建筑设备运维管理中BIM技术的应用研究

建筑设备运维管理中 BIM技术的应用研究

汤晶

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摘要：传统的建筑设备运行维护主要依赖管理人员调阅图纸等纸质资料和电子表格存储信息得以决策执行，管理理念落后，技术手段单一，难以满足现阶段智能化、综合性建筑中数量巨大且系统结构复杂的建筑设备的信息化智慧运维管理要求。

关键词：BIM技术；建筑设备；运维管理

引言：依托运用BIM技术的建筑设备运维管理，其实就是一个各类设备运维信息采集、积累、处理和集成运用的过程，故而BIM运维信息数据库的构建至关重要，在此基础上再选择采用合理的运维决策方法，并将信息数据库与BIM模型实现API信息交互，发挥出BIM技术的可视化功能优势，就能够很好地承担起建筑设备运维管理的决策辅助重责，在日常运维、突发事件处置和能耗管控应用等方面产生事半功倍的效用。

一、BIM技术在运维管理中的应用优势

将BIM信息集成和可视化技术引进嵌入运维管理之中，建筑设备信息获取不畅、故障设备定位不准、运维决策滞后失当等主要问题将迎刃而解。BIM技术应用于建筑设备运维管理的框架构想主要涵盖三方面内容：信息采集集成、运维决策支持和运维决策实现执行。首先，构建BIM运维信息数据库，采集、存储和集成建筑设备运维管理所需的信息数据，管理人员在进行运行维护决策时，可利用权限从信息平台查阅调用相关信息，并视情况对设备信息作可视化表达呈现，辅助故障分析和运维决策，进而形成最符合设备运行实际的养护维修计划方案；其次，选择采用正确的运维决策方法，基于改进型RCM分析，遴选最为合理的运维决策方法；最后，推进运维决策的实现与执行，依托发挥BIM信息集成和可视化优势，构建嵌入BIM技术的建筑设备运维管理可视化系统，全程辅助建筑设备日常运行维护作业的高效实施。

二、BIM技术在建筑设备运维管理的应用分析

（一）改进型RCM分析决策方法

以可靠性为中心的设备维修（RCM）是目前国际上通用的确定设备预防性维修需求、制定设备运维管理制度的系统工程理念和方法。其分析过程大致为：通过系统定义划分确定RCM分析的重要功能系统，并对其相关信息数据实施统计处理；基于所采集的信息数据，运用故障模式及影响分析（FMEA）和故障树分析法（FTA），对标的系统实施故障剖析，厘清故障部件之间的逻辑关系，采用逻辑决断法查明故障原因，进而制定最适当的维修策略和方案。RCM设备维修策略分类采用RCM作为设备维修决策方法能够弥补传统方法的主要不足，针对故障原因确定运维策略显得更有的放矢。

（二）基于改进型RCM的建筑设备运维决策方法

一是建筑设备故障原因剖析。鉴于建筑设备故障具有复杂性、层次性、传播性和不确定性的明显特点，应在构建故障树模型对其进行分析的基础上，采用层次化建模方法深挖故障原因；二是评估建筑设备重要度。采用模糊综合评价法构建建筑设备重要度评估模型，从可靠性、维修性、监测性和经济性四个维度采集建筑设备重要度评价指标，以“优秀、良好、一般、较差、差”为五级评价标准，在定量与定性分析的基础上得出评价矩阵，采用层次分析法确定评价因素的权重赋值；三是构建基于逻辑分析法的维修方式决策模型。针对具体设备和情况，灵活选择、综合运用定期维修、状态维修、事后维修和故障维修四种维修方式。对于关键设备、重要设备和普通设备分别采取不同的维修方式决策逻辑分析流程，力求选用最经济适用且维修质量最高的维修方式，确保降低设备故障率，提高运行可靠性，控减维护成本。

（三）设计构建嵌入BIM技术的运维管理系统

（1）总体设计原则

一是实时性原则。考虑到现代建筑种类多、体量大的特点，且设备运行状态时刻处于变化之中，运维管理系统必须具备动态掌控设备运行信息的能力，并及时加以处理、呈现，通过运维信息的实时更新，确保将设备最新的运行状况传达给管理人员。二是可视化原则，充分发挥BIM模型可视化优势，更加直观形象地将设备运维信息展现在运维管理系统中，便于管理人员理解把握并作出应对调整，从而增强运维管理的针对性和实效性。三是准确性原则，设备运维信息数据的准确性、完整性是整个管理系统高效运转的前提保障，只有信息数据精准度高、传递速率快，建筑设备的故障响应才能及时有效。四是模块化原则，要适应运维管理系统中管理对象多、管理手段和功能需求差异性大的实际特点，开发各具功用、相互独立又相互依存支持的功能模块，既满足不同应用功能的独立性要求又确保运管系统的综合性管控和一体化高效运行。

（2）运管系统总体分析

借助BIM技术的信息集成功能，将包括建筑设备在内的各类信息集成于BIM数据模型中，通过多种专业软件的协同运作处理，从而实现项目全过程信息数据的集成、分析与应用，以便于运维管理人员在进行分析决策时快捷查阅应用；利用BIM三维可视化功能，将建筑设备的物理形态、运行维护状态、3D空间位置等相关信息予以可视化呈现，解决了传统线条描绘难以直观反映真实构造情况的难题。需要特别指出的是，由于建筑设备运维管理涉及的信息量过大且相互关系复杂，尽管能够采用添加共享参数的方式直接导入BIM模型中，但实际管理效果差强人意，故而应单独构建运维信息管理数据库来承载存储BIM模型中的海量运维信息。整个运维管理系统引进嵌入了BIM模型，在工程项目前期的设计、采购和施工等诸阶段，便运用Revit软件将与建筑设备相关的信息集成导入BIM模型，形成建筑设备运维管理初始模型。在此基础上再行添加运维阶段的设备信息，便形成了建筑设备运维管理动态BIM模型，此时借助BIM的可视化功能可以直观形象地以三维图形和动画的形式展示建筑设备的上下游关系、运维状态及相关信息，能够辅助管理人员快速精准定位设备组件，作出正确的设备运维管理决策；构建完成后的动态BIM模型可采用开放式数据库连接（ODBC）格式，将集成后的建筑设备运维信息导入管理数据库，再将运维阶段产生的新信息和所需要的其它信息更新输入运维信息管理数据库后，便可涵盖建筑设备运维管理所需的基本信息、空间信息、组件与备件信息、合同信息、成本信息和运维信息等所有信息数据。

结束语

综上，建筑信息模型（BIM）技术一改传统工程项目质量、成本控制和后续运维管理方法过分依赖二维工程图纸的弊端，基于三维视角从建筑设计、施工、运维乃至建筑存续全生命周期检修维护实施辅助，其所具备的可视化、协调性、模拟性和优化性等特点，必将为运维阶段建筑设备运行维护水平的大幅提升带来有力的辅助支撑。

参考文献

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[2]BIM技术在装配式建筑运维阶段的应用[J].王信信,金坚强,周慧.建筑与文化.2020(01)

[3]BIM技术在建筑运维管理中的应用[J].谷洪雁,刘玉,刘芳,贾真.四川水泥.2019(12)