建筑信息模型技術(shù)在工業(yè)廠房運(yùn)維階段的應(yīng)用

雷 明 陳子木 殷 帥 王 璐 趙 鑫

中國(guó)建筑第五工程局有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 111004

建筑信息模型（BIM）技術(shù)是數(shù)字化模型標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)三維影像顯示出建筑的整體面貌，并且建立組件之間的行為關(guān)系。當(dāng)模型內(nèi)元素發(fā)生變化時(shí)，可以有效協(xié)調(diào)不同部門(mén)解決問(wèn)題，縮短施工建設(shè)時(shí)間，從根本上提升工程施工效率和質(zhì)量。當(dāng)前，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑設(shè)計(jì)與施工建設(shè)的重要技術(shù)，標(biāo)志著建筑行業(yè)的智能化發(fā)展。本文以華晨寶馬汽車(chē)有限公司大東工廠第七代新五系建設(shè)項(xiàng)目總裝車(chē)間主車(chē)間工程施工中的BIM應(yīng)用為基礎(chǔ)，進(jìn)一步對(duì)運(yùn)維階段的BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 工業(yè)廠房運(yùn)維管理中的問(wèn)題

1.1 運(yùn)維信息孤島問(wèn)題

在工業(yè)廠房運(yùn)維管理期間，大量的信息采集與記錄工作，多采用人工錄入方式。在查詢運(yùn)維信息和制訂運(yùn)維計(jì)劃時(shí)，常常要翻閱大量資料和圖紙，管理能效與質(zhì)量較低。長(zhǎng)期以來(lái)，工業(yè)廠房運(yùn)維管理資料多以紙質(zhì)形式存儲(chǔ)，管理方式較落后，無(wú)法滿足信息化管理的需求，同時(shí)也導(dǎo)致了信息共享效果差，極易產(chǎn)生信息孤島管理問(wèn)題。

1.2 被動(dòng)式運(yùn)維管理嚴(yán)重

傳統(tǒng)工業(yè)廠房運(yùn)維管理多采用人工管理方式，僅需確保建筑設(shè)備處于正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，管理人員只需要對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。此種方式只可以應(yīng)用于小型工業(yè)廠房中。對(duì)于大型工業(yè)廠房來(lái)說(shuō)，對(duì)于運(yùn)維管理的要求比較高，內(nèi)容比較多，如果僅僅采用人工管理方式，將無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)維管理中存在的安全隱患。由于管理被動(dòng)化問(wèn)題嚴(yán)重，多數(shù)問(wèn)題都沒(méi)有及時(shí)得到處理，并且無(wú)法判定建筑的設(shè)計(jì)情況，以及無(wú)法全面掌握工業(yè)廠房運(yùn)維的實(shí)際情況，從而導(dǎo)致建筑存在較多的安全隱患。

2 智能化廠房建筑運(yùn)維管理范疇

華晨寶馬大東工廠總裝車(chē)間與沖壓車(chē)間、車(chē)身車(chē)間、涂裝車(chē)間一起，構(gòu)成了大東工廠完備的生產(chǎn)流水線，投產(chǎn)以后，產(chǎn)能、功能完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求。工廠實(shí)現(xiàn)了完整的生產(chǎn)工藝和完備的配套設(shè)施，整體節(jié)能超過(guò)30%，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益好，綜合效益顯著。全面進(jìn)入運(yùn)維階段后，在運(yùn)維管理期間需要注重空間管理、資產(chǎn)管理、維護(hù)管理、公共安全管理以及能耗管理等。

2.1 空間管理

1）空間分配。建立空間分配準(zhǔn)則，按照廠房?jī)?nèi)不同區(qū)域的功能，明確空間面積類(lèi)型，確?？臻g分配方法的客觀性和合理性，消除空間分配對(duì)員工的不良影響，確保各生產(chǎn)區(qū)域空間的適宜性。

2）空間規(guī)劃。在智能化廠房建筑中，優(yōu)化整合BIM模型和數(shù)據(jù)庫(kù)，能對(duì)空間使用情況進(jìn)行跟蹤管理，并且提供空間信息收集與組織能力。立足于實(shí)際生產(chǎn)需求、配套設(shè)施及成本分?jǐn)偮?，?duì)空間使用效率進(jìn)行優(yōu)化。按照區(qū)域功能用途、人員數(shù)量以及生產(chǎn)要求，對(duì)空間占用成本進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且編制詳細(xì)的空間使用報(bào)告，合理規(guī)劃空間使用。

3）租賃管理。通過(guò)BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)空間可視化管理，對(duì)空間使用狀態(tài)、成本以及收益等進(jìn)行分析，以此判斷不動(dòng)產(chǎn)財(cái)務(wù)的影響因素，從根本上提升空間投資回報(bào)率，并且及時(shí)規(guī)避和消除風(fēng)險(xiǎn)。

4）統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)于建筑空間開(kāi)發(fā)所產(chǎn)生的成本、人均占用面積、成本分?jǐn)偙淼冗M(jìn)行深入分析，以此獲取準(zhǔn)確的面積使用情況，滿足建筑運(yùn)維管理需求。

2.2 資產(chǎn)管理

對(duì)于智能化廠房建筑資產(chǎn)管理來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)通過(guò)信息化技術(shù)不斷提升資產(chǎn)監(jiān)管力度，避免資產(chǎn)浪費(fèi)和限制，降低流失率。資產(chǎn)管理主要包括以下幾方面內(nèi)容：

1）日常管理。管理內(nèi)容主要包括固定資產(chǎn)的增加與修改、轉(zhuǎn)移與刪除。還需要對(duì)殘值率和折舊率進(jìn)行計(jì)算。

2）資產(chǎn)盤(pán)點(diǎn)。按照數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)，核對(duì)盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)，及時(shí)處理異常數(shù)據(jù)，以此獲得資產(chǎn)實(shí)際情況。根據(jù)不同部門(mén)所產(chǎn)生的明細(xì)表，實(shí)時(shí)掌握資產(chǎn)情況。

3）折舊管理。對(duì)于智能廠房建筑來(lái)說(shuō)，需要定期打印折舊報(bào)表，并且備份折舊信息，優(yōu)化調(diào)整折舊信息。

2.3 維護(hù)管理

對(duì)于廠房建筑設(shè)施設(shè)備來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)建立信息庫(kù)和臺(tái)賬制度，明確設(shè)備保養(yǎng)周期等信息，并且制訂詳細(xì)的建筑維護(hù)計(jì)劃。同時(shí)，注重管理建筑運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，并且編制詳細(xì)的運(yùn)營(yíng)記錄表，詳細(xì)記錄建筑安全隱患。按照建筑保養(yǎng)計(jì)劃，及時(shí)修繕存在安全隱患的建筑部位，并且實(shí)現(xiàn)廠房建筑的全過(guò)程管理。

2.4 公共安全管理

廠房的公共安全管理主要是針對(duì)自然災(zāi)害、衛(wèi)生事故、火災(zāi)事故以及非法侵入事件等進(jìn)行管理，建立建筑安全防范保障機(jī)制。同時(shí)，將安全技術(shù)防范系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置在廠房建筑內(nèi)部。

2.5 能耗管理

建筑能耗管理主要包括數(shù)據(jù)采集、處理和發(fā)送等功能。數(shù)據(jù)采集可提供信息錄入功能，設(shè)置不同的計(jì)量裝置、分項(xiàng)能耗關(guān)系。通過(guò)在線檢測(cè)系統(tǒng)，能對(duì)建筑能耗及傳輸通信進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在廠房建筑能耗管理中，具有故障提示功能，能科學(xué)設(shè)置數(shù)據(jù)采集周期。數(shù)據(jù)分析能將廠房建筑的各項(xiàng)能源消耗折算為標(biāo)準(zhǔn)量，以此獲得建筑總能耗。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)方式，對(duì)廠房?jī)?nèi)不同區(qū)域的能耗運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集，并且存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中。通過(guò)自動(dòng)化采集，匯總單位面積能耗和總能耗，并通過(guò)圖、表的方式顯示，按照月度、季度周期，對(duì)廠房建筑能耗進(jìn)行環(huán)比分析。報(bào)警管理能及時(shí)傳送報(bào)警事件，確認(rèn)和處理報(bào)警事故，并詳細(xì)記錄報(bào)警原因和處理結(jié)果。通過(guò)不同方式，能及時(shí)將報(bào)警信息傳送給用戶。

3 BIM在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中的應(yīng)用

3.1 傳統(tǒng)運(yùn)維管理模式

現(xiàn)階段，工業(yè)廠房所應(yīng)用的運(yùn)維管理系統(tǒng)組成包括電子文檔管理、輔助設(shè)施管理、計(jì)算機(jī)維修管理、樓宇自動(dòng)化以及能源管理等。上述管理系統(tǒng)能夠有效支撐運(yùn)維管理系統(tǒng)的運(yùn)行，但不同子系統(tǒng)由于處于相互獨(dú)立狀態(tài)，無(wú)法協(xié)調(diào)各類(lèi)業(yè)務(wù)，也不能實(shí)現(xiàn)信息共享。同時(shí)，在工業(yè)廠房實(shí)際運(yùn)營(yíng)期間，不同管理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，往往要花費(fèi)大量的人力物力[1-3]。

3.2 基于BIM的工業(yè)廠房運(yùn)維管理

1）數(shù)據(jù)集成與共享：BIM能有效集成建筑設(shè)計(jì)、施工建設(shè)以及運(yùn)維等全壽命周期的信息，例如勘察規(guī)劃信息、建筑物幾何信息、結(jié)構(gòu)尺寸受力信息等，并將項(xiàng)目信息、構(gòu)件參數(shù)信息以及模型信息存儲(chǔ)于BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而為運(yùn)維管理系統(tǒng)提供重要的數(shù)據(jù)信息。

2）可視化運(yùn)維管理：在故障預(yù)防與檢修過(guò)程中，運(yùn)維管理人員應(yīng)準(zhǔn)確定位不同構(gòu)件在空間的位置，并查找檢修數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)模式下，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維管理人員主要憑自身管理經(jīng)驗(yàn)，明確不同建筑設(shè)備的位置。從建筑維修人員角度出發(fā)，設(shè)備定位工作需要大量勞動(dòng)力，并會(huì)消耗大量時(shí)間和精力。通過(guò)應(yīng)用BIM，能明確不同建筑設(shè)備的具體位置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)定位管理，及時(shí)顯示和傳送運(yùn)維管理內(nèi)容。

3）應(yīng)急管理的模擬與決策：應(yīng)急管理所需數(shù)據(jù)都具備空間性特點(diǎn)，能夠直接存儲(chǔ)到BIM中，并通過(guò)BIM提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)服務(wù)，即使沒(méi)有獲得足夠的信息數(shù)據(jù)，也能做出應(yīng)急處理決策。BIM能聯(lián)合應(yīng)急響應(yīng)人員，準(zhǔn)確定位和識(shí)別突發(fā)事件，通過(guò)圖形界面準(zhǔn)確定位危險(xiǎn)發(fā)生位置。通過(guò)應(yīng)用BIM的空間信息，能對(duì)環(huán)境危險(xiǎn)程度進(jìn)行識(shí)別，明確疏散路線，最大限度降低應(yīng)急決策的不確定性。BIM在運(yùn)維管理中的應(yīng)用，能在應(yīng)急人員趕來(lái)前，提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息。對(duì)于應(yīng)急響應(yīng)來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)不但能提升工業(yè)廠房運(yùn)維管理人員的應(yīng)急響應(yīng)能力，還能作為模擬設(shè)備工具，對(duì)突發(fā)事件所導(dǎo)致的損失進(jìn)行評(píng)估，討論和測(cè)試響應(yīng)計(jì)劃。

4）質(zhì)量追溯：計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，能夠確保在工業(yè)廠房運(yùn)維管理期間有效聯(lián)合BIM技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為后續(xù)管理工作開(kāi)展提供較多便利條件。BIM技術(shù)能夠?qū)I(yè)廠房進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，利用工業(yè)廠房?jī)?nèi)所放置的監(jiān)控設(shè)備，確保運(yùn)維管理人員能夠?qū)崟r(shí)觀察到建筑運(yùn)營(yíng)情況，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)工業(yè)廠房運(yùn)維管理存在的安全隱患進(jìn)行指導(dǎo)和交流，因此通過(guò)BIM技術(shù)能夠有效提升工業(yè)廠房運(yùn)維管理效率。相比傳統(tǒng)會(huì)議來(lái)說(shuō)，基于BIM技術(shù)的遠(yuǎn)程會(huì)議交流主要是借助于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，確保工業(yè)廠房運(yùn)維管理人員能夠直觀地看到建筑情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并予以解決，這樣不僅可以起到檢查作用，還能夠追溯問(wèn)題所產(chǎn)生的原因。

4 BIM技術(shù)在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中的關(guān)鍵技術(shù)

BIM技術(shù)在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中的應(yīng)用，必須制訂合理有效的BIM應(yīng)用目標(biāo)。在明確目標(biāo)之后，需要聯(lián)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)準(zhǔn)則以及實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，明確具體的應(yīng)用內(nèi)容。同時(shí)，制訂科學(xué)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，之后按照建筑全壽命周期劃分不同數(shù)據(jù)，以此獲取不同環(huán)節(jié)所需要采集的數(shù)據(jù)和對(duì)象。在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中，應(yīng)用BIM技術(shù)必須注重?cái)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。建筑行業(yè)可以參考國(guó)際協(xié)作聯(lián)盟所制訂的建筑產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)，這樣能夠優(yōu)化和改善設(shè)計(jì)階段和具體施工階段的信息采集能力，并且將各類(lèi)數(shù)據(jù)信息傳輸給運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)、維護(hù)環(huán)節(jié)、資產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，從根本上提升BIM在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)廠房運(yùn)維管理中，常常會(huì)涉及較多內(nèi)容，從而增加管理內(nèi)容的繁雜性。通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠?yàn)楣I(yè)廠房運(yùn)維管理提供可視化、信息協(xié)調(diào)性等技術(shù)支持，不斷提升運(yùn)維管理效率和水平，進(jìn)一步提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。