BIM营运维护管理方案课案.docx
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BIM营运维护管理方案课案
BIM工作计划
BIM实施内容
第一次送审
序号
专业/系统/部位
送审日期
审批日期
审批结果
1
提交BIM组织架构
2015年12月05日
2
BIM执行计划书
2015年12月10日
3
搭建T2机电专业模型
2015年12月25日
4
BIM模型修改
收到变更单6天内
5
强电井
2016年4月10日
6
弱电井
2016年4月10日
7
风井
2016年4月10日
8
空调水管井
2016年4月10日
9
地下室管线密集区域
2016年5月20日
10
给水泵房
2016年7月25日
11
制冷机房
2016年7月25日
12
发电机房
2016年8月15日
13
避难层机房
2016年9月10日
14
办公楼层走廊机电管线
2016年10月10日
15
酒店楼层走廊机电管线
2016年12月10日
基于BIM的建筑机电设备运维管理系统
1.概述
机电设备（Mechanical,ElectricalandPlumbing，MEP）工程是建筑给排水、采暖、通风与空调、建筑电气、智能建筑、建筑节能和电梯等专业工程的总称。
MEP系统是一个建筑的主要组成部分，直接影响到建筑的安全性、运营效率、能源利用以及结构和建筑设计的灵活性等。
传统的MEP运维信息主要来源于纸质的竣工资料，在设备属性查询，维修方案和检测计划的确定，以及对紧急事件的应急处理时，往往需要从海量纸质的图纸和文档中寻找所需的信息，这一过程无疑是费时费力。
建筑信息模型（BuildingInformationModel，BIM）技术通过3D数字化技术为运维管理提供虚拟模型，直观形象地展示各个机电设备系统的空间布局和逻辑关系，并将其相关的所有工程信息电子化和集成化，对MEP的运维管理起到非常重要的作用。
其中，BIM是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。
近十年来的研究和应用表明，BIM对于支持传统建筑业的技术改造、升级和创新，具有巨大的应用潜质和经济效益。
基于从设计和施工阶段所建立的面向机电设备的BIM模型，创建机电设备全信息数据库，用于信息的综合存储与管理。
在此基础上，开发基于BIM的建筑机电设备运维管理系统（BIM-MEP-FMS），其目的一方面是为了实现MEP安装过程和运营阶段的信息共享，以及安装完成后将实体建筑和虚拟的机电BIM模型一起集成交付；另一方面是为了加强运营期MEP的综合信息化管理，为保障所有设备系统的安全运行提供高效的手段和技术支持。
2.系统介绍
2.1系统架构
目前，常用的网络应用模式主要有“浏览器-服务器（Browser-Server，BS）”模式、“客户端-服务器（Client-Server，BS）”模式及“点对点（Peer-to-Peer，P2P）”模式三种，他们有着各自的特点和应用范围。
由于BIM-MEP-FMS需要以三维图形作为最基本的表现，对客户端的图形表现有较强的需求，且三维模型数据量极其巨大，模型变换和渲染所需的计算量也很大，不合适全部放在服务器端处理。
此外，在统计分析等需要图表进行显示方面，CS结构的客户端表现能力更加符合BIM-MEP-FMS的要求。
BIM-MEP-FMS的系统架构为典型的CS结构，服务器端配置路由器、防火墙以及sqlServer服务器一台，负责提供数据存储、访问和管理等服务。
客户端为可连接入网络的个人计算机，以及支持二维码扫描和无线网络传输的手持终端。
图1逻辑结构图
客户端计算机中还通过一个以XML文档形式保存系统配置信息和项目具体细节的配置文件，对BIM-MEP-FMS的应用环境进行设置。
对于所管理的每一个项目，包含多个以二进制的形式将远程数据库中最新数据的拷贝，映射到缓存在本地计算机中的文档，用来提高BIM-MEP-FMS读取数据的效率。
移动终端为采用IOS或Android系统的智能手机，同样通过一个配置文件，实现当前终端和服务器连接的配置信息。
2.2系统环境
系统运行环境由服务器、客户端及网络环境组成，服务器与客户端分为硬件和软件部分。
表系统运行环境推荐表
硬件配置
软件要求
服务器
CPU*2
2GHz、8核
16G内存
4T硬盘
Windows2008Server
数据库：
MicrosoftSQLServer2008
客户端
CPU2GHz、4核
8G内存
500G硬盘
1G显卡
Windows7，64位操作系统
.Netframework3.5或以上。
网络
要求
100M/1000M局域网
2.3功能模块
BIM-MEP-FMS系统包含集成交付平台、设备信息管理、维护维修管理、运维知识库以及应急预案管理等五个主要功能模块，如下图所示。
2.3.1集成交付平台
将建筑的机电设备三维模型及其相关信息导入BIM-MEP-FMS中，可将信息与系统电子化集成交付给业主方。
2.3.2设备信息管理
为运维人员查询设备信息，修改设备状态，追溯设备历史等需求，提供了方便快捷的查询、编辑和分析工具，以及列表和图表等综合报表功能。
2.3.3运维知识库
提供了包括操作规程、培训资料和模拟操作等运维知识，运维人员可根据自己的需要，在遇到运维难题时快速查找和学习。
2.3.4维护维修管理
为运维人员提供机电设备维护管理平台，以提醒业主何设备应于何时进行何种维护，或何种设备需要更换为何种型号的新设备等，此外还包括维护、维修日志和备忘录等。
2.3.5应急预案管理
用二维编码技术以及多维可视化BIM平台进行信息动态显示与查询分析,为业主方提供设备故障发生后的应急管理平台，省去大量重复的找图纸、对图纸工作。
运维人员可以通过此功能模块，可快速扫描和查询设备的详细信息、定位故障设备的上下游构件，指导应急管控。
此外，该功能还能为运维人员提供预案分析，如总阀控制后将影响其他哪些设备，基于知识库智能提示业主应该辅以何种措施，解决当前问题。
2.4数据库设计
基于IFC标准的BIM数据库，用一种全局通用属性表方法（主要设备和材料的属性页面使用的属性字段是全局设定），建立了一个囊括全生命周期数据的数据库。
开发了便捷、安全可靠的数据接口，满足市面上的绝大多数设计和管理平台的数据需要（例如能无缝对接ARCHIBUS平台），也能满足各种个性定制平台的数据需要，是我司自己开发的BIM-MEP-FMS运维管理系统的后台数据中心。
参考IFC标准体系，将实体和关系区分，项目数据库中数据表总体分为元数据表和关系表两类。
元数据表包括三维模型信息、基本信息、维护维修信息、紧急预案信息、项目环境信息、版本日志信息等六个模块。
关系表又分为项目级和专业级等层次。
图1数据库架构图
图2数据模块关系图
图纸表是描述图纸具体信息，包括图纸名称、图纸编号、图纸内容、图纸格式、图纸说明等，是作为一个独立的对象而抽象出来的数据表。
机电设备表，同样是一个独立对象，描述了设备的几何信息。
空间结构表是为机电设备的管理设计的树形数据结构，构件的多数信息都是通过与空间结构表关联，从而与机电设备关联，因为每一个机电设备都对应一个空间结构。
他们之间的关联是通过关系表“关系_图纸_TO_空间结构”、“关系_空间结构_机电设备构件”来实现的。
其概念设计如图3所示。
图3概念设计图
在数据库设计的时候，我们把图纸表以“图纸ID”作为自己的唯一标识，并定为主键，并以独立于一个系统实例的“全局ID”作为补充标识。
空间结构表以“空间结构ID”作为自己ID唯一标识，并以独立于一个系统实例的“全局ID”作为补充标识。
机电设备表则以“机电设备ID”作为自己的唯一标识，并定为主键，同时也以“全局ID”作为补充标识。
而关系_空间结构_TO_图纸表中，则以”空间结构ID”和”图纸ID”作为对图纸表与空间结构表外引用。
同时两者一起作为联合主键。
而关系_空间结构_TO_机电设备以”空间结构ID”和”机电设备ID”为对机电设备表与空间结构表的外引用，同时两者一起作为联合主键。
这种关系表的好处在于，既可以表现一对一的数据关系，又可以表现一对多和多对多的关系，达到关系严谨，普遍适用的效果。
3.系统应用
3.1信息的创建
3.1.1模型数据接口
通过开发IFC模型转换接口，在导入IFC文件存储的3D模型的同时，也将建模过程中所录入的几何、类型等所有属性一并导入，并自动形成关联，从而实现了设计和施工信息与运维期信息的共享。
导入后的模型及其所有属性统一存储在服务器数据库中，形成永久的MEP电子信息库，对建筑信息进行了全面的备案，同时给物业人员在运维期提供支持。
3.1.2信息数据接口
海量的信息录入是一项非常繁琐的工作，为了能更方便快捷地录入数据，系统提供了包括界面操作和Excel文件导入等多种录入数据的方式以满足用户的不同需求。
即用户一方面可以通过操作图形界面，批量地添加属性信息，并个别地进行修改，也可以借助Excel等工具，快速创建属性信息。
3.1.3建立上下游关系
在项目中，成千上万的构件形成了错综复杂的结构关系。
为了更好地对构件进行管理和辅助应急事件处理，需要建立构件之间的上下游关系。
系统中，把构件的控制构件定义为其上游构件，把构件所控制的构件称为其下游构件。
以暖通系统为例，风管的上游构件为风机，下游构件为风阀（风口终端）。
通过在系统的图形平台中选择上下游构件，可快速建立其上下有关系。
3.2知识库管理
3.2.1图纸管理
图纸管理中包含了与项目相关的所有图纸，按照图纸的不同用途以及所属不同的专业进行分类管理，同时实现了图纸与构件的关联，能够快速的找到构建的图纸。
同时实现了三维视图与二维平面图的关联。
用户通过选择专业以及输入图纸相关的关键字，快速的查找图纸，并且打开图纸。
3.2.2培训资料与操作规程
知识库中储存了设备操作规程、培训资料等等，当工作人员在操作设备遇到的过程中遇到问题时，可以在系统中快速的找到相应的设备操作规程进行学习，以免操作出错导致损失，同时在新人的培训以及员工的专业素质提升方面也提供资源支持。
3.2.3模拟操作
模拟操作是通过动画的方式更加形象、生动的去展现设备的操作、安装以及某些系统的工作流程等等。
同时在内部员工的沟通上也有很大的帮助。
模拟操作设置方式：
添加模拟操作的名称，为该模拟操作设置构件模拟顺序，在设置模拟顺序时，用户可以通过设置每一步的颜色以及透明度，让模拟操作更加形象生动。
3.3信息的应用
3.3.1信息检索
信息检索功能让用户快速的找到需要了解当前系统的构建信息、图纸信息、备品信息、附件信息等。
从而更加清晰了解项目的规模以及项目当前信息情况，并且导出数据报表。
3.3.2关联查询
BIM-MEP-FMS系统中的所有信息都形成一个闭合的信息环。
即通过选择机电设备，可快速查询与其关联的所有信息和文件，这些文件包括图纸、备品、附件、维护维修日志、操作规程等。
同时，也可以通过查询图纸等信息，定位到与之相关联的所有设备构件。
闭合的信息环为运维人员掌握和管理所有的设备和海量的运维信息提供了高效的手段。
3.3.3统计分析
系统中存储和管理着海量的运维信息，而统计分析功能则可以让运维人员快速地获取有用的和关键的信息，直观地了解到各个系统或各个构件当前的运行状况为项目管理提供数据支持。
为了让用户更好地进行数据对比，系统提供了直方图、饼图、bar图、线图、球图等统计图表的方式供用户选择。
3.4物业的应用
3.4.1设备识别
运维人员在设备的维护维修过程中，使用移动终端设备，可扫描贴在设备上的二维码，并根据二维码中所提供的设备关键信息，连接并获取远程数据库中与该设备相关的其他附属信息。
例如，设备安装和维护手册、设备大样图、设备参数等，运维人员也因此不需要携带大量的纸质文档到实地，实现运维知识电子化。
3.4.2维护维修管理
维护维修管理为机电设备管理人员提供了日常的管理功能，这些功能包括：
在系统中为构件添加相应的维护计划，系统会按照该计划定期的提醒物业人员对构件进行日常的维护工作，并在维护工作后，辅助录入维护日志；当需要进行维修时，物业管理人员根据报修的项目进行维修，并可查询备品库中该构件的备品数量，提醒采购人员制定采购计划。
维修完成后，辅助录入维修日志。
并且记录此次使用备品的数量，备品库中对应的备品减少。
3.4.3紧急情况处理
当运维过程中出现紧急情况时，物业管理人员可携带移动终端设备进入到现场，通过扫描二维码获取出现问题构件的关键信息、详细信息以及其上下游的信息，并通过定位上游构件，尽快地找到上游设备进行处理。
同时系统还将自动分析对上游构件处理后，将会影响到哪些范围内的哪些设备。
运维人员还可以选择将笔记本电脑带入现场，通过二维码扫描枪，可实现在3D环境中，更精确更直观地定位设备以及其上下游设备的位置，从而辅助现场操作人员更加方便和准确的处理紧急事件。
具体的操作流程是，首先扫描出现故障的构件，其次通过移动终端获取该设备构件的信息，或者通过计算机在图形平台定位该设备构件，最后通过移动设备进行构件图纸定位或在计算机中实现3D定位。
4.应用价值
BIM-MEP-FMS系统综合应用BIM技术、计算机辅助工程技术、虚拟现实技术、移动网络技术等，引入建筑业国际标准IFC，通过建立基于BIM的机电设备运维数据库，实现机电设备安装过程和运维阶段的信息共享，并支持在安装完工后将设备实体和虚拟的机电设备BIM运维数据一起集成交付给业主。
BIM将工程建造图纸整合为一个包容所有建造信息的整体，在实施建筑实体建造的同时，同步完成了建筑信息的虚拟建造；运用二维码和RFID技术，建立起实体建筑与虚拟建筑之间连接的桥梁，实现了建筑机电设备的信息化、智能化、可视化，让物业设施设备尽在掌握，让物业运维管理更加便捷。
同时，此统作为机电设备信息化运维管理平台，为运维人员提供高效的运维手段，以保障所有机电设备及其各子系统的安全运行。
系统可用于各种建筑工程的机电设备运维期管理，尤其适用于大型、复杂工程。
附件一系统应用范围
系统应用区域：
1、建议全区域应用运维系统，并进行全方位管理，涉及到暖通、电气、给排水、消防等多个专业，详见附件五中《专业代码、设备材料代码表》所包含的内容。
2、如果受到工期、实施难度等因素的影响，建议进行分步实施，着重对主要机房、设备层、商业裙楼公共走道等区域进行应用。
系统应用对象：
1、主要设备：
制冷机组、水泵、新风机组、空调机组、风机盘管、VRV多联机、VAVBOX、湿式报警装置等；
2、阀门：
截止阀、球阀、两通电动蝶阀、两通电动调节阀、蝶阀、闸阀、双调节阀、静态平衡阀等；
3、测量仪表：
温度计、压力表等；
4、传感器：
温度传感器、压力传感器、流量传感器等；
5、附件：
Y型过滤器、伸缩器等。
附件二主要设备和材料在施工与运维过程中的跟踪管理
主要设备和材料在施工和运维过程中的跟踪管理，我们在设备上打入二维码标签，作为设备的唯一标签。
时刻补充施工和运维过程中产生的新数据到BIM数据库中，并同步更新BIM模型属性。
保持BIM模型与BIM数据库中的数据一致。
通过最新、准确的数据库，结合BIM三维模型以及现场主要设备和材料上的二维码，完成对主要设备和材料在施工与运维过程中的跟踪管理。
1、在设备和材料进场时
1.在主要设备和材料打上二维码标记（对不方便直接打标的设备和材料，挂上带有二维码的名标）。
2.利用二维码扫描设备，对进场设备和材料进行清点。
3.把扫描数据附带设备材料信息、数量、出厂合格证、出厂检测报告等信息、资料和审批记录录入到BIM数据库，并通过数据中心和BIM模型的同步软件同步到BIM模型属性当中，保持BIM数据库中的数据与BIM模型保持一一对应的关系。
4.通过对主要设备和材料进场时的科学管理，管控了主要设备和材料在进场时的混乱，避免了物料的缺失和遗漏。
2、施工阶段
1.对安装完成的设备和材料进行记录。
2.把安装过程中的安装信息包括安装人员、安装完成时间、安装过程中的质检记录等录入到BIM数据库。
并同步到BIM模型属性中，保持BIM数据库中的数据与BIM模型保持一一对应的关系。
3.在施工过程中对主要设备和材料进场时的科学管理，随时掌控机电设备的即时状态，判断设备是否还在仓储状态还是已经完成安装。
通过对机电设备和主要材料的在线状态判断，实现主要设备和材料的跟踪管理。
3、运维阶段
1.对产生维修的各专业设备进行记录
2.把维修设备上的二维码及相关数据（数据包括维修时间、维修人员等）录入到BIM数据中，并同步到BIM模型属性中，保持BIM数据库中的数据与BIM模型保持一一对应的关系。
3.在运维阶段对主要设备和材料进场时的科学管理，为以后的科学管理物业，为各种管理平台和手段提供信息支持。
附件三BIM数据库的扩展与维护
通过开发IFC模型转换接口和导入接口，导入模型中的几何信息及所有属性信息。
导入后的模型及所有属性统一存储在服务器数据库中，形成永久的数据信息库。
对机电设备信息进行全面的备案，同时给运维人员提供数据维护支持，进行扩展、查询、维护等。
1、数据的扩展
1.初始化常规属性，给设备导入相同的属性及属性值。
2.覆盖导入。
覆盖导入是将之前的所有节点属性全部删除，只保留此次导入的属性。
3.增量导入。
增量导入是在之前的属性数据基础上增加此次导入的数据。
2、数据的维护
1.通过对数据表的字节进行约束。
将每次添加或更新的数据进行校对，对缺、漏、少或不满足条件的数据进行提醒并阻止数据导入或更新的操作。
2.在服务器上设定数据库进行定时增量备份服务，备份间隔不大于一周。
3.由数据库管理人员定时对数据备份进行巡视，并保持每个月对数据库进行手动全数据备份。
4.定时生成数据报表，发送给运维管理人员。
让管理人员对近期的数据变动了如指掌。
附件四二维码保护措施
可采用激光标印二维码的方法，通过激光打标机将二维码标印在设备、零部件表面，适用于金属、塑料、陶瓷等多种材料。
其中金属材料对于二维码的标印位置必须满足以下条件：
选择金属零件非配合表面或非工作表面平坦的部位，标印位置的表面粗糙度不高于1.6；标印位置的面积不小于8mm×8mm；若金属零件二维码的标印位置为圆柱面，则圆柱面的直径不小于16mm；选择好二维码的标印位置后在金属零件图纸做出标记；
对于设备，我们可以直接将二维码标印在设备表面，但对于阀门等零部件，由于表面不平整，我们可将二维码打印在铝制薄片上，镶嵌或挂在其上面进行识别。
激光标印二维码的方法优点：
1、非接触加工。
不用接触物体表面即可打印，所以根本不会对物品造成损害。
2、材料适用面广。
可在金属、塑料、陶瓷等多种材料上打印，用途广泛。
3、可与生产线上的其他设备集成，提高生产线的自动化程度。
4、标记清晰、持久、美观，可有效管理;对于二维码来说，能长期有效不破损。
5、使用寿命长、无污染;不会产生任何废气、废水。
6、运行成本低插电即可，根据大小不同，瓦数也不同，一般都是低打标速度快且标记一次成型，能耗小，因而运行成本低。
这就对需要打二维码的商家厂家节约了很大的成本。
7、加工效率高。
计算机控制下的激光光束可以高速移动（速度达5—7米/秒），打标过程可在数秒内完成。
1个标准计算机键盘的印字可在12秒内完成。
一个二维码的大小也就这么大。
8、开发速度快。
由于激光技术和计算机技术的结合，用户只要在计算机上编程即可实现激光打印输出，并可随时变换打印设计，从根本上替代了传统的模具制作过程，为缩短产品升级换代周期和柔性生产提供了便利工具。
根据二维码的式样直接输入电脑即可。
9、加工精度高。
激光能以极细的光束作用于材料表面，最细线宽可达到0.05mm。
为精密加工和增加防伪功能开创了宽广的应用空间。
激光印标能满足在极小的塑料制件上印制大量数据的需要。
例如，可印制要求更精确，清晰度更高的二维条码，与压印或喷射打标方式相比，有更强的市场竞争力。
精确多二维码很重要，保证二维码打印的完整度才能更加的有效。
10、维护成本低。
激光打标是非接触式打标，不像模版印标工艺有使用寿命的限制，在批量加工中的维护成本极低。
11、具有环保性。
激光打标为非接触式打标，节约能源，相对于腐蚀法，避免了化学污染;相对于机械式打标，也可减少噪声污染。
附件五设备材料二维码标识及管理方案
为提高设备、材料采购管理中的质量管控手段，中建五局工业设备安装有限公司采用二维码来解决传统工程管理方式中存在的设备、材料到货进度、质量管理难题，并将其作为工程中应用BIM技术的重要组成模块。
1、设备、材料类二维码技术介绍
（1）二维码的规格
1）二维码尺寸规格为：
3.5*3.5CM（可容纳不少于300个中文字节）。
2）对于可贴附在设备、材料外表面平面上的二维码，可以通过手持式二维码扫描仪以及智能手机（安装二维码扫描软件），在无网络连接前提下，直接读取、显示二维码内包含的信息。
3）对于设备、材料外表面面积较小的情况（或贴在小型弧面上），提供尺寸规格较小的二维码，二维码的信息仅为“网址链接地址”（例如：
后台数据资料网盘地址），在连接网络的前提下，可通过进入该地址，查询设备、材料的相关信息。
（2）二维码的组成
二维码由“标识码”及“信息内容”两部分组成。
（3）“标识码”的作用及编码规则
1）“标识码”的作用
BIM系统标识码位于二维码读取信息内容的首行，该标识码与BIM系统3D模型中的标识码相一致。
是每个设备及材料的“身份证”，起到实物与BIM系统3D模型一一映射的作用。
我司在BIM建模时，对每个需要进行编码的设备及材料进行编码。
完成编码后，将编码下发至设备、材料供应商，设备、材料供应商在设备、材料出厂时制作并粘贴二维码，其中二维码的首行就是该BIM系统标识码。
××××——××——××——×××××××
2）“标识码”编码规则
标识码由四层结构组成，共15位。
第一层为区域代码，四位。
前两位为功能分布代码，例如“地库”代码为“01”；后两位为楼层分布代码，例如“B4”代号为“04”。
第二层为专业代码，二位。
以各专业名称及分项名称拼音首字母的大写缩写表示。
详见表1。
第三层为甲、乙供设备及材料标示码，两位。
第一位为甲、乙供标识码，例如“甲供”代码为“0”，“乙供”代码为“1”；第二位为设备、材料标识码，例如“设备”代码为“0”，“材料”代码为“1”。
第四层为设备材料代码（流水号），七位。
前四位为设备材料代码，如设备代码不足四位，则以0补足四位。
例如“冷水机组”代码为“0WCC”，后三位为设备数量编号，如有两台，代码分别为“001”、“002”。
各专业的“设备材料代码”前四位详见表1。
表1暖通专业代码、设备材料代码（地下室）
顺序
项目说明
专业代码
分项名称
设备材料代码
1
1
1
1
1
暖通
暖通
暖通
暖通
暖通
送风系统
送风系统
SF
SF
送风机
风管
调节阀
电动调节阀
止回阀
70℃防火阀
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70℃常闭自动开启防火阀
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