逢甲大學 土木工程學系

智慧營建跨域整合

下一代技術

數位化1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

二維數位工具_AUTOCAD

設定/路徑 三維形態數位建模_CNC、雷切

視覺馴化

人機協作

建築產業工業化發展

數位營建.優化施工計畫

製程改變.效能提升參數化模具-以二維轉三維形態之數位設計與製造

實虛共構_虛擬設計形體環境模擬_MR=VR + AR混合現實=真實世界 + 虛擬世界+ 數位化資訊

虛實即時交互.新的視覺化環境

智能製造_超越預製和拼裝結構(預裝配、3D列印、機器人安裝)的製造模式與管理_5D BIM

瓦解建築業>>>五大理念

1.高清晰度測量和定位技術

2.下一代的5D 建築資訊模型(BIM)

3.數位化協同和移動技術

4.物聯網和高級分析技術

5.不過時的設計和施工技術

http://webim.com.tw/en/sharing-en/imagining-constructions-digital-future-2-2/

• Lab包含實作場域/基地、產業參與、學生社群、教師社群、課程/活動/競賽、VIP(Vertically Integrated Project Program)等元素，培養學生具備社會產業升級轉型的創新能力，以打造實作、實證、實踐的大學。

創能學院

國際產學聯盟

FCU Global Research & Industry

Alliance

FCU GLORIA

高教深耕計畫

數位製造合作社RoSoCoop

Dry Lab. + Wet Lab.

智慧營建團隊

場域發展多樣化

創能學院

人才培育

產學合作

夾製具研發

創新課程

材料

製程企業聯盟

參數化設計

缺工

BIM

學程

7

召集人

組織圖概念

01 02 03 04

規劃團隊以Lab.所屬一級主管為團隊成員，分有協同與支援角色

工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成

VIP成立專業成長社群，包含教師或學生

Student Club發掘以自主學習為主的學生團體

學界+產業結合

建築專業學院、建設學院、工學院、

資訊電機學院

創新、建築、土木、機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...

機械手臂創新應用與教學、BIM/AR/

VR 創新應用與教學…

學生團體…

黎淑婷院長

SUTD、同濟、亞伯達… 西門子、上銀、大詠成….專題學習 競賽活動

產業聯盟會員招募

學術機構

企業夥伴

聯盟會員

合作夥伴

夾製具研發-搭配3D print

材料-有機or無機、材化纖

預鑄式發展

夾製具&材料

土木實驗室

Wet Lab.

訓練學生具備自主學習能力

跨院教師成長社群

專題式合作

教師&學生社群

手臂_精密、機電、自控

環境感測

AVR

虛實共構

RoSoCoop

Dry Lab.

人才培育

產業出題

場

域

研

發

團

隊

營建工程模組化

創新技術

Automation + Arts & Design

+ AIoT

跨域應用

FCU技術地圖

模組課程、專題、競賽

因應氣候環境

人材與缺工

• 專案導向CDIO教學與實虛共構技術應用

• 培育學生設計創意與美學

• 數位製造課程以培育整合型智慧生活創客

-3D參數式軟體 (建築、創新)

-機器控制系統 (自控、電機、機械等‧‧‧)

-機械手臂基礎控制 (建築、自控等‧‧‧)

-機械手臂參數程序控制 (創新、機械等‧‧‧)

-材料測試課程 (纖複、建設學院土木等‧‧‧)

-虛實共構 (建築、創新、都資)

-實構築 (建築專業學院、土木)

加值產學

國際合作

人機協作

能力培育

• 機器人構築-3D列印

-結構 (建設學院土木等‧‧‧)

-噴頭設計 (機械、建築)

-材料測試 (化學、土木、創新)

• 機器人-編織應用

-材料測試 (化學、纖複、創新)

-視覺辨識分析 (資工幾何、創新)

-路徑工序 (機械、電機、建築)

• 機器人構築-控制系統

-訊號溝通 (機械、創新)

• 人機協作

-感測回饋 (機械、創新)

-VR/AR 虛實共構 (都資、創新)

• 使用者經驗

-經驗分析 (機械、資工、建築)

-操作軟體開發 (資工、創新)

-硬體修正 (機械、電機)

• 雲林科技大學自造者中心

-對參數化控制機械手臂、軟硬體整合與數位構築合作有興趣

• 國立交通大學建築研究所

-學生交流與研究開發

• 邁阿密 RhinoFabLab

-對所開發軟體TACO快速客製化、邀請培訓南美洲製造業有興趣

• 加拿大亞伯達大學建築、機器人跨領域研究中心(康仕仲)

-目前計畫有機會共同研究與雙邊學生短期互訪交流

• 同濟大學袁峰教授實驗室

-中國目前機器人構築最大研究室，每年舉辦國際研討會DADA，

與世界名校教授共同開立國際PhD學程

• 新加坡科技設計大學SUTD

-積極爭取與建築設計學系(ASD)、數位製造與設計中心（DManD）

合作，一個將現代和新興技術整合到數位化途徑中，從而加速創

意發展的過程

• 建築產業

-結合KUMA事務所、營造、建材等產業

• 營建業

-對機器人構築運用於真實建造有興趣

• 上銀科技

-對所開發軟體TACO可達快速客製化有合作興趣

• 大詠城機械

-對參數化控制機械手臂、軟硬體整合與數位構築合

作有興趣

• 西門子4.0-人機協作

-導入西門子4.0機電一體化與智慧機器人之人機協同

作業應用基地計畫

• 上海大界機器人

-技術共同開發

3D Printing is Merged with Building

Construction In One Bot System

基礎技術環景影像虛擬實境技術(Virtual Reality, VR)

目標環景影像/影片+虛擬實境技術工地現場之數位典藏

• Lab包含實作場域/基地、產業參與、學生社群、教師社群、課程/活動/競賽、VIP(Vertically Integrated Project Program)等元素，培養學生具備社會產業升級轉型的創新能力，以打造實作、實證、實踐的大學。

創能學院

召集人

Arts & Design 智慧營建、智慧製造

組織圖概念

01 02 03 04

規劃團隊以Lab.所屬一級主管為團隊成員，分有協同與支援角色

工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成

VIP成立專業成長社群，包含教師或學生

Student Club發掘以自主學習為主的學生團體

學界+產業結合

建築專業學院、建設學院、工學院、

資訊電機學院

創新、建築、土木、機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...

機械手臂創新應用與教學、BIM/AR/

VR 創新應用與教學…

學生團體…

黎淑婷院長

SUTD、同濟、亞伯達… 西門子、上銀、大詠成….專題學習 競賽活動

產業聯盟會員招募

創新材料及工法研發中心土木工程學系

May 29, 2018 智慧營建及材料中心-工作會議 林院長主持

Nov. 08, 2018 智慧營建跨域整合-工作會議 黎院長主持

Dec. 06, 2018 智慧營建跨域整合-擴大發展規劃會議 高董事長主持

ROBOTIC SOLUTIONS AIoT AUTOMATION

工作小組以團隊所屬系所學位學程主任組成

創新、建築、土木、

機電、精密、纖複、化工、自控、資訊...

02

創新材料及工法研發中心 3D concrete printing (NEW material)

Prefab housing (Module & Customized)

Drone application in Structure Health monitoring, Surveying, & Construction (UAV & AI)

Sensors for structure health monitoring (Micro Mechanics)

Automatic construction using robotics (Robotics & Automation)

BIM/3D-GIS in Construction Safety Planning

智慧營造 結合AI及Robotics，以創新方式執行營建工程(建築物)及土木工程(道路、橋梁等)

新的營建材料(結合機械手臂及機械人)

新的機具(大尺寸)

新的建造方式(預鑄、組立、模組化)

改變傳統土木施工方式及流程

結合機器人，達到自動化施工(影像判釋，自動控制)

結合UAV、AI及感測器，達到智慧化監工(影像判釋、自動控制)

結合新材料及感測器，達到友善環境施工

建築醫學

客製化建築物

因應未來人工短缺，營造建築業必須有應變措施。導入機器人或是自動化施工，以最少人力完成所有步驟，是未來土木業之重點。

利用新材料及新技術，提高效率，將人力配置最佳化，因此有必要採用AI及機器手臂、機器人、UAV等之技術來輔助。

採用智慧化管理及友善施工，期能大幅降低營造工程對環境之影響，有利於永續發展，及提昇土木行業幸福感。

執行方案 研發新材料

改良傳統水泥配比及添加物 利用合成材料：塑膠 創新材料

研發大型列印技術 大型列印機具研發 廠內預鑄模組化方法研究 永久性模版或構件研發

研發輔具及施工元件 適用機器人/機器臂之施工導軌裝置 灌注設備自動化研發 UAV監工控制作業方式研究

建築用感測器研發 施工中感測器研發 永久性感測器研發

BIM Model

Deploying iBeacon in

site & mobile apps for

real-time hazard

warning

成本(初期成本) 硬體設備

購置3D列印設備(中小型)

購置機械人/機械手臂

…

軟體

材料

空間(實驗室)

成本(長期成本) 機具維護及更新

材料(耗材)

空間(模擬廠房)

…

專案召集人 系主任

團隊成員(系上教師及學生，以下為目前成員) 林慶昌老師

康裕明老師

廖為忠老師

張智元老師

蘇人輝老師

林威延老師

黃亦敏老師

紀昭銘老師

賴哲儇老師

短期目標(2-3年) 材料：改良水泥材料、合成材料

模組化：場鑄模型、建築單元試作

UAV監工：改良UAV及小規模試作

感測器：控制點；埋入式GPS

中長期目標(5-10年) 材料：持續改良水泥材料、合成材料；找新材料

模組化：改良場鑄模型、建築單元試作、永久模板設計及試作

自動化施工：自動化組立模板、自動化灌漿

智慧化監工： UAV監工系統

第1年

第2年

第3年

T H A N K S