TWI825435B - 工程自動化設計管理方法及其系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種工程自動化設計管理方法及其系統，其方法包括：第一步驟、第二步驟及第三步驟，設立一制式化表單、透過建模程式形成立體圖及將立體圖轉為平面圖，其系統包含管理平台、制式化表單、建模單元、出圖單元、儲存單元及檢核單元，透過管理平台迅速了解不同工程項目有無卡關或衝突，大幅減少管理的時間成本，透過建模程式除了快速將制式化表單轉換生成立體模型圖，同時可以再將立體模型圖轉為平面圖或圖型資訊，進一步提供工程的施工使用，抑或是預算、規格、數量的統計。

Description

工程自動化設計管理方法及其系統

本發明係有關於一種工程自動化設計管理方法及其系統，尤其是透過制式化表單將其中的參數資訊轉換成立體模型圖，以及在管理平台上掌握不同工程項目的進度。

傳統2D工程圖格式容易遺漏、傳統2D常因橫向協調不夠，使得現場施工修改圖量增加，在日益複雜的建築設計中，傳統2D圖面無法仿真3D圖像、傳統2D在三視圖中無法同步進行修改工程圖，因此可連結自動更新圖面、結構與設備及建築間的協同作業為須要解決或改善的課題之一。

傳統2D工程圖的精算性偏低，沒有完整的儲存資料庫，施工計劃中塔吊等現場進料及施作工序無法精確的對應完成工程施作進程與排序，而容易產生延宕工作、降低工程效益，且其模型資料庫的維護管理也相當有困難度。

過去於2D出圖作業時，計畫須訂定各專業上、下游交付時間以及相關圖說凍結版，以確保出圖版本採用一致性，此舉常造成設計時程較長，以及土建版本修正完成後，水環才能進行相關圖說製作或確認，導致設計期程長，且品質控管不易。

是以，本案發明人在觀察上述缺失後，而遂有本發明之產生。

本發明的目的係提供一種工程自動化設計管理方法，藉以所縮短分析設計及人力繪圖的時間成本。

為達上述目的，本發明提供一種工程自動化設計管理方法，包括：第一步驟、第二步驟及第三步驟。

第一步驟主要為設立一制式化表單，該制式化表單係透過負責人員而上傳或匯入至管理平台，該制式化表單包含多個參數資訊，該等參數資訊分別對應不同之設計元件。

第二步驟主要為透過建模程式將第一步驟的制式化表單轉換成一立體圖。

其中，該建模程式抓取制式化表單中的參數資訊，並將其所對應之設計元件依據參數資訊建立成該立體模型圖，因此透過建模程式的轉化，可以將數據轉而生成立體圖。

第三步驟主要為將第二步驟所生成的立體圖進一步轉為平面圖。

其中，同樣是透過該建模程式將立體圖轉為工程施工中較常使用的平面圖。

較佳地，在第一步驟與第二步驟之間還進一步包含輸入步驟及檢核步驟。

設立完制式化表單後，負責人員或管線工程廠商依照表單中所提供的特定的規格列表，依序填入相對應的數據，即為後續建模所需的參數資訊，同時制式化表單會匯入或上傳至管理平台中，對所有的數據進行穩定檢核，穩定檢核係用於確認穩定性。

較佳地，每一個制式化表單代表一種專業項目，例如：水管路線、電配置、樓層等等，在該建模程式將制式化表單中的參數資訊轉化成立體模型圖後，每一個制式化表單所生成的立體模型圖會疊加在一起，此時在管理平台中可以檢視不同管線的立體模型圖之間是否有衝突。

若發現各專業(如管線)的立體模型圖之間互相衝突的地方，則可以直接在管理平台上進行修正，直接對該專業項目所對應的制式化表單當中的數據進行修改，並且即能再次迅速地透過建模程式馬上生成一新的立體模型圖，確認修改是否完成或符合。

又，為達上述目的，本發明提供又一種工程自動化設計管理系統，本發明所提供之工程自動化設計管理方法，其係可以透過該工程自動化設計管理系統來實現。

主要包含管理平台及制式化表單，其中，管理平台更進一步包含建模單元、出圖單元、儲存單元以及檢核單元。

較佳地，管理平台可以供使用者或操作者連線登入後使用，且管理平台上可以建立不同工程的專案，並設定該專案之負責人員或監督人員，而負責人員或監督人員可以修改或檢視該專案中資料或圖式。

當在制式化表單中填入相對應的數據後，這些數據即形成所謂的參數資訊，亦即，制式化表單中需要填入哪些資料並非單純的列表，而是經過特別設計使得制式化表單可以快速地轉換成立體模型圖。

較佳地，管理平台之建模單元，讀取或經由人員上傳、匯入該制式化表單，使建模單元將制式化表單中的參數資訊轉換成立體模型圖。

較佳地，出圖單元更精確來說是建模單元中的附屬單元，主要是將建模單元所生成的立體模型圖輸出為平面圖或圖型資訊。

較佳地，儲存單元為管理平台的一個資料庫，裡面儲存有所有工程的制式化表單、立體模型圖、平面圖、圖型資訊等等資料及數據，藉由該管理平台供使用者或操作者瀏覽查詢或參考，未來若有同類型的專案，得以將該資料庫中的工程數據複製到新專案，還可以藉由分析歷史數據，進一步了解每一個工程的狀況，後續可以如何調整，提升施工品質。

較佳地，檢核單元主要為檢核制式化表單中所輸入所需要的該等參數資訊，檢核單元根據該等參數資訊進行一穩定檢核，係用於確認穩定性。

爲使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附之圖式，對本發明詳加說明如下。

現在將參照其中示出本發明概念的示例性實施例的附圖 在下文中更充分地闡述本發明概念。以下藉由參照附圖更詳細地闡述的示例性實施例，本發明概念的優點及特徵以及其達成方法將顯而易見。然而，應注意，本發明概念並非僅限於以下示例性實施例，而是可實施為各種形式。因此，提供示例性實施例僅是為了揭露本發明概念並使熟習此項技術者瞭解本發明概念的類別。在圖式中，本發明概念的示例性實施例並非僅限於本文所提供的特定實例且為清晰起見而進行誇大。

本文所用術語僅用於闡述特定實施例，而並非旨在限制本發明。除非上下文中清楚地另外指明，否則本文所用的單數形式的用語「一」及「該」旨在亦包括複數形式。本文所用的用語「及/或」包括相關所列項其中一或多者的任意及所有組合。應理解，當稱元件「連接」或「耦合」至另一元件時，所述元件可直接連接或耦合至所述另一元件或可存在中間元件。

相似地，應理解，當稱一個元件(例如層、區或基板)位於另一元件「上」時，所述元件可直接位於所述另一元件上，或可存在中間元件。相比之下，用語「直接」意指不存在中間元件。更應理解，當在本文中使用用語「包括」、「包含」時，是表明所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在或添加。

此外，將藉由作為本發明概念的理想化示例性圖的剖視圖來闡述詳細說明中的示例性實施例。相應地，可根據製造技術及/或可容許的誤差來修改示例性圖的形狀。因此，本發明概念的示例性實施例並非僅限於示例性圖中所示出的特定形狀，而是可包括可根據製造製程而產生的其他形狀。圖式中所例示的區域具有一般特性，且用於說明元件的特定形狀。因此，此不應被視為僅限於本發明概念的範圍。

亦應理解，儘管本文中可能使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來闡述各種元件，然而該些元件不應受限於該些用語。該些用語僅用於區分各個元件。因此，某些實施例中的第一元件可在其他實施例中被稱為第二元件，而此並不背離本發明的教示內容。本文中所闡釋及說明的本發明概念的態樣的示例性實施例包括其互補對應物。本說明書通篇中，相同的參考編號或相同的指示物表示相同的元件。

此外，本文中參照剖視圖及/或平面圖來闡述示例性實施例，其中所述剖視圖及/或平面圖是理想化示例性說明圖。因此，預期存在由例如製造技術及/或容差所造成的相對於圖示形狀的偏離。因此，示例性實施例不應被視作僅限於本文中所示區的形狀，而是欲包括由例如製造所導致的形狀偏差。因此，圖中所示的區為示意性的，且其形狀並非旨在說明裝置的區的實際形狀、亦並非旨在限制示例性實施例的範圍。

圖1為根據本發明之工程自動化設計管理方法的流程圖。如圖1所示，根據本發明之方法包括：第一步驟S100、第二步驟S200及第三步驟S300。

具體地，第一步驟S100主要為設立一制式化表單，該制式化表單係透過負責人員而上傳或匯入至管理平台，該制式化表單包含多個參數資訊，該等參數資訊分別對應不同之設計元件。

其中，制式化表單可以參閱圖2，圖2為本發明制式化表單的其中一種示範實例，並非用以加以限制其表單的內容或形式，不過圖2中的制式化表單其至少須包含特定的規格列表D1，以及相對應的數據D2，此制式化表單在本發明的方法中係為最基礎同時也為最重要的部分。

具體地，第二步驟S200主要為透過建模程式將第一步驟S100的制式化表單轉換成一立體圖。

其中，該建模程式抓取制式化表單中的參數資訊，並將其所對應之設計元件依據參數資訊建立成該立體模型圖，制式化表單所包含的參數資訊即為圖2中所顯示的數據D2，其每一個數據D2都會對應到一個設計元件，因此透過建模程式的轉化，可以將數據D2轉而生成立體圖。

具體地，第三步驟S300主要為將第二步驟S200所生成的立體圖進一步轉為平面圖。

其中，同樣是透過該建模程式將立體圖轉為工程施工中較常使用的平面圖。

需要進一步說明的是，在第一步驟S100與第二步驟S200之間還進一步包含輸入步驟S101及檢核步驟S102，如圖3所示。

具體地，請參閱圖1及圖3，設立完制式化表單後，負責人員或管線工程廠商依照表單中所提供的特定的規格列表D1，依序填入相對應的數據D2，即為後續建模所需的參數資訊，同時制式化表單會匯入或上傳至管理平台中，對所有的數據D2進行穩定檢核，穩定檢核係用於確認穩定性。

需要進一步說明的是，每一個制式化表單代表一種專業項目，例如：水管路線、電配置、樓層等等，在該建模程式將制式化表單中的參數資訊轉化成立體模型圖後，每一個制式化表單所生成的立體模型圖會疊加在一起，此時在管理平台中可以檢視不同管線的立體模型圖之間是否有衝突。

具體地，若發現各專業(如管線)的立體模型圖之間互相衝突的地方，則可以直接在管理平台上進行修正，直接對該專業項目所對應的制式化表單當中的數據D2進行修改，並且即能再次迅速地透過建模程式馬上生成一新的立體模型圖，確認修改是否完成或符合。

具體地，如果衝突檢查發現沒有衝突或修改後管線之間已沒有衝突，該疊加後的完整立體模型圖即可進一步透過管理平台進行後續的計算工程施工數據以及儲存在管理平台的資料庫中。

此外，為了方便說明，以下將舉例本發明的應用實例，不過要注意的是，並非加以限定本發明的管理平台或建模程式的樣式或顯示方式。

首先請參閱圖4及圖5，圖4顯示根據本發明的方法之建模程式的示意圖，在第二步驟S200中將制式化表單轉換成立體圖的過程即是透過建模程式來完成。

具體地，在管理平台上開啟建模程式並選擇讀取資料，在此區域選擇已經輸入完成參數資訊的制式化表單，將制式化表單上傳或匯入到建模程式中，在此要注意的是，下方的x、y及z座標平移量非本發明的技術特徵，因此在此並不詳細說明，但此平移量會影響後續建模所生成立體圖，該平移量可以透過先前的計算而得知。

而將制式化表單完成上傳或匯入之後，即可選擇到建立模型的頁籤，建模程式便會依照制式化表單中的參數資訊將數據D2轉化成立體模型圖。

需要特別說明的是，在一個工程項目中通常會係由多個專業項目所構成，因此會包含多個制式化表單需要轉換，可以重複上傳或匯入以讀取資料，然後再建立模型，便能在管理平台之建模程式上疊加多個立體模型圖，如圖5所顯示。

其中，圖5即為疊加多個立體模型圖的結果，建模程式中還會顯示相關資訊，使操作者可以清楚知道此立體模型圖總共包含了哪些專業項目的疊加。

需要進一步說明的是，請接續參閱圖4、圖6、圖7以及圖8，用以說明本發明生成立體模型圖之後的相關應用實例。

具體地，由圖4中可以看見還包含了圖資產出的頁籤，其中圖資產出功能可以細分為2D平面圖輸出、輔助數量計算及歷史數據分析。

具體地，2D平面圖輸出主要是將經過疊加的完整的立體模型圖經由建模程式轉化成平面圖，如圖6所顯示，在絕大部分的施工現場還是使用平面圖，因此在本發明的方法中，得以透過建模程式快速地產生立體圖，然而再轉為平面圖，相對於以往的人工化出平面圖再同樣由人工描繪立體圖，時間成本大幅降低。

具體地，輔助數量計算主要是將疊加後完整的立體模型圖經由建模程式再次轉成表單形式並輸出，而在此所轉換生成的表單也可以定義為一種制式化表單，只不過其表單中的格式、列表內容及所呈現的數據與要用來建模的完全不同。

具體地，透過建模程式所生成的輔助數量計算表單如圖7所顯示，輔助數量計算的表單可以為工程元件的類別、單位、數量及/或金額的展現，且並非限定只有這些項目，其他與工程施工或與管線工程興建相關的數量計算或金額計算都包含在此中，圖7中所舉例顯示之輔助數量計算表單包含了規格、數量、項目的抬頭D3，以及相對應的數量資料D4，可以作為工程的預算或採購材料等後續應用。

具體地，歷史數據分析主要為將已經確認且完成管線工程施工的立體模型圖以及其圖中所包含的資訊，儲存到管理平台上的資料庫中。

需要進一步說明的是，資料庫中隨著時間累積，其所儲存的立體圖以及相關工程數據也隨之增加，藉由該管理平台供使用者或操作者瀏覽查詢或參考，未來若有同類型的專案，得以將該資料庫中的工程數據複製到新專案，加速工程的進行且減少重複作業的時間。

此外，在管理平台上還可以藉由分析儲存在資料庫中的歷史數據，形成分析圖表，如圖8所顯示，圖8中左邊顯示的是幾何參數關係，右邊顯示的是土壤參數關係，幾何參數關係可以為各管線元件之間的尺寸、座標等等，土壤參數可以為不同地段的土質特性等等，其中的參數僅為舉例並非加以限制，透過管理平台資料庫中的歷史數據分析，可以進一步了解每一個工程的狀況，後續可以如何調整，抑或是未來在相同地段或相似土質或相似預算或相似管線元件的工程專案中，可以如何使工程更完整更安全，提升施工品質。

再者，請繼續參閱圖9，圖9為根據本發明之方法顯示的管理平台示意圖。

具體地，圖9中管理平台的顯示樣式僅為舉例，並非本發明的限制，本發明之方法所提的管理平台主要為一個線上的平台，該管理平台上可以建立不同工程的專案，且設定該專案之負責人員或相關監督人員，負責人員或監督人員可以修改或檢視該專案中資料或圖式。

具體地，在管理平台上的專案中，可以細分為不同的工程項目，例如：土木、建築、管線、機械等，透過管理平台可以清楚的知道每一個管線工程項目的進度，如圖9中的完成度資訊D5所顯示，使負責人員或監督人員一目了然的掌握整個專案的進度或卡關的地方，同時，提升工程管理的效率，直接在管理平台上做跨部門的溝通、修改數據或圖，省去大量時間成本及重複人工繪圖的人力成本。

藉此，本發明所提供之工程自動化設計管理方法，其係可以透過一工程自動化設計管理系統來實現，並搭配參閱圖10，圖10是根據本發明之工程自動化設計管理系統的示意圖。

由圖10中可以看見，本發明工程自動化設計管理系統主要包含管理平台10及制式化表單20，其中，管理平台10更進一步包含建模單元11、出圖單元12、儲存單元13以及檢核單元14。

具體地，管理平台10可以供使用者或操作者連線登入後使用，且管理平台10上可以建立不同工程的專案，並設定該專案之負責人員或監督人員，而負責人員或監督人員可以修改或檢視該專案中資料或圖式。

具體地，制式化表單20如圖2所顯示，制式化表單20內所包含的特定的規格列表D1，係經過特別設計，當在制式化表單20中填入相對應的數據D2後，這些數據D2即形成所謂的參數資訊，亦即，制式化表單20中需要填入哪些資料並非單純的列表，而是經過特別設計使得制式化表單20可以快速地轉換成立體模型圖。

具體地，管理平台10之建模單元11，讀取或經由人員上傳、匯入該制式化表單20，使建模單元11將制式化表單20中的參數資訊轉換成立體模型圖，也可以說是快速的且直接的將文字或數字或標號轉換成圖形。

具體地，出圖單元12更精確來說是建模單元11中的附屬單元，主要是將建模單元11所生成的立體模型圖輸出為平面圖或圖型資訊，其中，圖型資訊可以包含計算出該立體模型圖中所包含的工程元件的類別、單位、規格、數量及/或金額等。

具體地，儲存單元13為管理平台10的一個資料庫，裡面儲存有所有工程的制式化表單20、立體模型圖、平面圖、圖型資訊等等資料及數據，藉由該管理平台供使用者或操作者瀏覽查詢或參考，未來若有同類型的專案，得以將該資料庫中的工程數據複製到新專案，還可以藉由分析儲存單元13資料庫中的歷史數據，透過管理平台10了解歷史數據分析，可以進一步了解每一個工程的狀況，後續可以如何調整，提升施工品質。

具體地，檢核單元14主要為檢核制式化表單20中所輸入所需要的該等參數資訊，檢核單元14根據該等參數資訊進行一穩定檢核，係用於確認穩定性。

具體地，檢核單元14在建模單元11將多個制式化表單20轉化成立體模型圖並疊加後，進一步可以對疊加的立體模型圖進行衝突檢核，在確認沒有衝突後才會將立體模型圖進行後續的作業及利用。

可以理解的是，本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠基於上述示例再作出各種變化和調整，在此不再一一列舉。

最後，再將本發明的技術特徵及其可達成之技術功效彙整如下：

其一，藉由本發明之工程自動化設計管理方法有效掌握流程的進度與近況，透過管理平台迅速了解不同工程項目有無卡關或衝突，大幅減少管理的時間成本。

其二，根據本發明特別設計的制式化表單，不僅統一各個不同單位或協力廠商之間混亂的資料、數據呈現方式，並且透過制式化表單以及建模程式可以進一步快速的產出立體模型圖。

其三，根據本發明之建模程式除了快速將制式化表單轉換生成立體模型圖，同時可以再將立體模型圖轉為平面圖或圖型資訊，進一步提供工程的施工使用，抑或是預算、規格、數量的統計。

以上係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之專利範圍內。

10:管理平台 11:建模單元 12:出圖單元 13:儲存單元 14:檢核單元 20:制式化表單 D1:規格列表 D2:數據 D3:抬頭 D4:數量資料 D5:完成度資訊 S100:第一步驟 S101:輸入步驟 S102:檢核步驟 S200:第二步驟 S300:第三步驟

圖1為根據本發明之工程自動化設計管理方法的流程圖； 圖2為根據本發明之工程自動化設計管理方法的制式化表單示意圖； 圖3為根據本發明之工程自動化設計管理方法的另一流程圖； 圖4為根據本發明之工程自動化設計管理方法的建模程式示意圖； 圖5為根據本發明之工程自動化設計管理方法的立體模型圖示意圖； 圖6為根據本發明之工程自動化設計管理方法的平面圖示意圖； 圖7為根據本發明之工程自動化設計管理方法的輔助數量計算表單示意圖； 圖8為根據本發明之工程自動化設計管理方法的歷史數據分析示意圖； 圖9為根據本發明之工程自動化設計管理方法的管理平台示意圖；以及 圖10為根據本發明之工程自動化設計管理系統的示意圖。

S100:第一步驟

S200:第二步驟

S300:第三步驟

Claims (10)

1. 一種工程自動化設計管理方法，係實施在一管理平台上，包含：設立一制式化表單，該制式化表單係透過負責人員而上傳或匯入至該管理平台，該制式化表單包含多個參數資訊，該等參數資訊分別對應不同之設計元件，其中該等參數資訊至少包括水路管線、瓦斯管路、電配置以及網路配置；透過一建模程式在該管理平台上將該制式化表單中的該等參數資訊轉化成一立體模型圖，該建模程式抓取該制式化表單中的該等參數資訊，並將其所對應之設計元件依據該等參數資訊建立成該立體模型圖，該管理平台整合或疊加不同專業類型之該立體模型圖，並檢視不同的該立體模型圖之間是否有衝突需要更改，若有則得以直接在該管理平台上進行修正；以及若不同的該立體模型圖之間沒有衝突，該立體模型圖進一步透過該管理平台的功能藉以計算所需的工程數據，並將該工程數據儲存在該管理平台的一資料庫中。
2. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，在該管理平台上可以建立不同工程的一專案，且設定該專案之負責人員，負責人員可以修改或檢視該專案中資料或圖式。
3. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，進一步包含一輸入步驟及一檢核步驟，在該輸入步驟中輸入分析檢核所需要之該等參數資訊；在該檢核步驟中根據該等參數資訊進行一穩定檢核，該穩定檢核係用於確認穩定性。
4. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，該建模程式抓取匯入的該制式化表單內的該等參數資訊，透過建築資訊模型將該等參數資訊對應的設計元件建構成該立體模型圖。
5. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，疊加後的該等立體模型圖若有衝突需要修正，則修正該制式化表單中之該參數資訊，並再次經由該建模程式形成修正後的該立體模型圖，且生成的該立體模型圖得以依照需求將特定的區域轉成一平面圖，該平面圖用以在後續施工或其他作業時使用。
6. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，透過該管理平台的圖型資訊產出功能，計算出該立體模型圖中所包含的工程元件的類別、單位、數量及/或金額。
7. 如請求項1所述之工程自動化設計管理方法，其中，該資料庫中儲存的所有該工程數據，藉由該管理平台供使用者瀏覽查詢或參考，若有同類型的專案，得以將該資料庫中的該工程數據複製到新專案。
8. 一種工程自動化設計管理系統，包含： 一管理平台，該管理平台供使用者連線登入後使用；一制式化表單，該制式化表單具有多個參數資訊，每一個該參數資訊分別對應不同之設計元件，其中該等參數資訊至少包括水路管線、瓦斯管路、電配置以及網路配置；一建模單元，係裝設在該管理平台內，接收該制式化表單，該建模單元抓取該制式化表單中的該等參數資訊，並將其所對應之設計元件依據該等參數資訊建立成一立體模型圖；以及一出圖單元，係裝設在該管理平台內，透過該建模單元所產生之該立體模型圖，經由該出圖單元產生一平面圖或一圖型資訊表。
9. 如請求項8所述之工程自動化設計管理系統，其中，該管理平台包含一儲存單元，儲存該立體模型圖、該平面圖及該圖型資訊表。
10. 如請求項8所述之工程自動化設計管理系統，其中，該管理平台包含一檢核單元，檢核該管理平台中同一專案不同專業之該等立體模型圖是否相互衝突。

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