數據驅動的智慧管理BIM與全生命周期應用

馬鐵寶

數據驅動的智慧管理BIM與全生命周期應用

馬鐵寶

住建部《2016-2020 年建筑業信息化發展綱要》提出“十三五”時期，全面提高建筑業信息化水平，著力增強 BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建筑業數字化、網絡化、智能化取得突破性進展。在這其中，BIM 在建筑全生命周期的應用尤為重要。

BIM全生命周期理念

建筑信息模型 BIM 技術能夠應用于工程項目規劃、勘察、設計、施工、運營等各階段，實現建筑全生命周期各參與方在同一建筑信息模型基礎上的數據共享，為產業鏈貫通、工業化建造（住宅產業化）和智慧城市、智慧園區的建設提供技術保障；支持對環境、能耗、經濟、質量、安全等方面的分析、檢查和模擬，為項目全生命周期的優化和科學決策提供依據；支持各專業協同工作、項目的虛擬建造和精細化管理，為建筑業提質增效、節能環保創造條件。

信息化是建筑產業現代化的主要特征，BIM 作為建筑業信息化的重要組成部分，是建筑業發展戰略的基石，也是建筑業轉變發展方式、提質增效、節能減排的必然要求，對建筑業綠色發展、提升生活品質具有重要意義。

BIM1.0 Modeling設計階段的應用：側重于構建BIM 模型，和相關施工圖的檢測和建筑性能分析。

BIM 2.0 MODEL施工階段的應用：用 BIM 模型來指導施工，控制施工進度，控制成本。

BIM 3.0 ： BIM+FM運營維護階段：將設計及施工階段的歷史信息，與傳統的物業資產管理做整合，側重于靜態信息的管理。

BIM 4.0 ： BIM+FM+IBMS+CLOUD智慧建筑管理平臺：將設計及施工階段的歷史信息與運營階段的實時信息做整合，實現智慧建筑運行及綜合能耗的科學化、信息化和可視化的管理。

BIM 5.0 ： GIS+BIM+FM+IBMS+CLOUD智慧城市【園區、綜合管廊】云平臺：基于GIS和BIM的智慧城市管理平臺的構建。將城市地理信息和三維建筑信息模型結合在一起，實現智能城市科學化、信息化和可視化的運營管理。

BIM+FM 與IBMS融合

從工程建筑全生命周期的視角切入，BIM與智能化系統的整合并服務于運營管理將成為趨勢。

BIM的價值不再局限于建筑 3～5年的設計施工階段，而是聚焦在 30 年、50年甚至上百年的運營維護。BIM與智能化的整合，不僅能為建筑實現三維可視化的信息管理，而且為建筑中的所有設施設備賦予了感知力和生命力，從而將建筑的運營管理提升到智慧建筑的全新高度，實現建筑運營與智能化 IBMS 的集中監控與管理、智能化系統的集成、信息共享、控制聯動，滿足智能化系統分布式運營監控的需求，同時為建筑內工作人員和客戶提供安全、舒適、便捷、節能環保、高效的工作與業務活動的環境。

傳統建筑獨立運行并操作的各類設施設備，統一匯集到基于 BIM的物業及設施管理平臺（BIM+FM）上，實現統一的設施管理和設備監控。建筑內設施、機電、消防、安防、攝像機、門禁等各監控系統設備和監控點的空間定位和位置信息，通過 BIM 可視化圖形進行匯集、分析、應用、展現。BIM 與 IBMS 系統的集成，實現對設備管理系統、樓宇自控系統、公共安全系統、閉路電視監控系統、“一卡通”系統的無縫銜接，實現對設備設施的動態管理。發生應急事件，可按影響程度分級分類，可按不同級別的應急預案進行處置。例如：通過 BIM 圖形獲取設計階段的設計圖紙和結構計算參數等；建造階段通過BIM 圖形查詢水電氣管線槽安裝位置、材料和尺寸，機電設備及二維碼技術參數等；智能化系統運行階段通過 BIM實時顯示報警點、監控攝像機、門禁讀卡機、機電設備的位置、狀態、影像和運行數據等。在安防和消防報警時，通過 BIM 可以快速定位所在位置，并及時獲取周邊的疏散通道和重要設備信息。

BIM4.0&BIM5.0 [GIS+BIM+FM+IBMS+CLOUD]

1.對建筑內設備運行狀態和參數實時采集及記錄存儲并與 BIM整合，通過 BIM顯示設備位置和狀態，減少人工巡檢設備的工作量和頻次。設備數據異常，將自動與 BIM 聯動，超過設定預警和報警閾值，自動報警至手機和郵箱等。定時自動巡檢，實現對故障快速響應，及時發現設備問題，確保設備安全正常運行。

2.BIM與智能化整合實現對環境的檢測和設備遠程控制、遠程調試，包括環境溫度濕度、風機狀態、二氧化碳、甲醛、PM2.5 等的監控，監測數據同步與 BIM聯動。當傳感器檢測到數值超標，BIM 自動定位，并啟動建筑新風系統或空氣過濾系統，實現對空氣質量管理。同時通過BIM 進行環境數據的匯集、分析、應用。

3.BIM與智能化整合對建筑內各公共區域、設備房及設備房內的各個設備進行遠程數據采集、控制、報警、輸出設備巡查記錄。通過數據的累計分析，實現對水、電、空調、照明等精細化能源管理；逐步形成預防數據，預防使用壽命，定期向管理者推送管理報表，實現可視化管理。

4.BIM與智能化整合實現遠程技術支持。建立系統的設備檔案、設備維修知識庫、主要備品備件數據、歷史維修記錄、維修要點等，遠程設備 BIM 圖像聯動和移動視頻模塊的應用、二維碼的應用等遠程技術指導，推送維修指引，降低對技術員的技術要求和縮短入職培訓周期。

5.智能建筑內公共安全應急系統部署在基于 BIM 的管理平臺上。采用“平戰結合”的設計原則，從應急業務管理、風險隱患監測、預警管理、指揮調度、空間輔助決策、應急保障、模擬演練等功能與 BIM 系統聯動。特別是綜合應急管理功能，從值守應急、監督管理、綜合協調、值班管理、統計分析、會務管理、工作動態管理、數字化預案管理、短信管理、歸檔管理等方面與 BIM 緊密聯動，實現對事件有序、快速、高效的響應和處理。當出現緊急情況時，系統可及時掌握突發事件的內容、地點、狀態，同時可以調用所需相關的信息（如：BIM、CCTV、處理預案、相關人員等），及時通過通訊手段進行事發現場或遠程的指揮調度，實現統一接警、集成顯示、集中指揮、聯動協同、快速響應。

BIM作為促進我國建筑業發展創新的重要技術手段，其應用與推廣將對建筑業的科技進步與轉型升級產生無可估量的影響，尤其是 BIM 與地理信息系統 GIS、設施管理 FM、智能化系統IBMS 的整合，對城市、園區、建筑的管理和服務產業升級發展帶來巨大效益。包括：BIM 全生命周期的管理；海量數據信息的高度集成，跨平臺的管理終端；基于“事件”觸發的管理理念，綜合指揮管理模式，更快的反應速度，更高的處理標準，更主動的管理方式。

BIM應用已經成為趨勢，其應用在設計施工階段可以節省 2%～5%的建造成本；與智能化系統整合應用在運維階段可以節省 5%～34%的構成運營成本，價值不可小覷。

BIM是工程建筑行業的大數據，是實現資源匯聚共享和跨部門協調聯動，以及高效精準管理與安全可靠運行的核心要素。BIM 為網絡、數據、信息的集成與應用的展現、監控、管理、運營、服務打下堅實基礎，為實現網絡互聯、信息互通、數據共享、業務協同提供有力保障；BIM 為實現智慧建筑/園區/城市的大數據分析、挖掘、應用提供條件，進而最終打造創新、協調、綠色、開放、共享的家園。