BIM+FM結(jié)合在企業(yè)園區(qū)建設項目中應用的探索

李彤軍

(申都設計集團有限公司，上?！?00437)

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BIM+FM結(jié)合在企業(yè)園區(qū)建設項目中應用的探索

李彤軍

(申都設計集團有限公司，上海200437)

BIM(建筑信息模型)技術(shù)與設施管理(FM)理念結(jié)合，以BIM+FM項目管理云平臺為載體在企業(yè)總部建設項目設計、施工、運維全過程應用，能夠讓業(yè)主充分享受BIM成果，體現(xiàn)BIM在項目全生命周期應用和數(shù)字化交付方面的價值。

建筑信息模型； 設施管理； BIM； FM； 項目管理

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.04.10

1　引言

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是一種應用于工程設計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，BIM里的信息不僅是三維幾何形狀信息，還包含大量的非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格和進度等等。BIM是繼CAD技術(shù)之后建筑行業(yè)信息化最重要的應用新技術(shù)，它不僅是一個概念，更是建筑行業(yè)依信息技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的重要支撐力量，它是推動行業(yè)變革的催化劑，也是實現(xiàn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的不竭動力。

目前BIM應用在國內(nèi)飛速發(fā)展，已經(jīng)獲得了大量的工程實踐。但絕對大多數(shù)項目的應用模式為：基于施工圖翻模，并進行碰撞檢查、管線綜合、凈高分析。其特點為：

1)應用面狹窄，主要在設計、施工階段進行局部應用；

2)利用三維幾何信息為主；

3)缺少持續(xù)維護BIM模型的動力。

部分項目開始嘗試進行4D/5D模擬、算量等應用。但由于軟件工具的限制和相關(guān)標準與BIM的脫節(jié)， 4D/5D模擬無法跟隨項目變更隨時更新，對進度控制和成本控制沒有實際指導意義，算量成果也僅能作為內(nèi)控的參考數(shù)據(jù)。

從業(yè)主角度來看，上述BIM應用模式實際只解決了設計、施工中的部分錯漏碰缺，最終生成的BIM竣工模型往往由于缺乏及時的更新而不能反映項目竣工的實際狀態(tài)，因而對業(yè)主沒有價值。而對于業(yè)主來說，對BIM應用有以下認識：

1)BIM的核心價值在于信息，以及信息的流轉(zhuǎn)和傳遞(社會化BIM)

2)BIM的應用是對信息的全面應用(幾何信息、屬性信息)

3)信息不完整、不準確就不是真正的BIM(只是三維設計)

4)全生命周期應用才能使BIM發(fā)揮最大價值

本文的重點是從業(yè)主的角度，以某企業(yè)總部項目為例，探討將BIM與設施管理(FM)理念結(jié)合，以BIM+FM項目管理云平臺為載體在設計、施工、運維全過程進行應用的價值。

2　FM的定義

根據(jù)國際設施管理協(xié)會(IFMA)的定義，設施管理(Facility Management，簡稱FM)，是“將實質(zhì)工作場所與組織內(nèi)的人員和工作結(jié)合起來的一種實踐，綜合了管理科學、建筑科學、行為科學和工程技術(shù)的基本原理”。(Facility Management is the practice of coordinating the physical workplace with the people and work of an organization； it integrates the principles of business administration，architecture and behavioral and engineering sciences。-IFMA)。

FM與傳統(tǒng)意義上的物業(yè)管理在管理的理念和范圍上有一定的差異，與物業(yè)管理模式關(guān)注的“四?！狈?保潔、保安、保綠、保修)項目，F(xiàn)M的管理更加注重運用科技手段，合理規(guī)劃流程，全面滿足企業(yè)的非生產(chǎn)業(yè)務需求，提升企業(yè)不動產(chǎn)的價值，實現(xiàn)綠色可持續(xù)運營。

圖1　物業(yè)管理與FM的關(guān)注點區(qū)別

圖2　園區(qū)模型鳥瞰

3　BIM與FM結(jié)合的價值

從BIM的定義來看，其中包含的幾何信息、屬性信息對于項目的FM管理具有重要的作用，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)將BIM模型作為FM的數(shù)據(jù)源

BIM模型包含大量關(guān)于建筑空間、設備、管道、家具擴展數(shù)據(jù)，可以快速建立FM管理所需的運維數(shù)據(jù)庫；

BIM所提供的建筑性能參數(shù)有助于評估建筑物現(xiàn)狀，并進行性能優(yōu)化分析；

從BIM模型及相關(guān)的運維管理數(shù)據(jù)庫中直觀、快速、全面地獲取設施相關(guān)信息、文檔，不需要花費時間尋找紙質(zhì)資料，提高工作效率；

記錄設備相關(guān)的保修、保險、供應商、服務合同、人力成本，改善零件與耗材的庫存管理，更好地追蹤設備資產(chǎn)的維護歷史記錄。

(2)圍繞BIM模型實現(xiàn)3D可視化運維管理

快速定位查找房間、設備、控制箱、管道、閥門等管理對象；

通過設備系統(tǒng)之間的上下游關(guān)系快速排查故障原因，減少因設備故障對設施使用者產(chǎn)生的影響，提供更好的用戶感受；

通過BIM模型分析制定應急響應預案，標記危險品、有害物質(zhì)、關(guān)鍵設備的位置，定位人員，降低災害損失；

利用手持終端和RDIF標簽、條碼/二維碼進行設備、家具資產(chǎn)的盤點、巡檢，優(yōu)化資產(chǎn)管理流程。

(3)將BIM模型作為運維數(shù)據(jù)展現(xiàn)的載體

與BA系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器等結(jié)合，即時采集并展示設施運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

監(jiān)控能源消耗和環(huán)境影響，進行建筑性能分析，優(yōu)化設備運行參數(shù)，降低運營成本；

BIM與GIS、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)大型園區(qū)、城區(qū)的大數(shù)據(jù)分析。

4　項目背景和需求

本項目為集生產(chǎn)、科研、辦公、倉儲、居住等功能為一體的企業(yè)園區(qū)，建筑面積約33萬m2，建筑種類包括辦公樓、廠房、倉庫、食堂、宿舍樓15棟單體建筑。

項目建設過程中的項目管理信息化和項目建成以后的運營維護信息化是業(yè)主迫切需要解決的問題。因此將項目的BIM應用目標歸納為：

(1)提前解決設計中“錯漏碰缺”的問題；

(2)提高項目管理過程中對于工程進度、造價、質(zhì)量等方面的管控水平；

(3)面向設計、施工和運維的需要，將項目建設過程中的BIM信息采集規(guī)范化，實現(xiàn)基于BIM模型的數(shù)字化交付；

(4)實現(xiàn)BIM+FM運維管理，探索BIM精益管理之路，將BIM的價值在運維階段得到真正體現(xiàn)；

(5)建立企業(yè)級標準工業(yè)園區(qū)BIM數(shù)據(jù)庫，快速用于類似園區(qū)項目的管理和實施。

具體需求分解包括：

1)設計階段

空間三維復雜形態(tài)的表達；

協(xié)同設計、沖突碰撞檢查；

進行多種分析；

結(jié)構(gòu)分析、節(jié)能分析、造價分析；

空間分析、體量分析、效果圖分析。

2)施工階段

工程進度管理；

可視化施工模擬，對施工過程量化生成最新的評估與施工規(guī)劃(展示場地使用情況或更新調(diào)整情況的規(guī)劃)；

項目招投標管理；

項目成本控制。

3)FM運維階段

空間戰(zhàn)略規(guī)劃：為企業(yè)的基礎設施需求提供參考依據(jù)；

空間管理：將建筑物的空間數(shù)據(jù)與公司的組織架構(gòu)、人力資源整合進行管理，隨時掌握各個部門和人員的空間使用情況；

運維管理：對各個建筑物相關(guān)設施進行日常運營維護；

資產(chǎn)管理：對公司的設備、家具與空間位置、使用及維護人員有機地結(jié)合在一起進行管理；

能源管理：監(jiān)控樓宇能耗狀態(tài)，有效降低能源消耗和運行成本；

應急預案：根據(jù)設施信息實現(xiàn)火災、水災、雷擊、泄漏等災難恢復計劃，包括資產(chǎn)損失掛帳及保險賠償；

廢棄物管理：跟蹤和管理生產(chǎn)過程中的廢棄物排放和處理，降低環(huán)境風險。

5　實施方案

根據(jù)項目建設過程中的實際需求，制定了以建立BIM+FM項目管理云平臺的技術(shù)手段來提供包含設計、施工、運維在內(nèi)的全生命周期項目管理解決方案。

圖3　BIM+FM項目管理云平臺架構(gòu)

考慮到知識產(chǎn)權(quán)和今后功能的進一步擴展，項目管理云平臺基礎架構(gòu)采用自主研發(fā)的方式完成，同時引進FM管理平臺ARCHIBUS，將BIM數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)通過Revit插件采集到ARCHIBUS數(shù)據(jù)庫，再通過ARCHIBUS提供的數(shù)據(jù)接口(ARCHIBUSConnector)，將BIM數(shù)據(jù)應用在項目管理云平臺的各個功能模塊中。實現(xiàn)了在BIM+FM理念下，基于BIM數(shù)據(jù)的項目管理。

平臺的功能模塊如圖4。

圖4　BIM+FM項目管理云平臺功能

為了有效地實施平臺化項目管理，業(yè)主聘請了第三方BIM咨詢機構(gòu)，牽頭組織了包括BIM咨詢方、總包、投資監(jiān)理、施工監(jiān)理、各專業(yè)分包、設計院在內(nèi)的項目實施小組，由BIM咨詢方負責實施策劃、BIM建模和BIM+FM管理平臺開發(fā)，通過定期召開的項目BIM例會研究制定設計變更、招投標、竣工驗收等業(yè)務流程，明確各方在流程中的操作節(jié)點和數(shù)據(jù)提交責任，并固化到平臺的工作流中。

流程設計除了滿足項目管理的業(yè)務需求以外，還考慮了竣工交付時BIM模型和BIM+FM平臺數(shù)據(jù)的完整性、有效性。例如，分包方只有完成了材料設備參數(shù)、文檔的上傳，才能完成驗收、請款流程。用這種方式激勵各方共同完善平臺數(shù)據(jù)，確保項目順利推進。

各參與方在主要工作流中的職責如圖5所示。

圖5　各參與方在流程中的責任

在項目實際操作中我們發(fā)現(xiàn)，通過BIM建模團隊與BIM+FM研發(fā)團隊的緊密配合，在BIM數(shù)據(jù)采集錄入的同時，實際上也完成了對BIM模型的數(shù)據(jù)校驗，從而保障了最終竣工模型符合現(xiàn)場實際情況，成為運維模型。由此可見，精細化的管理需求會對BIM模型提出更高的要求，為了實現(xiàn)管理目標，通過固化工作流保障數(shù)據(jù)采集，將大大利于提高建模質(zhì)量，使BIM模型實現(xiàn)對業(yè)主的價值。

在平臺建立時，充分考慮在項目前期引入FM管理理念，由業(yè)主從將來使用的維護的角度對項目提出數(shù)據(jù)交付要求，并且導入BIM模型數(shù)據(jù)作為項目管理的基礎數(shù)據(jù)。平臺的技術(shù)特點包括：

1)集成FM運維管理平臺ARCHIBUS；

2)提前從運維角度進行空間規(guī)劃和預覽，建立設備臺帳；

3)對設備信息和文檔采集建立規(guī)范定義；

4)利用項目管理模塊進行項目進度、成本管控；

5)作為BIM數(shù)據(jù)的集成平臺，匯集運維所需的各類BIM信息；

6)作為項目數(shù)字化交付的載體，實現(xiàn)施工向運維的平滑過渡；

圖6　全過程管理模式

圖7　BIM+FM平臺模型瀏覽頁面

圖8　導入BIM設備信息建立設備臺帳

平臺導入BIM模型設備信息形成BIM+FM系統(tǒng)的設備臺帳，通過流程管控，確保設備供應商在線提交設備參數(shù)和文檔資料，為竣工驗收和數(shù)字化交付做準備。

圖9　設備供應商在線提交設備參數(shù)

為了達到管理目標，BIM實施和研發(fā)團隊建立了完善的技術(shù)保障措施：

1)族庫管理：要求設備族與ARCHIBUS設備規(guī)格對應，通過審批流程控制族庫使用；

2)云技術(shù)：解決協(xié)同建模、模型發(fā)布；

3)開發(fā)團隊：配備專門的開發(fā)團隊，針對項目需求定制管理平臺；

4)現(xiàn)場配合：駐場BIM建模和數(shù)據(jù)管理團隊，隨時跟進項目變更；

5)協(xié)同工作：通過協(xié)同工作平臺進行BIM團隊內(nèi)部管理。

BIM模型與BIM+FM系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換從設計階段開始，到施工階段、運維階段一直持續(xù)進行，成為一個長期的數(shù)據(jù)積累過程，最終交付給業(yè)主的BIM模型包含建筑有效運行需要的各種數(shù)據(jù)，如：

1)空間的劃分；

2)部門、人員對空間的占用；

3)各種設備、家具資產(chǎn)的分布；

4)設備、家具的規(guī)格、品牌、型號、供應商、技術(shù)參數(shù)、使用說明等詳細信息。

我們利用軟件工具和BIM數(shù)據(jù)交付的相關(guān)標準來實現(xiàn)這個重要的數(shù)據(jù)交換過程。

1)ARCHIBUS Smart Client Extension for Revit

ARCHIBUS為BIM建模軟件Revit提供了一個數(shù)據(jù)同步插件ARCHIBUS Smart Client Extension for Revit，可以通過Web將ARCHIBUS的設施基礎數(shù)據(jù)與BIM模型集成。

圖10　SmartClient Extension for Revit

SmartClient插件具有雙向同步功能，可以用Revit模型數(shù)據(jù)來驅(qū)動業(yè)務信息，如在Revit中按部門分配空間后數(shù)據(jù)導入ARCHIBUS； 也可以用業(yè)務數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，例如在ARCHIBUS中批量設置員工使用的家具資產(chǎn)，并將信息同步到Revit模型中。SmartClient提供了一系列自定義設置，利用規(guī)則和工作流來協(xié)調(diào)雙向數(shù)據(jù)交換、更新BIM模型，以使數(shù)據(jù)保持同步。

2)COBie標準

COBie(Construction Operations Building Information Exchange)標準已經(jīng)作為建筑項目數(shù)據(jù)交付的標準被美國和歐洲采納。設施設備的基本信息、運維信息，包括各類設設施設備的屬性(設備類型、安裝日期、質(zhì)保日期、材質(zhì)、功能)以及相關(guān)的維護文檔(PDF)，應遵循COBie標準在BIM模型中建立，并以COBie標準的Excel及IFC格式輸出。

應用COBie標準的方法是將設計、建造過程中輸入BIM模型的的數(shù)據(jù)匯總起來。設計單位提供樓面、空間和設備布局； 建筑施工安裝單位提供設備制造商、型號和設備序列號等信息。

由于不同的項目參與方使用各種不同的軟件，都需要與COBie信息交互，COBie信息可以用幾種不同的格式顯示。這些格式都提供了完全可互操作的視圖來展示COBie的基本信息。設計、施工方可以使用BIM建模軟件提供的工具來創(chuàng)建IFC或Excel格式的COBie文件，也可直接在以Excel電子表格形式顯示的COBie數(shù)據(jù)中錄入信息。FM管理部門可以將IFC或Excel格式的COBie數(shù)據(jù)導入到FM軟件中。

我們在Revit模型中為COBie格式定義客戶化的數(shù)據(jù)字段，并通過COBie工具導出符合COBie標準的Excel文件，再利用ARCHIBUS Connector將其導入ARCHIBUS數(shù)據(jù)庫。工作流程如圖11：

1)應用價值

通過在項目早期實施基于BIM+FM的項目管理平臺，在建設過程中注重駐場服務和流程化管理，保證了工程信息在規(guī)劃設計階段、施工階段、運維階段的一致性，體現(xiàn)出以下優(yōu)勢：

1)精細化管理有利于確保建模質(zhì)量；

2)通過固化工作流保障了FM管理基礎數(shù)據(jù)的準確性；

3)全過程的工程資料得到有效的數(shù)字化歸檔；

4)完工后交付高精度BIM模型、工程資料庫和運維管理平臺，充分體現(xiàn)對業(yè)主的價值。

圖11　Revit導出數(shù)據(jù)到ARCHIBUS

圖12　竣工交付的ARCHIBUSFM運維管理平臺

2)結(jié)論和建議

通過建立BIM+FM項目管理云平臺，可以建立一個可隨時隨地、快速訪問到的最新、最準確、最完整、最可靠的基于BIM的工程數(shù)據(jù)庫。項目所有參與方(設計方、供應商、總包方、監(jiān)理方、業(yè)主、BIM咨詢方)的相關(guān)人員都可以根據(jù)各自不同的權(quán)限在管理平臺上進行協(xié)同工作。通過嚴格的工作流程保障BIM數(shù)據(jù)采集和更新，完工后交付高精度BIM模型和運維管理平臺，實現(xiàn)業(yè)主運維方面的需求。如圖12所示。

利用BIM技術(shù)、云平臺技術(shù)建立企業(yè)工程項目數(shù)據(jù)庫，可對類似項目快速評估，為業(yè)主的投資決策和精益管理提供參考，形成基于BIM+FM平臺的管理規(guī)范和流程，可在類似的工業(yè)園區(qū)項目中快速地復制應用并保證實施效果，實現(xiàn)BIM價值的最大化。

[1]張曉華， 物業(yè)設施管理，華中科技出版社， 2009.

[2]Michael Schley，BIM：Revolutionizing Building Life Cycle Management， 2010.

[3]Ellen Valentine，Pete Zyskowski．Building Information Models(BIM)：How It Has Changed FM， 2010.

[4]Louise Sabol，Building Information Modeling &Facility Management， 2008.

Research on the Application of BIM+FM in Enterprise Park Construction Project

Li Tongjun

(ShenduDesignGroupCo.，Ltd.，Shanghai200437，China)

Integrating BIM(building information model)technology with facilities management(FM)concept，this article uses BIM+FM project management cloud platform as a carrier in the whole process of design，construction，operation and maintenance of the enterprise headquarters construction project，which enables the owners to fully enjoy the accomplishments of BIM and reflects the role of BIM in project life cycle application and digital delivery.

Building Information Model； Facilities Management； BIM； FM； Project Management

李彤軍(1970-)，男，大學本科。主要研究方向：建筑結(jié)構(gòu)、項目管理、BIM。

TU17

A

1674-7461(2016)04-0056-06