基于BIM和物联网技术的智慧运维

廖生宵 · 发表于 2013-2-24 14:32:10

　　基于BIM和物联网技术的智慧运维 　　——BIM在商业地产中的应用 　　陈磊上海鲁班企业管理咨询有限公司 咨询顾问8 s1 ?1 A0 C' D5 j3 c7 h7 r 　　基于BIM核心的物联网技术应用，不但能为建筑物实现三维可视化的信息模型管理，而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力，从而将建筑物的运行维护提升到智慧建筑的全新高度。 # h! n3 ?4 Z- ^: j, b- z　　传统运维的挑战 - w' p" E7 L8 P" i6 e+ r) R　　快速扩张和人才瓶颈。运营团队是商业地产的核心竞争力。在快速扩张中，必然遭遇人才培养与流失的问题，特别是高层管理人员的选择与提拔。商业地产对人员数量以及能力都有很高的要求，通过内部锻炼培养和外部招聘，短时间内无法满足要求。此外，国内劳动力成本的逐年增加，人力成本也是运维阶段需要考虑的重要因素。如何在不增加人员的情况下，提高商业地产的运营维护水平？如何提高现有员工的工作效率？问题的关键在于加强总部管控能力。商业地产运营效率依赖于先进的信息化管理系统，而不是取决于个人能力，这才是商业地产企业的核心竞争力。7 s( S+ a* F: R* I2 k 　　低碳经济对商业地产运维的压力。近年来，"低碳"、"环保"、"节能"、"绿色"等成为社会的关注热点，而中国的建筑使用能耗占全社会总能耗约28%，其中商业地产的能耗更是惊人。为了企业与社会可持续发展，如何通过技术创新、管理创新等手段减少能耗，将成为企业今后重要的竞争力之一。 + U# x1 v$ j6 x3 ^6 W2 W' ?　　被动式运维管理所存在的隐患。每个商业地产都涉及到照明系统、通风系统、监控系统、电梯系统、通讯系统等等，这其中包含了大量的设备和管线。对于这些设备和管线是等出现了故障再处理，还是等到了维护时间或者使用期限后及时保养或者更换？任何故障都有可能影响到正常营业，甚至是引发安全事故。这些隐患如果能及时发现和避免，可以减少大量的损失。% N( A9 G1 X y H 　　突发事件的快速应变和处理。遇到重要来宾访问、临时活动和表演、人员冲突甚至火灾等等情况，如何做好人员疏导、安保人员的调配、车辆进出的引导、关闭就近的设备、启动相关区域的消防系统等？突发事件处置不当，造成的不但是经济方面的损失，更严重的是对品牌的影响。 5 Y! D g. n! [0 i A/ v8 q& h; W! E　　总部管控压力。随着商业地产项目在全国各地迅速扩张，总部对各地的管理难度日益增加。如何快速准确掌握各地地产项目的运营情况？如何针对各地不同情况给予支持和指导？总部应利用人才和技术优势搭建一个大的管理和支撑平台，通过及时了解各地的情况，快速发现问题并且给予指示。 7 {$ w8 t7 x# h. }, d　　BIM与物联网结合对运维的价值 % D$ m" Q" D2 _, J$ x　　设备远程控制。把原来商业地产中独立运行并操作的各设备，通过RFID等技术汇总到统一的平台上进行管理和控制。一方面了解设备的运行状况，另一方面进行远程控制。例如：通过RFID获取电梯运行状态，是否正常运行，通过控制远程打开或关闭照明系统。6 e! V% a- r! j+ i1 O7 Z- I7 ^) a 　　照明、消防等各系统和设备空间定位。给予各系统各设备空间位置信息，把原来编号或者文字表示变成三维图形位置，这样一方面便于查找，另一方面参看也更直观更形象。例如：通过RFID获取大楼的安保人员位置；消防报警时，在BIM模型上快速定位所在位置，并查看周边的疏散通道和重要设备。# y7 g: |% l- X: ` E% s 　　内部空间设施可视化。现代建筑业发端以来，信息都存在于二维图纸和各种机电设备的操作手册上，需要使用的时候由专业人员自己去查找信息、理解信息，然后据此决策对建筑物进行一个恰当的动作。利用BIM将建立一个可视三维模型，所有数据和信息可以从模型里面调用。例如：二次装修的时候，哪里有管线，哪里是承重墙不能拆除，这些在BIM模型中一目了然，在BIM模型中就可以看到不同区域属于哪些租户，以及这些租户的详细信息。 : Q5 f# o# I0 S+ S- F: \　　运营维护数据累积与分析。商业地产运营维护数据的积累，对于管理来说具有很大的价值。可以通过数据来分析目前存在的问题和隐患，也可以通过数据来优化和完善现行管理。例如：通过RFID获取电表读数状态，并且累积形成一定时期能源消耗情况；通过累积数据分析不同时间段空余车位情况，进行车库管理。1 t! U, A0 b( ~1 Q& f3 p 　　BIM技术与物联网技术对于运维来说是缺一不可，如果没有物联网技术，那运维还是停留在目前靠人为简单操控的阶段，没有办法形成一个统一高效的管理平台。如果没有BIM技术，运维没有办法跟建筑物相关联；没有办法在三维空间中定位；没有办法对周边环境和状况进行系统的考虑。9 i# X9 q+ F; c 　　基于BIM核心的物联网技术应用，不但能为建筑物实现三维可视化的信息模型管理，而且为建筑物的所有组件和设备赋予了感知能力和生命力，从而将建筑物的运行维护提升到智慧建筑的全新高度。 3 [' k0 T! E! _　　BIM技术与物联网技术是相辅相成，两者的结合将为商业地产的运营维护带来一次全面的信息革命！2 _$ E" Y3 a" {2 Z8 o; k; u; Y 　　系统架构# f! L4 X% q! J0 w9 ~7 ^8 D 　　整个智慧运维系统的底层平台由鲁班软件的BIM系统和中国航天的"飞邻"系统搭建而成，具体系统架构如下图： % W* K; B* C+ Q8 `　　- q3 g/ U: |6 V8 s, t/ F 　　

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3 D, X# a D8 ? F) d4 Z　　9 x0 r0 K+ l( ~' ]# c 　　图 智慧运维系统架构: Y* i* d% `6 \" P# \ 　　智慧运维的具体应用 , X! L9 s9 k; S; q5 r2 I/ t" P# G　　商业地产的运营维护可分为多项系统工作，例如：设备运行管理、能源管理、安保系统、租户管理等。( j: g2 f5 N e' e" N i2 h5 l 　: T. G+ ] u5 B7 T: G 　　设备运行监控0 T! e* R3 l& U 　　设备信息。该管理系统集成了对设备的搜索、查阅、定位功能。通过点击BIM模型中的设备，可以查阅所有设备信息，如供应商、使用期限、联系电话、维护情况、所在位置等；该管理系统可以对设备生命周期进行管理，比如对寿命即将到期的设备及时预警和更换配件，防止事故发生；通过在管理界面中搜索设备名称，或者描述字段，可以查询所有相应设备在虚拟建筑中的准确定位；管理人员或者领导可以随时利用四维BIM模型，进行建筑设备实时浏览。 . `- F! y) Z+ b3 ~/ |　　设备运行和控制。所有设备是否正常运行在BIM模型上直观显示，例如绿色表示正常运行，红色表示出现故障；对于每个设备，可以查询其历史运行数据；另外可以对设备进行控制，例如某一区域照明系统的打开、关闭等。 , @* C+ q8 \0 L1 V8 z　　

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+ s1 w, O4 J0 G5 w( B% m. S$ B 　　隐蔽工程管理' _5 I" z' i3 m, m- ]" b 　　2010年7月28日上午 10点，南京市的栖霞区一家废旧的塑料厂在进行拆迁的时候，挖断了地下埋藏的管道，引发了剧烈的爆炸。这起事故引起了社会的强烈反响，各大媒体纷纷报道评论。我们从另外一个角度来看，其实问题的关键在于施工单位没有这些隐蔽管线的资料，或者说有这些资料，但可能在某个资料室的角落里，只有少数几个人知道。特别是随着建筑物使用年限的增加，人员更换的频繁，这些安全隐患显得更加突出。. g* p2 Y% U% o) w 　　而智慧运维通过系统可以管理复杂的地下管网，如污水管、排水管、网线、电线以及相关管井，并且可以在图上直接量取相互位置关系。广场改建二次装修的时候可以避开现有管网位置，便于管网维修、更换设备和定位。同样的情况也适用于室内的隐蔽工程的管理。这些信息全部通过电子化保存下来，内部相关人员可以进行共享，有变化可以随时调整，保证信息的完整性和准确性。" J1 ~2 l1 a0 f+ i' p9 z 　　

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$ j, H h+ r; f3 s& f" n- N% W 　　能源运行管理 " J# i$ Z# v+ E- [2 k. R. j　　通过物联网技术的应用，使得日常能源管理监控变得更加方便。通过安装具有传感功能的电表、水表、煤气表后，在管理系统中可以及时收集所有能源信息，并且通过开发的能源管理功能模块，对能源消耗情况进行自动统计分析，比如各区域，各个租户的每日用电量，每周用电量等；并对异常能源使用情况进行警告或者标识。4 e0 F* v/ W- I8 D 　　

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8 I* o& G3 ~5 E' W0 S 　 ) o: k. R3 f- c　　租户管理% H: U& I& j, d# J: U+ }6 E 　　通过查询定位可以轻易查询到商户空间，并且查询到租户或商户信息，如客户名称、建筑面积、租约区间、租金、物业费用；系统可以提供收租提醒等客户定制化功能。同时还可以根据租户信息的变更，对数据进行实时调整和更新，形成一个快速共享的平台。1 V) p/ s5 z$ X* ?* z- g 　　

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4 P/ z2 V$ f0 H/ B9 z$ x" A 　　安保管理3 y) y0 x% ]8 j: ~ 　　视频监控。目前的监控管理基本是显示摄像视频为主，传统的安保系统相当于有很多双眼睛，但是基于BIM的视频安保系统不但拥有了"眼睛"，而且也拥有了"脑子"。因为摄像视频管理是运维控制中心的一部分，也是基于BIM的可视化管理。通过配备监控大屏幕可以对整个广场的视频监控系统进行操作；当我们用鼠标选择建筑某一层，该层的所有视频图像立刻显示出来；一旦产生突发事件，基于BIM的视频安保监控就能结合与协作BIM模型的其他子系统进行突发事件管理。 / f) D' ]. y& D! D　　安保人员位置管理。对于保安人员，我们可以通过将无线射频芯片植入工卡，利用无线终端来定位保安的具体方位。这个对于商业地产，尤其是大型商业地产中人流量大、场地面积大、突发情况多，这类安全保护非常有价值。一旦发现险情，管理人员就可以利用这个系统来指挥安保工作。 ! h& T- K9 I6 e) q9 X% Q　　

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4 ]2 k V4 a+ s/ z/ }* v 　　车库管理: A. M& B2 ^( ~5 m0 d5 q' J, n" ~3 R 　　目前的车库管理系统基本都是以计数系统为主，只知道有多少空车位，不知道到底哪些车位剩余。很多找车位的车子兜几个圈子找不到车位，容易造成车道堵塞和资源浪费（时间、能源）。应用无线射频技术将定位标识标记在车位卡上，车子停好之后自动知道某车位是否已经被占用。通过该系统就可以在车库入口处通过屏幕显示出所有已经占用的车位和空着的车位，一目了然；通过车位卡还可以在车库监控大屏幕上查询所在车的位置，这对于容易迷失方位的客人来说，是个非常贴心的导航功能。# l& G" x/ s* V# R 　　应急管理2 x3 k* I: y4 N4 p" x. i 　　基于BIM技术的优势是在于管理没有任何盲区。作为人流聚集区域，突发事件的响应能力非常重要。传统的突发事件处理仅仅关注响应和救援，而智慧运维对突发事件管理包括：预防、警报和处理。以消防事件为例，该管理系统可以通过喷淋感应器感应信息；如果发生着火事故，在商业广场的信息模型界面中，就会自动进行火警警报；着火的三维位置和房间立即进行定位显示；控制中心可以及时查询相应的周围情况和设备情况，为及时疏散和处理提供信息。 4 ]: G* ~' E. T$ a7 M+ ]3 i　　类似的还有水管气管爆裂等突发事件：通过BIM系统我们可以迅速定位控制阀门的位置。避免了在一屋子图纸中寻找资料，甚至还找不到资料。如果不及时处理，将酿成灾难性事故。6 k5 j5 h% \! ?0 a7 u- ` 　　

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/ Y5 v* [( A; J 　　智慧运维展望' D; D8 x( }1 r, o* X' P1 X9 W 　　鉴于BIM技术的重要性，我国从"十五"科技攻关计划中已经开始了对BIM技术相关研究的支持。经过这么多年的发展，在设计和施工阶段已经被广泛应用，而在设施维护中的应用案例并不是很多，尚未得到有效挖掘。但相关专家一致认为，在运营维护阶段，BIM技术需求非常大，尤其是对于商业地产的运营维护，其创造的价值不言而喻。随着这几年物联网的高速发展，BIM技术在运维阶段的应用也迎来一个重要契机。. F" b* u/ x0 I 　　"物联网"被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟、中国等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。. O9 X) J7 O4 K% I$ O 　　发表于《新鲁班》 / @6 ]! x$ \* p! g6 G8 f2 Y　　 ' T$ F8 Y- o9 h2 U4 C　　! m5 o% P5 J% k+ Y3 k