余雯婷，　李希勝

(南京林業(yè)大學　a. 研究生院； b. 土木工程學院， 江蘇　南京　210037)

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基于BIM技術的建筑設施管理信息提取與應用

余雯婷，李希勝

(南京林業(yè)大學a. 研究生院； b. 土木工程學院， 江蘇南京210037)

摘要：目前，在建設項目全壽命周期管理過程中實現(xiàn)對建筑設施相關信息的有效利用是提高工程項目管理效率、提升建筑設施管理水平的關鍵問題。根據(jù)我國建筑設施管理的特點和實際需求，本文基于BIM技術和全壽命周期管理理論，提出了現(xiàn)代建筑設施管理的內(nèi)容，對建筑設施信息進行了分類、賦值和提取，并在Access平臺下對建筑設施管理過程中設施信息的查詢、定位及經(jīng)濟分析等功能進行了系統(tǒng)開發(fā)實踐。最后結合Revit建模軟件和Access數(shù)據(jù)庫進行了案例的模擬分析，通過對Access數(shù)據(jù)庫的二次開發(fā)，實現(xiàn)了在運營維護階段，基于BIM技術的高效、集成化的建筑設施管理，并展望了基于BIM云的建筑設施管理模式。

關鍵詞：建筑設施管理；信息管理；Access；BIM

1傳統(tǒng)建筑設施管理存在的問題

傳統(tǒng)的建筑設施管理以物業(yè)管理為根本特點，這種管理機制信息保存度低，容易出現(xiàn)“信息孤島”、“信息斷流”[1]，不能有效地與前期設計階段的設備信息整合。運維階段與前期設計及施工階段相對分離，導致運維階段的設施管理任務只停留在運維人員上，而與設計人員、施工人員以及業(yè)主無法有效聯(lián)系，在項目全壽命周期內(nèi)設施的有效信息無法實現(xiàn)流轉。如何采用高效集成的手段有效地組織這些信息，以實現(xiàn)設計和施工階段的有效信息能傳遞到運營維護階段并輔助運營維護管理，是當前建筑全生命周期管理中需要解決的重要問題[2]。

其次，傳統(tǒng)的理念將建筑設施管理等同于對建筑設備狀態(tài)的管理，只關注于設備的使用狀態(tài)、維修情況等，沒能將設施管理與設備管理區(qū)分開，導致設施管理的內(nèi)涵和外延不夠明確，無法達到預期的管理目標。需要明確的是，建筑設施與設備是兩個具體不同的概念，設備管理是建筑設施管理的基礎，設施管理是對設備管理的系統(tǒng)提升和整合。設施是指空間安排與整體布置，為某種需要而建立的機構、組織、建筑綜合體；設備是指基本具有特定實物形態(tài)和特定功能，可供人們長期使用的一套裝置。設施與設備的區(qū)別在于一個系統(tǒng)與一個具體構件的不同，設備則強調(diào)具體生產(chǎn)構件本身，而現(xiàn)代設施管理更加強調(diào)的是設備的空間布置和聯(lián)動性，而不再僅僅局限于設備構件本身。

2現(xiàn)代建筑設施管理

根據(jù)IFMA(International Facility Management Association)的定義，現(xiàn)代建筑設施管理(Facility Management，簡稱FM)是運用多學科專業(yè)，集成人、場地、流程和技術來確保建筑及其設備良好運行的活動，以企業(yè)經(jīng)營目標為依據(jù)，以設備及其組成的整個系統(tǒng)為研究對象，追求設備綜合效率與壽命周期費用的經(jīng)濟性，運用各種技術、經(jīng)濟和組織措施，對設備從規(guī)劃、設計、制造、購置、安裝、使用、維修、技術改造、更新直至報廢的整個設備壽命周期進行全過程的管理，設施管理的目的是獲取最佳的設備投資效果[3]。FM與一般的物業(yè)管理有著本質(zhì)區(qū)別，關鍵在于“面向的對象不同”，后者面向建筑物以外的附屬設施[4]，而前者面向的則是建筑設備和其所組成的整個系統(tǒng)，是相互聯(lián)系的有機體。

IFMA從時間維度上界定了設施管理的流程，為實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營目標，還需從設施管理的具體對象入手，從技術、經(jīng)濟、合同、安全等具體管理內(nèi)容上進行細化。綜合分析文獻研究成果[1, 5～15]并根據(jù)設施管理的系統(tǒng)性要求，現(xiàn)代化建筑設施管理應該包括設備管理、經(jīng)濟管理、運維管理、技術管理、安全管理、合同管理、物業(yè)管理等七個管理模塊，所包含的具體管理內(nèi)容如圖1所示。在這7個管理模塊中，設備管理及物業(yè)管理是物化管理對象；經(jīng)濟管理與安全管理是管理目標；而運維管理、合同管理、技術管理是管理手段和方法，是介于管理對象與管理目標的紐帶和橋梁。

圖1　建筑設施管理的具體內(nèi)容

3BIM技術在建筑設施管理中的應用

如前所述，設施管理的內(nèi)容十分豐富，在實際管理過程中需要整合設計階段、施工階段的相關信息，BIM技術為完成這一任務提供了技術支撐。BIM(Building information modeling)是創(chuàng)建并利用數(shù)字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程，即利用計算機三維建模工具，創(chuàng)建富含工程信息的完整數(shù)字模型，將模型信息應用于項目全壽命周期管理(Building Lifecycle Management，簡稱BLM)中的規(guī)劃、設計、施工以及運營管理等各個階段過程中[16～18]。

BIM模型是數(shù)據(jù)豐富的、目標導向的、智能的、參數(shù)化、數(shù)字化的信息高度集成的模型，其提供的各種3D視圖以及模型輸出的各種數(shù)據(jù)可以幫助項目各方?jīng)Q策，改善整個建設運營流程[4]，模型中豐富的數(shù)據(jù)信息是建筑設施管理的基礎。但BIM模型中包含著大量的信息，只有在對BIM模型信息進行有效的信息分類、信息賦值、信息提取，并對模型中未包含的信息進行補充和完善，才能使BIM技術與建筑設施管理有機結合。建筑設施管理過程中充分利用BIM模型的有效信息，不但可以充分體現(xiàn)BIM模型的優(yōu)勢，而且可以為建筑設施管理提供基本數(shù)據(jù)。

3.1基于BIM技術的建筑設施信息分類與賦值

建筑設施管理的核心是對信息的管理，其前提是對設施信息進行分類、定義和賦值。源于信息的復雜性和交叉性，信息的分類標準各有不同，根據(jù)BIM模型所包含的信息特點及建筑設施管理的內(nèi)容劃分，信息可以分為四大類：實體屬性信息、階段屬性信息、是否隨時間變化需要重新賦值的信息、內(nèi)容屬性信息，具體如圖2所示。建立這樣的信息分類系統(tǒng)，目的是將BIM模型與建筑設施管理緊密結合，以便在初期BIM建模的過程中完備相關設施的管理信息，對于模型中無法提供的、需要在后期補充的動態(tài)信息如維修歷史、運營成本費用等在導出模型數(shù)據(jù)的基礎上，在相應的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中進行完善。

圖2　基于BIM技術的建筑設施信息分類

建筑設施管理信息的賦值從BIM建模階段開始，貫穿建筑設施管理的全過程。在建模階段，賦值的信息主要是項目的全部靜態(tài)信息和部分動態(tài)信息，如初期成本、構造、功能、樣式、顏色、材質(zhì)和裝飾、制造商、型號、防火等級等靜態(tài)信息及創(chuàng)建、拆除階段等部分動態(tài)信息；在項目運營使用過程中，主要是對動態(tài)信息(如維修歷史、運維成本、空間變化等)賦值。

3.2建筑設施管理信息提取及應用

在對建筑設施信息分類、定義和賦值的基礎上，利用Revit DB Link插件將BIM模型中所攜帶的有效信息導入到ODBC數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通過對動態(tài)信息的定義和賦值，開發(fā)建筑設施數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)相關的管理功能。

現(xiàn)代化的建筑設施管理能夠與云技術、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新技術緊密結合，實現(xiàn)現(xiàn)代化的建筑設施管理智能化、可視化、集約化的管理要求。憑借先進的技術支持，進行復雜的數(shù)據(jù)計算和實施動態(tài)模擬，為現(xiàn)代建筑設施管理的科學性和合理性提供保障。

本文應用Access數(shù)據(jù)庫管理平臺，在系統(tǒng)功能設計、結構設計、數(shù)據(jù)庫設計的基礎上，實現(xiàn)了設備查詢、設備統(tǒng)計分析、設備經(jīng)濟分析及設備定位四個功能。系統(tǒng)的實現(xiàn)流程圖如圖3所示。

圖3　基于BIM技術的建筑設施管理系統(tǒng)實現(xiàn)流程

4案例實證

(1)建立模型與信息賦值

在Revit Architecture 2014中建立BIM模型，建模時通過定義模型實例屬性和類型屬性進行賦值，完成建筑設施的靜態(tài)信息和部分動態(tài)信息的賦值，部分設施具體賦值信息如表1所示。

表1　部分設施賦值信息

(2)信息導出和動態(tài)信息賦值

應用Revit DB Link將Revit模型中的靜態(tài)信息導出到Access數(shù)據(jù)庫中，并對運維階段的設備動態(tài)信息，如維修狀態(tài)、維修費用、維修次數(shù)和維修成本等進行賦值，流程如圖4所示。

圖4　模型的建立、設施信息的定義和導出流程

(3)基于Access的建筑設施管理系統(tǒng)開發(fā)

系統(tǒng)主要包括設備管理、經(jīng)濟管理、運維管理、技術管理、安全管理、合同管理、物業(yè)管理等七個功能模塊，如圖5所示；結構設計自上至下主要包括圖形用戶界面設計、主要功能模塊設計、對象管理層及系統(tǒng)支持層；數(shù)據(jù)庫設計主要是數(shù)據(jù)庫表間關系設計，根據(jù)主索引字段確定表間一對一、一對多及多對多的關系。

圖5　小別墅建筑設施管理系統(tǒng)

圖6　設備查詢和瀏覽

以設備管理模塊為例，可以實現(xiàn)設備基本信息的查詢和瀏覽(圖6)、設備運營成本的統(tǒng)計和統(tǒng)計排序分析(圖7)。在運營維護期間，跟蹤記錄“窗”設備的維修金額和維修次數(shù)，借助于Access中的“數(shù)據(jù)透視圖”工具，可以比較出每種類型的“窗”設備的維修費支出情況，如圖8所示。

圖7　設備統(tǒng)計和排序結果

圖8　“窗”設備的維修總費用的數(shù)據(jù)透視圖

5結語

現(xiàn)代化建筑設施管理應立足于設施全壽命周期管理，實現(xiàn)設施管理的智能化、可視化及集約化。將BIM技術與建筑設施管理系統(tǒng)進行有效結合可實現(xiàn)設施管理信息的綜合運用，體現(xiàn)設施管理的科學性。

借助于BIM技術提取出有效信息是建筑設施管理的基礎。BIM模型中關于設施的信息數(shù)據(jù)以開放式數(shù)據(jù)庫(ODBC)形式導出，可以直接應用于Excel、Access、Delphi、FoxPro等應用軟件及數(shù)據(jù)庫開發(fā)軟件，根據(jù)設施管理的目標及功能要求，進行設施管理系統(tǒng)的二次開發(fā)。并且，在合理分類篩選的基礎上，作為開放式數(shù)據(jù)源可直接應用于國外主流的設施管理系統(tǒng)，如CMMS(Computerized maintenance management system)、CAFM(Computer-aided facility management)等。

文中實例是在Access平臺下開發(fā)的C/S架構的設施管理系統(tǒng)，其目的僅是說明BIM模型信息的提取和應用，無法實現(xiàn)隨時隨地共享信息數(shù)據(jù)的功能。隨著BIM云技術的日漸成熟和廣泛應用，在對BIM信息進行有效分類和提取，對建筑設施管理系統(tǒng)進行功能分析的基礎上，根據(jù)具體要求明確其管理內(nèi)容，并針對不同用戶分級設定使用權限，開發(fā)基于B/S架構的基于BIM云的建筑設施管理系統(tǒng)是未來的方向。此外，依據(jù)建筑設施管理概念所建立的設施管理數(shù)據(jù)庫可以作為底層基礎數(shù)據(jù)，獨立存放于云端，作為其他設施管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源。

實現(xiàn)基于BIM云的建筑設施管理模式，不僅可以有效促進BIM技術的全面推廣，而且在極大程度上實現(xiàn)設施管理模式的變革。通過將設計、施工及運營等不同階段關于設施信息的有效集成，以及將建筑設施管理參與方(用戶、設計及施工人員、設施管理人員)意見的高度整合，能夠極大地推動建筑設施管理的動態(tài)化、智能化和集成化。

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BIM-based Information Extraction and Application of Building Facility Management

YUWen-ting,LIXi-sheng

(a. Graduate School; b. School of Civil Engineering， Nanjing Forestry University，

Nanjing 210037， China)

Abstract:At present, realizing the use of effective information related to building facility management in the life cycle of construction management is the urgent problem to improve the efficiency and the level of building facilities management. According to the characteristics and actual demand of facility management in our country, and on the base of BIM technique and life cycle management theory, this paper puts forward the content of the modern building facility management and studies the definition, information classification, assignment, information extraction and realize information query, location, economic analysis of building facilities through developing building facility management system in Access. Through the simulation analysis of a case and with the help of Revit software and Access database, the system realizes the efficiency and integration of facility management through the secondary development of the database in the operation phrase, and prospects a new model of building facility management based on BIM cloud.

Key words：building facility management; information management; Access; BIM

中圖分類號：TP315；TP391；TU8

文獻標識碼：A

文章編號：2095-0985(2016)01-0085-05

基金項目：江蘇省住房與城鄉(xiāng)建設廳資助項目(js2011jh9)

作者簡介：余雯婷(1990-)，女，江蘇南京人，碩士研究生，研究方向為BIM技術應用(Email: 437178034@qq.com)

收稿日期：2015-08-31修回日期： 2015-09-29