萃思科技股份有限公司
萃思科技開創新一代 AI 3D 數位建模技術
助力打造數位雙生的綠色智慧廠房
合作夥伴成功案例
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Summary
Autodesk 合作夥伴萃思科技用下一代 3D 模型技術，打造具自我排解能力的綠色智慧廠房，解決過去 BIM 建模的瓶頸，為產能擴廠需求做好準備。
xModel Designer 引領設計自動化新時代
在建築數位化轉型的浪潮中，Autodesk 解決方案的合作夥伴萃思科技，以創新解決方案 xModel Designer，為 BIM 設計帶來突破性的進展，憑藉演算法與深度學習技術，xModel Designer 成功克服傳統 BIM 流程中的效率瓶頸，實現設計自動化、最佳化與數位雙生的高度融合。
解決BIM設計的瓶頸 追求更快速高效的 AI 3D 數位建模
在過往的廠房設計過程中，通常依賴建築資訊模型 (BIM) 進行。BIM 作為建築物的虛擬化平台，可承載廠房設計中所需的各種數據並提供視覺化展示，但是隨著智慧製造需求的增長，BIM 技術的瓶頸也逐漸顯現。過去 BIM 的應用主要著重於三維視覺化展示，但面對更高精度的數位雙生模型需求，以及日益複雜的設計場景，BIM 在效率和衝突解決上，漸漸無法滿足智慧廠房的自動化和最佳化需求。
在傳統 BIM 的工作流程中，設計人員需依 2D 設計圖手動建立 3D 模型，這個過程需仰賴大量人力逐筆建構完成，相當耗時，且 2D 設計無法全面描述現場空間狀況，常導致 3D 建模時出現衝突，特別是半導體無塵室等需要複雜管線布置的場域。此外，模型遇到有衝突時，不僅需靠人工依照經驗技術進行排解，排解的結果往往難以真實適用現場情境，這些都是利用 BIM 進行 3D 建模時需要面臨的挑戰。此外，在廠房設計前也沒有辦法考量到最佳化配置，都是後續再購置設備或根據數據分析調整控制系統，以達到節能減碳。
在 Autodesk Revit 平台上結合演算法、知識經驗庫
自動建模
為了加速智慧廠房的數位化設計，全球知名半導體封裝測試大廠選擇與 Autodesk 解決方案合作夥伴萃思科技合作，透過其新一代的 AI 3D 數位建模工具 xModel Designer 來設計新廠的機電管線系統 (MEP)。導入後，在空調系統的設計和建模時間上，從原本需 6 個月大幅縮短至 2 小時；在空壓系統的壓力損耗方面也減少 50%，創造更好的節能減碳效益。
xModel Designer 是建構在 Autodesk Revit 平台上，利用演算法與深度學習技術，搭配知識與經驗資料庫數據萃取，可高效地進行複雜的機電管線系統自動化 3D 設計及建模。xModel Designer 除了與 BIM 相同，具備視覺化、資訊承載能力之外，更具有衝突排解、自我認知能力，它能直接在空曠場域虛擬環境中生成最佳化的設計方案，並排解掉所有衝突，在進行 3D 設計的同時也產生 3D 建模，因而避免了傳統 BIM 流程中的手動建模和衝突排解的繁瑣流程，大幅提高了設計效率和準確性。
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在導入 xModel Designer 的過程中，首先需要匯入相關法規，讓設計方案是符合法規的可施工設計方案，接著加入業主既有的設計規範及設計團隊的經驗法則，如此更能滿足業主的廠房設計需求。
此外，系統還提供 3 種演算法讓設計團隊選擇，包括能讓機電管線配管路徑優化的最短路徑演算法、降低彎頭等高單價耗材使用量的材料使用成本優化演算法，以及將流速、壓力納入運算以確保管道壓力損耗最小化的節能優化演算法等。
多元的自動配管模式 以冰水系統、消防系統、無塵室設計為例
xModel Designer 有各種模式來生成自動化配管，在新建廠房不同系統設計規劃上都展現高效應用，包括冰水系統、消防系統及無塵室設計。
在冰水系統的設計上，設計人員可以選擇點到線的自動化配管模式，快速將冰水主機出入口與管線主幹道連接，演算法會自動調整路徑並避免障礙物衝突，快速完成一個設計方案。
在消防系統的配置上，更能在短短的幾十分鐘之內就完成五～六千平方米的空間設計，只要先將相關消防法規匯入資料庫，系統就能基於法規要求進行自動配管，例如依照泡沫噴頭、灑水頭的防護範圍和一齊開放閥的放射面積限制，以及手動開放閥的位置要靠近車道或走道等。
輸入上述條件規則，xModel Designer 便可自動生成符合安全標準的最佳配置方案，在 Revit 平台上將所有元件、閥件配置在最合適的地方。
而無塵室的設計，則是選擇設備群組化的模式，先將無塵室的乾盤管等元件設備一組一組連接起來，群組管線自動配置好後最後一台再與主幹管連接，並且在過程中先完成自動衝突排解。
透過 xModel Designer 上述不同演算法及功能設定，可以讓系統生成 20 個自動配管方案提供設計團隊選擇，設計團隊再透過 Revit 的編輯功能去做一些調整，然後再依據後續流程出圖以及發包施工。
時間成本節省超過 99% 節能減碳效果更永續長久
新建廠房的機電管線系統透過 xModel Designer 設計後，在時間成本與節能效果上獲得顯著效益。尤其是在時間成本方面，以四層樓的空調系統設計為例，過去透過 CAD 與 BIM 進行製圖設計與數位建模再加上人工進行衝突排解，前後需耗費 6 個月的工時，透過 xModel Designer 以 AI 進行數位建模，包括所有參數設定、法規匯入等系統功能操作，只需 2 小時即可完成，時間成本節省高達 99% 以上。
xModel Designer 的設計方案也提升節能減碳效果，以空壓系統的壓力損耗來說，原先壓損標準是訂在 0.3 kgf/cm2，而 xModel Designer 的設計方案則進一步把壓損降低到 0.15 kgf/cm2，壓損減少代表整體的節能效益更為提升。這也說明節能減碳要從設計端開始，才能產生最大的效益，畢竟廠房在施工完成後，主系統將持續不間斷地運行，而這些管線系統若是經過最佳化的設計，就能提供更長久永續的節能效果。
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整體來說，萃思科技的 AI 3D 建模工具 xModel Designer，成功滿足智慧廠房設計中高效與節能的需求，節省大量的設計和施工時間，並創造更好的節能效果。
而透過 xModel Designer 所打造的數位模型也是未來實現數位雙生的重要建設，萃思科技透過強大的研發能力與深厚的行業經驗，持續推動 AI 技術在 BIM 設計中的應用，展現了其在數位建模領域的領導地位。未來，萃思科技將繼續與產業夥伴攜手，共同打造更加智慧、永續的建築生態系統。
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2024/9/27 Design & Make Summit 年度大會
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2023/10/25 中時新聞網
高科大土木團隊「萃思科技」 xModel 跨域模型完成日月光場域驗證
曾在 2022 年贏得國科會 FITI 創新創業激勵計畫「創業傑出獎」的國立高雄科技大學土木系團隊，在今年成立「萃思科技股份有限公司」，並完成與日月光合作的關鍵場域驗證，以 AI 完成半導體廠房的 3D 設計與建模，全新的 AI-3D 技術 (xModel 跨域模型) 可自動化且快速地完成高科技廠房主系統的最佳化 3D 設計與建模。
此項高難度的核心技術是萃思科技在 2022 年成為 FITI 創業傑出獎隊伍的關鍵。
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