運維設計先行、打造智慧運維的科技園

貝正其， 熊 江

(1.寧波方太廚具有限公司，寧波 315136； 2.中南建筑設計院股份有限公司，武漢 430071)

0 引言

產業園是指由政府或企業為實現產業發展目標而創立的特殊區位環境，其中科技產業園是一種重要的形式。不同于傳統的以居住、商業和辦公為功能房地產開發項目的用戶有較多的共性，科技產業園專門為某種產業服務，其用戶的使用需求個性較多，且項目竣工前用戶需投入大量設施(如生產線、物流設施等)，要求形成設計產能后項目才算竣工，這也是科技產業園項目與普通房地產項目的最大不同。

科技產業園項目的全生命周期中，運維起到非常大的作用。運維包括運行和維護兩部分，運行是指服務于業務系統，保障所有業務系統的正常、高效工作，而維護是服務于物業系統，保證所有物業系統的安全、高效工作。對科技產業園項目而言，運行和維護是不可分割的一體。

雖然運維很重要，但現在的設計規范中有關運維設計要求的條文卻不多，僅在2020年頒布的中國勘察設計協會標準《智能建筑設計通則》T/CECA 20003-2019的第14章“ 智能化工程運維管理”專章，以及2021年頒布執行的中國建筑學會標準《智慧建筑設計標準》T/A SC19-2021的第7.4節“智慧運維”專節進行了較為詳細的描述。本項目即是參照上述兩本標準進行的運維設計。

1 建設流程

1.1 項目簡介

方太第二工業園二期工程是方太公司自建自用的第6個項目，總用地面積約21萬m2，總建筑面積約31萬m2。主要功能包括聯合廠房、成品庫、辦公樓、員工宿舍等。

1.2 運維設計先行

很多地區的科技園區是開發項目，因為建設方和使用方不是一體，項目建設階段由基建部門負責，很少有使用方參與，建設階段主要關注的是土建和機電的建設，一般不太重視園區建設后使用方的業務需求及物業部門的運維需求，這也對后期項目運營帶來一定不便。

為避免這種情況發生，本文介紹的園區項目則是項目使用方業務及后勤管理人員在立項前期就介入到項目策劃中，將智慧運維的設計要求貫徹到項目的全生命周期中，予以監督實現。此外，本園區項目采用以BIM技術為主的“數字孿生”交付方式，并將設計院提供的數字孿生交付產品加入智慧運維的設計內容，旨在實現園區的數字化、信息化、智慧化交付。

2 智慧運維設計簡介

2.1 基本構架

智慧運維是一種應用，它和組成智能建筑的樓宇智能化、通信智能化、辦公智能化都有關系，但按照《智能建筑設計標準》GB/T 50314所代表的傳統子系統集成的方式很難實現智慧運維。從業主的角度出發，智慧運維的設計更適合遵循《智慧建筑設計標準》GB/T 50314所提倡的技術構架來實施。圖1所示為智慧建筑技術架構圖。

圖1 智慧建筑技術架構圖

與傳統的《智能建筑設計標準》的子系統和IBMS建筑智能化集成方式相比，智慧運維的技術構架有以下幾個特點。

(1)智慧運維依托的基礎是數據湖，即智慧運維所依托的數據不是傳統的分離的各子系統內部的數據，而是以原始格式存儲在園區數據中心的各系統數據。

(2)智慧運維依托的頂層是“建筑(園區)大腦”“建筑(園區)操作系統(平臺)”，即適配于包含智慧運維在內的智慧建筑(園區)場景的物聯網類操作系統。智慧運維通過搭建在建筑(園區)操作系統(平臺)上的在線計算、機器學習、數據組件、數據清洗、數據接口、數據標準、引擎組件、服務組件和安全組等基礎模塊，構建智慧運維的應用模塊，從而安全、可靠地進行智慧運維資源的管理、計算和數據處理。

(3)以智慧運維應用場景為導向，進行智慧運維設計，這一點與傳統的《智能建筑設計標準》有很大的區別，《智能建筑設計標準》主要規范了布線要求和系統功能，幾乎不涉及具體的“應用”，這一點是筆者所在單位作為項目業主方，在以《智能建筑設計標準》為依據采購設計院的智能化(專項)設計時所遇到最大的痛點，因為業主方運維部門希望工程交付時就已經具備了所需要的具體應用，而不再需要二次開發。

據筆者所在項目團隊調研，工程交付后的二次開發由于受到工程現狀的限制，很多業務運維需要的功能實現困難，如果二次開發方案稍有考慮不周還會導致原有系統宕機甚至失修的風險。《智慧建筑設計標準》是以“應用”為導向指導設計的，其1/3的篇幅集中在第7章“智慧應用”，這一章的內容對業主指導運維設計幫助很大。

2.2 設計內容

中國建筑設計協會標準《智慧建筑設計標準》T/ASC 19-2021將運維設計分為設施管理設計、空間管理設計、應急管理設計、業務支持管理設計共4個部分的內容。

2.2.1 設施管理設計

設施管理的對象既包括園區內的，也包括公司計劃采購、采購在途以及園區外儲存的所有生產設備、樓宇設施、物資材料。

本項目首先結合企業ERP系統，建立了三個層面的資產管理數據庫，包括以設備分類、編碼、位置等基礎規則層面的設備臺帳管理，以作業指導書、作業安全書、故障體系等基礎標準層面的作業標準化管理和維修策略管理，以及以工作流、信息流、資金流等基礎協調層面的工單管理及集成相關的物資管理系統、施工調度管理系統。

設施管理日常的主要工作內容是設備維修，根據筆者所在單位的經驗，可分為預防性維修、狀態維修和故障性維修三類。

其中，預防性維修任務主要來源于各專業檢修規程，根據規程規定的標準工作和檢修周期，由專業工程師導入系統，并為該工單設定工作所需時間、人力成本、物料需求，由系統按照日期自動派發工單，由責任班組完成檢修活動。系統通過仿真計算維修計劃、維修內容和維修預算，實時動態生成檢修計劃執行情況報表，能有效地實現檢修任務兌現率的動態控制，提高管理水平。

狀態維修任務主要來源于設備日常保養、周期性檢查或巡視發現的達到臨界狀態或已經超限的設備進行狀態檢修，根據問題的輕重緩急安排狀態檢修工作，對整個問題庫實施報表管理，供專業工程師或分管領導查看問題數量及已經消除、計劃處理情況等信息。

而針對故障性維修管理，園區全體職工皆可操作，一旦發現園區內任何生產設備、樓宇設施等故障后，均可通過系統創建故障工單，經專業調度流轉到責任班組處理，并記錄發現問題時間、到崗處理時間、故障消除時間等主要節點時間，以實現對單例故障的全過程控制。同時，對故障進行分類、分級管理，系統可自動分析某類故障在某段時間內發生的頻次，并可以做環比、同比分析，有利于管理決策。

2.2.2 空間管理設計

空間管理能實現園區空間最高效的利用和運作。空間管理系統結合監控通過可視化平臺對工程外部及內部的所有區域進行統一劃分，確保空間的最大使用率，并且在平臺上對各個功能空間進行標注，實行統一管理。

本項目的智能化工程空間管理系統將空間用途細化到房間級，流動性大的場所細化到工位。空間管理系統按空間預測和檢測運維成本，在空間管理業務中通過內部計費方法，將所有空間的成本進行統計歸集，然后分配到相應的成本中心，并從財務角度對空間類型進行結構化定義。

本工程的空間管理系統對空間實現的功能包括：分析各部門的空間庫存信息，產生空間庫存與其毛面積、房間、服務面積、豎向及橫向管線的關系，促成更佳的空間效率以降低占用成本；按收費及報告需求使空間征收費用過程自動化；鏈接建筑圖與設施及基建數據以確保信息的準確性，以及準確地分配空間使用及統計收費。

空間管理系統對空間里的資產也能實現有效管理，并和空間對應起來，如建立家具及設備標準手冊或財產卡、建立空間標準及設備手冊、實現搬動工作單的搬動統計、實現設備分布報表、建立標準的設備庫存數量、建立家具及設備報廢數據、 建立職員搬動工作單，以及自動建立搬動工作單表格等。

2.2.3 應急管理設計

本項目的應急管理設計包括消防應急管理、防災應急管理、事故應急管理和反恐應急管理等內容。

針對園區內任何一個部位出現任何應急情況，應急管理系統自動觸發平臺，對周圍可以使用的處理工具進行定位標識。如部分位置發生火災，平臺會根據具體情況計算附近最近的滅火器，使運維管理人員能迅速的處置險情。

應急管理系統制定的應急預案包括：有人或無人值守的日常巡檢、參數設置、狀態監控和優化調節，觀察并記錄；無人值守運維工作可以由管理軟件、機器人、人工智能等先進的手段補充或部分替代；督促檢查正常設施維護保養工作，預防性和預測性的維護工作，以及設備故障時所發生的修理和更換工作；對突發事件的分析、響應和處理預案及預案的演練。

應急管理系統設置了標準的災后處理流程，能調配現有信息以實現災難恢復計劃，包括遺失資產的掛帳及賠償要求等資料保存，將正常運作期間的信息做實時更新，提供做出時間敏感性決策時所需的信息；并且能夠提供應急會議的詳情，以利于保險覆蓋。

2.2.4 業務支持管理設計

本項目業務支持管理系統的服務對象包括生產人員、運維人群、顧客，以及員工宿舍租客四類。

業務支持管理系統能為業務流程提供輔助監控服務。通過監控通訊設備及布線系統等重要基礎設施正常運行，保證網絡暢通使用及建立可維護的網絡系統，便于業務系統快速的技術進步及機構自身的業務擴展，以及系統的升級；按管理要求更新及保存實際的物理位置變化和維護相應的控制圖表，維護與網絡物理位置相關的完整文檔數據，縮短網絡規劃時間，快速解決遇到的網絡問題。當增加新員工或調整搬家時，能做到與相應部門的需求一致，避免網絡方面的沖突，并能方便生成各種報表。

業務支持管理系統也負責處理業務空間和業務資產信息，保持運維數據庫和相關業務數據庫的所有數據同步及更新。

此外，在業務支持管理系統中，所有業務設備、建筑設施、企業資產的維護活動會經過工作指令管理匯集到一處，其中，紙質的工作指令可交給工人攜帶至工作地點；移動應用可讓用戶無需回到辦公室就能接受任務；在現場使用移動設備的情況下，也可以進行作業交互。本工程的業務支持系統的數據庫可與任何類型的ERP系統如SAP、Oracle 或任何其他ERP或財務系統無縫鏈接，為附加有財務信息的CAFM活動提供了技術控制功能，可處理預算問題，將問題分配到成本中心提供技術信息，如一個工作指令是否完成或一個租戶使用了多少超過正常租賃合同之外的附加服務。

園區的綜合耗能監控也是業務支持管理系統的一個重要功能，能根據氣象預報、當前天氣、能源使用計劃、階梯電價、峰谷電價、目前建筑狀態和未來計劃使用狀態，自動優化生產線及樓宇設備的能耗需求。結合產線產能、實時能耗數據和環境參數積累，綜合能耗大數據平臺將分階段逐步降低園區的總能耗，實現能源優化管理。

3 建議

3.1 提升建筑設計中的運維設計專項咨詢水平

設計咨詢是保證工程建設質量的一個有效方式，例如在酒店設計中，酒管公司的設計咨詢幾乎是標配。但在運維設計領域，由于這個需求比較新，建設方、使用方以及設計方還不夠重視，能夠提供運維設計咨詢的單位較少，因此提升行業的運維設計專項咨詢服務能力尤為迫切。

在本園區項目中，設計院依據現有國家標準設計了綜合布線系統、語音通訊系統、計算機網絡系統(有線 /無線)、室內移動通信覆蓋系統、綜合安防系統(監控 /報警 /巡更 /安保對講)、一卡通系統(含門禁 /考勤 /消費 /訪客及通道管理)、有線電視系統、背景音樂系統、電梯多方通話系統、樓宇自控系統、能耗計量系統、多功能會議系統、綜合管路系統、數據機房等子系統，但是智慧運維仍是由業主主導設計的，其中智慧運維所需要的傳感器、執行機構等也是由業主提供具體的型號及布點、再由設計院具體畫圖。

3.2 加強運維設計相關標準的制訂及推廣

我國已頒布了幾本與運維相關的團體標準，但相關的行業標準、國家標準還未見，這方面還有許多工作需要做，相關行標、國標的制訂和推廣能有效地改善目前的局面。

例如國家機關事務管理局在2019年向各省、自治區、直轄市和新疆生產建設兵團機關事務管理部門和局屬各單位印發了《機關事務標準化發展規劃(2018—2020年)》，指出開展智慧機關后勤的統一管理平臺的標準化工作是當務之急，在國家機關事務管理局體系內啟動了相關的工作。擬通過平臺標準化，對機關運維的各子系統進行結構化和標準化設計，整合成一個有機的整體，實現各種應用的統一管理和數據的順暢交互和流轉，構建覆蓋全員、條塊+矩陣的立體協作超級網絡。

4 結束語