建筑信息模型技術在工業廠房運維階段的應用

雷 明 陳子木 殷 帥 王 璐 趙 鑫

中國建筑第五工程局有限公司 遼寧 沈陽 111004

建筑信息模型（BIM）技術是數字化模型標準，通過三維影像顯示出建筑的整體面貌，并且建立組件之間的行為關系。當模型內元素發生變化時，可以有效協調不同部門解決問題，縮短施工建設時間，從根本上提升工程施工效率和質量。當前，BIM技術已經成為建筑設計與施工建設的重要技術，標志著建筑行業的智能化發展。本文以華晨寶馬汽車有限公司大東工廠第七代新五系建設項目總裝車間主車間工程施工中的BIM應用為基礎，進一步對運維階段的BIM技術應用進行研究。

1 工業廠房運維管理中的問題

1.1 運維信息孤島問題

在工業廠房運維管理期間，大量的信息采集與記錄工作，多采用人工錄入方式。在查詢運維信息和制訂運維計劃時，常常要翻閱大量資料和圖紙，管理能效與質量較低。長期以來，工業廠房運維管理資料多以紙質形式存儲，管理方式較落后，無法滿足信息化管理的需求，同時也導致了信息共享效果差，極易產生信息孤島管理問題。

1.2 被動式運維管理嚴重

傳統工業廠房運維管理多采用人工管理方式，僅需確保建筑設備處于正常運營狀態，管理人員只需要對設備運行狀態進行檢測。此種方式只可以應用于小型工業廠房中。對于大型工業廠房來說，對于運維管理的要求比較高，內容比較多，如果僅僅采用人工管理方式，將無法及時發現運維管理中存在的安全隱患。由于管理被動化問題嚴重，多數問題都沒有及時得到處理，并且無法判定建筑的設計情況，以及無法全面掌握工業廠房運維的實際情況，從而導致建筑存在較多的安全隱患。

2 智能化廠房建筑運維管理范疇

華晨寶馬大東工廠總裝車間與沖壓車間、車身車間、涂裝車間一起，構成了大東工廠完備的生產流水線，投產以后，產能、功能完全達到設計要求。工廠實現了完整的生產工藝和完備的配套設施，整體節能超過30%，社會效益和經濟效益好，綜合效益顯著。全面進入運維階段后，在運維管理期間需要注重空間管理、資產管理、維護管理、公共安全管理以及能耗管理等。

2.1 空間管理

1）空間分配。建立空間分配準則，按照廠房內不同區域的功能，明確空間面積類型，確保空間分配方法的客觀性和合理性，消除空間分配對員工的不良影響，確保各生產區域空間的適宜性。

2）空間規劃。在智能化廠房建筑中，優化整合BIM模型和數據庫，能對空間使用情況進行跟蹤管理，并且提供空間信息收集與組織能力。立足于實際生產需求、配套設施及成本分攤率，對空間使用效率進行優化。按照區域功能用途、人員數量以及生產要求，對空間占用成本進行預測，并且編制詳細的空間使用報告，合理規劃空間使用。

3）租賃管理。通過BIM技術能夠實現空間可視化管理，對空間使用狀態、成本以及收益等進行分析，以此判斷不動產財務的影響因素，從根本上提升空間投資回報率，并且及時規避和消除風險。

4）統計分析。對于建筑空間開發所產生的成本、人均占用面積、成本分攤表等進行深入分析，以此獲取準確的面積使用情況，滿足建筑運維管理需求。

2.2 資產管理

對于智能化廠房建筑資產管理來說，應當通過信息化技術不斷提升資產監管力度，避免資產浪費和限制，降低流失率。資產管理主要包括以下幾方面內容：

1）日常管理。管理內容主要包括固定資產的增加與修改、轉移與刪除。還需要對殘值率和折舊率進行計算。

2）資產盤點。按照數據庫內的數據，核對盤點數據，及時處理異常數據，以此獲得資產實際情況。根據不同部門所產生的明細表，實時掌握資產情況。

3）折舊管理。對于智能廠房建筑來說，需要定期打印折舊報表，并且備份折舊信息，優化調整折舊信息。

2.3 維護管理

對于廠房建筑設施設備來說，應當建立信息庫和臺賬制度，明確設備保養周期等信息，并且制訂詳細的建筑維護計劃。同時，注重管理建筑運營狀態，并且編制詳細的運營記錄表，詳細記錄建筑安全隱患。按照建筑保養計劃，及時修繕存在安全隱患的建筑部位，并且實現廠房建筑的全過程管理。

2.4 公共安全管理

廠房的公共安全管理主要是針對自然災害、衛生事故、火災事故以及非法侵入事件等進行管理，建立建筑安全防范保障機制。同時，將安全技術防范系統、火災自動報警系統、應急聯動系統設置在廠房建筑內部。

2.5 能耗管理

建筑能耗管理主要包括數據采集、處理和發送等功能。數據采集可提供信息錄入功能，設置不同的計量裝置、分項能耗關系。通過在線檢測系統，能對建筑能耗及傳輸通信進行監測。在廠房建筑能耗管理中，具有故障提示功能，能科學設置數據采集周期。數據分析能將廠房建筑的各項能源消耗折算為標準量，以此獲得建筑總能耗。通過實時監測方式，對廠房內不同區域的能耗運行參數進行采集，并且存儲到數據庫中。通過自動化采集，匯總單位面積能耗和總能耗，并通過圖、表的方式顯示，按照月度、季度周期，對廠房建筑能耗進行環比分析。報警管理能及時傳送報警事件，確認和處理報警事故，并詳細記錄報警原因和處理結果。通過不同方式，能及時將報警信息傳送給用戶。

3 BIM在工業廠房運維管理中的應用

3.1 傳統運維管理模式

現階段，工業廠房所應用的運維管理系統組成包括電子文檔管理、輔助設施管理、計算機維修管理、樓宇自動化以及能源管理等。上述管理系統能夠有效支撐運維管理系統的運行，但不同子系統由于處于相互獨立狀態，無法協調各類業務，也不能實現信息共享。同時，在工業廠房實際運營期間，不同管理子系統的數據采集，往往要花費大量的人力物力[1-3]。

3.2 基于BIM的工業廠房運維管理

1）數據集成與共享：BIM能有效集成建筑設計、施工建設以及運維等全壽命周期的信息，例如勘察規劃信息、建筑物幾何信息、結構尺寸受力信息等，并將項目信息、構件參數信息以及模型信息存儲于BIM數據庫中，從而為運維管理系統提供重要的數據信息。

2）可視化運維管理：在故障預防與檢修過程中，運維管理人員應準確定位不同構件在空間的位置，并查找檢修數據。傳統模式下，現場運維管理人員主要憑自身管理經驗，明確不同建筑設備的位置。從建筑維修人員角度出發，設備定位工作需要大量勞動力，并會消耗大量時間和精力。通過應用BIM，能明確不同建筑設備的具體位置，實現運維現場定位管理，及時顯示和傳送運維管理內容。

3）應急管理的模擬與決策：應急管理所需數據都具備空間性特點，能夠直接存儲到BIM中，并通過BIM提供數據訪問服務，即使沒有獲得足夠的信息數據，也能做出應急處理決策。BIM能聯合應急響應人員，準確定位和識別突發事件，通過圖形界面準確定位危險發生位置。通過應用BIM的空間信息，能對環境危險程度進行識別，明確疏散路線，最大限度降低應急決策的不確定性。BIM在運維管理中的應用，能在應急人員趕來前，提供詳細的數據信息。對于應急響應來說，BIM技術不但能提升工業廠房運維管理人員的應急響應能力，還能作為模擬設備工具，對突發事件所導致的損失進行評估，討論和測試響應計劃。

4）質量追溯：計算機技術的快速發展，能夠確保在工業廠房運維管理期間有效聯合BIM技術和互聯網技術，為后續管理工作開展提供較多便利條件。BIM技術能夠對工業廠房進行遠程監控，利用工業廠房內所放置的監控設備，確保運維管理人員能夠實時觀察到建筑運營情況，通過網絡平臺對工業廠房運維管理存在的安全隱患進行指導和交流，因此通過BIM技術能夠有效提升工業廠房運維管理效率。相比傳統會議來說，基于BIM技術的遠程會議交流主要是借助于網絡技術，確保工業廠房運維管理人員能夠直觀地看到建筑情況，及時發現問題并予以解決，這樣不僅可以起到檢查作用，還能夠追溯問題所產生的原因。

4 BIM技術在工業廠房運維管理中的關鍵技術

BIM技術在工業廠房運維管理中的應用，必須制訂合理有效的BIM應用目標。在明確目標之后，需要聯合國家標準、行業準則以及實際應用經驗，明確具體的應用內容。同時，制訂科學的數據標準，之后按照建筑全壽命周期劃分不同數據，以此獲取不同環節所需要采集的數據和對象。在工業廠房運維管理中，應用BIM技術必須注重數據標準問題。建筑行業可以參考國際協作聯盟所制訂的建筑產品數據描述標準，這樣能夠優化和改善設計階段和具體施工階段的信息采集能力，并且將各類數據信息傳輸給運營環節、維護環節、資產管理環節，從根本上提升BIM在工業廠房運維管理中的數據標準。

5 結語

在工業廠房運維管理中，常常會涉及較多內容，從而增加管理內容的繁雜性。通過應用BIM技術，能夠為工業廠房運維管理提供可視化、信息協調性等技術支持，不斷提升運維管理效率和水平，進一步提升企業的經濟效益。