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BAM Ireland

機器學習不但能幫助營造業者改善建設品質,更能規避成本與安全風險

未來智造

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由皇家 BAM 集團提供

人工智慧和 BIM 讓營造工程更加智慧化、安全且環保永續。

面對嚴峻的經濟現況並懷抱著追求持續進步的精神,工程與建設公司 BAM Ireland (皇家 BAM 集團的業務公司) 激起了對效率與績效提升的追求,並為此開始進行了技術轉型。數年之後,BAM Ireland 的數位旅程在採用 BIM (建築資訊模型)、將 AI 運用在營造工程,以及機器學習後達到最高點。這些技術的結合讓他們能將瑣碎的營造資料,轉化成對客戶、員工、環境的有形優勢,以及最重要的一點:獲利。

BAM 公司在科克的 Brewery Quarter 專案在保存了十七世紀的會計室建築 (左側) 的同時,在附近建造了一棟有著 400 間房間的學生宿舍。由皇家 BAM 集團提供。

尋找建設愛爾蘭的更理想做法

從壯觀的城堡與華美的喬治亞建築到嶄新的辦公大樓,愛爾蘭的土地上充滿著建築瑰寶。很顯然的,愛爾蘭人很懂建築。但有著這樣深植文化中的建築傳統包袱,當今的營造業者們還能學會新的工作方式嗎?

BAM Ireland 證明了他們辦得到。該公司在 1958 年成立 Ascon Contractors,並在 2008 年時將品牌重塑為 BAM Contractors。公司源起於過去建造愛爾蘭韋克斯福德橋 (Wexford Bridge) 時的荷蘭與愛爾蘭合資企業,並在現今成為愛爾蘭最大的公共工程與公共事業承包商。BAM Ireland 長期以來不斷革新以服務新的客戶、產業與專案類型,並使用全新技術來持續進步。

「過去六年,我們專注於建築領域,並大幅加速新技術的應用。」數位建設營運部經理,Michael Murphy 表示。「我們現在最重視的莫過於將事情做得更好、做更好的事情,並著手新的事物。這就是我們的座右銘。」

對創新的渴望

BAM Ireland 從 2013 年開始便開始積極採用新技術。「愛爾蘭當時才剛結束一段艱困 的時期,開始逐漸崛起。」Murphy 表示。「我們才剛從一場經濟的大衰退中準備復甦,而各個專案的預算都非常的緊迫。要拿到一個專案是很困難的。由於我們也在專案裡背負了不少風險,因此組織便致力於以更好的方式運作,並用更聰明的方式交付建築。」

該公司在新技術中所看見的不僅只有短暫的利益,還包括了長遠的可能性。「我們與業界其他公司最大的區別之一就是我們很看重建案的生命週期。」Murphy 表示。「BAM 經常涉入民間參與公共建設 (PPPs),並會管理該資產最多長達 25 年。」也就是在建成公共建設後,需要進行營運與維護的責任。「因此,利用新技術來為我們的專案添加附加價值便引起了我們很大的興趣。這讓我們成為了一個真正的創新中心。」

作為 PPP 專案,BAM 重新整修並擴建了科克法院 (Cork Courthous) 大樓。該公司亦將會對其進行持續 25 年的設備管理。由皇家 BAM 集團提供。
BAM Ireland 的技術開發專家 Simon Trischler 檢視公司 Brewery Quarter 專案的 BIM 360 Insight 管控面板。由皇家 BAM 集團提供。

以紙本文件作為作業流程基礎所產生的問題

在 BAM Ireland 的數位旅程初期,降低專案風險並最佳化施工方式是引導他們的重要目標。「建立數位副本來為專案『消除風險』是非常合理的。這是因為數位副本讓我們能對建築物進行測試,模擬所有它在任何可能發生的情況下,會表現出的特質,在預設的建設地點上又會怎麼表現。」Murphy 表示。

但模擬出最佳建設方式還不夠,BAM 還需要監督實際建設時的狀況,並在所有負責的專案上都得萬無一失。現有的作業流程是由團隊在紙上收集建築資料的位置,並將其儲存在工作現場中繁雜的文件與資料夾中,這樣的做法並不實際。

「我們需要一種能夠跨專案審視,並直接發現問題要害的手段。」技術開發專家 Simon Trischler 表示,並將公司的人工作業流程比喻成一個老舊且雜亂的穀倉。「就好像所有人都把東西雜亂地堆放在穀倉裡,年復一年,直到最後打開穀倉整理時,所有東西都崩塌倒下散落一地。」

數位轉型從內部整頓開始

為了追求數位作業流程,BAM Ireland 採用了 BIM 360 (英文),而進行數位內部整頓是整個過程的第一步。「我們整理了穀倉,把所有東西歸位。」Tritschler 表示。他的團隊在將專案匯入進 BIM 360 時系統顯示了一些警告訊息,包括有海外地址的專案以及需要更新與注意的文件。

然而藉由利用 BIM 360 中的 Insight 模組來存取資料報告和管控面板,公司發現了真正的問題:並不是有專案跑到國外去了,也不是有需要注意的文件。實際上,會出現警告是因為數位轉換專案經理們並沒有以有組織的方式蒐集資料。「這顯示了雖然我們有了數位作業流程,但並沒有得到有效運用。」Tritschler 如此解釋,並說到公司利用這個新的發現,來讓專案經理負責推動數位化發展。

然後,在情況許可下,公司將 BIM 360 中擷取的資料與 RevitNavisworks (英文) 中的模型整合:「這樣便能在模型中更新建築的狀況,並將模型與現實世界的資產中繼資料整合。」Tritschler 表示。「在這樣的方式下便能順暢地傳輸資料。」

一位現場經理使用 iPad 從在 Brewery Quarter 學生宿舍專案的工地現場設備上擷取資料。由皇家 BAM 集團提供。

將資訊化為行動

為了獲得更深入的專案資訊,BAM Ireland 利用了 Construction IQ 將機器學習演算法套用至 BIM 360 中的營造資料,用以自動識別品質和安全風險。

以下是其運作方式:現場經理使用 iPhone 和 iPad 確認檢查清單,並在 BIM 360 中找到工作現場的問題。Construction IQ 會套用機器學習模型來自動分析該資料,並預測哪些問題會帶來最大的風險。亟待解決的問題會以易於理解的視覺警示顯示在 Insight 儀表板上。

舉例來說,其中一個 BAM 的專案有多個未解決的問題。這在進行中的專案上是經常發生的問題。而另外的問題,則是在品質檢驗過程中,系統觀察到有幾扇窗戶的接合處缺少防水填縫。Construction IQ 會正確地將這些觀察到的結果分類為水滲透風險,並將其標註為高風險項目。「這個系統的精妙之處是它會察看我們所有的專案。」Tritschelr 說道。「它會學習我們認定風險的方式。較為重要的風險會被優先顯示在清單上以利立刻採取行動,而較為次要的問題則會被排序到清單上較後面的位置。」

BAM Ireland 在 Brewery Quarter 專案中所使用的 BIM 360,其中的 Insight 管控面板顯示了 Construction IQ 對現場品質和安全風險分析。由皇家 BAM 集團提供。

將資訊化為行動

為了獲得更深入的專案資訊,BAM Ireland 利用了 Construction IQ 將機器學習演算法套用至 BIM 360 中的營造資料,用以自動識別品質和安全風險。

以下是其運作方式:現場經理使用 iPhone 和 iPlad 確認檢查清單,並在 BIM 360 中找到工作現場的問題。Construction IQ 會套用機器學習模型來自動分析該資料,並預測哪些問題會帶來最大的風險。亟待解決的問題會以易於理解的視覺警示顯示在 Insight 儀表板上。

舉例來說,其中一個 BAM 的專案有多個未解決的問題。這在進行中的專案上是經常發生的問題。而另外的問題,則是在品質檢驗期間過程中,系統觀察到有幾扇窗戶的接合處缺少防水填縫。Construction IQ 會正確地將這些觀察到的結果分類為水滲透風險,並將其標註為高風險項目。「這個系統的精妙之處是它會察看我們所有的專案。」Tritschelr 說道。「它會學習我們認定風險的方式。較為重要的風險會被優先顯示在清單上以利立刻採取行動,而較為次要的問題則會被排序到清單上較後面的位置。」

機器學習的持續性

BAM Ireland 的數位旅程已跨越多個關鍵專案,每個專案都建立在上個專案的基礎之上,創造出一個持續進步的進化連鎖效應。

第一個專案:Schools Bundle 4 PPP 在 2016 完成,其中包含設計、建造並持續營運橫跨愛爾蘭的四個中學。在下一個專案:Courts Bundle PPP 中,BAM Ireland 在 2018 年完成了七座郡屬法院的翻新、擴建和新建,並負責之後設施的管理。目前的專案包括了在 2019 年八月完成、位於科克的 Brewery Quarter 學生宿舍專案,以及位於都柏林的 Boland's Quay 專案。這是一個在水岸邊的重新開發計畫,其中包括了興建全新的科技辦公園區以及修復港口的歷史建築。該案預計將在 2019 年末完成。 在接連的專案中,越來越多的人逐漸在 BIM 360 環境中將更深入的資訊與資產數位化,最終實現了 Insight 與 Construction IQ 的部署應用。

「我們在數位化的過程中同時訓練了自己。」Tritschler 說明,並表示部落知識是管理變革中的要角。「負責學校專案的團隊接著轉移到法院專案,然後再轉移到 Brewery Quarter 專案。這是一種相當俐落的轉移。每走一步,我們的團隊便越加成熟。」

位於都柏林港區的 Boland's Quay 專案,新興建的建案包括了三棟符合 LEED 黃金級效率標準的全新辦公室與住宅建築。由皇家 BAM 集團提供。
位於科克的 Brewery Quarter 學生宿舍是個幾近完全數位化的專案:每一份檢查清單、問題、照片、資產、以及通訊皆以數位方式記錄。由皇家 BAM 集團提供。

更高的能見度能引導出更好的決策

儘管仍在技術轉型的初期階段,BAM Ireland 已經發現數位化作業流程與使用 Construction IQ 的具體優勢。「未解決問題的數量已顯著下降。」Tritschler 表示。「在紙本系統中沒辦法發現的問題現在能被立即追蹤並處理,讓我們減少了這些問題的數量。」公司在現場品質與安全性上已有了 20% 的改善,而工作人員上花在高風險問題上的時間則增加了 25%。此兩者皆是由於問題與風險的能見度增加,使得決策過程有所改善所造成的結果。「對我們來說,員工的健康與安全是最重要的。」Murphy 補充道。「如果我們能夠讓健康與安全主管在現場花更多時間持續改善安全狀況,這對 BAM 來說會是相當重大的改進。」

BAM 的 Brewery Quarter 專案成為公司的重大里程碑。因為它的數位化程度高達 95%,讓這個專案不但運作效率更高,也更具永續性。「我們實際走入了該現場的健康與安全部門,而不是坐在一個被文件塞滿書櫃的房間裡。我們現在辦公室裡只有兩個資料夾,裡面只裝了法律上必須以紙本呈現的文件。」Tristler 說道。「其他的一切都已經數位化。」

在專案的整個生命週期中使用資料

由於 Construction IQ 會持續剖析公司的資料,BAM 藉由數位化作業流程所帶來的優勢更能在未來的專案中展現。Tritschler 預估機器學習演算法處理的資訊越多,它們便能變得更加精密,最終洞察力提升至更強大的境界,並為公司推導出更完善的決策。

資料和決策最終可能會橫跨整個專案的生命週期,例如,將 AI 與機器學習應用在維護資料,將能幫助 BAM Ireland 在設計建築時將長期設施管理納入考量,甚至是橫跨整個皇家 BAM 集團中的企業。

「最終目標是,我們將使用它來標準化整個 BAM 集團的作業流程,讓員工不論是從愛爾蘭到英國、杜拜或是南極都能用上同樣的作業流程,我們想觀察這樣的流程會多有效率。」Trichler 解釋。「我們將使用機器學習來瞭解我們正在做什麼、做得如何、以及如何做得更好。這是我們的最終夢想。」

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