二、 系統測試分析 

就系統整體運作來看，成功之整體運作有幾項重點： 

1、事先之準備工作 
整體來看，RFID之運作雖貫穿整個吊裝作業流程，但其實RFID只是實際作業與吊裝監控系統間之資料媒介而已。事實上，鋼構吊裝專案之建立與管控，乃是作業之核心。鋼構必須根據建筑設計圖進行規劃，構件數量與次序、施工每天工作能量、以及工程施工進度等，均需考慮完備后，再進行規劃。而RFID 之功能，則是在實踐這些規劃時，資料可以迅速之收集及確認，以保證實際執行與規劃之一致。因此，事先之準備為運作成功之關鍵。 

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

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

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行，當工程龐大時，資料量也大幅增加，勢必花費相當時間。因此，無線傳輸速度為另一必須注意之因素。在系統程式設計之考量，應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，機體運算能力有限，圖形畫面之顯示與操作，受到相當限制。只能就功能與操作便利性之間，作一妥協。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，影響系統使用性能。 

實驗室情境模擬驗證 

情境模擬設計考量 

由于建筑工地現場環境復雜，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，將應用環境單純化，并假設無其它環境干擾。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。鋼構建筑現場空間龐大，鋼梁本身長度可能長達數公尺，均很難于實驗室中復制。因此，鋼構實際空間相對位置距離，也加以忽略。實際現場施工，可能有數百根構件，實驗室亦僅取其少數為代表，并假設所有流程一致，無特殊變化。吊裝雖是整個作業之核心，唯吊車本身之作業并不牽涉RFID之運作，故模擬中加以省略，并假設鋼構吊升不會破壞RFID之標簽。模擬中驗測之構件并不實際升高移動，而以分次讀取代表吊升前后。構件安裝在實驗室中亦予省略。現場將以無線網路傳輸資料，實驗室中亦架設無線網路基地臺來模擬，唯假設其通訊不會受到干擾，可順利傳輸。標簽貼于鋼構之位置，以實驗試室操作可即之范圍內，并不考慮現場空間復雜之結構及可能之干涉。 

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

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

圖8、情境模擬測試架構

驗證結果分析 

1、由于在模擬狀況下，鋼構標簽之讀取，并無類似工地現場之位置限制，故讀取上均無問題。 
2、資料庫在伺服器端與reader端之同步，須透過無線網路之傳輸。在模擬200根構件狀況下，可于一分鐘以內完成。由于資料量不大，資料同步并不是問題。若在實際現場，資料同步時間將視鋼構數量而定。對于大型建筑，鋼構數量可能達數千根，如何改進資料同步之效率，將為未來之一重點。 
3、在模擬狀況下，鋼構之儲位為假設，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安裝完成，在模擬狀態下，均順利完成。 

現場導入測試 

導入目標（KPI） 

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

測試內容 

1、專案設定與基本資料建立 
2、鋼構出廠作業資料建立 
3、鋼構進場作業之資料登錄 
4、吊裝作業資料登錄與查詢 
5、安裝作業資料登錄 
6、工程進度更新與追蹤 

測試結果分析 

1、本次測試結果，在現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中，均能滿足作業操作之需求。 
2、在本次測試中，資料查詢如下表顯示：
 
表 1、資料查詢測試結果  

測試結果顯示構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件數量有限，無法模擬大量資料之搜尋狀態。然即使構件數量超過1000，以目前資料庫效率來看，也應無問題。 

效益評估  

1、吊裝作業之正確性 
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建筑。構件之數量，視建物之大小，可以超過一千以上，大型建筑如臺北101，可達數萬根構件。構件吊裝必須依工程進度事先作詳細之規劃。鋼構廠也必須根據規劃進度生產鋼構，并且類似于 Just-in-Time之方式，于每天將鋼構件運送至工地，等待吊裝。通常工地面積有限，施工之各種建材機具，到處堆置。構件依預先排好次序，以吊車吊裝。如果發生吊裝錯誤，因構建中之當樓層通常不會有可放置構件之場所，只好把已吊裝之構件吊下，再吊正確之構件。當樓層越高。吊升構件的時間就越長，吊裝錯誤如果發生在高樓層，其浪費之時間及力氣相當可觀。由于鋼構為建筑之主體架構，若鋼構吊裝作業延誤，則后續所有作業均受到影響。構件中，有許多規格是相同的，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，沒有認真核查構件之正確性，造成吊裝錯誤。吊裝錯誤如果在安裝前發現，問題尚小，如果是安裝后發現，甚至已經蓋到更高樓層才發現，其后果當然是不堪設想。因此，以RFID來監控吊裝作業，可以完全消除吊裝錯誤的問題，確保構件吊裝之正確性，其效益雖然并非可以直接反映在日常例行工作上，卻是防止發生重大損失之方法。 

2、工地現場之構件管理 
工地現場不比一般倉儲或物料存放區，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，場地會隨工程之進度而變化。構件自鋼構廠運抵工地之時間，并非依固定時程，乃是根據目前施工進度，雙方以電話聯絡。一旦運抵工地，往往遷就現場空間來存放。構件存放位置，多半并未回報管理中心。鋼構目前雖有編號，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進行吊裝作業監控，構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件編號，省時省力，又不會出錯，提升了工人作業的效率。 

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

未來導入議題及建議 

1、上游廠商之整合 
在本次測試中，上游鋼構廠并無相對應之管理系統，舉凡構件出廠時間與專案時程之配合，以及構件編號與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，鋼構廠之大小規模不一，部份鋼構廠會將除銹噴漆之工作，委托其它專業廠商進行。而RFID標簽之貼附，將會轉成在噴漆廠進行。這將造成構件處理流程復雜化，資訊與RFID作業之整合更加困難。 

2、現場作業人員之訓練與配合 
國內之建筑業為相當保守之行業。從業人員之水準層次、產業自動化程度、對創新應用接受度均低于其它一般產業。建筑工地又比一般作業環境來得復雜危險，尤其鋼構吊裝至高樓層時，作業工人是否愿意攜帶體積大之reader，能接受增加作業程序之RFID讀取，是否能正確操作reader，遇問題時是否能作出適當處置，reader臨時故障時之應變措失，均是正式導入時必須克服的問題。除了操作之訓練，觀念之建立與即時之維護支援，恐怕更加重要。 

3、其它相關資料 
在本次測試中，RFID標簽僅儲存基本之構件資料。其它尚有許多相關之資料如出廠日期、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。未來應寫入之資料為那些，由于維護應用模式尚未建立，所以目前仍無定論，未來可就此方面作進一步研究。
 
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之中，故并非測試之重點。然而未來考量長期維護時讀取之需求，是否對未來讀取時造成影響尚待進一步研究。此外，由于建物主體完成后，使用單位通常會在鋼構外加以裝潢遮蓋，對未來RFID標簽之讀取，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用 
本次測試乃針對鋼構建材進行測試。然而建筑工法中，凡屬于預造式工法之作業流程，與鋼構吊裝均極為類似。例如預鑄混凝土建筑之施工，或玻璃帷幕外墻之施工，其作業方式均與鋼構吊裝相同。故可將鋼構吊裝監控之整套系統略加修改即可應用。當然RFID標簽在不同建材之讀取效能，會因建材之材質不同而受不同之影響，例如玻璃對無線電波就有相當之影響，故必須再作另外之測試。此外，其它室內裝修建材之施工及管理，亦是未來可以進行之研究。 

6、混凝土專用標簽 
在本次混凝土測試中，所使用之RFID標簽為金屬專用標簽，并非針對混凝土設計。混凝土若是在標簽之背面，則對RFID讀取之效果影響不大。然若將標簽埋入混凝土中，對RFID之讀取效果有相當大之影響。針對混凝土之成份及特性，開發混凝土專用之RFID標簽，可用于各種混凝土建材上，如道邊石、枕木、預鑄梁等，應有相當程度之市場。
 
7、混凝土試體強度 
混凝土試體埋入RFID標簽后，視標簽之大小、材質、埋入位置、深度、標簽型狀，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果必然不正確。設計一試體專用之標簽及埋設位置，并以軟體模擬計算其應力，再以實際實驗去證明其對試體之強度不致產生影響，為另一值得研究之課題。 

8、UHF近場效應 
以近場效應(Near Field Effect)來讀取之UHF規格之標簽及reader近來頗受囑目。過去一向認為在金屬及含水之環境，HF為必然之選擇。目前UHF EPC Gen2之標簽雖然在各方面之表現比起EPC Gen1 優異許多，但對于含水份等特殊應用環境，仍有局限。近場效應之UHF標簽，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可以一般手機加上一片RFID卡，即形成reader，其體積相當小。惟其讀取效果并不理想，而手機在建筑工地惡劣之環境下使用，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，且為工業級使用，能抗摔防水，沙石泥漿，能克服工地環境問題。唯其體積較手機又大了許多。當現場吊裝至高樓層后，工人在鋼構上工作，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。  

結語 

RFID在建筑業之應用，在美日等國家中已逐步展開。建筑物構建過程，具有多單位、多元件整合之特色，再加上工地現場環境復雜，物料機具管控不易，造成建筑過程管控困難，營建品質難以掌握，成本也難降低。一般建物壽命少則數十年，多則超過百年。建筑施工時之原始資料，往往因年代久遠而無法取得，造成維護上的困擾。如何運用現代科技，提升建筑施工品質，降低施工成本，縮短施工時間為目前建筑業之重要課題。鋼構吊裝作業，雖僅為建筑施工眾多流程之一環，但在本計畫所建立之經驗，可以成為RFID應用在其它建筑施工作業流程之基礎。以此經驗，在建筑施工作業上，可擴展至其它種類之吊裝、安裝及組裝施工；在不同之建材上，可擴展至玻璃、水泥、鋁門窗之施工；在物料管理上，可擴及現場其它建材進場及臨時儲存區之管理。未來以本計畫為基礎，繼續推展RFID在建筑領域之應用，當可成為國內建筑業提升品質，降低成本之利器。