基于BIM的建筑可視化運(yùn)維管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

陳良軍，朱洪辛，代慶平

（國(guó)藥集團(tuán)重慶醫(yī)藥設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400042）

0 引言

建筑工程的運(yùn)行必定與建筑設(shè)施的運(yùn)行有關(guān)，建筑工程在運(yùn)營(yíng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)用的建筑設(shè)施很多，以前的建筑設(shè)施運(yùn)行維護(hù)形式，不能滿足目前的建筑工程管理的需要。伴隨科技迅速發(fā)展進(jìn)步，BIM技術(shù)在建筑設(shè)施管理中獲得運(yùn)用，使建筑設(shè)施管理水平獲得明顯提高，BIM技術(shù)使建筑設(shè)施運(yùn)行維護(hù)可視化管理系統(tǒng)獲得切實(shí)的展現(xiàn)。

1 建筑設(shè)施管理需要的信息

在建筑項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，建筑設(shè)施管理工作是建筑項(xiàng)目中基本工作也是十分重要的工作，在探究BIM建筑設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)可視化管理以前，需要全方位掌握建筑設(shè)施管理需要的信息。建筑設(shè)施管理與四個(gè)層面有關(guān)，其中包括設(shè)施的基礎(chǔ)信息、維護(hù)信息、合同信息和經(jīng)濟(jì)信息[1]。具體有設(shè)施的基本屬性、設(shè)施在維護(hù)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)更新、設(shè)施采購(gòu)以及保護(hù)環(huán)節(jié)的合同和設(shè)施成本以及折舊等有關(guān)信息，經(jīng)過(guò)對(duì)這部分設(shè)施信息內(nèi)容的管理，能夠使有關(guān)人員學(xué)習(xí)設(shè)施的運(yùn)用狀況，組織經(jīng)濟(jì)性分析，運(yùn)用降低設(shè)施維護(hù)成本的形式，讓整體建筑工程運(yùn)轉(zhuǎn)成本的目的降低。在BIM技術(shù)基礎(chǔ)上組織的建筑設(shè)施運(yùn)行維護(hù)可視化管理可以使管理人員十分清楚的掌握設(shè)施的實(shí)際信息，進(jìn)一步更好的結(jié)合實(shí)施的狀況。

2 BIM建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)可視化管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能分析

2.1.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框架

如果要讓建筑設(shè)施的信息獲得更好的管理以及傳遞就一定要構(gòu)建一種更好的建筑設(shè)備管理系統(tǒng)，而建筑項(xiàng)目是比較復(fù)雜的，在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該完全思考很多原因，確保系統(tǒng)在具體運(yùn)用的時(shí)候有效發(fā)展[2]。運(yùn)用上面提到的設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理需要的信息，運(yùn)用BIM技術(shù)全方位整合，對(duì)設(shè)備信息集成管理，對(duì)信息迅速查詢統(tǒng)計(jì)、可視化展現(xiàn)出建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)狀態(tài)、成本形態(tài)和合同形態(tài)等很多信息。BIM技術(shù)在建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理的時(shí)候最關(guān)鍵的功能即使設(shè)備信息管理能夠可視化，另外建筑設(shè)施的運(yùn)維管理中信息內(nèi)容是很多的，基于運(yùn)用BIM技術(shù)，也需要采用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)設(shè)施的信息的統(tǒng)一管理。BIM建筑實(shí)施運(yùn)行維護(hù)可視化管理中具體模塊有建筑設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)和BIM技術(shù)下的建筑設(shè)備管理可視化模型。

2.1.2 系統(tǒng)功能分析

在掌握了系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)以后，也需要對(duì)系統(tǒng)的功能展開(kāi)實(shí)際分析，需要在BIM技術(shù)可視化模型結(jié)構(gòu)中，運(yùn)用BIM技術(shù)的3D可視化特征，展現(xiàn)出設(shè)備的各種形態(tài)信息，進(jìn)而完成設(shè)備的可視化管理。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可以集成BIM技術(shù)可視化模塊結(jié)構(gòu)中的有關(guān)信息，而且對(duì)設(shè)施其余種類的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。這兩種結(jié)構(gòu)一起組成一個(gè)健全的可視化信息管理系統(tǒng)[3]。這兩個(gè)模塊不但是在基于BIM建筑的設(shè)備運(yùn)維可視化管理的主要結(jié)構(gòu)，總體的管理系統(tǒng)功能完成還需要依靠?jī)蓚€(gè)模塊的組合。BIM可視化模型有建筑設(shè)施信息可視化展現(xiàn)、建筑設(shè)施基礎(chǔ)信息迅速查詢、建筑設(shè)施多種信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)等，數(shù)據(jù)庫(kù)部分有建筑設(shè)施基礎(chǔ)信息、運(yùn)行維護(hù)、成本、合同管理和設(shè)備管理層面的管理等。

2.2 BIM建筑設(shè)備可視化模塊

需要運(yùn)用BIM技術(shù)軟件，構(gòu)建建筑設(shè)施的3D模型，設(shè)備的各種信息管理的模塊，同時(shí)把對(duì)應(yīng)的信息加入到相應(yīng)的設(shè)施模塊屬性中，經(jīng)過(guò)BIM模型就可以自動(dòng)對(duì)有關(guān)信息整合，構(gòu)成信息集成并且展開(kāi)可視化表達(dá)[4]。在此過(guò)程中也需要運(yùn)用BIM技術(shù)的單位空間定位功能、展現(xiàn)出設(shè)備的規(guī)格與外觀等信息，和設(shè)備其余信息的實(shí)際狀態(tài)，使管理人員可以迅速、全方位的學(xué)習(xí)設(shè)備的實(shí)際信息，運(yùn)用這樣的直觀展現(xiàn)設(shè)備信息的形式，使管理人員更好的進(jìn)行設(shè)施管理工作。

2.3 建筑設(shè)備運(yùn)維數(shù)據(jù)庫(kù)

在展開(kāi)對(duì)BIM可視化部分設(shè)計(jì)以后，也需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，運(yùn)用Access數(shù)據(jù)庫(kù)工具去設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)[5]。不僅需要把BIM模型中的多種數(shù)據(jù)庫(kù)表導(dǎo)入，也需要把設(shè)備運(yùn)維中數(shù)據(jù)信息表導(dǎo)入，進(jìn)一步使管理者可以很好的進(jìn)行管理。

3 在BIM建筑設(shè)備運(yùn)維基礎(chǔ)上可視化管理方式

BIM建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)可視化管理，是結(jié)合運(yùn)用BIM技術(shù)和ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)建筑設(shè)備信息構(gòu)建可以完成分享以及可視化操作平臺(tái)。這樣的管理形式可以使建筑工程中的各個(gè)部門人員都積極參與，例如，設(shè)備購(gòu)買者、安裝者、平時(shí)維護(hù)者、巡回檢查者、維修者、成本控制者、合同管理者等都可以運(yùn)用BIM建筑設(shè)施運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)，參與設(shè)施管理的過(guò)程中[6]。購(gòu)買者把設(shè)備的序號(hào)、名字、規(guī)格、型號(hào)、價(jià)格等設(shè)備的基礎(chǔ)信息記錄到BIM模型和數(shù)據(jù)庫(kù)中，有關(guān)人員就可以按照購(gòu)買人員的記錄的信息，進(jìn)行檢驗(yàn)具體設(shè)備的工作，安裝者能夠運(yùn)用BIM模型中的可視化平臺(tái)，組織十分準(zhǔn)確的設(shè)備進(jìn)行安裝工作。將辦公樓與空調(diào)設(shè)備完成可視化展現(xiàn)，而且運(yùn)用各種顏色與圖案，展開(kāi)可視化表達(dá)，另外，運(yùn)用數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)信息的歸類計(jì)算，把大樓的空調(diào)設(shè)備基礎(chǔ)管理信息、設(shè)備運(yùn)維管理、成本管理、合同管理和管理方的管理信息展現(xiàn)出來(lái)。

建筑可視化運(yùn)維管理系統(tǒng)將現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)當(dāng)成前提，其中結(jié)合了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、人機(jī)交互界面、客戶服務(wù)器體系、計(jì)算機(jī)輔助研發(fā)設(shè)備、能夠遷移的可開(kāi)放系統(tǒng)針對(duì)運(yùn)維資源展開(kāi)高效的集合物理層及人機(jī)交互運(yùn)用層。系統(tǒng)能夠在BIM三維情境中展開(kāi)可以看見(jiàn)的游覽，在虛幻的情境中運(yùn)用設(shè)施經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的接口隨時(shí)將相應(yīng)的真正設(shè)施讀取數(shù)據(jù)和操作，然后增加虛擬監(jiān)控?cái)z像頭隨時(shí)監(jiān)督控制攝像頭視頻，完成信息及時(shí)播報(bào)、數(shù)據(jù)可視化、監(jiān)控便捷性、管理直觀化，運(yùn)用體系化的監(jiān)管思想，為結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)、設(shè)備維護(hù)、后續(xù)設(shè)計(jì)、管理決策、空間管理提供了技術(shù)支持和保障，為企業(yè)決策層及員工提供一個(gè)決策運(yùn)行手段的BIM運(yùn)維管理平臺(tái)[7]。BIM運(yùn)維系統(tǒng)集成各類智能化系統(tǒng)傳感器，各類傳感器則可以確保管理系統(tǒng)始終了解例如結(jié)構(gòu)是否安全，結(jié)構(gòu)檢測(cè)信息的科學(xué)分析與可視化呈現(xiàn)，如修理抽水馬桶的時(shí)間，將腐蝕物質(zhì)放出來(lái)的位置，包括人在什么地點(diǎn)等消息，以及應(yīng)該使用哪種安全機(jī)制，或是哪些房間需要通風(fēng)等。運(yùn)用傳感器進(jìn)行這之中設(shè)備姿態(tài)及時(shí)的監(jiān)督測(cè)量同時(shí)運(yùn)用自動(dòng)控制軟件，有體系的監(jiān)管有關(guān)的設(shè)施，展現(xiàn)出設(shè)施總體的優(yōu)點(diǎn)與潛能，提升設(shè)施運(yùn)用效率，在不讓設(shè)施效果受到影響的狀況下，健全設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的形態(tài)與時(shí)間，進(jìn)一步能夠延伸設(shè)施運(yùn)用時(shí)間，讓能源耗費(fèi)變低，讓維修人員的數(shù)量變少。

4 體系功能簡(jiǎn)要介紹

4.1 系統(tǒng)總體上的頁(yè)面

此體系采用的是C/S（客戶端/瀏覽器）的結(jié)構(gòu)。主體頁(yè)面是整個(gè)體系的門戶，一般是針對(duì)多種重要信息和應(yīng)該解決的信息完全體現(xiàn)以及提示；運(yùn)轉(zhuǎn)是在給出BIM模型前提下的設(shè)施觀察和查找功能；保護(hù)與維修應(yīng)該讓設(shè)施可以進(jìn)行運(yùn)維管理，能夠讓所有使用的人進(jìn)行許多設(shè)施報(bào)告維修的流程，明確設(shè)施維護(hù)規(guī)劃。

4.2 3D View自動(dòng)控制元件

這種系統(tǒng)的重點(diǎn)是將BIM模型的瀏覽以及顯示功能為前提，所以應(yīng)該讓第三個(gè)層面的3D View插件完成。分析模型運(yùn)用的是Revit體系的軟件構(gòu)建的，所以，在第三個(gè)插件中主要考核了歐特克的Navisworks和Design Review兩種平臺(tái)，通過(guò)對(duì)比可以看出，和Navisworks，Design Review等部分層面還存在實(shí)際的優(yōu)點(diǎn)：就BIM模型的觀察和展現(xiàn)來(lái)說(shuō)，不但可以展現(xiàn)出BIM模型上的各種關(guān)系，還應(yīng)該真正的體現(xiàn)模型的細(xì)節(jié)之處，和Navisworks，Design Review比較，在觀看的過(guò)程中能夠十分貼近真正的物理模型；Design Review運(yùn)用的是DWF的文本形式，若是運(yùn)用歐特克企業(yè)生產(chǎn)的物品當(dāng)成模型構(gòu)建模型用具，就能夠讓文件輸出具有直觀性，不應(yīng)該通過(guò)第二次的轉(zhuǎn)變；另外，Design Review屬于一種免費(fèi)運(yùn)用的平臺(tái)，在需要很多布置的過(guò)程中，會(huì)在很大程度上讓客戶引入的成本變低，若是運(yùn)用Navisworks當(dāng)成明顯的控制元件，就應(yīng)該讓每種用戶端安裝完整的商業(yè)版的Navisworks（Navisworks Manage），同時(shí)還是一種很大的投入。最終，在建立運(yùn)維監(jiān)管的時(shí)候，大部分時(shí)間不但要運(yùn)用三維模型的展現(xiàn)出來(lái)，一般還應(yīng)該運(yùn)用二維視圖當(dāng)成幫助，Design Review在二、三維展現(xiàn)替換層面有顯著的優(yōu)點(diǎn)[8]。

4.3 BIM模型觀看

在進(jìn)行系統(tǒng)研發(fā)時(shí)，研發(fā)者需要積極和處于運(yùn)維監(jiān)管第一個(gè)層面的客戶交流，得到其對(duì)BIM模型使用的多種需要。在這樣積極接觸中，會(huì)發(fā)現(xiàn)客戶根據(jù)建筑專業(yè)的方面去觀察BIM模型的想法不是很強(qiáng)，還不喜歡吧全部的建筑專業(yè)結(jié)合起來(lái)的BIM模型瀏覽形式。其十分希望在建筑專業(yè)之下，各個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)層面，比如暖通專業(yè)下的中央空調(diào)系統(tǒng)積極觀看模型，這種根據(jù)系統(tǒng)獨(dú)立的方式觀察，對(duì)其具體工作的進(jìn)行具有重要的意義。所以，將這種客戶的需求為基礎(chǔ)，在研發(fā)BIM模型瀏覽功能的時(shí)候，有關(guān)人員設(shè)置了獨(dú)立的系統(tǒng)，逐漸遞增式的瀏覽目錄樹(shù)，從而為不同的用戶給出具體的BIM模型瀏覽功能。

5 結(jié)語(yǔ)

組織建筑設(shè)備運(yùn)維可視化管理工作，可以在根本上提升建筑設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的水平，節(jié)省很多時(shí)間，把設(shè)備信息最直接的體現(xiàn)出來(lái)，使管理人員可以快速尋找到設(shè)備，全方位提高設(shè)備的管理效率。所以本文主要對(duì)BIM的建筑設(shè)備運(yùn)維可視化管理系統(tǒng)展開(kāi)實(shí)際的設(shè)計(jì)，完善以前的管理模式，為管理者打造出一體化管理平臺(tái)，可以讓中國(guó)的建筑工程獲得全方位進(jìn)步。