[新闻]AI人工智能在营建业之应用
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[内容]
人工智能正对各个领域带来革命性的影响。相较于医疗、金融、家电产业而言，营建工程
导入AI技术的使用则起步较晚。由于，AI在大量资料的整理、分析、寻找规律上有很强的
能力，与传统作法用人力去处理比起来有很大的优势，因此AI现在也得到工程界的重视。
目前，AI主要应用于施工和建筑，大致分四个种类：(1)规划和设计、(2)安全、(3)自动
化设备、(4)监控和维护。本文将分享目前AI在营建工程上的应用，并分析未来的发展和
挑战。
一、BIM模型利用AI自动完成管线配置
建筑讯息模型（Building Information Modeling；BIM）是一个基于3D模型的过程，为构
造、工程和建造（AEC）专业人员提供有效规划、设计、构建和管理建筑和基础设施。
Autodesk Revit就是一款BIM软件（或称4D BIM），它允许用户以3D形式设计建筑物和内
部组件，并将相关讯息与时间或排程相关联，以便与3D模型中的各个组件相关联，提供更
完善的资料，并协助业主、建筑师和承包商有效沟通。
3D模型需要考虑建筑、结构工程、机电工程和管道工程，不同专业的承包商使用不同的工
具、软件设计，最后在套图、排程时常常产生很多冲突，造成工时的延宕和不必要的重建
。
因此，Building System Planning公司于3D建模软件Autodesk Revit上设计了一款外挂程
式GenMEP。只要在Autodesk Revit上建构3D模型，使用GenMEP外挂程式就可以自动设计建
筑物模型内电气系统的配置，同时考虑到设计规范和不同建筑物的空间复杂性。
这里的自动设计是利用生成设计(Generative Design)，GenMEP使用机器学习来探索解决
方案的所有可能排列，快速建立机电管线的3D模型，同时确保机电管线系统的路径不会与
建筑物结构发生冲突，经过多次重复测试和归纳出有效的设计。
二、利用资料分析与机械学习对工程做风险管理
由Autodesk推出了BIM 360 Project IQ，主打功能是利用资料处理和机械学习方法预测出
潜在风险并分辨轻重缓急。Project IQ software可以利用从现场蒐集的音讯、影像和营
建管理资料形成的BIM 360 Field data进行分析，为工地主任和品管人员提供建议并减低
风险。
瑞典公司沃尔沃(Volvo)建筑设备公司在2015年推出了紧密型辅助软件，用于土壤和沥青
压实机的智慧压实系统，可以视觉化呈现。开发出AI算法，用于名为Density Direct的软
体中的附加功能，该软件可以适应于新的沥青混合料和升降机，并自动校准至最终密度要
求。
三、AI搭配声音、图像辨识系统自动标记施工现场
Smartvid.io是一个施工现场照片和视频管理平台，其中包括一个'SmartTag'引擎，可以
利用机器学习、语音和图像辨识将施工现场的照片和视频进行自动标记，以便整理数据及
搜索。
Smartvid.io的这款机械学习技术叫VINNIE(Very Intelligent Neural Network for
Insight & Evaluation)，并声称其采用深度学习模式分析影像和语音，以自动标记施工
数据资料并主动向客户提供安全措施建议。
根据Smartvid.io和Engineering News Record的案例研究，VINNIE曾进行人工智能用于提
升施工安全的示范，能在10分钟内辨识1,080张施工照片，并正确辨识446张含有人像的照
片、未著安全帽者、未著安全反光衣工人之照片。相较于人工需要4.5小时才能完成相同
的任务。这种自动化工地监测可以为工地现场增加一对“眼睛”，动态辨识潜在风险因素
，是有助于提升施工安全的。
四、建筑物智能化管理让用户感到舒适
日本Komatsu宣布与NVIDIA达成合作，在Nvidia建构Jetson AI平台专为工作现场开发AI增
强型安全系统，以3D可视化与追踪整体施工现场人员、机械和物体在现场的即时互动。
新创公司Building Robotics提供的“Comfy”，是一款建筑物自动化管理应用程式，可让
商业空间和办公大楼的使用者反应中央空调的温度。该公司声称，他们的平台可以根据使
用者需求调整中央空调，即时反应当下使用者偏好。Building Robotics与Intel合作，由
Intel提供物联网途径，让建筑物自动化管理系统(Building Management System：BMS)连
接到云端，利用Comfy应用程式可从商业空间中的BMS收集数据，并搭配使用者的回应随时
调节和优化建筑物不同区域的温度，以节省商业空间的成本和提高能源效率。
五、AI搭配机器人和无人机以提升施工效率
硅谷的新创公司Doxel AI，专注于AI软件提高施工效率。Doxel使用探勘机器人和无人机
，配备摄影镜头和LiDAR来监控和扫描工地现场。利用视觉资料采用深度学习算法处理，
透过与客户要求的计划和设计进行匹配来衡量施工进度，将工地每天的画面扫描与设计模
型做比较以侦测错误。
日本清水建设(Shimizu)日前公开了一批可以在建筑工地工作的建筑机器人，包括：可以
熟练完成天花板安装的“天花板施工机器人”，还有精确识别焊接部位缝隙的形状等自动
完成焊接作业的“焊接机器人”，更有可以自行判断位置并将建材准确送到施工点的“建
材搬运机器人”。
结语：
从建筑物的生命周期来看，可分成三个部分：设计、建造、管理。在设计的部分，借由AI
自动产生管线配置不但可以避免与结构设计发成冲突，更能确定管线配置的设计图与BIM
模型的相容性以利于施作、检核。在建造的部分，安全永远是最重要的考量，借由影像辨
识系统可以随时注意潜在的危险；同时利用无人机和探勘机器人代替工人进入工地危险区
域并扫描、视觉化施工现场也是既安全又能提升施工效率的方法。管理方面，一栋建物在
完工之后被使用的几十年中，关于使用状况、维修与改建的时间安排、能源消耗等等，都
可以在AI的帮助下更有效的预测及最佳的使用。
一个建筑工程是非常庞大而复杂的，导入AI技术可在很多环节改善施工的状况。工程建设
对于AI的使用虽起步较晚，但将会带来全方位的影响，不容小觑。