BIM+FM結合在企業園區建設項目中應用的探索

李彤軍

(申都設計集團有限公司，上?！?00437)

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BIM+FM結合在企業園區建設項目中應用的探索

李彤軍

(申都設計集團有限公司，上海200437)

BIM(建筑信息模型)技術與設施管理(FM)理念結合，以BIM+FM項目管理云平臺為載體在企業總部建設項目設計、施工、運維全過程應用，能夠讓業主充分享受BIM成果，體現BIM在項目全生命周期應用和數字化交付方面的價值。

建筑信息模型； 設施管理； BIM； FM； 項目管理

【DOI】 10.16670/j.cnki.cn11-5823/tu.2016.04.10

1　引言

BIM(Building Information Modeling)技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，BIM里的信息不僅是三維幾何形狀信息，還包含大量的非幾何形狀信息，如建筑構件的材料、重量、價格和進度等等。BIM是繼CAD技術之后建筑行業信息化最重要的應用新技術，它不僅是一個概念，更是建筑行業依信息技術轉型升級的重要支撐力量，它是推動行業變革的催化劑，也是實現建筑行業可持續發展的不竭動力。

目前BIM應用在國內飛速發展，已經獲得了大量的工程實踐。但絕對大多數項目的應用模式為：基于施工圖翻模，并進行碰撞檢查、管線綜合、凈高分析。其特點為：

1)應用面狹窄，主要在設計、施工階段進行局部應用；

2)利用三維幾何信息為主；

3)缺少持續維護BIM模型的動力。

部分項目開始嘗試進行4D/5D模擬、算量等應用。但由于軟件工具的限制和相關標準與BIM的脫節， 4D/5D模擬無法跟隨項目變更隨時更新，對進度控制和成本控制沒有實際指導意義，算量成果也僅能作為內控的參考數據。

從業主角度來看，上述BIM應用模式實際只解決了設計、施工中的部分錯漏碰缺，最終生成的BIM竣工模型往往由于缺乏及時的更新而不能反映項目竣工的實際狀態，因而對業主沒有價值。而對于業主來說，對BIM應用有以下認識：

1)BIM的核心價值在于信息，以及信息的流轉和傳遞(社會化BIM)

2)BIM的應用是對信息的全面應用(幾何信息、屬性信息)

3)信息不完整、不準確就不是真正的BIM(只是三維設計)

4)全生命周期應用才能使BIM發揮最大價值

本文的重點是從業主的角度，以某企業總部項目為例，探討將BIM與設施管理(FM)理念結合，以BIM+FM項目管理云平臺為載體在設計、施工、運維全過程進行應用的價值。

2　FM的定義

根據國際設施管理協會(IFMA)的定義，設施管理(Facility Management，簡稱FM)，是“將實質工作場所與組織內的人員和工作結合起來的一種實踐，綜合了管理科學、建筑科學、行為科學和工程技術的基本原理”。(Facility Management is the practice of coordinating the physical workplace with the people and work of an organization； it integrates the principles of business administration，architecture and behavioral and engineering sciences。-IFMA)。

FM與傳統意義上的物業管理在管理的理念和范圍上有一定的差異，與物業管理模式關注的“四?！狈?保潔、保安、保綠、保修)項目，FM的管理更加注重運用科技手段，合理規劃流程，全面滿足企業的非生產業務需求，提升企業不動產的價值，實現綠色可持續運營。

圖1　物業管理與FM的關注點區別

圖2　園區模型鳥瞰

3　BIM與FM結合的價值

從BIM的定義來看，其中包含的幾何信息、屬性信息對于項目的FM管理具有重要的作用，具體體現在以下幾個方面：

(1)將BIM模型作為FM的數據源

BIM模型包含大量關于建筑空間、設備、管道、家具擴展數據，可以快速建立FM管理所需的運維數據庫；

BIM所提供的建筑性能參數有助于評估建筑物現狀，并進行性能優化分析；

從BIM模型及相關的運維管理數據庫中直觀、快速、全面地獲取設施相關信息、文檔，不需要花費時間尋找紙質資料，提高工作效率；

記錄設備相關的保修、保險、供應商、服務合同、人力成本，改善零件與耗材的庫存管理，更好地追蹤設備資產的維護歷史記錄。

(2)圍繞BIM模型實現3D可視化運維管理

快速定位查找房間、設備、控制箱、管道、閥門等管理對象；

通過設備系統之間的上下游關系快速排查故障原因，減少因設備故障對設施使用者產生的影響，提供更好的用戶感受；

通過BIM模型分析制定應急響應預案，標記危險品、有害物質、關鍵設備的位置，定位人員，降低災害損失；

利用手持終端和RDIF標簽、條碼/二維碼進行設備、家具資產的盤點、巡檢，優化資產管理流程。

(3)將BIM模型作為運維數據展現的載體

與BA系統、物聯網傳感器等結合，即時采集并展示設施運行狀態數據；

監控能源消耗和環境影響，進行建筑性能分析，優化設備運行參數，降低運營成本；

BIM與GIS、移動互聯網、云計算等技術結合，實現大型園區、城區的大數據分析。

4　項目背景和需求

本項目為集生產、科研、辦公、倉儲、居住等功能為一體的企業園區，建筑面積約33萬m2，建筑種類包括辦公樓、廠房、倉庫、食堂、宿舍樓15棟單體建筑。

項目建設過程中的項目管理信息化和項目建成以后的運營維護信息化是業主迫切需要解決的問題。因此將項目的BIM應用目標歸納為：

(1)提前解決設計中“錯漏碰缺”的問題；

(2)提高項目管理過程中對于工程進度、造價、質量等方面的管控水平；

(3)面向設計、施工和運維的需要，將項目建設過程中的BIM信息采集規范化，實現基于BIM模型的數字化交付；

(4)實現BIM+FM運維管理，探索BIM精益管理之路，將BIM的價值在運維階段得到真正體現；

(5)建立企業級標準工業園區BIM數據庫，快速用于類似園區項目的管理和實施。

具體需求分解包括：

1)設計階段

空間三維復雜形態的表達；

協同設計、沖突碰撞檢查；

進行多種分析；

結構分析、節能分析、造價分析；

空間分析、體量分析、效果圖分析。

2)施工階段

工程進度管理；

可視化施工模擬，對施工過程量化生成最新的評估與施工規劃(展示場地使用情況或更新調整情況的規劃)；

項目招投標管理；

項目成本控制。

3)FM運維階段

空間戰略規劃：為企業的基礎設施需求提供參考依據；

空間管理：將建筑物的空間數據與公司的組織架構、人力資源整合進行管理，隨時掌握各個部門和人員的空間使用情況；

運維管理：對各個建筑物相關設施進行日常運營維護；

資產管理：對公司的設備、家具與空間位置、使用及維護人員有機地結合在一起進行管理；

能源管理：監控樓宇能耗狀態，有效降低能源消耗和運行成本；

應急預案：根據設施信息實現火災、水災、雷擊、泄漏等災難恢復計劃，包括資產損失掛帳及保險賠償；

廢棄物管理：跟蹤和管理生產過程中的廢棄物排放和處理，降低環境風險。

5　實施方案

根據項目建設過程中的實際需求，制定了以建立BIM+FM項目管理云平臺的技術手段來提供包含設計、施工、運維在內的全生命周期項目管理解決方案。

圖3　BIM+FM項目管理云平臺架構

考慮到知識產權和今后功能的進一步擴展，項目管理云平臺基礎架構采用自主研發的方式完成，同時引進FM管理平臺ARCHIBUS，將BIM數據模型中的數據通過Revit插件采集到ARCHIBUS數據庫，再通過ARCHIBUS提供的數據接口(ARCHIBUSConnector)，將BIM數據應用在項目管理云平臺的各個功能模塊中。實現了在BIM+FM理念下，基于BIM數據的項目管理。

平臺的功能模塊如圖4。

圖4　BIM+FM項目管理云平臺功能

為了有效地實施平臺化項目管理，業主聘請了第三方BIM咨詢機構，牽頭組織了包括BIM咨詢方、總包、投資監理、施工監理、各專業分包、設計院在內的項目實施小組，由BIM咨詢方負責實施策劃、BIM建模和BIM+FM管理平臺開發，通過定期召開的項目BIM例會研究制定設計變更、招投標、竣工驗收等業務流程，明確各方在流程中的操作節點和數據提交責任，并固化到平臺的工作流中。

流程設計除了滿足項目管理的業務需求以外，還考慮了竣工交付時BIM模型和BIM+FM平臺數據的完整性、有效性。例如，分包方只有完成了材料設備參數、文檔的上傳，才能完成驗收、請款流程。用這種方式激勵各方共同完善平臺數據，確保項目順利推進。

各參與方在主要工作流中的職責如圖5所示。

圖5　各參與方在流程中的責任

在項目實際操作中我們發現，通過BIM建模團隊與BIM+FM研發團隊的緊密配合，在BIM數據采集錄入的同時，實際上也完成了對BIM模型的數據校驗，從而保障了最終竣工模型符合現場實際情況，成為運維模型。由此可見，精細化的管理需求會對BIM模型提出更高的要求，為了實現管理目標，通過固化工作流保障數據采集，將大大利于提高建模質量，使BIM模型實現對業主的價值。

在平臺建立時，充分考慮在項目前期引入FM管理理念，由業主從將來使用的維護的角度對項目提出數據交付要求，并且導入BIM模型數據作為項目管理的基礎數據。平臺的技術特點包括：

1)集成FM運維管理平臺ARCHIBUS；

2)提前從運維角度進行空間規劃和預覽，建立設備臺帳；

3)對設備信息和文檔采集建立規范定義；

4)利用項目管理模塊進行項目進度、成本管控；

5)作為BIM數據的集成平臺，匯集運維所需的各類BIM信息；

6)作為項目數字化交付的載體，實現施工向運維的平滑過渡；

圖6　全過程管理模式

圖7　BIM+FM平臺模型瀏覽頁面

圖8　導入BIM設備信息建立設備臺帳

平臺導入BIM模型設備信息形成BIM+FM系統的設備臺帳，通過流程管控，確保設備供應商在線提交設備參數和文檔資料，為竣工驗收和數字化交付做準備。

圖9　設備供應商在線提交設備參數

為了達到管理目標，BIM實施和研發團隊建立了完善的技術保障措施：

1)族庫管理：要求設備族與ARCHIBUS設備規格對應，通過審批流程控制族庫使用；

2)云技術：解決協同建模、模型發布；

3)開發團隊：配備專門的開發團隊，針對項目需求定制管理平臺；

4)現場配合：駐場BIM建模和數據管理團隊，隨時跟進項目變更；

5)協同工作：通過協同工作平臺進行BIM團隊內部管理。

BIM模型與BIM+FM系統之間的數據交換從設計階段開始，到施工階段、運維階段一直持續進行，成為一個長期的數據積累過程，最終交付給業主的BIM模型包含建筑有效運行需要的各種數據，如：

1)空間的劃分；

2)部門、人員對空間的占用；

3)各種設備、家具資產的分布；

4)設備、家具的規格、品牌、型號、供應商、技術參數、使用說明等詳細信息。

我們利用軟件工具和BIM數據交付的相關標準來實現這個重要的數據交換過程。

1)ARCHIBUS Smart Client Extension for Revit

ARCHIBUS為BIM建模軟件Revit提供了一個數據同步插件ARCHIBUS Smart Client Extension for Revit，可以通過Web將ARCHIBUS的設施基礎數據與BIM模型集成。

圖10　SmartClient Extension for Revit

SmartClient插件具有雙向同步功能，可以用Revit模型數據來驅動業務信息，如在Revit中按部門分配空間后數據導入ARCHIBUS； 也可以用業務數據驅動模型，例如在ARCHIBUS中批量設置員工使用的家具資產，并將信息同步到Revit模型中。SmartClient提供了一系列自定義設置，利用規則和工作流來協調雙向數據交換、更新BIM模型，以使數據保持同步。

2)COBie標準

COBie(Construction Operations Building Information Exchange)標準已經作為建筑項目數據交付的標準被美國和歐洲采納。設施設備的基本信息、運維信息，包括各類設設施設備的屬性(設備類型、安裝日期、質保日期、材質、功能)以及相關的維護文檔(PDF)，應遵循COBie標準在BIM模型中建立，并以COBie標準的Excel及IFC格式輸出。

應用COBie標準的方法是將設計、建造過程中輸入BIM模型的的數據匯總起來。設計單位提供樓面、空間和設備布局； 建筑施工安裝單位提供設備制造商、型號和設備序列號等信息。

由于不同的項目參與方使用各種不同的軟件，都需要與COBie信息交互，COBie信息可以用幾種不同的格式顯示。這些格式都提供了完全可互操作的視圖來展示COBie的基本信息。設計、施工方可以使用BIM建模軟件提供的工具來創建IFC或Excel格式的COBie文件，也可直接在以Excel電子表格形式顯示的COBie數據中錄入信息。FM管理部門可以將IFC或Excel格式的COBie數據導入到FM軟件中。

我們在Revit模型中為COBie格式定義客戶化的數據字段，并通過COBie工具導出符合COBie標準的Excel文件，再利用ARCHIBUS Connector將其導入ARCHIBUS數據庫。工作流程如圖11：

1)應用價值

通過在項目早期實施基于BIM+FM的項目管理平臺，在建設過程中注重駐場服務和流程化管理，保證了工程信息在規劃設計階段、施工階段、運維階段的一致性，體現出以下優勢：

1)精細化管理有利于確保建模質量；

2)通過固化工作流保障了FM管理基礎數據的準確性；

3)全過程的工程資料得到有效的數字化歸檔；

4)完工后交付高精度BIM模型、工程資料庫和運維管理平臺，充分體現對業主的價值。

圖11　Revit導出數據到ARCHIBUS

圖12　竣工交付的ARCHIBUSFM運維管理平臺

2)結論和建議

通過建立BIM+FM項目管理云平臺，可以建立一個可隨時隨地、快速訪問到的最新、最準確、最完整、最可靠的基于BIM的工程數據庫。項目所有參與方(設計方、供應商、總包方、監理方、業主、BIM咨詢方)的相關人員都可以根據各自不同的權限在管理平臺上進行協同工作。通過嚴格的工作流程保障BIM數據采集和更新，完工后交付高精度BIM模型和運維管理平臺，實現業主運維方面的需求。如圖12所示。

利用BIM技術、云平臺技術建立企業工程項目數據庫，可對類似項目快速評估，為業主的投資決策和精益管理提供參考，形成基于BIM+FM平臺的管理規范和流程，可在類似的工業園區項目中快速地復制應用并保證實施效果，實現BIM價值的最大化。

[1]張曉華， 物業設施管理，華中科技出版社， 2009.

[2]Michael Schley，BIM：Revolutionizing Building Life Cycle Management， 2010.

[3]Ellen Valentine，Pete Zyskowski．Building Information Models(BIM)：How It Has Changed FM， 2010.

[4]Louise Sabol，Building Information Modeling &Facility Management， 2008.

Research on the Application of BIM+FM in Enterprise Park Construction Project

Li Tongjun

(ShenduDesignGroupCo.，Ltd.，Shanghai200437，China)

Integrating BIM(building information model)technology with facilities management(FM)concept，this article uses BIM+FM project management cloud platform as a carrier in the whole process of design，construction，operation and maintenance of the enterprise headquarters construction project，which enables the owners to fully enjoy the accomplishments of BIM and reflects the role of BIM in project life cycle application and digital delivery.

Building Information Model； Facilities Management； BIM； FM； Project Management

李彤軍(1970-)，男，大學本科。主要研究方向：建筑結構、項目管理、BIM。

TU17

A

1674-7461(2016)04-0056-06