李 欽 羅遠(yuǎn)峰

(廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

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基于BIM的可視化運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用研究★

李 欽 羅遠(yuǎn)峰

(廣州盛冠建筑科技有限公司，廣東 廣州 510520)

簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外BIM運(yùn)維系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出BIM運(yùn)維系統(tǒng)可能存在的問(wèn)題，并闡述了基于BIM的可視化運(yùn)維系統(tǒng)在佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈中的應(yīng)用，指出利用編程技術(shù)在Revit上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，結(jié)合三維引擎技術(shù)，能夠較好地解決該系統(tǒng)的應(yīng)用難點(diǎn)。

BIM，運(yùn)維管理，軟件開(kāi)發(fā)，輕量化

0 引言

近年來(lái)，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)、施工階段得到廣泛應(yīng)用，也得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等各參與方的一致肯定，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益。然而由于運(yùn)維管理處在整個(gè)行業(yè)鏈的最后環(huán)節(jié)，以至BIM技術(shù)涉及運(yùn)維管理的案例較少。另外，BIM模型在設(shè)計(jì)和施工階段積累了大量的數(shù)據(jù)，如何過(guò)濾、提取對(duì)運(yùn)維管理有用的數(shù)據(jù)是搭建BIM運(yùn)維系統(tǒng)的關(guān)鍵。BIM在運(yùn)維階段的應(yīng)用也正逐漸成為建筑領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

1 國(guó)內(nèi)外BIM運(yùn)維系統(tǒng)現(xiàn)狀

國(guó)外BIM管理系統(tǒng)軟件主要有Archibus，IBM TRIRIGA-Maximo，ArchiFM。Archibus是全球知名的資產(chǎn)及設(shè)施整體管理解決方案TIFM，專注于不動(dòng)產(chǎn)、設(shè)施及設(shè)備資產(chǎn)管理相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域的研究。它可以通過(guò)端口與BIM技術(shù)相連接，形成有效的管理模式，從而提高設(shè)施設(shè)備維護(hù)效率和降低維護(hù)成本；TRIRIGA是基于WEB開(kāi)發(fā)，于2011年被IBM收購(gòu)，與Maximo資產(chǎn)管理軟件結(jié)合為用戶提供投資項(xiàng)目管理、空間管理、資產(chǎn)組合規(guī)劃等全面的設(shè)施和房地產(chǎn)管理解決方案；ArchiFM是基于BIM技術(shù)的管理軟件，原為ArchiCAD的插件，現(xiàn)在獨(dú)立為專業(yè)軟件公司，主要提供SAAS模式的FM系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)BIM的發(fā)展尚處于初期階段，針對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的案例較少，在運(yùn)維領(lǐng)域具有較高成熟度開(kāi)發(fā)的、成規(guī)模的公司暫時(shí)沒(méi)有。但國(guó)內(nèi)一些公司正開(kāi)始嘗試?yán)肂IM模型進(jìn)行運(yùn)維管理的局部應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，一些GIS軟件廠商也在自己的GIS圖形平臺(tái)上提供了對(duì)BIM模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化支持，在GIS平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)設(shè)施的可視化管理[1]。

2 BIM運(yùn)維系統(tǒng)需注意的問(wèn)題

雖然基于BIM的運(yùn)維系統(tǒng)可以克服傳統(tǒng)運(yùn)維系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)二維系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的一些功能，但基于BIM的運(yùn)維系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中仍然會(huì)存在一些問(wèn)題，影響系統(tǒng)的效益[2,3]。通過(guò)總結(jié)歸納，基于BIM的運(yùn)維系統(tǒng)可能存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 模型輕量化

在施工階段會(huì)根據(jù)施工的需要，在BIM模型中附加很多與施工相關(guān)的信息，而這部分信息對(duì)運(yùn)維的意義不大，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)冗余，導(dǎo)致BIM模型的體量增大，進(jìn)而影響B(tài)IM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)此應(yīng)將BIM運(yùn)維模型與BIM施工模型和BIM竣工模型進(jìn)行區(qū)分，簡(jiǎn)化與運(yùn)維無(wú)關(guān)的信息，實(shí)現(xiàn)模型的輕量化。

2.2 數(shù)據(jù)采集

BIM運(yùn)維系統(tǒng)包括建筑物管理、空間管理以及各類設(shè)施設(shè)備的管理等，所涉及對(duì)象的種類和數(shù)量非常多，由此該部分?jǐn)?shù)據(jù)的人工采集和錄入將耗費(fèi)很大的工作量。尤其是需要相關(guān)工作人員測(cè)量收集后，由統(tǒng)一錄入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

2.3 設(shè)備定位與編碼

BIM模型中的構(gòu)件數(shù)量繁雜，如果不對(duì)其進(jìn)行編碼，將很難快速找到需要維護(hù)的對(duì)象。系統(tǒng)合理的編碼體系，不僅能夠很好的改善數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，提高構(gòu)件的搜索速度，而且有利于系統(tǒng)的應(yīng)用及擴(kuò)展。

2.4 系統(tǒng)運(yùn)行速度

BIM模型中包括了大量的幾何信息(尺寸信息、定位信息)和專業(yè)信息(規(guī)格、型號(hào)、設(shè)計(jì)參數(shù)等)，這些信息增加了對(duì)系統(tǒng)運(yùn)算能力的要求，尤其對(duì)于體量大、模型深度高的建筑物，該類問(wèn)題尤其突出。而目前硬件運(yùn)算能力的不足，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行緩慢，甚至無(wú)法運(yùn)行。

對(duì)此，本文以佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項(xiàng)目為例，結(jié)合深圳筑星科技有限公司的BIM-STAR系統(tǒng)進(jìn)行BIM運(yùn)維系統(tǒng)應(yīng)用研究及探討。

3 佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項(xiàng)目概況

佛山南海區(qū)承創(chuàng)大廈項(xiàng)目(見(jiàn)圖1)位于廣東省佛山市南海區(qū)桂城海五路北，為綜合辦公建筑?？偨ㄖ娣e為68 502 m2,地下2層，地上20層，建筑樓高84 m,建筑密度不大于27.94%，容積率不大于3.43，綠地率28.30%。

項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)，將建筑物的建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、空調(diào)、電梯、消防系統(tǒng)等機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的管道、設(shè)備和構(gòu)件的技術(shù)信息和管理信息整合，建立統(tǒng)一的三維綜合詮釋平臺(tái)(見(jiàn)圖2)。BIM模型為建立高度集成的“精細(xì)化”和“信息化”的BIM運(yùn)維系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

4 項(xiàng)目BIM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用策略

在建立BIM運(yùn)維系統(tǒng)前期，根據(jù)不同的應(yīng)用需要對(duì)BIM模型進(jìn)行相應(yīng)的處理，這部分工作需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。對(duì)此，項(xiàng)目根據(jù)應(yīng)用的需要，通過(guò)編程技術(shù)在Revit上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，結(jié)合三維引擎技術(shù)，較好的解決了相關(guān)難點(diǎn)，從而改善BIM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

4.1 快速編碼插件

為避免出現(xiàn)相同的編碼而影響系統(tǒng)的應(yīng)用，BIM模型中的所有的模型構(gòu)件應(yīng)具有唯一的編碼。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，考慮實(shí)際的應(yīng)用需要，采取“項(xiàng)目代碼—專業(yè)名稱—樓層—系統(tǒng)名稱—構(gòu)件編號(hào)”作為模型構(gòu)件編碼規(guī)則。

為減少手動(dòng)編碼的工作量，根據(jù)項(xiàng)目的編碼需求在Revit上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，研發(fā)了快速編碼插件，使用者只需在Revit中根據(jù)專業(yè)、樓層、系統(tǒng)分類選擇所有的構(gòu)件，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批量編碼，極大提高了工作效率。

4.2 族管理系統(tǒng)

由于BIM模型在建立時(shí)，存在族名稱雜亂的問(wèn)題，影響模型在運(yùn)維平臺(tái)的應(yīng)用。因此，BIM模型在導(dǎo)入運(yùn)維系統(tǒng)前需進(jìn)行族命名的標(biāo)準(zhǔn)化操作。然而手動(dòng)修改族名工作量非常大，對(duì)此項(xiàng)目組研發(fā)了族管理系統(tǒng)(見(jiàn)圖3)，系統(tǒng)能夠方便的對(duì)Revit模型進(jìn)行規(guī)范化管理，根據(jù)命名規(guī)則對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)整，減少繁瑣的手動(dòng)操作，提高了工作效率。該軟件已申請(qǐng)了計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記，登記號(hào)為2015SR276231。

4.3 模型鏈接視圖軟件

由于BIM運(yùn)維模型簡(jiǎn)化了施工信息，然而在特定時(shí)候，同樣需要快速的查詢及管理這些信息。對(duì)此，項(xiàng)目組在Revit上研發(fā)了模型鏈接視圖軟件(見(jiàn)圖3)，該軟件能夠?qū)⒏鱾€(gè)構(gòu)件與變更單、圖紙、現(xiàn)場(chǎng)照片、設(shè)備等信息進(jìn)行聯(lián)接。該軟件能夠快速查找構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的信息，或從信息定位到相關(guān)的構(gòu)件，從而便于對(duì)BIM信息的管理。

模型鏈接視圖可以對(duì)BIM模型中的信息進(jìn)行有效的管理，完善了BIM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用。該軟件已申請(qǐng)了計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記，登記號(hào)為2016SR191187。

通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，能夠較好地改善前文提到的“模型輕量化”和“設(shè)備編碼”會(huì)遇到的問(wèn)題，減少了手動(dòng)工作量，提高了工作效率。對(duì)于“數(shù)據(jù)采集”，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中嘗試RFID技術(shù)和二維碼技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，能夠較好的輔助設(shè)備管理，提升運(yùn)維水平。另外，經(jīng)過(guò)輕量化的BIM模型，結(jié)合BIM-STAR系統(tǒng)的三維圖像引擎技術(shù)過(guò)濾圖形界面中過(guò)小的構(gòu)件來(lái)減少顯示的信息量，從而降低了運(yùn)維系統(tǒng)的運(yùn)算量，實(shí)現(xiàn)BIM運(yùn)維系統(tǒng)速度的提升。

5 項(xiàng)目BIM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用

項(xiàng)目通過(guò)BIM運(yùn)維系統(tǒng)整合設(shè)計(jì)資料、施工資料、運(yùn)維資料、設(shè)備信息、監(jiān)控信息、規(guī)范信息等圖形及信息數(shù)據(jù)，以提高維修效率，降低總體維修成本，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠、可控性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期的信息化管理[4]。主要的應(yīng)用如下：

1)設(shè)備定位與信息查看。在BIM模型中可以任意角度查看相關(guān)設(shè)備，并可以通過(guò)點(diǎn)擊設(shè)備來(lái)查看相關(guān)資料和信息，也可以通過(guò)輸入設(shè)備名和設(shè)備型號(hào)等屬性的方式進(jìn)行查詢?yōu)g覽，操作簡(jiǎn)單方便。其中關(guān)聯(lián)的信息主要有名稱、廠家、品牌、產(chǎn)地、生產(chǎn)日期、規(guī)格型號(hào)、技術(shù)參數(shù)等，同時(shí)可以關(guān)聯(lián)“設(shè)備圖紙”“維保手冊(cè)”“出廠驗(yàn)收?qǐng)?bào)告”等文檔資料。

2)設(shè)備維護(hù)。通過(guò)添加維護(hù)計(jì)劃，把關(guān)聯(lián)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)周期和程序以及相關(guān)的注意事項(xiàng)等內(nèi)容內(nèi)置到BIM維護(hù)系統(tǒng)中，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)置的規(guī)則智能的生成維護(hù)計(jì)劃表，達(dá)到提醒維護(hù)人員進(jìn)行必要的維護(hù)的目的。維護(hù)人員可以通過(guò)掃描二維碼，快速獲取該設(shè)備的BIM模型、相關(guān)圖紙、歷史維修記錄、維護(hù)手冊(cè)等關(guān)聯(lián)資料，以更好的輔助解決問(wèn)題[5]。

3)資料管理。BIM運(yùn)維系統(tǒng)可以對(duì)建筑全生命周期中產(chǎn)生的資料進(jìn)行歸檔管理，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)將資料歸類存儲(chǔ)，便于運(yùn)維階段對(duì)信息資料的檢索與查詢。結(jié)合BIM三維可視化的展示方式，可以根據(jù)構(gòu)件模型快速找到相關(guān)聯(lián)的信息[6]。

4)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。BIM運(yùn)維系統(tǒng)通過(guò)對(duì)BIM模型信息和運(yùn)維中產(chǎn)生和采集的數(shù)據(jù)，可以快速形成所需要的查詢統(tǒng)計(jì)報(bào)表，為庫(kù)存管理、設(shè)備采購(gòu)、財(cái)務(wù)預(yù)算等提供數(shù)據(jù)參考。

5)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中通過(guò)RFID技術(shù)，嘗試將設(shè)備與BIM模型關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)維業(yè)務(wù)的智能監(jiān)測(cè)及管理。對(duì)于監(jiān)測(cè)周期較長(zhǎng)的設(shè)備可以通過(guò)二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與BIM模型關(guān)聯(lián)，不僅可以實(shí)現(xiàn)同樣的管理效果，而且降低了運(yùn)維成本。

基于BIM的可視化運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用功能還有很多，比如空間管理、能耗管理、消防演練等，不同運(yùn)營(yíng)單位有不同的需求，需要更多的研究人員對(duì)其進(jìn)行研究與探索。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)BIM運(yùn)維系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐，探討了系統(tǒng)實(shí)踐過(guò)程中需注意的問(wèn)題及相應(yīng)的解決策略，意在引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜壹皩W(xué)者的關(guān)注，共同探討構(gòu)建高效的BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)，推動(dòng)BIM技術(shù)在運(yùn)維階段的發(fā)展與應(yīng)用。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云技術(shù)、建筑智能化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展，為BIM技術(shù)在建筑運(yùn)維管理方面的應(yīng)用提供了新的技術(shù)思路，推動(dòng)BIM技術(shù)在建筑全生命周期的應(yīng)用。

[1] 馮延力.基于BIM的設(shè)施運(yùn)維管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[A].大數(shù)據(jù)時(shí)代工程建設(shè)與管理——第五屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇[C].2015.

[2] 葉 晶.信息技術(shù)在基于BIM的運(yùn)維系統(tǒng)中應(yīng)用的探討[J].綠色建筑,2014(3):65-67.

[3] 胡振中,彭 陽(yáng),田佩龍.基于BIM的運(yùn)維管理研究與應(yīng)用綜述[J].圖學(xué)學(xué)報(bào),2015(5):802-810.

[4] 過(guò) 俊,張 穎.基于BIM的建筑空間與設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2013,5(3)：33-35.

[5] 賴華輝,鄧雪原,陳 鴻,等.基于BIM的城市軌道交通運(yùn)維模型交付標(biāo)準(zhǔn)[J].都市快軌交通,2015,28(3):78-83.

[6] 李少偉.BIM提升運(yùn)維管理的研究[J].山西建筑,2015,41(21):238-240.

Application research on the operation and maintenance system of visual based on BIM★

Li Qin Luo Yuanfeng

(GuangzhouSunglydConstructionTechnologyCo.,Ltd,Guangzhou510520,China)

Briefly describe the status of BIM operation and maintenance system, put forward some questions of system. Combined with the Chengchuang building which located in Nanhai district Foshan city to explain the application experience of BIM. Through Revit development and 3D engine technology is better to solve the difficulties.

BIM, operation management, software development, lightweight

1009-6825(2016)27-0223-03

2016-07-16★：廣東省省級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013A011404003)

李 欽(1985- )，男，工程師； 羅遠(yuǎn)峰(1987- )，男，工程師

TP319

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