BIM技術在智慧園區全周期的應用研究

文｜廈門海邁科技股份有限公司 高磊

1 行業背景

園區作為城市發展的重要承載點及落腳點，一直是中國經濟社會發展的一種重要產業形態和經濟建設的重要單元[1]，同時也是最重要的人口和產業聚集區，根據國家發改委、科技部關于《中國開發區審核公告目錄》（2018年版）統計，我國各類園區總數為2735 個，園區類型包含產業園區、教育園區、制造業園區、科研園區等，總體上園區呈現形態多、數量多的發展特征。

伴隨中國經濟正從“高速增長”向“高質量發展”轉變，園區也在轉型發展。目前，園區根據發展階段可分為三個層次：第一個層次以企業聚集為特色，園區為入駐企業提供辦公場所，以及水電、工商、稅務、財務服務和稅收優惠；第二個層次是以產業聚集為特色，這類園區的代表是張江、漕河涇，它在第一層次的基礎上，增加了產業鏈聚集、商務和生活配套，以及企業孵化的內涵；第三個層次是通過整合數字園區、知識園區、生態園區、創新園區等理念[2]，強調智慧增值為特色的新型智慧園區，這類園區的代表是美國硅谷，它在前兩個層次的基礎上，強調智慧化能力的提升，圍繞園區規劃、建設、運營管理等過程，進行一體化規劃設計，為園區的投資增效、體驗提升、業務增值提供全面的支撐。

2 存在問題

智慧化的園區建設是一場轉型與變革，但在傳統園區向智慧園區邁進的過渡期，普遍存在著以下挑戰：

（1）傳統園區建筑設施與信息設施分開規劃和建設，導致資源與成本浪費：傳統的園區建設，由于建筑設施與信息設施不是并行規劃和建設，往往在建筑及其設施完成建設后，再做信息基礎設施的規劃、設計和建設，存在著二次規劃和二次建設的問題，并且信息設施的規劃建設，往往受制于建成后的建筑空間約束。

（2）傳統園區建設缺乏建筑信息資產，難以實現全過程規建管一體化：傳統園區的建設，注重建筑實體資產，忽略與建筑資產密不可分的建筑信息資產，使得建設施工的數據和信息，或者滅失，或者真實度不高，給后期園區的精準管理和服務帶來困難。

（3）傳統園區建設缺少建筑空間與城市空間的智慧化應用：園區的最高境界，就是“無處不是園區”，要完成這個目標，就需要在實現建筑空間與城市空間有效融合的基礎之上，統籌考慮面向園區未來發展的各類智慧應用，實現在現有園區管理方式上的快速突破，并成為智慧城市智慧應用的有機組成部分。

智慧園區建設是一項系統工程，在由傳統園區向智慧園區轉變之中，需從園區規劃、建設與運營管理需要的頂層設計入手，對園區建設與運維全生命周期進行統籌規劃，指導各類園區規劃與部署，同時在具體實現過程中也需加強與信息技術的融合發展，大力推廣新一代信息技術應用，推動園區“高速、高效、高質”轉型發展。

3 建設思路

BIM 技術作為現代建筑建設管理最有力的技術輔助手段，可從根本上解決傳統建筑在規劃、建設及運營管理各階段間的信息斷層問題[2]。目前，國內多數建筑項目已經把BIM 技術作為工程建設項目創新發展的重要技術手段之一。在園區項目建設與運營管理過程中，利用BIM 技術，以園區全生命期的角度，統籌項目各階段、各參建方協同工作、信息共享，提高園區建設效率及運營服務水平。

因此在傳統園區向智慧園區規劃、建設及運營管理轉型過程時，需同步考慮結合BIM 技術開展園區項目規劃、建設與運營管理，從園區“規劃、投資、建設、管理、運營”一體化應用著手，以覆蓋“規、建、管”全過程的建筑信息技術應用標準為導引，推動建設BIM 技術應用、建設過程協同、電子檔案、成本管控等特色智慧應用，實現園區建設過程資金、資產的全過程動態管理。同時，通過“多主體協同、全過程在線”的數字化協同平臺使用，推動建筑信息資產在項目建設過程的有序積累，并服務于建筑資產、信息資產的數字孿生動態進化，為智慧管理、資產運維、智慧決策提供支撐，并節約園區轉型成本。見圖1。

圖1 總體架構圖

4 應用實踐

本文以福建省漳州市某園區項目為例，詳細闡述該園區項目如何結合其園區定位，實現以BIM 技術為支撐，以數字化管理平臺為輔助，以建筑信息資產為紐帶，將園區規劃、建設、運營管理各階段相互連接，賦能園區全生命期建設與管理的數字化、智慧化。

該園區定位為兩岸高新技術合作的重點區，閩南文化生態產業的示范區。作為漳州中心城市“一核兩翼”中“一核”的重要組成部分，園區肩負著“打造具備區域特色、面向全國的科創產業聚集區”的重要使命，對于園區建設與管理方式上提出較高要求。在此背景之下，傳統園區建設與管理模式已不適應該園區的建設及發展需要，亟需在現有園區建設思路及建設方式上，對標國內外先進的智慧園區建設模式，同時圍繞著該園區的建設愿景和園區建設與運營各階段的管理戰略及訴求，強化BIM 技術在園區項目規劃、建設、運營管理過程中的融合應用。

在具體實踐應用中，該園區基于自身特性，通過結合BIM 模型可視化、實時性特點，在統一技術應用標準前提下，以信息化建設及管理平臺為依托，驅動園區建設與運營管理。同時，通過園區的高科技亮點應用，提升園區的品牌資產，并進一步反哺園區的成長和發展，形成“基礎設施資產、建筑信息資產、品牌無形資產”的價值互動增值，為園區的產業生態提供可持續發展的生命力。見圖2。

圖2 園區建設效果圖

4.1 制訂園區BIM 應用標準體系

伴隨BIM 技術在國內外的大力推廣，其相關優勢已逐步凸顯，但目前國內外對BIM 認識存在較大差異，且缺乏一個統一且可復用的標準體系，使各國及各個項目間都難以實現信息交互，在較大程度上制約 BIM 的應用推廣[3]。面向本項目BIM 技術應用需要，特制定園區BIM 模型統一標準規范，涵蓋模型制作、模型數據傳遞、數據存儲、模型應用、平臺服務等系列標準，并基于統一的標準編碼及規范數據格式，打通信息上下游，實現園區建設與運營全過程多方責任主體的信息共享，支撐大數據分析決策。

具體技術標準包括：BIM 建模及深化標準、BIM 項目應用標準、BIM 實施策劃標準、BIM 構件庫標準。見圖3。

圖3 園區BIM 技術應用標準

4.2 項目規建階段應用實踐

（1）園區規建過程仿真分析與糾偏

在規劃設計階段，通過建立BIM 可視化模型，提升方案評選和投資決策準確性。見圖4。

圖4 園區建筑信息模型

在施工圖設計階段，實現弱電、機電、裝修內容等前置設計，依托圖紙碰撞檢查、空間分析及管線綜合等技術，減少設計圖紙“錯、漏、碰、缺”，使設計圖紙符合施工現場操作要求。見圖5。

圖5 園區設計圖紙審查流程

在施工圖設計深化階段，對施工過程中，不同專業的難點問題，利用BIM 相關技術開展設計深化，使得工程實施難點具備可操作性、可協調性、可溝通性，實現對施工過程的控制。見圖6。

圖6 園區施工深化設計

在施工實施階段，利用BIM 技術可視化和實時化優勢，推進虛擬建造和仿真，以及進度、成本、質量、安全等應用，實現資金、資產的全過程動態管理，節約項目建設成本。見圖7。

圖7 園區施工進度模擬

（2）實時協同管控

在項目建模方面，借助BIM 各專業輔助建模工具，有效提升翻模效率及精度，降低BIM 技術應用難度。見圖8。

圖8 園區建模平臺

在成本核算方面，依托量價一體軟件，實現高效提量，自動套清單定額，并與計價無縫對接，為成本精細化管控提供手段。見圖9。

圖9 園區量價一體平臺

在項目協同方面，為各方單位負責人搭建橋梁，進行協同管理，準確共享資料，落實設計、建設涉及的質量和安全等問題，竣工交付模型更具過程元素，為后期運營管理奠定基礎。見圖10。

圖10 園區BIM 協同管理平臺

在施工現場管理方面，將園區各施工現場監控設備接入統一管理平臺，遠程查看項目進展，降低主觀因素對項目管理的影響，實現從人防到技防，多方系統聯動，一體化協同監管。見圖11。

圖11 園區智慧工地管理平臺

在資料電子化方面，以電子文件歸檔和電子檔案管理規范化、科學化管理為核心，構建貫穿于園區項目的各階段，覆蓋項目電子文件“形成、流轉、歸檔”和電子檔案“移交、保管、利用”等全流程的管理體系，并將檔案資料與建筑信息模型進行有效關聯，形成園區建筑信息資產，為后續可視運維提供數據支撐。見圖12。

圖12 園區電子檔案管理平臺

4.3 項目運維階段應用實踐

（1）可視運維管理

在園區運維過程，通過以竣工交付的BIM 模型為核心，以智慧園區運維平臺為載體，集成各智能化設備運行數據，動態展現設備設施運行狀態。同時，基于IoT可配置的聯動規則，聯動報警場景，監測園區運行數據，挖掘深層信息和異常情況，評估設備設施監控狀態，提供智慧運維服務。見圖13。

圖13 園區智慧運維管理平臺

（2）工作生活服務

圍繞園區服務、園區辦公及園區招商等對象數字化、業務數字化和服務數字化建設，通過重塑園區運營的各個環節，打破傳統“人拉肩抗”的運營方式，推動運營模式和園區生活體驗的不斷創新。見圖14。

圖14 園區運營服務

（3）園區決策服務

在現有園區日常運營管理基礎之上，運用高科技設備及技術，打破傳統運營中心設計理念，實現在有限的空間內，用數字、科技、現代化打造一個智能化、數字化、科技化的現代運營管理中心，并通過與園區建筑信息模型結合，實現虛擬空間與現實園區的集合，同時將智能化、安防管理、節能管理、對外展示等多業務及管理需求進行一體化整合，為園區智慧管理提供有效的可視化綜合管理中心。見圖15。

圖15 園區智慧運營中心

5 建設效益

5.1 資產的提質

在規劃建設階段，以BIM 技術為核心的智慧園區建設可有效輔助園區領導全面掌握園區建設投資的實時情況，提高對投資管控力度，降低管理成本，同時也可有效控制園區建設關鍵環節的風險因素，包含對園區投資建設過程決策風險、工期風險及工程質量風險的輔助管控，從而降低園區項目整體風險。

在運營管理階段，通過以BIM 模型為運維載體，對運維過程進行統一管理、統一運維，可有效解決因傳統園區建筑設備數量和種類繁多，導致運維信息分散，無法及時更新聯動及處理難題[4]，并可有效提升運維效率，降低運維成本。

5.2 服務的聚合

構建以三維模型為載體的園區運營服務平臺，可實現將園區運營服務所涉及的各項業務進行有效聚合，打造集智慧辦公、創新創造、綠色生態、宜居生活于一體的生態化高端智慧園區，促進園區人文和諧，提高公眾幸福感，實現園區、企業、公眾、服務機構多元協同發展，互惠共贏。

5.3 價值的流通

通過運用以BIM 為核心的新一代數字化技術，可有效整合園區規劃、建設、運營管理不同階段管理訴求，實現將傳統園區被動式管理轉變成為具備主動服務、智能進化等能力特征的可持續發展園區。同時通過以BIM 為核心的智慧園區規劃、建設與運營管理，可有效促進園區內人、機、物、事等相關管理要素的相互融合，將各要素形成一有機整體，并通過相互間業務融合，實現價值的流通傳遞與再造。