BIM在建筑工程運(yùn)營管理平臺中的應(yīng)用研究

游 翔

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北武漢 430050)

BIM的全稱是建筑信息模型(Building Information Modeling)，這項(xiàng)基于建設(shè)項(xiàng)目全生命周期的信息化技術(shù)，在我國應(yīng)用研究的初期主要集中在建筑設(shè)計(jì)和施工階段，而對工程后期運(yùn)營維護(hù)管理階段的研究和應(yīng)用卻沒有得到重視。我國的建筑業(yè)資產(chǎn)規(guī)模體量龐大，最新的中投產(chǎn)業(yè)研究院《2020-2024年中國建筑業(yè)投資分析及前景預(yù)測報告》顯示，2019年我國建筑業(yè)總產(chǎn)值248446億元，同比增長5.7% ，可2019年我國信息化率還是只有0.08%，這表明我國建筑行業(yè)信息化投入遠(yuǎn)低于國際發(fā)達(dá)國家，相比之下，我國的BIM技術(shù)存在較大的成長空間。

從理論研究和工程實(shí)踐兩方面比較來看，部分發(fā)達(dá)國家在工程運(yùn)營方面的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，BIM可以實(shí)現(xiàn)整個建筑生命周期的信息集成交互，包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營維護(hù)和報廢拆除四個階段。而實(shí)際上在這幾個階段中，建筑工程的運(yùn)營維護(hù)所花費(fèi)的資金和時間都占到整個生命周期的70%以上，建筑的運(yùn)維成本是要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于該項(xiàng)目的初始成本的。近年來，我國的建筑業(yè)發(fā)展由以往的粗放型向精細(xì)化管理轉(zhuǎn)變，業(yè)主對建筑產(chǎn)品和服務(wù)的要求及標(biāo)準(zhǔn)越來越高，對工程運(yùn)營維護(hù)決策水平的提升及降低后期運(yùn)營成本都提出了更高的要求，而這些都需要改進(jìn)設(shè)施管理模式，需要進(jìn)行物業(yè)運(yùn)營維護(hù)管理模式的變革及信息化支持。我國長期以來處于信息化應(yīng)用的起步階段，特別是后期運(yùn)營維護(hù)時無法得到可交互的建筑信息模型?；诖?，本文主要通過對比傳統(tǒng)模式和BIM全生命周期模式來分析工程中的運(yùn)營管理問題。

1 傳統(tǒng)的工程運(yùn)營管理方法

1.1 傳統(tǒng)工程運(yùn)營管理的內(nèi)容

工程運(yùn)營階段的工作內(nèi)容主要是后期的物業(yè)管理，物業(yè)方通過日常運(yùn)營管理，來確保工程順利運(yùn)營，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程保值。工程項(xiàng)目前期，規(guī)劃和施工圖這兩個階段是設(shè)計(jì)階段管理工作的主要內(nèi)容，運(yùn)營管理單位主要依據(jù)這兩個方面內(nèi)容撰寫運(yùn)營管理建議書。運(yùn)營管理單位一般要提前在施工階段就做好工程交接驗(yàn)收后的準(zhǔn)備工作，還需提前向相關(guān)的部門提出應(yīng)對常見問題的改正措施及增強(qiáng)工程質(zhì)量的意見?？⒐るA段，工程移交是其工作的重點(diǎn)(包括：鑰匙移交、資產(chǎn)移交及相關(guān)的圖紙移交)。

1.2 傳統(tǒng)工程運(yùn)營管理模式

傳統(tǒng)工程運(yùn)營管理模式主要有委托經(jīng)營管理、租賃經(jīng)營、自主經(jīng)營和特殊經(jīng)營模式這四種管理模式，其選取受工程項(xiàng)目性質(zhì)之間的差異影響。

租賃經(jīng)營管理模式：監(jiān)督是所有權(quán)方的責(zé)任，具體實(shí)施是經(jīng)營權(quán)方的責(zé)任。承租方要向出租方交付租金并且具有依法納稅的義務(wù)。其實(shí)是經(jīng)營權(quán)和所有權(quán)分離的運(yùn)營模式。

自主經(jīng)營管理模式：工程所有者自身直接進(jìn)行管理，或者依據(jù)其身份成立的獨(dú)立機(jī)構(gòu)進(jìn)行管理(如：子公司)。

特殊經(jīng)營管理模式：以涉及社會公益或者有限公共資源配置的基礎(chǔ)設(shè)施等工程為對象，如城市供氣、供水、供熱等，采用的運(yùn)營管理模式有BOT、PPP等形式。

1.3 傳統(tǒng)工程運(yùn)營管理存在的問題

缺乏事前的主控性、運(yùn)營階段的孤立性、管理的精細(xì)化程度不夠，這些都是傳統(tǒng)運(yùn)營管理中存在的常見問題。

1.3.1缺乏事前的主控性

傳統(tǒng)的運(yùn)營管理模式在處理突發(fā)事情時沒有未雨綢繆的遠(yuǎn)見，無法將可能存在的事故扼殺于萌芽中。事前控制的方式方法相對匱乏，除了定期檢查之外，總是在事情發(fā)生后才會引起注意、尋求解決辦法。

1.3.2運(yùn)營階段的孤立性

（6）當(dāng)取消棋子時是否正確的取消棋子的選中，當(dāng)取消后是否能正確的選擇下一個棋子。（7）當(dāng)選擇空位置時，是否正確的顯示提示信息。（8）各種棋子的行棋規(guī)則是否正確的表現(xiàn)出來。（9）能否正確的判斷是否對將。

目前大部分項(xiàng)目的運(yùn)營管理在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工階段均沒有參與，多數(shù)工程的運(yùn)營管理都是工程項(xiàng)目竣工后才開始的。這往往會導(dǎo)致項(xiàng)目不滿足運(yùn)營管理階段的特殊需求，需要進(jìn)一步整改。

1.3.3管理的精細(xì)化程度不夠

工程項(xiàng)目在前期的設(shè)計(jì)及隨后的施工階段都會出現(xiàn)較多的信息資料，這些階段的信息常常無法和后期運(yùn)營管理階段相互銜接，導(dǎo)致出現(xiàn)的信息資料丟失或信息孤島的現(xiàn)象出現(xiàn)，無法滿足精細(xì)化管理目標(biāo)的要求。

2 基于BIM模型的直接管理模式

近30年來出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、物料需求計(jì)劃(MRP)、制造資源計(jì)劃(MRPII)以及企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)等，在企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營中得到廣泛應(yīng)用，利用信息技術(shù)引起的一系列管理模式和管理方法上的變革，已成為工程運(yùn)營的重要研究內(nèi)容。信息的高度集成是利用BIM技術(shù)進(jìn)行管理的前提，而信息的提供需要各參與方的配合，現(xiàn)階段對BIM模型的投資回報率較低，無法調(diào)動參與方的積極性。這就需要站在使用者角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備等多方資料和信息進(jìn)行整合集成，讓BIM模型建好后，能夠?yàn)槎喾教峁┍匾膸椭?，通過資源共建共享，達(dá)到節(jié)約時間、降低成本的作用。

資產(chǎn)后期運(yùn)營管理的方式之一就是直接關(guān)聯(lián)相關(guān)數(shù)據(jù)，這在高度集成的BIM信息模型上可輕易實(shí)現(xiàn)。湖北某工程就應(yīng)用了這一方式，先是在調(diào)查分析研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)BIM信息模型分析整個運(yùn)營系統(tǒng)，在剔除那些對運(yùn)營管理工作無用的冗余信息后，最終達(dá)到BIM模型和運(yùn)營數(shù)據(jù)的相互結(jié)合，這樣一個相對簡單的管理系統(tǒng)就出現(xiàn)了。這樣可以快速地尋找到某些特定構(gòu)建的信息資料，加快工程運(yùn)營管理的集成性和高效性。

2.1 BIM模型運(yùn)營管理的優(yōu)勢

2.1.1降低工程運(yùn)營的風(fēng)險與成本

在工程前期通過三維可視化空間上的驗(yàn)證，能夠減少后期為運(yùn)營而進(jìn)行的工程整改；在工程前期進(jìn)行能耗模擬，能夠?yàn)樵O(shè)備選型提供參考，從而有利于降低工程運(yùn)營管理階段的成本。

2.1.2方便運(yùn)營管理人員掌握設(shè)施設(shè)備狀況

建設(shè)過程中產(chǎn)生的資料多屬于專業(yè)技術(shù)性文件，主要是面向工程設(shè)計(jì)及施工人員等。工程運(yùn)營管理人員技術(shù)性相對較弱，面對二維的圖紙資料，有時較難全面理解這些專業(yè)性資料。而在BIM情景下，就可解決這類問題，方便工程運(yùn)營管理人員掌握建筑設(shè)施情況。

2.1.3提高工程運(yùn)營管理綜合效益

在運(yùn)營管理階段運(yùn)用BIM技術(shù)的可視化功能、綠色節(jié)能技術(shù)或火災(zāi)模擬與安全疏散分析，形成模擬的圖片或報告，通過網(wǎng)絡(luò)等途徑動態(tài)更新和發(fā)布信息，有利于招商及運(yùn)營管理資產(chǎn)的增值保值，可產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益和安全效益。

2.1.4進(jìn)行工程運(yùn)營管理時使用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)營效益的最大化，在基于空間資產(chǎn)管理、設(shè)施運(yùn)行及維護(hù)管理、公共安全管理和節(jié)能管理中，BIM技術(shù)以其可交互的三維模型為依托，通過良好的可視化信息標(biāo)簽，便捷的信息操作界面來實(shí)現(xiàn)，包括信息整合、隨時查詢、快速分析、準(zhǔn)確報告和多方共享導(dǎo)出等，為管理方提供高效、準(zhǔn)確、快捷的技術(shù)支持，在提高運(yùn)行管理效率的同時實(shí)現(xiàn)了運(yùn)營效益的最大化。

2.2 基于原有配套平臺的管理方法

一些BIM軟件本身就配有管理平臺，為了滿足特別的運(yùn)營管理還可以和Revit等軟件相結(jié)合，依據(jù)Datatools工具進(jìn)行外部數(shù)據(jù)庫的鏈接或者二次開發(fā)，就可以達(dá)到信息共享、協(xié)同工作的目的。具體步驟先是運(yùn)用Acess等數(shù)據(jù)庫輸入相關(guān)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的建立，然后運(yùn)用結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL進(jìn)行內(nèi)容選擇連接數(shù)據(jù)。在這樣的管理平臺上，被選擇的構(gòu)建相關(guān)數(shù)據(jù)的信息就會快速地顯示在特定的面板中，自動捕捉功能也可以經(jīng)過快捷方式實(shí)現(xiàn)設(shè)置。

2.3 基于RFID與BIM的管理方法

目前工程管理自動化以及智能化程度越來越高，傳統(tǒng)的手工錄入和新的傳感設(shè)備自動采集是目前兩種錄入BIM模型相關(guān)數(shù)據(jù)庫的主要方式。新的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，有無線射頻識別RFID和傳感器自動采集兩種方式，新的可視化工程運(yùn)營管理平臺系統(tǒng)框架包含五個部分：錄入系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、模型系統(tǒng)、平臺系統(tǒng)、實(shí)施系統(tǒng)。

信息可以快捷方便地發(fā)送、接收、整改，滿足工程運(yùn)營管理更靈活、快速的需要，項(xiàng)目運(yùn)營管理數(shù)據(jù)庫、BIM模型、RFID系統(tǒng)模塊共同保障這一方法實(shí)現(xiàn)。RFID讀寫器在施工階段可采集構(gòu)配件相關(guān)信息，方便后期運(yùn)營管理階段RFID的讀取，進(jìn)而滿足工程運(yùn)營管理的需求；在運(yùn)營管理階段，RFID系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)如智慧停車場、智能門禁、安全管理等功能。

2.4 便于適應(yīng)新的運(yùn)營管理平臺

傳統(tǒng)工程運(yùn)營管理需要難以被滿足時，運(yùn)營管理平臺就需要更新?lián)Q代了，BIM技術(shù)能夠很方便地適應(yīng)新的功能升級與平臺的轉(zhuǎn)換。一般BIM信息模型是轉(zhuǎn)換為IFC等通用數(shù)據(jù)格式后，新開發(fā)的平臺才可以使用。為減少轉(zhuǎn)換過程中數(shù)據(jù)缺損，在導(dǎo)入新的管理平臺之前，可按照新思路先修改模型，使新開發(fā)的運(yùn)營管理平臺更適用于工程運(yùn)營管理，滿足其需求。如在今年的疫情防控階段，BIM+裝配式技術(shù)在火神山、雷神山兩座醫(yī)院的快速建成中提供了碰撞檢測、熱成像技術(shù)、風(fēng)環(huán)境分析及污染源擴(kuò)散分析等支持，在隨后的地鐵復(fù)工使用中也能通過修改模型和管理平臺功能，結(jié)合熱成像技術(shù)取得工程運(yùn)營管理的高效、安全保障。

3 結(jié) 語

工程項(xiàng)目在實(shí)施的各個階段都離不開項(xiàng)目管理和運(yùn)營管理，要加強(qiáng)對工程后期運(yùn)營管理的研究。目前最新的BIM信息模型和數(shù)據(jù)庫掛接等先進(jìn)的可視化的工程運(yùn)營管理系統(tǒng)，對于工程運(yùn)營管理過程中發(fā)現(xiàn)的問題，可以有效地、快速地予以解決。

BIM技術(shù)可以用設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法支持建筑工程的運(yùn)營管理環(huán)境，使建筑工程在其運(yùn)營管理整個進(jìn)程中顯著提高效率、大大較低風(fēng)險，其價值貫穿了整個工程運(yùn)營管理以及項(xiàng)目管理整個過程，不僅僅能夠快速、準(zhǔn)確地解決問題，還可以節(jié)約大量的人力物力，最大化地提高運(yùn)營效益，所以大力發(fā)展BIM在工程運(yùn)營管理平臺中的應(yīng)用對我國建筑業(yè)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。