碰撞檢測，避免不同專業領域間的衝突所造成的問題。
• 材料成本估算：利用BIM模型中的資訊，進行材料和工程成本的估算。
• 出圖：利用模型產生相關平面、立面、剖圖，免除傳統繪圖資訊不一致的狀況產生。
• 專業分析：與專業分析軟體結合，從模型取得相關資訊進行分析並改善設計。

2. 施工階段

• 施工模擬：通過BIM模型模擬施工過程，優化施工順序和安排，減少施工衝突和時間浪費。
• 資源分配和管理：利用BIM模型中的資訊，進行施工資源（人力、材料、設備等）的分配和管理。
• 施工進度控制：使用BIM模型來規劃和控制施工進度，幫助項目團隊達到準時完成目標。

3. 營運和維護階段

• 設備管理：將實際設備資訊與BIM模型整合，利用模型對設備進行管理和維護計畫。
• 資產與管理：利用BIM模型作為設施管理的數位平台，透過平台查找相關資產所在空間與空間利用，使資產能夠被有效利用。
• 數據分析和決策支援：通過BIM模型中的數據分析，為營運和維護決策提供支持，如能源效益、維修計畫等。

在每個階段，BIM的應用都能夠提供更準確、協調和高效的工作流程，幫助改進專案的設計品質、施工效率和營運效能。

要如何開始學習BIM

想要讓BIM在工程專案上有所幫助，並不能夠只會建模，還需要具備多方面的知識，以下整理一些建議的知識和技能讓想入門的同學未來可以去學習：

1. 建築或土木工程的基礎知識：對建築或土木工程的基本概念和流程有基本的了解，包括建築結構、土木工程原理、施工、放樣、測量…等。
2. CAD軟體使用：雖然BIM軟體也有相關出圖功能，但以現況來說，工程上需要用到的圖說尚無法100%透過模型來產出，因此熟悉基本的CAD軟體操作，能夠進行圖形繪製和圖層管理也是必備技能。
3. 三維建模和電腦圖學：了解三維建模的基本原理和技術，熟悉常見的幾何形狀和物體結構，材質設定、燈光、照相機。
4. BIM軟體使用：熟悉常用的BIM軟體，如Revit、ArchiCAD、Navisworks等，學習如何建立和編輯模型，進行基本的模型檢視和編輯操作。
5. 協同作業和資訊共享：了解BIM在協同工作和資訊共享方面的優勢和流程，學習如何在BIM環境中與其他團隊成員協同工作。
6. BIM應用領域：了解BIM在建築和土木工程各個階段的應用，包括設計、施工、營運維護等，學習如何應用BIM解決實際問題。
7. 程式撰寫：任何的工具軟體都不可能100%滿足所有使用者的需求，因此學習撰寫程式，如此一來就能夠利用各軟體工具所提供的應用程式介面(Application Programming Interface, API)做出更多進階的應用。

持續學習和實踐：BIM技術和應用不斷演進，建議持續學習和跟進相關的技術和最佳應用，並通過實際專案的應用來提升自己的技能。

BIM的未來發展

學習BIM需要時間和操作練習，有興趣的同學可透過修課、線上教學資源、或學習社團自發性地學習與發問。另外也鼓勵積極參與實習，將所學的知識應用於實際情境中，亦能夠更好地理解和掌握BIM技術。以下我們整理了6個未來BIM的發展方向和趨勢，提供大家在未來學習之延伸參考喔。

1. 整合更多的資訊：BIM將不僅僅關注建築物的幾何形狀和結構，還將整合更多的資訊，包括綠能設計、能源效率、永續性、設備管理等方面的資訊。這將使BIM成為專案生命週期的資訊管理工具。
2. 數位雙生(Digital Twin)：BIM將與實際建築物的營運數據進行結合，創建數位雙生。這將使建築物的監控、維護和優化變得更加智能和高效。
3. 擴展至都市規劃：BIM將擴展至更大的尺度，不僅僅應用於單個建築物，還將用於都市規劃。透過BIM結合GIS(地理資訊系統)，可以模擬和分析整個都市尺度的設施規劃、交通流動等，以加強規劃和管理。
4.  視覺化和延展實境(XR)：延展實境是虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)與混和實境(MR)的統稱，未來BIM將更加注重視覺化和延展實境技術的應用。這將使專案參與者能夠更直觀地理解和參與設計過程，並提前發現潛在的問題。
5. 自動化和人工智慧(Artificial Intelligence, AI)：BIM將與自動化和人工智慧相結合，實現自動化的模型生成、設計優化、衝突偵測等功能。這將大幅提高效率並減少人為錯誤。
6. 資訊共享和協同工作：BIM將更加強調資訊共享和協同工作的重要性。不同領域的專業人員可以在同一平台上共享和編輯數據，提高溝通和協作的效率。

總體而言，BIM的未來將朝著更加綜合、智慧和協同的方向發展。這將有助於提高專案的效率、永續性和品質，並推動工程行業的發展。