BIM技術(shù)在園區(qū)智慧運維中的應(yīng)用與提升探討

王陽

【摘? 要】BIM技術(shù)是以三維數(shù)字為基礎(chǔ)的，貫穿于項目全生命期的虛擬技術(shù)。論文以用友軟件園BIM運維平臺解決方案項目的建設(shè)實踐為個案，探討和分析了BIM運維平臺的關(guān)鍵技術(shù)和核心功能，并結(jié)合相關(guān)研究和實踐思考，肯定了將BIM技術(shù)應(yīng)用在園區(qū)智慧運維中的成效和價值，提出了存在的問題及實現(xiàn)突破的技術(shù)方向。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);園區(qū)智慧運維;BIM模型輕量化

【中圖分類號】TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2022）06-0115-03

1 引言

智慧建筑技術(shù)的發(fā)展和進步催生了建筑和園區(qū)后期運維管理的更多需求，提高了運維管理的標準。而運維管理是整個項目全生命周期里耗時最長且信息量、工作量最大的一個環(huán)節(jié)，由此產(chǎn)生的成本可以達到整個項目成本的55%～75%[1]，因此如能有效控制和管理運維工作，可以給業(yè)主和運營商間接創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟利益，實現(xiàn)良性循環(huán)發(fā)展。同樣，國家正式提出在2030年之前需達到碳排放的峰值，從而實現(xiàn)2060年之前我國實現(xiàn)“碳中和”的艱巨目標，通過智慧運維實現(xiàn)園區(qū)節(jié)能減排目標也是一個現(xiàn)實且迫切的巨大需求。

綜上，一個高效的智慧運維管理系統(tǒng)是園區(qū)建設(shè)和運營中不可或缺的重要部分，BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）技術(shù)為園區(qū)智慧運維提供了更為有效的實現(xiàn)路徑。論文將結(jié)合用友軟件園BIM運維平臺解決方案項目的實踐和思考，對BIM技術(shù)在園區(qū)智慧運維中的應(yīng)用進行研究和分析。

2 基于BIM技術(shù)的園區(qū)智慧運維總體目標和實現(xiàn)方向

園區(qū)智慧運維中的BIM技術(shù)應(yīng)用是指，借助運維管理系統(tǒng)軟件，把采用了BIM技術(shù)進行模型化的實體三維結(jié)構(gòu)和園區(qū)各建筑部分和階段的相關(guān)信息以及設(shè)備系統(tǒng)的即時管控場景結(jié)合起來，以實現(xiàn)BIM模型的應(yīng)用帶來的提高效率、降低成本的價值并實現(xiàn)設(shè)備智能化、智慧化運維管理的總體目標，做到可視化、可感知、可運控、可仿真、可決策[2]。具體來講主要包括以下兩點。

2.1 提高商業(yè)中心運行維護管理水平

以BIM平臺作為整個建筑運維管理的載體，能夠?qū)ㄖ闹匾獢?shù)據(jù)和信息進行持續(xù)監(jiān)控，一旦監(jiān)測到異常發(fā)生，就會以最快的速度及時地通知管理人員，大大提升了建筑綜合體的反應(yīng)能力。

2.2 提高商業(yè)中心的物業(yè)管理服務(wù)水平，增強業(yè)主或租戶的用戶體驗

通過BIM平臺把規(guī)范、計劃和實際管理結(jié)合在一起，為物業(yè)工作人員及時處理相關(guān)業(yè)務(wù)提供及時直接的指導(dǎo)，既通過精細化管理保障建筑綜合體運行正常，又使商業(yè)中心的服務(wù)水平實現(xiàn)了整體躍升。

3 用友軟件園BIM運維平臺解決方案的建設(shè)原則

用友北京產(chǎn)業(yè)園是亞太地區(qū)最大的企業(yè)服務(wù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，園區(qū)坐落于海淀區(qū)永豐產(chǎn)業(yè)基地，經(jīng)過多期開發(fā)建設(shè)，已經(jīng)形成了由東區(qū)、西區(qū)、北區(qū)和東區(qū)四大區(qū)域構(gòu)成的園區(qū)現(xiàn)狀，建筑面積已達46萬余平方米，能夠容納2萬人同時辦公。截至項目實施時，園區(qū)內(nèi)共有約300家企業(yè)，園區(qū)內(nèi)企業(yè)業(yè)務(wù)主要集中于移動互聯(lián)網(wǎng)、軟件開發(fā)、信息服務(wù)、電子商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)金融等領(lǐng)域。

基于由此產(chǎn)生的需求及應(yīng)用場景，本著通過BIM技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)整個運維平臺“集約建設(shè)、資源共享、規(guī)范管理”，在不重復(fù)建設(shè)的前提下，采用大數(shù)據(jù)、BIM等前沿技術(shù)，在綜合管控平臺上，將數(shù)據(jù)和服務(wù)等信息資源進行集成整合，以提高園區(qū)的運維管理能力及整體服務(wù)能力為目標及出發(fā)點，論文在主導(dǎo)該項目的過程中首先明確了如下指標性要求：

第一，先進度。最大程度地使用和嵌入目前已經(jīng)成熟化應(yīng)用的前端軟件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并為未來可能出現(xiàn)的技術(shù)更新和升級設(shè)置相應(yīng)接口。

第二，完整度。通過一體化規(guī)劃和統(tǒng)一化管理將園區(qū)運維完整納入項目。

第三，開放度。通過相應(yīng)技術(shù)設(shè)置隨時為有需要且允許的系統(tǒng)或平臺輸出相應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第四，安全度。通過相應(yīng)的技術(shù)和防范措施保障系統(tǒng)平臺以及網(wǎng)絡(luò)傳輸和信息的安全保證。

第五，生態(tài)化。確保環(huán)保和節(jié)能減排達標。

第六，個性化。能按需為用戶提供針對性的信息服務(wù)。

第七，智慧化。強化系統(tǒng)的智慧程度，使之具備自我管理和自適應(yīng)調(diào)節(jié)的能力。

4 用友軟件園BIM運維平臺解決方案概述

總體而言，該解決方案追求輕量級的BIM模型和工程數(shù)據(jù)的有效性，并強調(diào)易用性，避免高昂的成本和大量的無效數(shù)據(jù)，便于使用人員的操作。

4.1 實現(xiàn)建模環(huán)境無差別兼容

考慮到建筑行業(yè)的復(fù)雜性，在工程設(shè)計層面，不同的軟件供應(yīng)商僅能解決眾多設(shè)計過程中的某一類或者某幾類問題，但是我們需面臨的現(xiàn)實是工程中遇到的問題是接連不斷的。另外，在BIM模型建設(shè)的過程中，使用到的建模軟件也可能是多種多樣的，項目實踐過程中一個定稿模型的產(chǎn)生極有可能是在多種不同的工作環(huán)境下產(chǎn)出的，為了能夠?qū)⑦@種不同環(huán)境中產(chǎn)生的終版模型真正應(yīng)用起來，就需要通過技術(shù)手段解決不同軟件供商在多種工作環(huán)境下產(chǎn)生的不同的模型組成部分所帶來的兼容問題。

4.2 BIM模型以“輕”為美

在建模過程中會將建筑物中的工程構(gòu)配件數(shù)據(jù)累加到BIM模型中，會不斷增加整個模型的數(shù)據(jù)量及復(fù)雜度，因此，需要重點關(guān)注目前軟件環(huán)境的承載能力，降低模型的復(fù)雜程度和數(shù)據(jù)量，要以精求輕，量用而設(shè)且依據(jù)實際運維需求對數(shù)據(jù)進行標準化處理。

4.3 BIM模型應(yīng)用

第一，構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)。

無論模型“輕”到何種程度，都要保存并展示模型各構(gòu)件自身的屬性數(shù)據(jù)信息，并在模型標準化過程中按照業(yè)務(wù)需求和功能實現(xiàn)區(qū)分構(gòu)件的屬性數(shù)據(jù)。

第二，模型呈現(xiàn)。

①多應(yīng)用端呈現(xiàn)。

采用跨平臺應(yīng)用技術(shù)，使運維人員能夠在PC、移動等多個應(yīng)用端根據(jù)對應(yīng)的運維業(yè)務(wù)功能直接使用BIM建模成果。

②用戶自主決定呈現(xiàn)且可實現(xiàn)圖紙導(dǎo)出。

實現(xiàn)可由用戶根據(jù)自身需要自主決定配置BIM模型需要呈現(xiàn)的建筑系統(tǒng)，根據(jù)用友產(chǎn)業(yè)園屬于多區(qū)域分布的現(xiàn)實對BIM模型進行整體劃分并配以可導(dǎo)出的輔助圖紙。

③自由空間定位。

使用者能在空間上對模型的所有構(gòu)件進行自由的定位，且定位時系統(tǒng)自動呈現(xiàn)該構(gòu)件的詳細屬性數(shù)據(jù)，同時還能結(jié)合不同應(yīng)用系統(tǒng)開展操作。

④最佳路徑選擇。

在特定的情景模式下，系統(tǒng)可自行結(jié)合特定設(shè)備及其周圍設(shè)施設(shè)備情況分析出選擇最佳空間路徑并傳遞給最終用戶使用。

第三，模型數(shù)據(jù)可編輯化。

最終用戶可根據(jù)現(xiàn)場需要，通過簡單便捷的操作對模型數(shù)據(jù)進行二次編輯。

第四，數(shù)據(jù)批量導(dǎo)入。

可按批次按配置便捷地將二維碼、Word、Excel、輕量級數(shù)據(jù)庫等格式的實際工程數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入模型，方便運維使用。

第五，現(xiàn)實化展示。

通過建筑整體或局部漫游效果、顏色及外觀等設(shè)置與處理，實現(xiàn)通過模型對建筑及建筑各構(gòu)件或部分與實際一致且更加精準的現(xiàn)實化展示，并保障在瀏覽模型時的流暢度，方便運維管理人員的工作。

5 架構(gòu)及功能

系統(tǒng)總體部署架構(gòu)及軟件架構(gòu)如圖1、圖2所示。

用友產(chǎn)業(yè)園BIM運維平臺建設(shè)內(nèi)容及功能主要包括三大部分：

第一，運維管理。

運維管理平臺主要是實現(xiàn)對建筑整體運維的管理，包括建筑基本信息、設(shè)施設(shè)備、維修保養(yǎng)、安全預(yù)警、人員定位等內(nèi)容的全面管理與應(yīng)用（見圖3）。

第二，綜合管理。

綜合管理主要包括公共服務(wù)與微信公眾平臺。公共服務(wù)主要是在BIM建筑模型上實現(xiàn)宣傳與推廣、公共信息的查詢等功能;微信公眾平臺主要是以微信公眾服務(wù)號的形式面向園區(qū)用戶提供故障維修申請、在線繳費、信息查詢、通知公告、投訴建議等方便快捷的服務(wù)。

第三，移動終端。

平臺直接關(guān)聯(lián)運維及管理人員的移動終端，可以在第一時間將報警或提示信息同步給前述人員并進行互動，確保平臺有效運行。

6 核心技術(shù)

6.1 建筑信息模型（BIM）技術(shù)

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱“BIM”）技術(shù)是以建筑工程項目的信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)建立的，能夠呈現(xiàn)建筑物真實信息的數(shù)字仿真建筑模型。采用該技術(shù)既可以全部保留建筑的所有屬性信息，又可以使用模型進行可視化的運維操作與管理。

6.2 射頻識別技術(shù)（RFID）

射頻識別也稱無線射頻識別RFID（Radio Frequency Identification），其特點是不需要通過機械或光學(xué)接觸，依靠無線電訊號辨別目標并讀寫其數(shù)據(jù)，能有效應(yīng)用于運維中的設(shè)備盤點與管理。

6.3 二維碼掃描技術(shù)

二維碼掃描是指通過智能手機客戶端應(yīng)用軟件獲取模型中相關(guān)設(shè)備的詳細內(nèi)容和關(guān)鍵信息等。在BIM運維管理中，應(yīng)用二維碼掃描實現(xiàn)設(shè)備基本信息、維護信息、資料文檔的查詢等，方便運維人員對設(shè)備的維護管理工作。

7 結(jié)語

根據(jù)將BIM技術(shù)應(yīng)用于用友軟件園運維工作并構(gòu)建實施相應(yīng)運維平臺的實踐，結(jié)合相關(guān)研究的進展，筆者充分意識到：雖然現(xiàn)如今不少工程項目已經(jīng)建立了基于BIM的自動化辦公平臺，但具體到如相關(guān)運維過程中的數(shù)據(jù)獲取、錄入及數(shù)據(jù)分析等大批量的繁雜工作仍主要依靠人工完成，這些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)均還存在嚴重的技術(shù)瓶頸。筆者認為如要充分地實現(xiàn)基于BIM的智能運維管理，應(yīng)主要立足于實現(xiàn)建筑信息生成技術(shù)、動態(tài)數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的突破[3]，這需要在技術(shù)研究和項目實踐中進行不斷的探索和論證。

雖然BIM模型技術(shù)在運維階段的應(yīng)用還存在諸多的瓶頸和不足，但我們必須清晰地認識到，構(gòu)建智慧建筑運維管理平臺的意義遠不止于解決所謂的運維工作中的老大難問題，其更大的價值在于獲取和挖掘建筑各系統(tǒng)的有效數(shù)據(jù)，既能高效做好運維管理，又能通過運維階段的反饋和倒追促進建筑前期各階段各環(huán)節(jié)的創(chuàng)新發(fā)展和質(zhì)量管控水平。

【參考文獻】

【1】李瑩瑩，魏洪林，李寧，等.BIM和IoT技術(shù)在醫(yī)院智慧運維中的應(yīng)用分析[J].智能建筑電氣技術(shù)，2021，15（02）：47-50+54.

【2】董偉明，謝文黎.以運維為導(dǎo)向的智慧園區(qū)運維管控系統(tǒng)[J].現(xiàn)代建筑電氣，2021（8）：43-46.

【3】胡真重，冷朔，袁爽.基于BIM和數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能運維管理方法[J].清華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2021（10）：1-9.