基于BIM的设施管理信息系统研究

基于BIM的设施管理信息系统研究

作者：王雯晗

来源：《经营管理者·上旬刊》2016年第12期

摘 要：运维阶段往往是建筑项目全生命周期中时间最长、费用最高的一个阶段，如何通过信息化手段降低设施管理的成本并提高管理效率显得十分必要。基于BIM技术的设施管理信息系统，将BIM技术三维、参数化、交互性的模型数据与设施管理中的应用模块相结合，可以大大降低设施管理的成本，提高运维阶段的管理效率。 关键词：BIM FM 信息管理系统

近年来，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术在建筑全生命周期中的应用不断兴起。但是目前关于BIM的研究大多集中在建筑设计和施工阶段，在建筑项目运营维护阶段，BIM技术的应用仍是一个亟待探索的领域。运维阶段在建筑全生命周期中最长，运维阶段的设施/物业管理成本约占到建筑总成本的85%。在建设项目的运维阶段，信息的获取需要通过咨询项目各参与方才能全面获取，大大降低了时效性且增加了难度，在进行管理决策时，管理者往往需要查询大量的图样、文件等建筑空间以及设备等信息才能掌握管理数据，使得管理效率低且管理水平落后。因此，BIM技术在运维阶段的应用显得尤为重要。 一、设施管理的现状

运维阶段需要处理的数据是巨量且凌乱的，从规划勘察阶段的地质勘察报告、设计各专业的CAD出图、施工各工种的组织计划、运维各部门的保修单等等，如果没有一个好的运维管理平台协调处理这些数据，可能会导致某些关键数据的永久丢失，不能及时、方便、有效检索到需要的信息，更不用提基于这些基础数据进行数据挖掘、分析决策。一个良好的运维平台是运维实施的前提。目前市场上常见的运维平台以国外为主，比如ARCHIBUS、FM：Systems、EcoDomus等，但由于国外工程的背景要求、建设模式、法规标准都与国内有着明显区别，尚不能很好的满足本地化的业务需求，需要有针对性的定制开发才能投入实际项目使用。将BIM技术运用于设施管理，即将设计、施工阶段的BIM平台与传统设施/物业管理平台相融合，能够大幅提升设施管理信息共享、运维管理、空间管理水平，满足设施管理方运营阶段的管理需求。目前，随着从业人员素质的提高、设施管理者的不断付出与投入，设施管理效果已不断得到提升，但从整体管理层面来看，仍普遍存在很多问题：

1.信息存储和使用效率低下；在大数据时代，信息资料的关键作用不言而喻。传统的设施管理中所涉及的设施设备维护与管理严重依赖于大量设施管理人员以及部分其他部门人员的贡献，缺乏信息技术手段。工程设计图、施工图、竣工图等几乎所有的建筑信息资料以纸张的方式存储于档案室中，当出现问题或有需要的时候调用这些信息的难度十分大且效率低下。

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2.设备设施维修缺乏及时性；不同建设项目所包含的建筑结构迥异，且多数结构复杂。对故障、损坏的发生难以预测，故障损坏发生时也难以被及时排查发现，这都会增加维修过程的难度及成本。

3.劳务成本的不断增加；随着各种技术的发展，设备设施的复杂程度也不断增加，运营阶段管理过程中，为监督和测量建筑物实时的运行状况，需要大量设施设备管理人员分布在建筑物内进行检查和记录，并且对人员素质的要求也不断提高，增加了设施管理的劳务成本。 4.未来发展不足；传统的二维技术已经无法满足设施设备、设施管理行业的发展需求。很难再通过传统的手段与方法提高管理效率及成效。 二、BIM技术在设施管理信息系统中的应用

目前相关技术在设施管理中的应用是孤立的，虽然单独应用某项技术给设施管理带来了很大好处，但远远低于技术间集成应用的效益。BIM技术及其相关技术的出现为设施管理带来极大的价值和便利，尤其是项目全生命周期内信息的创建、共享和传递，能够保证信息的有效沟通。只有将相关信息技术进行集成，并构建基于BIM的设施管理体系，才能消除传统信息创建、管理和共享的弊端，更好的实现设施管理信息化，从而提升设施管理的效率。主要应用点有：

1.物业空间管理。BIM是以可视化数字模型为载体，集建筑项目在整个生命周期内的所有几何特性、功能要求与构件的性能信息为一体的共享资源平台。基于BIM的物业空间管理可以让各参与方尽早地参与空间规划活动。BIM参数模型将记录和同步更新建筑物在施工阶段的修改及最终模型信息，并同步提供建筑物性能的相关信息给设施管理人员，使他们能及时有效地掌握建筑物的使用情况。此外，依靠BIM模型的完善数据存储能力，可将商业建筑运营阶段的成功经验和难点问题进行记录，将这些信息有效地汇总并借鉴到其他项目中，使同类别项目运营设施管理的成功得以复制到更多的项目中，为整个行业的设施管理进行增值。 2.设备高效维护。利用BIM模型可以储存并同步建筑物设备信息，在设备管理子系统中，有设备的档案资料，可以了解各设备可使用年限和性能；设备运行记录，了解设备已运行时间和运行状态；设备故障记录，对故障设备进行及时的处理并将故障信息进行记录借鉴；设备维护维修，确定故障设备的及时反馈以及设备的巡视。这些保证了项目运行阶段设备运行维护管理的全面有序，为维护管理提供合理计划，设备的预知维修提供帮助。

3.物流信息丰富。采用BIM模型的空间规划和物资管理系统，可以随时获取最新的3D设计数据，以帮助协同作业。在数字空间进行模拟现实的物流情况，显著提升庞大物流管理的直观性和可靠性，使服务者了解庞大的物流管理活动，能有效降低服务者进行物流管理时的操作难度。

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4.可视化三维管理。实现建筑运维阶段的可视化管理是BIM技术的重要特征。可视化管理强调的是BIM技术在视觉上逼真的显示功能。对于不同的空间尺寸、空间形状、空间运维状态、合同状态，BIM可以利用仿真的规格、材质、色彩形象表述，并运用标签的方式加入图形、实例以及文字，尽可能地将模型中集成的信息以直观的可视化手段表达出来，帮助系统的使用者清楚明了地掌握空间运营的关键。

5.能耗管理。通过能耗分析软件与实时采集数据相结合，可以协助技术人员拟定节能计划和节能方案。

6.数据关联同步。BIM模型的关联性构建和自动化统计特性，对维护运营管理信息的一致性和数据统计的便捷化作出了贡献。如前期设施工具移入时，每个空间单元都有一图一表，使该空间单元信息从始至终保持一致，统计结果准确可靠；同理可以管理供应商信息等设施管理涉及的实用功能。数据的关联同步，可以实时管理资产配置数据报表。

7.不同部门间的信息互通及协同作业。通过BIM技术，各相关管理部门可以将各部门的最新运维管理信息加载至BIM三维模型中，同时也能够实时地调用其他部门的最新BIM数据，用于本部门空间、设施设备管理所需。同时，也可以进一步通过网络的信息集成实现各部门的协同工作。

8.BIM协同移动客户端。BIM协同移动客户端是通过共用云数据库，在项目团队和项目数据之间建立联系。在设施管理中，通过建立云平台，可以实现高效及时的移动空间管理。借用云技术和BIM协同，共享的数据库不仅可以在固定的电脑中使用，而且可以通过云数据的存储与格式转换将模型与现场数据以及外部业务相关联。模型管理者将信息模型上传至云平台管理，并且针对不同职责的管理人员和使用者设置不同的权限，如模型查看、修改，相关数据的增加、删减及修改。相应权限的项目数据不仅可以支持相应权限人员随时访问，而且更可以在任何地方通过网页端和iPad端参与协作，实现随时随地访问、脱机访问。

9.提升安防能力。应用BIM模型可以大大提升安防能力。定位可疑人员。利用视频识别及跟踪系统，对不良人员、非法人员，甚至恐怖分子等进行标识，利用视频识别软件使摄像头自动跟踪及互相切换，对目标进行锁定、监控流量（含车流量）。利用视频系统结合模糊计算，可以得到人流（人群）、车流的大概数量，这就使我们可在BIM模型上了解建筑物各区域出入口、电梯厅、餐厅及展厅等区域以及人多的步梯、步梯间的人流量、车流量。甚至可以模拟重要的接待。利用BIM模型在大屏上，我们可以和安保部门联合模拟重要贵宾的接待方案，确定行车路线、中转路线、电梯运行等方案。同时可确定各安防值守点的布局，这对重要项目、会展中心等具有实用价值。

三、基于BIM技术设施管理信息系统的初步架构

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本文结合BIM技术的特点，将其自身优势加入设施管理中，设计构建基于BIM技术的设施管理信息系统框架结构，该体系结构如图1所示。

设施层：是基础硬件支持，是整个体系结构的基础，为上层的数据交互及应用提供支撑与保障。基础数据层：是整个系统的数据来源基础。分为BIM模型数据和检测数据两大部分，分别提供BIM模型上承载的参数化信息包括设备参数、业务数据及建筑三维模型，以及通过外部监测设备产生的能耗数据信息、视频监控信息与RFID感知数据等。交互层：即整个系统进行数据交互的功能模块，用于实现从基础数据层到应用层的数据转换与过渡。应用层：是系统直接面向用户的应用模块，BIM技术与设施管理的应用点直观的在这个层级体现给用户和各方相关人员。 四、结语

在设施管理过程中实施BIM技术，可以实现设施管理信息共享和充分利用，还可以精确的掌握设施的实时运行状态，对于提高设施管理信息化水平，降低成本，提高效率，提升企业的竞争力，具有深远的影响。尽管国外已经有较成熟的BIM设施管理应用软件，但在国内的环境中无法发挥其功能，因此自主设计研发基于BIM技术的设施管理信息系统显得尤为重要与迫切。由于我国的法规政策、应用环境等存在诸多复杂的影响因素，BIM技术在设施管理中的应用也受到不同方面的阻碍：

1.BIM技术的普及率不高。BIM技术的应用不断得到推广与深化，但在FM领域的应用仍没有被广泛熟知与推广，在本项目的信息系统创新需求调研分析阶段，与系统用户的交流可能会因为BIM技术的不普及而受到一些阻力，在受访者不了解BIM技术的情况下，我们该如何准确的传达信息并获得所需要的数据是我们需要思考与解决的。

2.技术兼容性低。因为BIM技术对硬件和软件要求非常高，实际项目中仅利用BIM模型实现空间规划和物流管理，更多的运营阶段设施管理创新需求可能会因为软件不能兼容而搁浅。

3.对BIM模型的要求过高。在信息系统的设计规划过程中，过多设计BIM模型的功能模块可能会提高系统的预期效果，而现实BIM模型的不足可能会对项目最终结果带来消极的反馈。

4.法规政策不完善。没有设施管理相关的法律作保障，很多设施管理公司不会发很高的成本来实施BIM技术，因为在设施管理中应用BIM技术要花费很大的成本，而出现纠纷时又没有法律作保障，很容易出现问题。而在国外一些国家，政府强制要求设施管理中实施BIM，在国内没有这样的法规政策，这就阻碍了BIM技术在设施管理中的应用。 参考文献：

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[1] Karen M，Noble D. Building information modeling-BIM in current and future practice [M] . Hoboken： John Wiley & Sons，2014.

[2]杨子玉.BIM技术在设施管理中的应用研究[D].重庆：重庆大学建设管理与房地产学院，2014.

[3]刘林.基于BIM的大型建筑物业管理平台应用[J].建筑经济，2015，36（5）：78-80. [4] Eastman T， Sacks L （2011） BIM handbook—a guide to building information modeling for owners， managers， designers， engineers and contractors. Wiley， Hoboken.