工程實務

e 世代營建管理系統

e Generation Construction Management

Information System (e-CMIS)

摘  要

比爾•蓋茲(Bill Gates)在其『數位神經系統 (Digital Nervous System)』一書中強調『你收集、管理和使用資訊的方式，決定了輸贏』。相同的輸贏模式也會發生在未來的工程業界，為了探討未來資訊對工程界的影響，因此考量將探討範圍縮小，使其侷限於營建之監造工程範圍，並重新解讀比爾•蓋茲的語句為『提供即時工地現場資料收集、系統性的管理和使用資料的方式，將為未來之營建工程是否能快速接受社會環境快速變化的主要關鍵因素』。因此本工程司營管部先與資訊部後轉為與電子商務專案合作開發『e世代營建管理系統(e-CMIS)』，以增強本工程司在營建工程方面接受未來挑戰之能力。

 e-CMIS是構築於e世代資訊技術之營建管理系統，即是引進採用先進的e世代資訊技術，以協助傳統工程之營建管理，將工程資訊做系統性之管理，以提昇本工程司之營建工程先進專業形象，並面對未來社會環境快速變化之挑戰。本系統所採用的e世代資訊技術包括『行動資訊(Mobile Computing) 』及『網路通訊(Internet Communication) 』的結合應用。行動資訊就是利用掌上型電腦(Person Digital Assistant；PDA)作為工地工程資料蒐集的工具，而網路通訊則是透過網際網路以為資料流通之管道。同時本系統也整合了工程界常用之軟體工具如P3，AutoCAD。

本系統已在本工程司所監造之北中南及馬祖等四個代表性之工務所上線使用，工務所之每一監工皆配備一台PDA以搜集工地現場即時之工程資訊，並配合數位相機與電腦連線，將工地現況影像傳送到工務所營建管理資料庫中，以供監造單位執行日報管理、估驗計價管理、變更設計管理、品管安衛管理、公文管理、進度管理等。再透過網際網路及網站伺服器把各工務所的即時工程資訊整合成可以圖形展示之進度標示，以供業主、監造單位及營造廠商查詢。

北中南及馬祖等四個代表性之工務所為：

(1).北二高基汐段瑪東系統交流道工程之監造計畫(PDA，e-CMIS，進度展示)。

(2).中二高快官草屯段之監造計畫(PDA，e-CMIS)。

(3).南二高九如林邊段之監造計畫(PDA，e-CMIS，進度展示)。

(4).馬祖南竿機場新建工程及馬祖北竿機場跑道東移工程(e-CMIS，進度展示)。

本系統除了在工務所建置工務所營建管理系統外，尚在本工程司總部建置總部營建管理系統，其提供之功能包括：工程問題追蹤管理功能、人力調配管理功能、服務成本控管功能、工程進度控管功能、工程知識管理功能等。其中工程知識管理功能更是本工程司累積工程知識的最主要關鍵，本功能主要為建置工程討論板(Discussion Board)及彙整工程問題FAQ，使各工地可透過網際網路彙總查詢歷史之工程問題FAQ，及探討現階段之各類工程問題；同時持續將工程討論板及各類工程問題的解決方法彙整為工程問題FAQ。

一、研究動機與建置經過

傳統式的監造管理模式其於日報之填寫，一般由承包商每半個月或每星期送施工日報表給予監造單位審查，監造單位亦填寫監工日誌，但因資料分散儲存於各工程處或各個標案，又因不同的監造人員可能常重覆輸入相同的資料，不但浪費監造人員時間且因資料之不一致性造成後續資料之認定及整合的困難度，不一致性的資料認定又造成於工程出問題時大家互相推諉責任，如此不但降低專業形象及工作效率，而且間接增加監造人力與成本之浪費。另於估驗計價階段承包商再詳細估算完成之數量，但因平時之日報資料並無有效之控管及檢查日報資料之合理性，因此監造單位需花較長的時間以核對承包商所提供之估驗計價資料，若承包商與監造單位在數量之認定上互有不同意見，則計價時程也需因此而拖長。再於變更設計或於完工後準備竣工文件時，常因無法判定資料之正確性，故需再花時間與人力重新彙整資料。凡此種種皆為增加監造單位與承包商之人力與成本。

傳統式的監造管理模式不僅無法提供及時之工程資料，且對於日報資料之正確性無法確認，因無法有效的管控工程進度、品質。傳統的監造管理模式亦無法有效的累積工程知識，工程施工過程的有效資料將隨著工程之結束而流失，甚或隨著工程師之離職而造成工程施工之延誤，凡此皆為無一套有系統之工程管理工具以控管工程之故。

因應網路化、公開化及共享化之資訊潮流趨勢，本工程司堅持在工程監造過程中之工程資訊皆應透明化、公開化及與工地現場同步化，並能透過網際網路隨時即時取得所需之工程資訊，以提升國內工程界在監造及施工管理之能力與水準。因此本工程司即著手研究改善傳統監造管理之缺失，於1999年中開始投入行動式工程管理之研究方案，計畫利用掌上型電腦(Person Digital Assistant；PDA)來搜集工地現場即時的工程資訊，並配合數位相機與電腦連線，將工地現況影像傳送到營建工程資料庫中。再藉由營管專家系統和決策支援系統，來協助控管資源分派及解決工程潛在的問題，據以改進傳統監造管理的缺失。

本工程司於開發PDA過程中，因當時PDA相關參考資料並不多，透過網際網路所能找到的也只是些許參考資料，接下來的是不眠不休的研發階段，最後終於克服技術上的問題，發展出全台灣第一套PDA之工程營管系統，當時所採取用之資料庫為賽貝斯軟體(Sybase)之UltraLite Database，賽貝斯公司技術總監Moon Lin先生得知消息後，特由美國搭機來台灣參觀本工程司之PDA工程營管系統，工程稱讚本工程司雖未由賽貝斯公司內部取得特別的協助，但亦可完成全世界鳳毛麟趾的PDA開發誠屬不易。本工程司PDA開發小組亦得到非常的鼓舞。後續賽貝斯公司即與本工程司於西華飯店正式簽訂合作備忘錄。

為完整的考量本工程司之監造管理，後續由營管部召集北二高基汐段、中二高快官草屯段、南二高九如林邊段等工務所之監造管理會議，綜合會議內容及參考由本工程司朱福來副總工程師先前已建構之CMIS(Construction Management Information System)功能架構，並參考國工局之ISO工程標準作業手冊，而建構起e-CMIS之雛型架構，後經電子商務專案開發初版程式，經由基汐段工務所先行試用，並多次提出工地實用性之建議，於是e-CMIS系統才逐漸由試用階段邁向實用階段。目前正由北二高基汐段、中二高快官草屯段、南二高九如林邊段及馬祖南竿機場等工務所使用中，同時營管部與電子商務專案也正協助其他剛開工之各監造專案使用本系統。本系統也不負眾望的得到臺灣營建研究院所頒發的”傑出營建自動化工程專業人員”獎。

另於e-CMIS規劃之初原本想參考本工程司委外界學術單位研發之『GIS營建管理系統』，但因『GIS營建管理系統』之架構設計仍停留於電腦單機架構，非為網路之架構設計，而其資料庫設計並未經過正規化(Normalization)之處理，因此資料彼此間無法同時同步。且其流程設計過於簡化監造作業(例如假設日報資料僅由一人輸入，惟實際係由多人輸入)，與實際監造尚有差距。又其螢幕輸入畫面不夠精致(傳統DOS之Menu、Button設計，非Window式之Pull Down Menu)等因素，再者考量研究成果之智慧財產權保密與權利歸屬問題，經上述之分析，最後本工程司逐漸將相關e-CMIS之研發案內移，由電子商務專案全力支援。

二、研究目標

基於改進傳統監造管理所無法提供及時工程資料、無法有效的累積工程知識、無法有效的管理工程資料，以及增加人力與成本之支出等缺失，本工程司擬定以e世代之資訊技術開發營建管理系統，系統功能應包括：直接在PDA上填寫後，可透過序列埠或電話撥接網路匯入工務所的營管系統，同時在PDA上亦可查詢工程規範、施工照片等資料，於工務所營管系統上可執行即時之日報資料、估驗計價資料等管理功能。最後各工務所營管系統再透過網際網路，將工務所工程資料匯入總部營管系統，以供成本控制和資源控制等管理功能。如此將能達成現場營管、工務所營管以及總部營管三階段的管理系統，都能維持資訊的即時性、一致性與精確性，進而構築本工程司的企業資源管理體系，以因應市場快速變遷所需的精準決策之需。因此本研究專案之目標設定如下：

(1).建構以PDA為工程資料之收集工具，以簡化每日監工之工程資料輸入作業，用以掌握及時工程資料。

(2).監工之工程資料應可透過序列埠或電話專線匯入工務所之資料庫系統，用以檢查每日資料之合理性並由主辦工程師檢核工程資料之正確性。

(3).系統化的蒐集工程資訊並以資料庫為彙整之核心，透過統計分析將工程資訊轉換為工程知識，用以累積企業知訊(Infoledge)。

(4).建構透過網際網路以圖形查詢方式隨時皆可查詢工程即時進度示意圖、施工照片及設計圖，用以公開化及透明化工程資料，增進工程進度、品質的控管。

(5).提供工務所營建管理系統以管理工程基本資料、日報資料、估驗計價資料、變更設計資料、決策資料、竣工決算資料、品管安衛資料、公文資料等。

(6).提供總部營建管理系統以管理各工務所之工程問題追蹤、人力調配及服務成本與工程進度等，以提昇企業競爭力。

三、系統架構

請參閱圖一整體系統架構圖

四、系統功能

本系統之工作範圍分為四部份，首先為PDA監工日報系統 (PeCMIS；PDA for eCMIS)之開發，其二為工務所營管系統 (FeCMIS；Field control for eCMIS)之開發，其三為工務所即時資料展示網站建置，最後為總部營管系統 (HeCMIS；Headquarter for eCMIS)之開發，分別說明如下：

4.1 PDA監工日報系統 (PeCMIS；PDA for eCMIS)

(1)資料下載功能：

提供一簡單選擇資料上下載介面程式，以供伺服器之作業項目、契約項目等工程資料依監工人員之需求下載工程資料至PDA中，供PDA後續輸入監工日報表之用。

(2)資料上載功能：

監工人員，上載日報資料至後端資料庫。上載資料包括：施工品質、進度、安衛、工程問題、施工資源(人、機、料)使用情形等。

(3)監工日報管理功能：

於PDA上可新增監工日報表，其中作業項目、契約項目等可以選項方式選取，同時可刪除及查詢已輸入之監工日報表。

4.2工務所營管系統 (FeCMIS；Field control for eCMIS)

(1)登入登出功能：

為系統安全檢查的其本步驟，借由身份的確認，由系統提供相對應的操作功能。如為監工輸入則提供日報輸入之功能；如為主辦工程師輸入則提供計畫之管理功能；如為系統管理者輸入則提供整體系統之管理功能。

(2)工程基本資料管理功能：

包括專案基本資料輸入、作業項目資料輸入及PDA下載資料選擇，除輸入之新增功能外，並提供對資料之查詢、刪除及修改功能。

(3)日報管理功能：

監工可利用掌上型電腦(PDA)於工地現場填寫日報資料，再透過PDA與電腦連線將日報資料輸入到電腦的資料庫裡，各監工所填寫之日報資料每日自動由系統產生當日之彙整過的日報資料(追朔期間為七日)，這些彙整過的日報資料再由主辦工程師審查，最後由計畫經理或工地主任簽署核定日/月報資料。

(4)估驗計價功能：

內業工程師透過估驗計價功能可以日報資料百分比之方式彙整初步之估驗計價資料，再經由合理之分析調整產生估驗計價表，由主辦工程師審查估驗資料，最後由計畫經理或工地主任簽署核定估驗資料。

(5)變更設計功能：

施工過程中難免會依照工程現況而改變原來之設計，本功能就是給主辦工程師修正工程變更設計的項目包括：契約項目增加或減少、作業項目之新增或刪除及工期之變更等；另還可以更新或修改原合約的工程項目數量，也可以查詢歷次之變更設計總表、變更作業項目詳細表、變更契約項目詳細表等。

(6)竣工決算功能：

可快速的計算整理出竣工數量，並且對工程施工的過程整合成一套完整的資料，在竣工結案時可以最短的時間彙整成為竣工報告，節省許多彙整的時間和人力。

(7)品管安衛功能：

本功能包括：品質管制、監造查驗、安衛記錄、工地現場、職災統計、環境影響等，除輸入之新增功能外，並提供對資料之查詢、刪除及修改功能。

(8)公文管理功能：

提供收發文資料之輸入、查詢及列印功能

(9)圖說管理模組及屬性資料建立功能：

本功能包括設計圖檔資料管理、設計圖檔圖面編修功能及網際網路工程進度圖檔資料展示功能。可查詢圖檔原始設計圖、施工圖、變更設計、竣工等狀態。可查詢品管安衛、往來公文之審查紀錄、追蹤稽核、文件確認等。可查詢規範、規格書、計算書等資料。

4.3工務所即時資料展示網站建置

(1)網站伺服器架設：包括以Linux OS建置網站並安裝防火牆系統。

(2)網站與資料庫連接：架設網站與資料庫連接之通道，以供瀏覽器端查詢工程基本資料、工程進度資料、S-Curve、施工照片、航照資料、品質、工安、環保稽查統計資料等。

(3)圖說管理模組：可查詢圖檔原始設計、施工圖、變更設計、竣工等狀態。可查詢設計文件之審查紀錄、追蹤稽核、文件確認等。可查詢規範、規格書、計算書等資料。

4.4總部營管系統 (HeCMIS；Headquarter for eCMIS)

(1)工程問題追蹤管理功能：透過網際網路彙總各工務所的工程問題，並追蹤管理各項工程問題的解決現況和方法等。

(2)人力調配管理功能：各工務所可將人力專長及人力釋出時間表公布在人力調配網站上；各個單位依照人力的需求也可到網站上登錄，儘速完成人力重新配置。

(3)服務成本控管功能：各工務所、專案計畫可將每月服務費實支金額、完成金額等輸入總部營管系統內，經彙整後可製成各單位成本分析控管表以利成本管制。

(4)工程進度控管：各工務所、專案計畫可將每月(或即時)進度輸入總部營管系統內，經彙總後可製成各單位進度控管表，以利進度控管。

(5)工程知識管理功能：建置工程討論板(Discussion Board)及彙整工程問題FAQ，使各工地可透過網際網路彙總查詢歷史之工程問題FAQ，及探討現階段之各類工程問題；同時持續將工程討論板及各類工程問題的解決方法彙整為工程問題FAQ。

五、操作螢幕

5.1  PDA日報螢幕(請參閱圖二)

5.2 作業項目點選螢幕(請參閱圖三)

5.3 估驗計價螢幕(請參閱圖四)

5.4 變更設計螢幕(請參閱圖五)

5.5 網站即時圖形進度展示螢幕(請參閱圖六)

5.6 網站即時報表查詢螢幕(請參閱圖七)

六、結論與未來展望

為達到營建自動化工作目標之營建管理再造模式，財團法人中華顧問工程司自行開發『e世代營建管理系統 (e-CMIS)』應用於監造工程，成效良好備受業界重視及肯定﹔今本工程司擬以發展及推廣e-CMIS的經驗，投入『e世代營建工程進度管理系統 (FeCMISi；FeCMIS internet) 」開發建置，期為營建業提供一Web-base的電子化進度管理系統，並輔以完整的廠商輔導及教育訓練等推廣計畫，降低廠商導入營建電子化作業的困難及門檻。

e-CMIS為輔助本工程司大型監造工程專案之用，而FeCMISi可協助本工程司較小型監造工程專案及營造廠商施工管理之用，後續將持續開發之FeCMISi提供藉由網際網路科技的應用，改造既有的管理模式及作業流程，並建構更具彈性與經濟效益的競爭力，以因應快速變化的市場與業主之需求。

FeCMISi將可協助營造廠商透過網際網路確實掌握施工進度、工程完工數量及控制工程成本，對每一承辦之工程均擬訂施工計畫，施工進度排程報送業主相關單位審核，核定後作為施工人員、機具、材料調度及估驗計價等之依據。目前正於建置階段之FeCMISi系統功能包括：專案基本資料建置作業、作業項目資料、契約項目資料及其關聯資料建置作業、日報資料建置作業、報表印製作業及系統管理作業等子系統。

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