建築資訊建模元件知識庫

1. 何謂元件知識庫?
2.  元件知識庫與元件庫最大的差異點在何處?
3. 從元件庫中要如何提升轉為元件知識庫，其最大的優勢為何?
4. 元件知識庫能夠為未來設計端或是執行端會有什麼改變?

這四個問題一起回答。維基百科為知識庫下的定義如下：

知識庫是用於知識管理的一種特殊的資料庫，以便於有關領域知識的採集、整理以及提取。知識庫中的知識源於領域專家，它是求解問題所需領域知識的集合，包括基本事實、規則和其它有關信息。   https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%A5%E8%AF%86%E5%BA%93

知識庫的運作是雙向的，使用知識庫的人也就是建立知識庫的人。我們希望知識庫的建立可以協助一群人共同來使用, 並打造這個知識庫。元件庫比較是單向的, 也就是某些人提供資料建立了元件庫，讓人下載使用。

維基百科可說是知識庫運作最成功者之一。知識庫必須把使用者也一併納入, 成為一個系統的一部份。維基百科是由全世界無數志願者投入所寫出來的，其運作方式也是知識庫的一部份。

Nonaka (野中郁次郎) 提出的知識創新螺旋是知識管理中一個知名的理論基礎，可以用來作為設計知識庫的參考架構。

先談到這裡，我有時間再進一步說明。

關於蟾蜍學園的幾個想法 -從台科大的觀點

昨天你提到蟾蜍學園, 我越想越沉迷。以下想法大致上是擷取自昨天的討論：

校地是以土地管理職權歸屬劃分的區域, 學生實質活動的使用範圍可稱之為校園。不屬於校地的學生活動範圍, 或可稱為隱性校園。校地是學校實際要維護管理, 卻可能又用不到, 例如大部分的蟾蜍山、土城和竹北校地； 校園是學校不一定要負責維護管理, 卻又實質做為學生活動的場域。對於學校發展而言, 校園比校地更有實質意義, 而隱性校園的經營則是突破校地限制的可能作法。

蟾蜍山是校園發展的可能方向, 不論是否屬於校地, 可能都有機會變成學生的活動場域, 從蟾蜍山校地, 民族國中, 公館國小, 到芳蘭社區, 還有三個退休榮民社區，甚至包括寶藏巖。就寶藏巖而言, 像你提到的讓學生舉辦烤肉活動, 建築系也有系友申請寶藏巖做為工作室進行環境藝術創作, 學弟妹去幫忙, 實際作為學習創作場域， 如果能夠結合設計課程教學變成常態, 那就是隱性校園。

以蟾蜍山校地作為蟾蜍學園的發起點, 可以是一個結合生活與學習、校園與社區、回憶與前瞻的場域。希望將來是一個宿舍生活、工作室、社團活動、展示推廣的空間。就從寶藏巖談起，其目前的危機是因為被迫以吸引觀光客為唯一的出路，要嘛變質為商業, 否則就奄奄一息。如果蟾蜍學園因為有台科大的挹注而永續經營, 可以成為都市發展的典範, 對比於台大的蠻橫, 恰恰可以化解頂尖大學評委對台科大校園人文素養的批評。

台科大的挹注不必是經費, 而可以是學生的學習、創作活動, 以及老師的研究教學。蟾蜍學園只要能活化, 將會創造一個範例, 讓老舊破敗都市空間轉化為具有新生命卻又不撕毀歷史脈絡, 那麼外部的資源會源源不絕。

Information theory and building construction : entropy and constructability

Building design and construction can be viewed as communication processes among the client, the architect and the construction engineer.  The architect conceives the building design and encodes that design into construction documents, which can be seen as an information source that sends messages to the construction engineer as he/she is reading through the documents. The engineer decode the received messages and uncovers as much uncertainty as possible over what the architect has conceived of. Then the engineer set forward to encode the design into a building, which would be the information source that generates messages for the client, as he/she examines and uses the building to find out if the constructed is indeed the building that he/she has requested for in the prior communication process with the architect.

Constructability is the indication over the achievable efficiency of cost, schedule and quality when the best possible strategies and methods are used in construction. The entropy of the building design, which serves as the information source that generates messages to the engineer, would be a good indication over the difficulty that the engineer may encounter in decoding, and the likelihood that the engineer may fail to revise correctly what the architect has encoded into the construction documents. Furthermore,  in the communication process between the engineer and the client, the engineer needs to encode the building design into a building, which, in the perspective of a communication system, is composed of messages to the client, when he/she sees, touches and even smells from everywhere, inside and outside of the building. Therefore, the entropy of the building can be also a good indication to the difficulty of the decoding process that is to be carried out by the engineer.

I think the main point is to see the whole or any part of the physical world as information sources.It is undeniable that as one is perceiving the world, there is nothing but signals entering one's sensory systems. Perception is indeed a continuous communication process as long as one is still alive.

數位。山水。賦流形 - 天津大學設計院張華建築師的競圖設計構想

數位。山水。賦流形

The Digital Trans-Formation of the Nature

精密機械製造是台中市最具代表性的產業之一，與自然環境永續共生則是台中市市民追求的最高價值。本設計企圖結合數位科技精密製造的技術與謙卑回歸自然的態度，讓台中城市文化館成為水湳經貿園區中，整合科技、文化與自然的活動據點，並象徵台中市傲立於世界的產業成就，以及面對大自然知所取捨的智慧。

Precision machine industry is one of the most successful economic developments of Taichung. Sustainability of the environment has been the highest value pursue by the citizens. This project sets efforts to putting the technology of the precision machine industry on the basis of humble attitude towards the Mother Nature. The Taichung City Cultural Center will be the focal point that integrates technological, economic, cultural, and environment friendly activities. The project will also launch the landmark that symbolizes the proud achievement of economic development of the region, and the wisdom of appreciating the unpretentious position towards the natural environment.

透、漏、皴、瘦是詩書畫等各種藝術中源自於山水形態的技法，也是本設計形式創作表現的泉源。「流形」一詞在古文詩詞中被用來代表河嶽日星的自然形態，在現代則被用作數學專有名詞，代表在高維度空間中彎曲的低維度形體(manifold)。而根據流形數學定義所開發出來的數位繪圖與製造系統讓建築師可以把天地山水融於空間形式的創作之中。本設計主題「數位。山水。賦流形」語出於此。

Transparent, penetrative, wrinkle, and skeletal methods are presentational skills derived from natural forms, which are often used in various arts such as poetry, calligraphy, and painting. They are the form formation methods for the design of this project. 「流形」is composed of two Chinese characters that represent “transitional” and “formation” respectively. The term, in ancient poetry, is used for apprehending the elegance of natural forms such as river, mountain and star. The term「流形」 is also used for translating the mathematical term “manifold”, which means topological spaces with curvature in higher dimensions. Computer aided design and manufacturing systems enable architects to design and fabricate 「流形」or “manifolds” that embed natural forms into the artifacts they design and build. Thereafter, the project is titled as 「數位。山水。賦流形」, “The Digital Trans-Formation of the Nature”.

物體的形態是一個時間的函數，是時空系統的一個過程。流形是從固體到流體、從靜態到動態、從簡單到複雜、從無機到有機、從實在到虛無、從直面到曲面、從二維到三維…

The form of object is a function of time, or a section in the four dimensional space-time. Trans-Formation, or「流形」,  characterizes the transition from solid to fluid, from static to dynamic, from simple to complex, from lifeless to living, from physical to virtual, from rectilinear to curved, from two dimensional to three dimensional…

台中城市文化館的空間構成是一種全新的體驗，流動的視覺沒有了視點。她的整個形體是在不斷地變化，以連續的、動態的視點引導出對數位山水流形的空間體驗。

The Taichung City Cultural Center will display original spatial experience with her spatial formation. The vanishing point of perspective vanishes through the continuous transition of the eyesight. Her body ceaselessly transforms, guides the viewers with seamless and dynamic focal points for the appreciation of the remarkable experience within the Digital Trans-Formation of the Nature.

BIM的神話、藝術和實踐策略

2014年1月6日19:00, 新北市建築師公會演講：BIM的神話、藝術和實踐策略

演講摘要

1. BIM的神話：

近年來BIM以一種近乎神話的姿態滲透到建築產業的每一個角落。有如傳說中的神蹟，每個人都聽過BIM的神效與見證，但無緣身受。神話可以看做是在資訊匱乏的情況下一種知識傳播媒介。在當前的產業與技術背景下，BIM的願景有許多已經具有可實踐的條件，也有許多缺漏困境只是被虛幻的理想包裝美化。

2. BIM是藝術，不是技術：

BIM不是新的技術，而是如何把既有的技術在現實世界中實踐的藝術。資訊技術光彩奪目，但仍需經建築師和其他專業人員以知所取捨的智慧在實務中淬煉，才能真正成為倚天屠龍的寶劍。

3. BIM的實踐策略：

建築設計是一種資訊作業流程。專業資訊的切割與整合一直是建築產業結構發展與演變的中心議題。資訊技術的發展帶來組織結構與作業程序扁平化的趨勢，BIM對建築師業務的衝擊與挑戰就是傳統作業中必要的專業分工與利益風險分配模式應該如何轉變，在相關資訊技術的支應下適度的整合，以因應大環境的趨勢。

桁架結構的資訊量

Fig 1. Warron truss

上圖所示桁架由11個桿件與7個節點所構成。假設上圖桁架所有桿件尺寸樣式都相同，共有11支桿件，其順序共有18!種，但因所有桿件為同一種，所以順序無關緊要，資訊源輸出資訊為0。假設7個接頭分為兩種型態，各有2個(A、D)，2個(E、G) 與3個(B、C、F)，則確定其順序的資訊量為log(7!/(2!*2!*3!))，而每一種接頭出現的機率分別為2/7, 2/7, 與 3/7，每個接頭平均資訊量為(2/7)*log(7/2) + (2/7)*log(7/2) + (3/7)*log(7/3) ，確定7個接頭類型所需資訊量加上確認其順序之資訊量共計 18.611 bits。但是實際上我們必須考慮桿件與接頭彼此間的安裝順序，例如實際上可能需要先安置好桿件才能安裝接頭。因此桿件與節點的安裝順序是相關的，桿件加節點排序的資訊量是 log(18!/(11! * 7!))，其類型資訊為 ((11/18)*log(18/11) + (2/18)*log(18/2) + /18)*log(18/2) + (3/18)*log(18/3)) * 11 = 50.922 bits。

如果在接頭的部分考慮更簡單的情形，也就是每次機器人只能處理兩根桿件的接頭，而且當角度不同時其處理方式也不同，那麼接頭總數為15個，但如果上圖桁架桿件之間的夾角都是pi/3的話，則其類型只有一種，安裝順序無關，所需資訊量也就是0。考慮桿件加上接頭的情形，其順序資訊量為 log(26!/(11!*15!))，類型資訊量為(11/26)*log(26/11) + (15/26)*log(26/15) = 48.436 bits。

如果桿件0, 1, 2, 9, 10為同一種類型x，而桿件3, 4, 5, 6, 7, 8為另外一種類型y；節點A, D, E, G為同一種類型u，節點B, C, F則為另外一種，v。根據Shannon資訊量計算模型，把這個桁架看成是一個溝通的訊息，假設有一個資訊源(information source)，送出訊息指示桁架的建造方式。訊息接收端是一個只能接收該資訊源的訊息並遵照指示行動，而沒有任何其他可以偵測外界資訊的設備的機器人。訊息的內容為標出桁架桿件的位置以及其型號。上圖桁架共有11個桿件，所有可能的排序為11!，但因為0, 1, 2, 9, 10等五支桿件相同，而3,4,5,6,7,8等六支桿件相同，所輸出訊息中相同桿件的順序無關緊要，因此機器人須能夠明確分辨組裝順序所需的訊息為11!/(5!*6!) = 462。因此該資訊源所送出的任何一組訊息，必須能夠讓接收端在462不同狀況中分辨出所需要的安裝順序與型號，因此該資訊源ys所輸出訊息有關桿件安裝順序部分的資訊量為 log462 = 8.852 bits。此外因為桿件有兩種，分別為6/11與5/11出現機率，因此每一支桿件需要-(6/11)*log(6/11) - (5/11)*log(5/11) =  0.994 bit，乘上11支桿件，等於10.934。加上桿件順序所需資訊量，總計該資訊源有關桿件部分的資訊量為19.786 bits。

如果要求桁架的節點也必須由資訊源分別就不同節點類型送出順序和種類的話，桿件種類的數量和種類必須合併計算。該桁架桿件和節點的各種類型分別有5, 6, 2, 2, 3種，依照上述方法計算後，能夠輸出桁架桿件與節點組裝順序與類型的資訊源必須具備 70.708 bits 的資訊量。

如果假設節點的安裝也必須精簡到更簡單的操作，假設機器人每次只能處理兩根桿件的節點，並且不同的角度有不同的處理方式，那麼上圖中的桁架

Fig 2. Pratt truss

上圖為Pratt Truss。假設工程師設計時桿件分為三種，分別為編號 0, 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11等10枝為type A，4, 17, 18, 20, 19, 5等6枝為type B, 12, 13, 14, 15, 16等5枝為type C。節點的部分有四種，分別為A, G, type 2, 節點 B, F, J 為type 3, 節點C, E, H, I, K, L為type 4, 節點D為type 5 。

根據上述算法，送出該桁架之資訊源需具備之資訊量為172.479 bits。

Fig. two curved trusses

上圖左方的桁架以正三角形為單元組構，其資訊量主要發生在上方桿件長度的變化，資訊量為 301.800。上圖右方的桁架中，白色的桿件長度一樣，資訊量主要發生在上下層的長度變化，其資訊量為436.222。但如果完全沒有整合各桿件的長度，讓每一根桿件都是獨一無二的，則同樣曲線的桁架之資訊量成為625.299。

如果把上圖左方的桁架視為一連串正三角形的組合，每一個正三角形當作一個單元，那麼資訊量便從182.844降為149.786。因此在組裝的程序上如果依循同樣的原則，先組成正三角形，再連結正三角形成為桁架。如果不計入預製之三角形所需的資訊量的話，其作業流程中所需處理的資訊量則為 274.858。三角形所需資訊量為 (未完待續)

菜

水煮華絲鮮鮑魚
海天一色魚燕翅
玉芋瓊漿佛跳牆
蟠龍躍虎大拼盤
青瓜翠玉盅小品
水漬流蘇魚羊鮮
油爆櫻蝦禾日香

筊白玉美人回眸
辣醉雞癡漢留步

色傾城紫晶鑲白玉
艷群芳碧眼展朱顏

藕連絲情得正果
冰斷水羶暑全消