BIM技術(shù)在園區(qū)智慧運(yùn)維中的應(yīng)用與提升探討
——基于用友軟件園的研究與分析

王陽(yáng)

（北京建筑大學(xué)，北京 100000）

1 引言

智慧建筑技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步催生了建筑和園區(qū)后期運(yùn)維管理的更多需求，提高了運(yùn)維管理的標(biāo)準(zhǔn)。而運(yùn)維管理是整個(gè)項(xiàng)目全生命周期里耗時(shí)最長(zhǎng)且信息量、工作量最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，由此產(chǎn)生的成本可以達(dá)到整個(gè)項(xiàng)目成本的55%～75%[1]，因此如能有效控制和管理運(yùn)維工作，可以給業(yè)主和運(yùn)營(yíng)商間接創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)利益，實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)發(fā)展。同樣，國(guó)家正式提出在2030年之前需達(dá)到碳排放的峰值，從而實(shí)現(xiàn)2060年之前我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的艱巨目標(biāo)，通過(guò)智慧運(yùn)維實(shí)現(xiàn)園區(qū)節(jié)能減排目標(biāo)也是一個(gè)現(xiàn)實(shí)且迫切的巨大需求。

綜上，一個(gè)高效的智慧運(yùn)維管理系統(tǒng)是園區(qū)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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(yùn)維提供了更為有效的實(shí)現(xiàn)路徑。論文將結(jié)合用友軟件園BIM 運(yùn)維平臺(tái)解決方案項(xiàng)目的實(shí)踐和思考，對(duì)BIM 技術(shù)在園區(qū)智慧運(yùn)維中的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析。

2 基于BIM 技術(shù)的園區(qū)智慧運(yùn)維總體目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方向

園區(qū)智慧運(yùn)維中的BIM 技術(shù)應(yīng)用是指，借助運(yùn)維管理系統(tǒng)軟件，把采用了BIM 技術(shù)進(jìn)行模型化的實(shí)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(shí)管控場(chǎng)景結(jié)合起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)BIM 模型的應(yīng)用帶來(lái)的提高效率、降低成本的價(jià)值并實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化、智慧化運(yùn)維管理的總體目標(biāo)，做到可視化、可感知、可運(yùn)控、可仿真、可決策[2]。具體來(lái)講主要包括以下兩點(diǎn)。

2.1 提高商業(yè)中心運(yùn)行維護(hù)管理水平

以BIM 平臺(tái)作為整個(gè)建筑運(yùn)維管理的載體，能夠?qū)ㄖ闹匾獢?shù)據(jù)和信息進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，一旦監(jiān)測(cè)到異常發(fā)生，就會(huì)以最快的速度及時(shí)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(qiáng)業(yè)主或租戶的用戶體驗(yàn)

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

3 用友軟件園BIM 運(yùn)維平臺(tái)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(guò)多期開(kāi)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(dá)46 萬(wàn)余平方米，能夠容納2 萬(wàn)人同時(shí)辦公。截至項(xiàng)目實(shí)施時(shí)，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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、軟件開(kāi)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(chǎng)景，本著通過(guò)BIM 技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)維平臺(tái)“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(tái)上，將數(shù)據(jù)和服務(wù)等信息資源進(jìn)行集成整合，以提高園區(qū)的運(yùn)維管理能力及整體服務(wù)能力為目標(biāo)及出發(fā)點(diǎn)，論文在主導(dǎo)該項(xiàng)目的過(guò)程中首先明確了如下指標(biāo)性要求：

第一，先進(jìn)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(lái)可能出現(xiàn)的技術(shù)更新和升級(jí)設(shè)置相應(yīng)接口。

第二，完整度。通過(guò)一體化規(guī)劃和統(tǒng)一化管理將園區(qū)運(yùn)維完整納入項(xiàng)目。

第三，開(kāi)放度。通過(guò)相應(yīng)技術(shù)設(shè)置隨時(shí)為有需要且允許的系統(tǒng)或平臺(tái)輸出相應(yīng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第四，安全度。通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)和防范措施保障系統(tǒng)平臺(tái)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(dá)標(biāo)。

第六，個(gè)性化。能按需為用戶提供針對(duì)性的信息服務(wù)。

第七，智慧化。強(qiáng)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(yùn)維平臺(tái)解決方案概述

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

4.1 實(shí)現(xiàn)建模環(huán)境無(wú)差別兼容

考慮到建筑行業(yè)的復(fù)雜性，在工程設(shè)計(jì)層面，不同的軟件供應(yīng)商僅能解決眾多設(shè)計(jì)過(guò)程中的某一類(lèi)或者某幾類(lèi)問(wèn)題，但是我們需面臨的現(xiàn)實(shí)是工程中遇到的問(wèn)題是接連不斷的。另外，在BIM 模型建設(shè)的過(guò)程中，使用到的建模軟件也可能是多種多樣的，項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中一個(gè)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(lái)，就需要通過(guò)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(lái)的兼容問(wèn)題。

4.2 BIM 模型以“輕”為美

在建模過(guò)程中會(huì)將建筑物中的工程構(gòu)配件數(shù)據(jù)累加到BIM 模型中，會(huì)不斷增加整個(gè)模型的數(shù)據(jù)量及復(fù)雜度，因此，需要重點(diǎn)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(shí)際運(yùn)維需求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

4.3 BIM 模型應(yīng)用

第一，構(gòu)件屬性數(shù)據(jù)。

無(wú)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(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中按照業(yè)務(wù)需求和功能實(shí)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(tái)應(yīng)用技術(shù)，使運(yùn)維人員能夠在PC、移動(dòng)等多個(gè)應(yīng)用端根據(jù)對(duì)應(yīng)的運(yùn)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(shí)現(xiàn)圖紙導(dǎo)出。

實(shí)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(shí)對(duì)BIM 模型進(jìn)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(duì)模型的所有構(gòu)件進(jìn)行自由的定位，且定位時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)呈現(xiàn)該構(gòu)件的詳細(xì)屬性數(shù)據(jù)，同時(shí)還能結(jié)合不同應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)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?chē)O(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(chǎng)需要，通過(guò)簡(jiǎn)單便捷的操作對(duì)模型數(shù)據(jù)進(jìn)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(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)等格式的實(shí)際工程數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入模型，方便運(yùn)維使用。

第五，現(xiàn)實(shí)化展示。

通過(guò)建筑整體或局部漫游效果、顏色及外觀等設(shè)置與處理，實(shí)現(xiàn)通過(guò)模型對(duì)建筑及建筑各構(gòu)件或部分與實(shí)際一致且更加精準(zhǔn)的現(xiàn)實(shí)化展示，并保障在瀏覽模型時(shí)的流暢度，方便運(yùn)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。

圖1 系統(tǒng)總體部署架構(gòu)

圖2 平臺(tái)軟件架構(gòu)

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

第一，運(yùn)維管理。

運(yùn)維管理平臺(tái)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑整體運(yùn)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(jiàn)圖3）。

圖3 平臺(tái)系統(tǒng)接入

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(tái)。公共服務(wù)主要是在BIM 建筑模型上實(shí)現(xiàn)宣傳與推廣、公共信息的查詢等功能；微信公眾平臺(tái)主要是以微信公眾服務(wù)號(hào)的形式面向園區(qū)用戶提供故障維修申請(qǐng)、在線繳費(fèi)、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(dòng)終端。

平臺(tái)直接關(guān)聯(lián)運(yùn)維及管理人員的移動(dòng)終端，可以在第一時(shí)間將報(bào)警或提示信息同步給前述人員并進(jìn)行互動(dòng)，確保平臺(tái)有效運(yùn)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(jiǎn)稱(chēng)“BIM”）技術(shù)是以建筑工程項(xiàng)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(shí)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(jìn)行可視化的運(yùn)維操作與管理。

6.2 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）

射頻識(shí)別也稱(chēng)無(wú)線射頻識(shí)別RFID（Radio Frequency Identification），其特點(diǎn)是不需要通過(guò)機(jī)械或光學(xué)接觸，依靠無(wú)線電訊號(hào)辨別目標(biāo)并讀寫(xiě)其數(shù)據(jù)，能有效應(yīng)用于運(yùn)維中的設(shè)備盤(pán)點(diǎn)與管理。

6.3 二維碼掃描技術(shù)

二維碼掃描是指通過(guò)智能手機(jī)客戶端應(yīng)用軟件獲取模型中相關(guān)設(shè)備的詳細(xì)內(nèi)容和關(guān)鍵信息等。在BIM 運(yùn)維管理中，應(yīng)用二維碼掃描實(shí)現(xiàn)設(shè)備基本信息、維護(hù)信息、資料文檔的查詢等，方便運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)管理工作。

7 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)將BIM 技術(shù)應(yīng)用于用友軟件園運(yùn)維工作并構(gòu)建實(shí)施相應(yīng)運(yùn)維平臺(tái)的實(shí)踐，結(jié)合相關(guān)研究的進(jìn)展，筆者充分意識(shí)到：雖然現(xiàn)如今不少工程項(xiàng)目已經(jīng)建立了基于BIM 的自動(dòng)化辦公平臺(tái)，但具體到如相關(guān)運(yùn)維過(guò)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(yán)重的技術(shù)瓶頸。筆者認(rèn)為如要充分地實(shí)現(xiàn)基于BIM 的智能運(yùn)維管理，應(yīng)主要立足于實(shí)現(xiàn)建筑信息生成技術(shù)、動(dòng)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(xiàng)目實(shí)踐中進(jìn)行不斷的探索和論證。

雖然BIM 模型技術(shù)在運(yùn)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(rèn)識(shí)到，構(gòu)建智慧建筑運(yùn)維管理平臺(tái)的意義遠(yuǎn)不止于解決所謂的運(yùn)維工作中的老大難問(wèn)題，其更大的價(jià)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(yùn)維管理，又能通過(guò)運(yùn)維階段的反饋和倒追促進(jìn)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。