二、 系統(tǒng)測試分析 

就系統(tǒng)整體運作來看，成功之整體運作有幾項重點： 

1、事先之準(zhǔn)備工作 
整體來看，RFID之運作雖貫穿整個吊裝作業(yè)流程，但其實RFID只是實際作業(yè)與吊裝監(jiān)控系統(tǒng)間之資料媒介而已。事實上，鋼構(gòu)吊裝專案之建立與管控，乃是作業(yè)之核心。鋼構(gòu)必須根據(jù)建筑設(shè)計圖進(jìn)行規(guī)劃，構(gòu)件數(shù)量與次序、施工每天工作能量、以及工程施工進(jìn)度等，均需考慮完備后，再進(jìn)行規(guī)劃。而RFID 之功能，則是在實踐這些規(guī)劃時，資料可以迅速之收集及確認(rèn)，以保證實際執(zhí)行與規(guī)劃之一致。因此，事先之準(zhǔn)備為運作成功之關(guān)鍵。 

2、上游鋼構(gòu)廠之合作 
流程始于上游鋼構(gòu)廠，鋼構(gòu)之原始編號是由鋼構(gòu)廠決定。鋼構(gòu)出廠之時間與其在廠內(nèi)存放位置、時間，均由鋼構(gòu)廠本身管理。吊裝規(guī)劃完后，工地依進(jìn)度向鋼構(gòu)廠訂貨，鋼構(gòu)廠則依訂貨量分期出貨。而RFID標(biāo)簽之貼附與ID之建立，都必須在廠內(nèi)完成。如果上游之鋼構(gòu)廠本身之管理系統(tǒng)能與吊裝監(jiān)控系統(tǒng)直接連線，則鋼構(gòu)出廠之時程、編號等，就可以很方便的在吊裝監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)規(guī)劃，鋼構(gòu)廠也容易配合標(biāo)簽之貼附，運作達(dá)到最佳效率。如果沒有系統(tǒng)連線，或靠人工進(jìn)行資料之傳輸溝通，甚或鋼構(gòu)廠本身沒有配合之意愿，或沒有可配合之運作管理系統(tǒng)，則運作之效果將大打折扣。 

3、資料庫之更新維護(hù) 
系統(tǒng)資料之改變主要有兩個介面，即屬于server端的現(xiàn)場管制中心以及屬于手持式reader之現(xiàn)場RFID資料收集端。這兩者之資料必須一致。目前系統(tǒng)之架構(gòu)，資料庫是在server端，而現(xiàn)場手持式reader有一小型之臨時資料庫，由使用者透過無線網(wǎng)路進(jìn)行兩邊資料庫之同步。資料庫同步之時機(jī)，通常在現(xiàn)場當(dāng)批吊裝作業(yè)之前進(jìn)行，以取得最新資料。當(dāng)天吊裝完成后，應(yīng)立即再度同步也維持資料之一致。一般而言，在吊裝進(jìn)行中，兩邊資料庫就現(xiàn)行吊裝構(gòu)件狀態(tài)及工程進(jìn)度部份，會有一些落差。然而，以實際工程運作來看，應(yīng)不致造成真正問題。 

4、無線傳輸之速度 
如上所述，由于資料庫之同步是透過無線傳輸進(jìn)行，當(dāng)工程龐大時，資料量也大幅增加，勢必花費相當(dāng)時間。因此，無線傳輸速度為另一必須注意之因素。在系統(tǒng)程式設(shè)計之考量，應(yīng)考慮如何了解資料庫中資料變異部份，將資料同步之方式最佳化，以縮短資料庫之同步之時間，避免使用者之困擾。 

5、使用者介面 
于server端的現(xiàn)場管制中心使用一般之電腦，故在圖型介面之顯示與操作并無困難。但在手持式reader端，由于畫面較小，機(jī)體運算能力有限，圖形畫面之顯示與操作，受到相當(dāng)限制。只能就功能與操作便利性之間，作一妥協(xié)。在維持使用者便利之條件下，盡可能提供圖形顯示，讓使用者不致于在全文字介面下操作，影響系統(tǒng)使用性能。 

實驗室情境模擬驗證 

情境模擬設(shè)計考量 

由于建筑工地現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，很難在實驗室中精確模擬。情境模擬之考量，以驗證資訊流之貫通為重點，將應(yīng)用環(huán)境單純化，并假設(shè)無其它環(huán)境干擾。例如天候下雨之影響，工地灰塵土石、震動等因素，均不在考量之列。鋼構(gòu)建筑現(xiàn)場空間龐大，鋼梁本身長度可能長達(dá)數(shù)公尺，均很難于實驗室中復(fù)制。因此，鋼構(gòu)實際空間相對位置距離，也加以忽略。實際現(xiàn)場施工，可能有數(shù)百根構(gòu)件，實驗室亦僅取其少數(shù)為代表，并假設(shè)所有流程一致，無特殊變化。吊裝雖是整個作業(yè)之核心，唯吊車本身之作業(yè)并不牽涉RFID之運作，故模擬中加以省略，并假設(shè)鋼構(gòu)吊升不會破壞RFID之標(biāo)簽。模擬中驗測之構(gòu)件并不實際升高移動，而以分次讀取代表吊升前后。構(gòu)件安裝在實驗室中亦予省略?，F(xiàn)場將以無線網(wǎng)路傳輸資料，實驗室中亦架設(shè)無線網(wǎng)路基地臺來模擬，唯假設(shè)其通訊不會受到干擾，可順利傳輸。標(biāo)簽貼于鋼構(gòu)之位置，以實驗試室操作可即之范圍內(nèi)，并不考慮現(xiàn)場空間復(fù)雜之結(jié)構(gòu)及可能之干涉。 

模擬情境流程 

模擬情境流程如下圖所示： 

圖7、模擬情境流程

模擬情境流程自構(gòu)件出廠開始，由鋼構(gòu)廠廠管人員先行貼附標(biāo)簽，讀取ID，建立鋼構(gòu)編號與RFID之關(guān)連，然后讓構(gòu)件出廠；構(gòu)件進(jìn)場時，再讀取構(gòu)件標(biāo)簽，建立構(gòu)件儲位關(guān)連；吊裝準(zhǔn)備則于伺服器端主電腦上查詢構(gòu)件吊裝次序及儲位等相關(guān)資料；構(gòu)件吊升及構(gòu)件安裝之步驟則省略；最后讀取構(gòu)件并更新工程進(jìn)度。情境模擬測試之架構(gòu)，如圖8所示： 

圖8、情境模擬測試架構(gòu)

驗證結(jié)果分析 

1、由于在模擬狀況下，鋼構(gòu)標(biāo)簽之讀取，并無類似工地現(xiàn)場之位置限制，故讀取上均無問題。 
2、資料庫在伺服器端與reader端之同步，須透過無線網(wǎng)路之傳輸。在模擬200根構(gòu)件狀況下，可于一分鐘以內(nèi)完成。由于資料量不大，資料同步并不是問題。若在實際現(xiàn)場，資料同步時間將視鋼構(gòu)數(shù)量而定。對于大型建筑，鋼構(gòu)數(shù)量可能達(dá)數(shù)千根，如何改進(jìn)資料同步之效率，將為未來之一重點。 
3、在模擬狀況下，鋼構(gòu)之儲位為假設(shè)，儲位仍可建立查詢，但無實際儲位找尋之必要。 
4、整體資料之串流，從吊裝計劃之建立到鋼構(gòu)安裝完成，在模擬狀態(tài)下，均順利完成。 

現(xiàn)場導(dǎo)入測試 

導(dǎo)入目標(biāo)（KPI） 

1、消除吊裝錯誤 
構(gòu)件吊裝過程中因構(gòu)件外型類似，吊裝前若不仔細(xì)檢查確認(rèn)，很容易造成錯誤。吊裝一但發(fā)生錯誤，輕則浪費時間，重則影響工程進(jìn)度，故消除吊裝錯誤為首要目標(biāo)。 
2、提高構(gòu)件儲存管理效率 
工地現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，各種建材機(jī)具到處堆置，吊裝前構(gòu)件尋找成為一件浪費時間又無效率，故以RFID來提高構(gòu)件儲存管理，為另一目標(biāo)。 
3、吊裝進(jìn)度即時回報 
吊裝完成后，進(jìn)度必須更新。以RFID來進(jìn)行更新，可以作到即時、正確，消除時間落差與人為錯誤。 

測試內(nèi)容 

1、專案設(shè)定與基本資料建立 
2、鋼構(gòu)出廠作業(yè)資料建立 
3、鋼構(gòu)進(jìn)場作業(yè)之資料登錄 
4、吊裝作業(yè)資料登錄與查詢 
5、安裝作業(yè)資料登錄 
6、工程進(jìn)度更新與追蹤 

測試結(jié)果分析 

1、本次測試結(jié)果，在現(xiàn)場讀取有效距離方面，大約均有20~30公分之距離。這樣的距離在測試之各項作業(yè)中，均能滿足作業(yè)操作之需求。 
2、在本次測試中，資料查詢?nèi)缦卤盹@示：
 
表 1、資料查詢測試結(jié)果  

測試結(jié)果顯示構(gòu)件資料之查詢與資料之串連均無問題。由于本次測試所用構(gòu)件數(shù)量有限，無法模擬大量資料之搜尋狀態(tài)。然即使構(gòu)件數(shù)量超過1000，以目前資料庫效率來看，也應(yīng)無問題。 

效益評估  

1、吊裝作業(yè)之正確性 
一般建筑，除了工廠廠房以外，通常只有高樓層之建筑才會采取鋼構(gòu)建筑。構(gòu)件之?dāng)?shù)量，視建物之大小，可以超過一千以上，大型建筑如臺北101，可達(dá)數(shù)萬根構(gòu)件。構(gòu)件吊裝必須依工程進(jìn)度事先作詳細(xì)之規(guī)劃。鋼構(gòu)廠也必須根據(jù)規(guī)劃進(jìn)度生產(chǎn)鋼構(gòu)，并且類似于 Just-in-Time之方式，于每天將鋼構(gòu)件運送至工地，等待吊裝。通常工地面積有限，施工之各種建材機(jī)具，到處堆置。構(gòu)件依預(yù)先排好次序，以吊車吊裝。如果發(fā)生吊裝錯誤，因構(gòu)建中之當(dāng)樓層通常不會有可放置構(gòu)件之場所，只好把已吊裝之構(gòu)件吊下，再吊正確之構(gòu)件。當(dāng)樓層越高。吊升構(gòu)件的時間就越長，吊裝錯誤如果發(fā)生在高樓層，其浪費之時間及力氣相當(dāng)可觀。由于鋼構(gòu)為建筑之主體架構(gòu)，若鋼構(gòu)吊裝作業(yè)延誤，則后續(xù)所有作業(yè)均受到影響。構(gòu)件中，有許多規(guī)格是相同的，可以互換。然而也因這樣的原因，造成工作人員心理上的懈怠，沒有認(rèn)真核查構(gòu)件之正確性，造成吊裝錯誤。吊裝錯誤如果在安裝前發(fā)現(xiàn)，問題尚小，如果是安裝后發(fā)現(xiàn)，甚至已經(jīng)蓋到更高樓層才發(fā)現(xiàn)，其后果當(dāng)然是不堪設(shè)想。因此，以RFID來監(jiān)控吊裝作業(yè)，可以完全消除吊裝錯誤的問題，確保構(gòu)件吊裝之正確性，其效益雖然并非可以直接反映在日常例行工作上，卻是防止發(fā)生重大損失之方法。 

2、工地現(xiàn)場之構(gòu)件管理 
工地現(xiàn)場不比一般倉儲或物料存放區(qū)，可以有完整清楚之物料存放場地，工地往往是不平整之泥土地。工地本身又是施工場所，場地會隨工程之進(jìn)度而變化。構(gòu)件自鋼構(gòu)廠運抵工地之時間，并非依固定時程，乃是根據(jù)目前施工進(jìn)度，雙方以電話聯(lián)絡(luò)。一旦運抵工地，往往遷就現(xiàn)場空間來存放。構(gòu)件存放位置，多半并未回報管理中心。鋼構(gòu)目前雖有編號，但字體太小。工人多半以粉筆書寫于其上，以便識別。構(gòu)件露天堆放，粉筆很容易模糊消失。工人往往憑記憶到處尋找，浪費時間，又易出錯。以RFID進(jìn)行吊裝作業(yè)監(jiān)控，構(gòu)件之存放位置可精確掌控，工人也無需辨識以粉筆書寫之構(gòu)件編號，省時省力，又不會出錯，提升了工人作業(yè)的效率。 

3、施工進(jìn)度之回報  
目前吊裝工程之進(jìn)度回報，是由領(lǐng)班在當(dāng)天吊裝完畢后也人工登記吊裝之構(gòu)件于紙面，再交回管理中心，管理中心據(jù)此以更新工程進(jìn)度。這種方式，在時間上已有落差，且吊裝現(xiàn)場位在高空，除了鋼構(gòu)本身無其它可用之空間，場地窄小危險，以人工進(jìn)行登錄動作，既不方便，也容易發(fā)生錯誤。以RFID進(jìn)行進(jìn)度回報，不但時間沒有落差，操作也較方便，資料也無錯誤，對進(jìn)度管理，有極大幫助。 

未來導(dǎo)入議題及建議 

1、上游廠商之整合 
在本次測試中，上游鋼構(gòu)廠并無相對應(yīng)之管理系統(tǒng)，舉凡構(gòu)件出廠時間與專案時程之配合，以及構(gòu)件編號與RFID編號之配合，均靠人工為之，影響流程與資訊之整合之效率。此外，鋼構(gòu)廠之大小規(guī)模不一，部份鋼構(gòu)廠會將除銹噴漆之工作，委托其它專業(yè)廠商進(jìn)行。而RFID標(biāo)簽之貼附，將會轉(zhuǎn)成在噴漆廠進(jìn)行。這將造成構(gòu)件處理流程復(fù)雜化，資訊與RFID作業(yè)之整合更加困難。 

2、現(xiàn)場作業(yè)人員之訓(xùn)練與配合 
國內(nèi)之建筑業(yè)為相當(dāng)保守之行業(yè)。從業(yè)人員之水準(zhǔn)層次、產(chǎn)業(yè)自動化程度、對創(chuàng)新應(yīng)用接受度均低于其它一般產(chǎn)業(yè)。建筑工地又比一般作業(yè)環(huán)境來得復(fù)雜危險，尤其鋼構(gòu)吊裝至高樓層時，作業(yè)工人是否愿意攜帶體積大之reader，能接受增加作業(yè)程序之RFID讀取，是否能正確操作reader，遇問題時是否能作出適當(dāng)處置，reader臨時故障時之應(yīng)變措失，均是正式導(dǎo)入時必須克服的問題。除了操作之訓(xùn)練，觀念之建立與即時之維護(hù)支援，恐怕更加重要。 

3、其它相關(guān)資料 
在本次測試中，RFID標(biāo)簽僅儲存基本之構(gòu)件資料。其它尚有許多相關(guān)之資料如出廠日期、制造廠商、施工日期、施工單位…等，均未寫入，僅存于后端資料庫中。未來應(yīng)寫入之資料為那些，由于維護(hù)應(yīng)用模式尚未建立，所以目前仍無定論，未來可就此方面作進(jìn)一步研究。
 
4、防火材料披覆后，將影響讀取距離。 
由于防火材料披覆為吊裝工程完工以后之工作，并不包含在吊裝作業(yè)之中，故并非測試之重點。然而未來考量長期維護(hù)時讀取之需求，是否對未來讀取時造成影響尚待進(jìn)一步研究。此外，由于建物主體完成后，使用單位通常會在鋼構(gòu)外加以裝潢遮蓋，對未來RFID標(biāo)簽之讀取，造成另一個障礙。如何解決這類問題，也尚待研究。 

5、其它建筑施工與建材之應(yīng)用 
本次測試乃針對鋼構(gòu)建材進(jìn)行測試。然而建筑工法中，凡屬于預(yù)造式工法之作業(yè)流程，與鋼構(gòu)吊裝均極為類似。例如預(yù)鑄混凝土建筑之施工，或玻璃帷幕外墻之施工，其作業(yè)方式均與鋼構(gòu)吊裝相同。故可將鋼構(gòu)吊裝監(jiān)控之整套系統(tǒng)略加修改即可應(yīng)用。當(dāng)然RFID標(biāo)簽在不同建材之讀取效能，會因建材之材質(zhì)不同而受不同之影響，例如玻璃對無線電波就有相當(dāng)之影響，故必須再作另外之測試。此外，其它室內(nèi)裝修建材之施工及管理，亦是未來可以進(jìn)行之研究。 

6、混凝土專用標(biāo)簽 
在本次混凝土測試中，所使用之RFID標(biāo)簽為金屬專用標(biāo)簽，并非針對混凝土設(shè)計。混凝土若是在標(biāo)簽之背面，則對RFID讀取之效果影響不大。然若將標(biāo)簽埋入混凝土中，對RFID之讀取效果有相當(dāng)大之影響。針對混凝土之成份及特性，開發(fā)混凝土專用之RFID標(biāo)簽，可用于各種混凝土建材上，如道邊石、枕木、預(yù)鑄梁等，應(yīng)有相當(dāng)程度之市場。
 
7、混凝土試體強度 
混凝土試體埋入RFID標(biāo)簽后，視標(biāo)簽之大小、材質(zhì)、埋入位置、深度、標(biāo)簽型狀，對混凝土試體之強度，會造成不一之影響。一旦造成無法忽略之影響，則試體強度測試之結(jié)果必然不正確。設(shè)計一試體專用之標(biāo)簽及埋設(shè)位置，并以軟體模擬計算其應(yīng)力，再以實際實驗去證明其對試體之強度不致產(chǎn)生影響，為另一值得研究之課題。 

8、UHF近場效應(yīng) 
以近場效應(yīng)(Near Field Effect)來讀取之UHF規(guī)格之標(biāo)簽及reader近來頗受囑目。過去一向認(rèn)為在金屬及含水之環(huán)境，HF為必然之選擇。目前UHF EPC Gen2之標(biāo)簽雖然在各方面之表現(xiàn)比起EPC Gen1 優(yōu)異許多，但對于含水份等特殊應(yīng)用環(huán)境，仍有局限。近場效應(yīng)之UHF標(biāo)簽，具有不輸于HF之性能，且其頻段與一般UHF相通，故引起相當(dāng)重視。未來可以此作嘗試。 

9、手持式reader之大小 
HF之手持式reader可以一般手機(jī)加上一片RFID卡，即形成reader，其體積相當(dāng)小。惟其讀取效果并不理想，而手機(jī)在建筑工地惡劣之環(huán)境下使用，恐怕容易損壞。本次測試所用之UHF手持式reader，效果較過去HF為佳，且為工業(yè)級使用，能抗摔防水，沙石泥漿，能克服工地環(huán)境問題。唯其體積較手機(jī)又大了許多。當(dāng)現(xiàn)場吊裝至高樓層后，工人在鋼構(gòu)上工作，身上配帶大體積之reader，可能造成不便。期待將來reader的體積可以縮減到更小，使得攜帶更為容易，使用者也更易接受。  

結(jié)語 

RFID在建筑業(yè)之應(yīng)用，在美日等國家中已逐步展開。建筑物構(gòu)建過程，具有多單位、多元件整合之特色，再加上工地現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，物料機(jī)具管控不易，造成建筑過程管控困難，營建品質(zhì)難以掌握，成本也難降低。一般建物壽命少則數(shù)十年，多則超過百年。建筑施工時之原始資料，往往因年代久遠(yuǎn)而無法取得，造成維護(hù)上的困擾。如何運用現(xiàn)代科技，提升建筑施工品質(zhì)，降低施工成本，縮短施工時間為目前建筑業(yè)之重要課題。鋼構(gòu)吊裝作業(yè)，雖僅為建筑施工眾多流程之一環(huán)，但在本計畫所建立之經(jīng)驗，可以成為RFID應(yīng)用在其它建筑施工作業(yè)流程之基礎(chǔ)。以此經(jīng)驗，在建筑施工作業(yè)上，可擴(kuò)展至其它種類之吊裝、安裝及組裝施工；在不同之建材上，可擴(kuò)展至玻璃、水泥、鋁門窗之施工；在物料管理上，可擴(kuò)及現(xiàn)場其它建材進(jìn)場及臨時儲存區(qū)之管理。未來以本計畫為基礎(chǔ)，繼續(xù)推展RFID在建筑領(lǐng)域之應(yīng)用，當(dāng)可成為國內(nèi)建筑業(yè)提升品質(zhì)，降低成本之利器。