基于BIM的可視化運維系統(tǒng)應用研究★

李 欽 羅遠峰

(廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

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基于BIM的可視化運維系統(tǒng)應用研究★

李 欽 羅遠峰

(廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

簡述了國內(nèi)外BIM運維系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出BIM運維系統(tǒng)可能存在的問題，并闡述了基于BIM的可視化運維系統(tǒng)在佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈中的應用，指出利用編程技術在Revit上進行二次開發(fā)，結合三維引擎技術，能夠較好地解決該系統(tǒng)的應用難點。

BIM，運維管理，軟件開發(fā)，輕量化

0 引言

近年來，BIM技術在國內(nèi)建筑設計、施工階段得到廣泛應用，也得到了業(yè)主、設計、施工等各參與方的一致肯定，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益。然而由于運維管理處在整個行業(yè)鏈的最后環(huán)節(jié)，以至BIM技術涉及運維管理的案例較少。另外，BIM模型在設計和施工階段積累了大量的數(shù)據(jù)，如何過濾、提取對運維管理有用的數(shù)據(jù)是搭建BIM運維系統(tǒng)的關鍵。BIM在運維階段的應用也正逐漸成為建筑領域研究的熱點。

1 國內(nèi)外BIM運維系統(tǒng)現(xiàn)狀

國外BIM管理系統(tǒng)軟件主要有Archibus，IBM TRIRIGA-Maximo，ArchiFM。Archibus是全球知名的資產(chǎn)及設施整體管理解決方案TIFM，專注于不動產(chǎn)、設施及設備資產(chǎn)管理相關的技術領域的研究。它可以通過端口與BIM技術相連接，形成有效的管理模式，從而提高設施設備維護效率和降低維護成本；TRIRIGA是基于WEB開發(fā)，于2011年被IBM收購，與Maximo資產(chǎn)管理軟件結合為用戶提供投資項目管理、空間管理、資產(chǎn)組合規(guī)劃等全面的設施和房地產(chǎn)管理解決方案；ArchiFM是基于BIM技術的管理軟件，原為ArchiCAD的插件，現(xiàn)在獨立為專業(yè)軟件公司，主要提供SAAS模式的FM系統(tǒng)。

國內(nèi)BIM的發(fā)展尚處于初期階段，針對BIM技術進行軟件開發(fā)的案例較少，在運維領域具有較高成熟度開發(fā)的、成規(guī)模的公司暫時沒有。但國內(nèi)一些公司正開始嘗試利用BIM模型進行運維管理的局部應用軟件開發(fā)，一些GIS軟件廠商也在自己的GIS圖形平臺上提供了對BIM模型的數(shù)據(jù)轉化支持，在GIS平臺上實現(xiàn)設施的可視化管理[1]。

2 BIM運維系統(tǒng)需注意的問題

雖然基于BIM的運維系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)運維系統(tǒng)的一些缺點，實現(xiàn)傳統(tǒng)二維系統(tǒng)無法實現(xiàn)的一些功能，但基于BIM的運維系統(tǒng)在實際的運行過程中仍然會存在一些問題，影響系統(tǒng)的效益[2,3]。通過總結歸納，基于BIM的運維系統(tǒng)可能存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 模型輕量化

在施工階段會根據(jù)施工的需要，在BIM模型中附加很多與施工相關的信息，而這部分信息對運維的意義不大，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，導致BIM模型的體量增大，進而影響B(tài)IM運維系統(tǒng)的應用。對此應將BIM運維模型與BIM施工模型和BIM竣工模型進行區(qū)分，簡化與運維無關的信息，實現(xiàn)模型的輕量化。

2.2 數(shù)據(jù)采集

BIM運維系統(tǒng)包括建筑物管理、空間管理以及各類設施設備的管理等，所涉及對象的種類和數(shù)量非常多，由此該部分數(shù)據(jù)的人工采集和錄入將耗費很大的工作量。尤其是需要相關工作人員測量收集后，由統(tǒng)一錄入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

2.3 設備定位與編碼

BIM模型中的構件數(shù)量繁雜，如果不對其進行編碼，將很難快速找到需要維護的對象。系統(tǒng)合理的編碼體系，不僅能夠很好的改善數(shù)據(jù)庫結構，提高構件的搜索速度，而且有利于系統(tǒng)的應用及擴展。

2.4 系統(tǒng)運行速度

BIM模型中包括了大量的幾何信息(尺寸信息、定位信息)和專業(yè)信息(規(guī)格、型號、設計參數(shù)等)，這些信息增加了對系統(tǒng)運算能力的要求，尤其對于體量大、模型深度高的建筑物，該類問題尤其突出。而目前硬件運算能力的不足，導致系統(tǒng)運行緩慢，甚至無法運行。

對此，本文以佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項目為例，結合深圳筑星科技有限公司的BIM-STAR系統(tǒng)進行BIM運維系統(tǒng)應用研究及探討。

3 佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項目概況

佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項目(見圖1)位于廣東省佛山市南海區(qū)桂城海五路北，為綜合辦公建筑?？偨ㄖ娣e為68 502 m2,地下2層，地上20層，建筑樓高84 m,建筑密度不大于27.94%，容積率不大于3.43，綠地率28.30%。

項目應用BIM技術，將建筑物的建筑、結構、機電、空調(diào)、電梯、消防系統(tǒng)等機電設備系統(tǒng)的管道、設備和構件的技術信息和管理信息整合，建立統(tǒng)一的三維綜合詮釋平臺(見圖2)。BIM模型為建立高度集成的“精細化”和“信息化”的BIM運維系統(tǒng)打下基礎。

4 項目BIM運維系統(tǒng)的應用策略

在建立BIM運維系統(tǒng)前期，根據(jù)不同的應用需要對BIM模型進行相應的處理，這部分工作需要耗費大量的時間。對此，項目根據(jù)應用的需要，通過編程技術在Revit上進行二次開發(fā)，結合三維引擎技術，較好的解決了相關難點，從而改善BIM運維系統(tǒng)的應用效果。

4.1 快速編碼插件

為避免出現(xiàn)相同的編碼而影響系統(tǒng)的應用，BIM模型中的所有的模型構件應具有唯一的編碼。項目實施過程中，考慮實際的應用需要，采取“項目代碼—專業(yè)名稱—樓層—系統(tǒng)名稱—構件編號”作為模型構件編碼規(guī)則。

為減少手動編碼的工作量，根據(jù)項目的編碼需求在Revit上進行二次開發(fā)，研發(fā)了快速編碼插件，使用者只需在Revit中根據(jù)專業(yè)、樓層、系統(tǒng)分類選擇所有的構件，就可以實現(xiàn)自動批量編碼，極大提高了工作效率。

4.2 族管理系統(tǒng)

由于BIM模型在建立時，存在族名稱雜亂的問題，影響模型在運維平臺的應用。因此，BIM模型在導入運維系統(tǒng)前需進行族命名的標準化操作。然而手動修改族名工作量非常大，對此項目組研發(fā)了族管理系統(tǒng)(見圖3)，系統(tǒng)能夠方便的對Revit模型進行規(guī)范化管理，根據(jù)命名規(guī)則對項目進行調(diào)整，減少繁瑣的手動操作，提高了工作效率。該軟件已申請了計算機軟件著作權登記，登記號為2015SR276231。

4.3 模型鏈接視圖軟件

由于BIM運維模型簡化了施工信息，然而在特定時候，同樣需要快速的查詢及管理這些信息。對此，項目組在Revit上研發(fā)了模型鏈接視圖軟件(見圖3)，該軟件能夠將各個構件與變更單、圖紙、現(xiàn)場照片、設備等信息進行聯(lián)接。該軟件能夠快速查找構件相關聯(lián)的信息，或從信息定位到相關的構件，從而便于對BIM信息的管理。

模型鏈接視圖可以對BIM模型中的信息進行有效的管理，完善了BIM運維系統(tǒng)的應用。該軟件已申請了計算機軟件著作權登記，登記號為2016SR191187。

通過二次開發(fā)，能夠較好地改善前文提到的“模型輕量化”和“設備編碼”會遇到的問題，減少了手動工作量，提高了工作效率。對于“數(shù)據(jù)采集”，項目實施過程中嘗試RFID技術和二維碼技術來實現(xiàn)，能夠較好的輔助設備管理，提升運維水平。另外，經(jīng)過輕量化的BIM模型，結合BIM-STAR系統(tǒng)的三維圖像引擎技術過濾圖形界面中過小的構件來減少顯示的信息量，從而降低了運維系統(tǒng)的運算量，實現(xiàn)BIM運維系統(tǒng)速度的提升。

5 項目BIM運維系統(tǒng)的應用

項目通過BIM運維系統(tǒng)整合設計資料、施工資料、運維資料、設備信息、監(jiān)控信息、規(guī)范信息等圖形及信息數(shù)據(jù)，以提高維修效率，降低總體維修成本，實現(xiàn)準確、可靠、可控性，實現(xiàn)設備全生命周期的信息化管理[4]。主要的應用如下：

1)設備定位與信息查看。在BIM模型中可以任意角度查看相關設備，并可以通過點擊設備來查看相關資料和信息，也可以通過輸入設備名和設備型號等屬性的方式進行查詢?yōu)g覽，操作簡單方便。其中關聯(lián)的信息主要有名稱、廠家、品牌、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、規(guī)格型號、技術參數(shù)等，同時可以關聯(lián)“設備圖紙”“維保手冊”“出廠驗收報告”等文檔資料。

2)設備維護。通過添加維護計劃，把關聯(lián)設備的保養(yǎng)維護周期和程序以及相關的注意事項等內(nèi)容內(nèi)置到BIM維護系統(tǒng)中，系統(tǒng)將根據(jù)設置的規(guī)則智能的生成維護計劃表，達到提醒維護人員進行必要的維護的目的。維護人員可以通過掃描二維碼，快速獲取該設備的BIM模型、相關圖紙、歷史維修記錄、維護手冊等關聯(lián)資料，以更好的輔助解決問題[5]。

3)資料管理。BIM運維系統(tǒng)可以對建筑全生命周期中產(chǎn)生的資料進行歸檔管理，通過數(shù)據(jù)庫將資料歸類存儲，便于運維階段對信息資料的檢索與查詢。結合BIM三維可視化的展示方式，可以根據(jù)構件模型快速找到相關聯(lián)的信息[6]。

4)統(tǒng)計報表。BIM運維系統(tǒng)通過對BIM模型信息和運維中產(chǎn)生和采集的數(shù)據(jù)，可以快速形成所需要的查詢統(tǒng)計報表，為庫存管理、設備采購、財務預算等提供數(shù)據(jù)參考。

5)設備運行監(jiān)測。項目實施過程中通過RFID技術，嘗試將設備與BIM模型關聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集與監(jiān)測，從而實現(xiàn)相關運維業(yè)務的智能監(jiān)測及管理。對于監(jiān)測周期較長的設備可以通過二維碼技術，實現(xiàn)設備與BIM模型關聯(lián)，不僅可以實現(xiàn)同樣的管理效果，而且降低了運維成本。

基于BIM的可視化運維系統(tǒng)的應用功能還有很多，比如空間管理、能耗管理、消防演練等，不同運營單位有不同的需求，需要更多的研究人員對其進行研究與探索。

6 結語

本文通過對BIM運維系統(tǒng)的應用實踐，探討了系統(tǒng)實踐過程中需注意的問題及相應的解決策略，意在引起相關領域專家及學者的關注，共同探討構建高效的BIM運維管理系統(tǒng)，推動BIM技術在運維階段的發(fā)展與應用。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術、云技術、建筑智能化技術等先進技術的快速發(fā)展，為BIM技術在建筑運維管理方面的應用提供了新的技術思路，推動BIM技術在建筑全生命周期的應用。

[1] 馮延力.基于BIM的設施運維管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用[A].大數(shù)據(jù)時代工程建設與管理——第五屆工程建設計算機應用創(chuàng)新論壇[C].2015.

[2] 葉 晶.信息技術在基于BIM的運維系統(tǒng)中應用的探討[J].綠色建筑,2014(3):65-67.

[3] 胡振中,彭 陽,田佩龍.基于BIM的運維管理研究與應用綜述[J].圖學學報,2015(5):802-810.

[4] 過 俊,張 穎.基于BIM的建筑空間與設備運維管理系統(tǒng)研究[J].土木建筑工程信息技術,2013,5(3)：33-35.

[5] 賴華輝,鄧雪原,陳 鴻,等.基于BIM的城市軌道交通運維模型交付標準[J].都市快軌交通,2015,28(3):78-83.

[6] 李少偉.BIM提升運維管理的研究[J].山西建筑,2015,41(21):238-240.

Application research on the operation and maintenance system of visual based on BIM★

Li Qin Luo Yuanfeng

(GuangzhouSunglydConstructionTechnologyCo.,Ltd,Guangzhou510520,China)

Briefly describe the status of BIM operation and maintenance system, put forward some questions of system. Combined with the Chengchuang building which located in Nanhai district Foshan city to explain the application experience of BIM. Through Revit development and 3D engine technology is better to solve the difficulties.

BIM, operation management, software development, lightweight

1009-6825(2016)27-0223-03

2016-07-16★：廣東省省級科技計劃項目(項目編號：2013A011404003)

李 欽(1985- )，男，工程師； 羅遠峰(1987- )，男，工程師

TP319

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