基于BIM技术的物业运维管理研究

北京理工大学珠海学院
本科生毕业论文
基于BIM技术的物业运维管理研究
摘要
我国为进一步提高建筑信息化水平和建筑质量，住建部印发的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中指出了建筑项目各参与方在项目技术实施中BIM的利用率和各种规范要求。

根据兰州交通大学的祝连波老师等人对我国建筑业BIM技术应用研究综述可知，在运维管理阶段应用尚不成熟，还处于探究阶段。

本文采用文献研究法和工程案例分析法，通过研究BIM技术运用在运营维护阶段的各项管理，思考、推测造成BIM运维应用的效率不佳的原因，发现可能存在的问题，并提出解决问题的可行性建议，从而使BIM能在运维阶段更有效的应用。

将BIM应用于建筑项目的全生命周期管理上，在规划阶段理清运维阶段的需求对BIM模型针对性的插入参数和数据接口，从而使运维阶段能获取到全项目的信息更加精确有效，实现信息的高效利用和项目的精准管理，达到降低运维成本的目的，加大业主运用BIM技术在运维阶段的说服力。

关键词：BIM 物业运维管理系统框架信息技术
Abstract
In order to further improve the level of building informatization and building quality in China, the “Guiding Opinions on Promoting the Application of Building Information Models”issued by the Ministry of Housing and Urban-Rural Development pointed out the utilization rate of BIM and various specifications of various parties involved in construction projects in the implementation of project technology. According to Zhu Lianbo, a teacher from Lanzhou Jiaotong University and others, on the application research of BIM technology in China's construction industry, it is known that the application is still immature in the operation and maintenance management stage and is still in the exploration stage. This paper adopts the literature research method and engineering case analysis method, through studying the management of the BIM technology used in the operation and maintenance stage, thinking and speculating about the reasons for the poor efficiency of the BIM operation and maintenance application, finding possible problems, and proposing to solve the problems The feasibility of the proposal, so that BIM can be more effectively applied in the operation and maintenance stage. Apply BIM to the full life cycle management of construction projects, and clarify the requirements of the operation and maintenance stage in the planning stage for the BIM model's targeted insertion parameters and data interfaces, so that the operation and maintenance stage can obtain information about the entire project more accurately and effectively To achieve efficient use of information and precise management of projects, to achieve the purpose of reducing operation and maintenance costs, and increase the persuasion of owners to use BIM technology in the operation and maintenance stage.
Keywords: BIM ；Operations Management ；system framework ；information technology
目录
第一章诸论 (1)
1.1研究背景及意义 (1)
1.2国内外研究现状 (1)
1.3研究的内容及结构框架 (3)
第二章物业运维管理 (5)
2.1物业运维管理的含义 (5)
2.2物业运维管理的范畴 (5)
2.2物业运维管理与物业管理的区别 (6)
2.3我国物业运维管理的现状与存在的问题 (7)
2.4本章小结 (8)
第三章 BIM技术在物业运维管理中的应用分析 (9)
3.1BIM的概念 (9)
3.2BIM技术在物业运维管理中的应用 (10)
3.3BIM技术在物业运维管理中的应用价值 (12)
3.6本章小结 (14)
第四章案例分析 (15)
4.1运维管理系统设计理论....................................................... 错误!未定义书签。

4.2案例分析............................................................................... 错误!未定义书签。

4.3本章小结 ............................................................................... 错误!未定义书签。

第五章BIM技术在运维管理应用的障碍及相应的措施.. (22)
5.1BIM技术在物业运维管理应用中的难点分析 (22)
5.2BIM技术在物业运维管理应用中的对策研究 (22)
5.3本章小结 (23)
第六章结论与展望和局限性 (24)
6.1研究结论与展望 (24)
6.2研究局限性 (24)
致谢 (26)
参考文献 (26)
第一章诸论
1.1研究背景及意义
1.1.1研究背景
我国为进一步提高建筑信息化水平和建筑质量，住建部印发的《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中指出了建筑项目各参与方在项目技术实施中BIM的利用率和各种规范要求。

物业运维管理阶段项目中时间最长、耗资最多的一个阶段，有数据显示该阶段所消耗的成本约占总成本的五至七成。

对物业运维阶段实施高效、科学、精准的管理，提高管理效率，节约成本是当前至关重要的要求。

我国的物业运维管理技术尚不能达到所需要求，设计、施工阶段的信息无法完整的保存到运维阶段，导致信息缺失，运维管理人员对项目没有全局意识，只能局限在维修维护的管理上，运营成本高、效率低。

建筑项目规模越大，技术越复杂，后期运营出现的问题就越明显。

因此要使运营阶段获得完整的项目信息，就必须对建筑的全生命周期进行全面的信息管理。

BIM技术的诞生，应用于建筑全生命周期正可以解决信息的缺失、各部门沟通不畅导致的误解、管理效率低等问题。

社会各方面的智能化，BIM技术正应运而生。

我国引进BIM技术已17年，但在运营维护阶段还是相对匮乏。

所以，研究和推广BIM技术在物业运维阶段的应用，挖掘BIM技术在此阶段的潜在价值，具有重要的意义。

1.1.2研究意义
目前我国BIM技术多数应用在建筑项目的规划、设计、建造阶段，在运维阶段应用并不多，宣称成功应用的案例更是屈指可数。

本文通过研究BIM技术运用在运营维护阶段的各项管理，思考、推测造成BIM运维应用的效率不佳的原因，发现可能存在的问题，并提出解决问题的可行性建议，从而使BIM能在运维阶段更有效的应用。

实际意义上，将BIM应用于建筑项目的全生命周期管理上，在规划阶段能理清运维阶段的需求对BIM 模型针对性的插入参数和数据接口，从而使运维阶段能获取到全项目的信息更加精确有效，实现信息的高效利用和项目的精准管理，降低运维成本，具有明显的经济意义。

1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外的研究现状
BIM最初是从美国发展起来，已有30多年的研究历史。

在很多发达国家或地区，BIM 的开发和应用已达到一定水平。

相对于我国，国外关于BIM运维管理的研究较多、较成熟。

美国在1979年通过设施管理协会发布了“设施管理（FM，Facility Management)”术语之后很快在传统物业管理中脱离出来，之后一年成立了国际设施管理协会（IFMA），重新定义了FM，解释设施管理的最终目的是维持高质量的工作环境和增加收益，并被很多人接受[1]。

2006年，美国陆军工程兵团发布了未来15年发展BIM的应用计划，以促进BIM的发展，在美国政府的强制与推动下，颁布了国家BIM标准，并成立了各种BIM 研究与开发协会[2]。

Kevin Yu和其他人基于IFC格式开发了设施管理模型,从实现方法，实现目标和实际实现难度等方面介绍了系统的基本框架, 他们认为，基于BIM的设施管理系统的实施需要大量基础技术支持，并且需要建立国际认可的标准格式文件规范数据模型以实现计算机间软件的信息共享[3]。

Godager. B研究了BIM技术在现有建筑物的运维管理中的应用，主要是将BIM技术与现有的建筑物运营和维护管理系统相结合，通过讨论各个层面的问题，例如管理组织结构和权限，来实现最佳的建筑物设施管理[4]。

RFID技术已成为一个自动的数据收集和信息存储技术，并已用在项目不同的应用阶段中，设施上RFID标签存储器包含着设备各种属性信息[5]。

Pavan meadati等人研究了BIM和RFID技术在运维管理中的应用，并通过RFID技术自动在建筑物信息模型中收集数据和存储信息，从而节省了成本并提高了管理效率[6]。

综上可知，BIM在国外运维管理研究起步较早，理论和实践的研究和应用相对较成熟，但只涉及运营维护阶段的一部分应用。

1.2.2 国内的研究现状
BIM技术于2002年引进我国并被采用，至今已有17年，BIM理论方面已取得深远的进步。

但是，根据在我国的应用案例可知，BIM技术大部分发展应用于设计和施工阶段，运维阶段的应用仍处于研究阶段[7]。

过俊和张颖建立基于BIM技术的运维管理系统，对空间和设备管理等日常管理进行探究，为更高效的运维管理提供可能性[8]。

曹吉鸣、廖莉莉等提出了基于WSR（物理－事理－人理，Wuli－Shili－Renli）的设施系管理三维要素模型及要素分析，从工作场所、工作过程和工作人员三方面分析解决很多病态结构、非机构的问题[9]。

如环境、经济等，为设施管理人员提供了一种有效的分析和实施方法。

胡振中等将BIM和QR码技术结合应用到运维阶段，创建基于BIM的机电设备智能管理系统，实现机电设备的电子化集成交付，以及设备的维护维修管理和应急管理，以确保所有设备系统的安全运行[10]。

1.3 研究的内容及结构框架
1.3.1 研究内容
本文采用文献研究法，对BIM与运维管理相关的定义及特点熟知并总结归纳，构建起论文的协作思路。

首先阐述运维管理的定义与范畴，对比运维管理与物业管理的区别，先对运维管理有个理论上的认知，再分析其现存的缺陷，为进入BIM技术做铺垫。

在BIM技术如何在运维管理中应用，应用之后所产生的价值。

之后对基于BIM技术的物业运维管理系统进行理论性的设计，并用案例分析法来论证运用BIM 技术之后的运维管理所产生的益处。

文章最后对我国BIM技术在运维管理阶段应用的障碍进行分析并给出相应的可行性建议。

1.3.2 结构框架
本文的结构框架如图：
图1.1 主要结构框架
第二章物业运维管理
2.1 物业运维管理的含义
运维管理，在国外被称为设施管理（FM），由传统物业管理演变而来。

至今国内外对运维管理都没有一个广泛被认可的定义，国外的三个协会给出的设施管理定义如表2.1所示。

表2.1 设施管理定义
基于以上定义，运维管理可以理解为就是整合各种资源，对其进行优化，以满足用户的需求，使收益最大化。

2.2 物业运维管理的范畴
运维管理的范畴，主要包括以下这五个方面，如图2.1所示：
图2.1 运维管理的范畴
图片来源：网络截图
（１）能耗管理
能耗管理主要收集和计算建筑物在正常运行过程中所消耗的电气、天然气等能源和水资源所产生的各种能耗数据，对不合理的消耗情况进行分析并给出合理的解决方案达到节能优化。

（２）资产管理
资产管理主要是经营建筑内的各种资产，减少资产的闲置浪费，避免资产流失。

（３）公共安全管理
公共安全管理是建设应急和长效的防护保障体系（E.g：Fire alarm system, security system, emergency linkage system），达到对各种危及人民生命安全或财产安全的紧急事故，例如自然灾害、人为灾害和公共卫生事故等。

（４）维护管理
维护管理主要是建立设备设施的基本信息库，按期对设施设备进行周期保养修护主要包括建立设施设备基本信息库与平台，定义特殊信息，并在巡查和检修之后对其信息记录，实现设备全寿命管理。

（５）空间管理
空间管理主要是通过对空间租赁等方面进行管理，并对空间相关成本进行统计和实时核算，以达到企业对空间使用的不同需求和加强企业各部门管理非经营性成本的概念的理解，使企业盈利增加。

2.3 物业运维管理与物业管理的区别
物业管理和运维管理存在着实质上的不同，两者管理目标、管理定位和管理方式等都不同。

物业管理是被动的执行，服务于房地产开发经营公司，最终目的是提高商品的核心竞争力；物业运维管理属于战略性管理，通过观察物业的实时状况，统筹维护计划，在设施发生故障之前进行维护。

但是两者并不是完全不同的，可以说运维管理是在物业管理的基础上加入了新的时代技术产物，使物业管理成为更加高效、更加高端的管理活动。

2.4 我国物业运维管理的现状与存在的问题
随着现代智能建筑数量的增加，对运维管理技术的要求就越高，传统物业运维管理的弊端逐渐显现，主要有以下几点：
2.4.1 管理成本高
项目到运维管理阶段，前期设计、建造阶段传来的信息和数据大多都需要人工录入，制作成表格，工作量大、工作时间长、记录过程中容易出错，若出错必将增加工作难度，所以对工作人员的工作素质和专业水平要求极高。

因市场上的劳动力在逐渐增加，人力成本成为不得不重视的消费。

同时信息记录方式也有用纸质记录，容易出现纸质破损和丢失，造成物资花费增加。

设备维护管理成本也是运维管理阶段成本的重要组成部分，包括设备购买成本、维护成本、设备场地管理成本。

而传统运维管理对设备的管理方式不当，维修技术人员只在设备出现故障之后才进行维修，没有在设备预警之前进行维护，使设备的质量和寿命受到了影响，从而使费用更加沉重。

2.4.2信息难集成共享
物业行业的运维管理多数记录数据是用纸质记录，这使归档和查询都有一定的麻烦。

若设备出现问题需要维修保养或出现紧急状况需要进行处理，必须从纸质的文档中去寻找相应的信息，这样获取信息的速度显得及其慢。

现在也有不少企业用电子文档储存信息，但因为存储格式不同，使得不同电子文档存在兼容性问题，不可避免的信息流失，无法有效共享。

项目信息在竣工之前在多方参与方之间流传，且各方对信息的沟通理解略有不同，容易丢失损耗、遗漏，无法完整的保存到运维阶段。

如果某些地下管线数据无法集中显示，甚至某些设施只有当时的施工团队和管理人员指导其位置和信息，再技术人员更换之后，因对设备信息不熟知而导致的各种安全隐患逐渐显现，例如因对隐蔽管线信息了解不全而造成挖断地下管线、施工机械误触到高压电缆酿成的恶性爆炸伤人事故的新闻目前是很常见的[12]。

2.4.3信息化技术低
传统运维管理主要通过纸质资料和二维图形来保存信息，存在很多问题[13]。

如果二
维图纸较为复杂使得技术人员理解信息困难时容易出现图纸错误等问题，管理员需要通过读取多张二维图形信息，再自行在脑中形成三维空间图形，过程复杂困难且消耗时间较长；现场作业存下的信息需先用纸记录下来，达到相当多的工作单之后再记录到系统中，使信息存在滞后性；各参与方的信息没有整合在一起，若发现图纸错误需要修改，因信息分散、无法关联，需在多个地方修改，则会出现重复修改，致使后期得到的数据重复或不全。

2.5 本章小结
本章首先阐述了物业运维管理的定义、管理范畴，物业运维管理与物业管理的区别和联系，分析对我国运营维护管理的现状与存在的应用弊端，为下文引进BIM技术应用于物业运维管理阶段提供理论基础和铺垫。

第三章BIM技术在物业运维管理中的应用分析
3.1 BIM的概念
3.1.1 BIM的定义
BIM到目前尚没有统一的定义。

国际标准组织设施信息委员会（FIC)是这样定义的：BIM是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性及其相关的项目全寿命周期信息的可计算、可运算形式的表现，从而为决策提供支持，以更好地实现项目的价值[14]，算是相对较准确的定义。

在我国，《建筑工程信息模型应用统一标准（征求意见稿）》中对BIM的定义为：全寿命工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字化表达[15]。

综合文献中多种BIM定义的表述，可以理解为：BIM是将建筑工程项目全寿命周期产生的所有信息保存于三维模型中用以在各参与方之间展示、传递以及共享的信息管理方式。

3.1.2 BIM的价值和特点
与传统的建筑产品表达方式不同，BIM 作为一种集成模型，它集成了不同建筑专业的各种信息到同一个模型当中，如建筑、结构、暖通、给排水、机电等，能在施工之前用三维模型直接展现建筑产品建成效果，实现建筑和管理更加直观、准确、协同等特点。

BIM技术具有以下特点：
1）可模拟性。

建筑项目可基于BIM三维可视化的特点，对建筑施工过程中的难点或三维空间视察等方面进行模拟。

通过BIM，在项目规划设计之前对相应计划运用的人工、材料和机械和建设过程中根据实际情况对此的修改链接到建筑模型中，实现与时间相关的模拟。

通过模拟各种情况以实现设计方案的优化且可以评估施工计划，兼顾平衡进度和成本。

2）可视性。

在项目全生命周期内，BIM模型能够融合各参与方在同一模型中加入的各种信息，使建筑模型信息更加丰富且在各方对其修改之后能够直观清晰的显示，方便技术人员预先评估各种实施计划效果，方便项目各参与方沟通流畅，减少不必要的沟通误解或信息传到失误等问题。

3）协调性。

BIM模型可以汇集不同专业间的信息，通过三维可视化在BIM协同平台展示，解决传统建设过程中不同参与方之间因协同问题无法达到项目所要达到的效果而进行各种返工，例如在施工过程中，不同专业--如建筑、结构、机电管线之间，存在空间交叉碰撞。

BIM的协调性即可有效避免因无法协同工作导致的碰撞重合等问题。

4）可出图性。

通过BIM技术可展现三维模型的各个角度，各个专业的信息完整
的储存在模型中，从而使各个参与方需要制作二维图纸可随时在模型中生成且包含所有视图属性、参数信息。

3.2 BIM技术在物业运维管理中的应用
1）设备运行和管控
BIM技术应用于设备管理可以使管理人员便捷的查询设备资料、了解设备使用状况，运维管理系统中的设备参数包括设备台账和设备太卡。

设备台卡详细记录设备的各种属性参数，真实体现设备在建筑物内的具体状况，如表3-1。

表3-1设备台卡
设备台账主要记录设备的基本信息，如表3-2，
表3-2 设备基本信息
在设备维修方面，报修流程都会在运营平台在线申请和反馈，用户申请填写报修单如表3-3，提交平台，管理部门会审批并及时派出技术人员维修，最后将维修信息反馈到运营平台上并录入数据库、及时更新。

表3-3 报修单
2)空间管理
基于BIM的建筑运维管理系统可直观快速的查询访问用户的信息和位置，在空间信息发生变动之后及时更新并录入数据库。

在3D模型中选中所需查询的部分子区域查看常规的基本信息，若要细化到具体的楼层、设备构件需再进一步点选区域，最后根据所需在此区域表明或输出所需数据。

图3.1 空间管理
图片来源：网络截图
3)公共安全管理
基于BIM技术建筑运维系统可以主动管理应对突发情况，在发生险情时，管理人员可以通过集成BIM技术的运维系统平台，及时了解险情发生地点或推测发生原因，通过设施设备的智能控制器来控制险情的进一步扩大蔓延，为人群迅速找到最快捷最安
全的疏散路线。

图3.2 模型中模拟疏散路线
图片来源：网络截图
4）能耗检测
基于BIM技术的建筑运维管理可以对高能耗的空间和设备进行能耗诊断和分析，帮助管理人员实时监控和管理设备能耗。

通过云技术和BIM相结合，将传感器功能添加到能源记录表，以便设施控制器和传感器连接及时采集处理信息，并基于实时能耗情况进行自动统计分析，从而采取节能优化措施和设备异常情况预警。

3.3 BIM技术在物业运维管理中的应用价值
BIM技术在全项目除运维阶段以外的其他阶段的应用越来越多，理论和实践技术愈加成熟，使得BIM技术能够在运维阶段应用成为可能，达到项目全寿命周期信息技术管理。

将BIM运用于运维阶段相对于传统运维方式能体现的有点如下几点：１）相对于传统的运维管理方式，BIM的参数化模型将项目运维阶段之前的各参与方在同一模型内协同合作产生的所有数据信息储存于模型中，且能够通过系统有效的分类和关联起来，到运维阶段应用时，能够清晰、快捷的查询相应构件的参数信息，同时也将运维管理产生的运营数据和信息科学的存储于其中，以便后期的查询。

这有效解决了传统运维管理项目前期信息可能存储不齐全到运维阶段查询不方便等困难。

图3.3 项目模型共享参数
图片来源：模型截图
２）运用BIM技术的可视化特点，在设施设备维护维修前，通过在三维模型中查询隐蔽设施的信息与位置，避免因只能借助二维图纸、凭借经验定位设备导致失误而使不相关的设备受损造成的成本损失。

例如建筑中的空调系统、电气能耗系统、管道系统等都是无法直接定位的，若是在特殊情况下需要快速找到设备的位置，相对传统运维管理的方式，运用BIM技术之后的运维管理就显得更便捷、更高效。

图3.4 项目设备三维展示
图片来源：模型截图
３）运用BIM的可模拟性特点能够帮助管理人员对已经发生危险或对可能存在安全
隐患的位置进行快速定位，并根据相应的环境制定相应的措施。

例如因前期对消防疏散进行过模拟，已制定看紧急疏散方案，在真正发生火灾时，通过基于BIM模型的运维管理系统界面上准确标示出火灾位置，并对周围环境进行识别，快速查找出疏散路线，确保人员安全撤离，从而最大程度的减少损失。

图3.5 模型中消防模拟展示图
图片来源：网络截图
3.4 本章小结
本章首先承接上文物业运维管理的弊端，引进BIM技术。

先阐述BIM的定义与特点，对BIM技术有初步的理论理解，再分析BIM技术在运维管理阶段如何应用以及应用的价值，为下文构建系统框架给出具体的应用理论基础。

第四章案例分析
4.1 运维管理系统设计理论
BIM在项目全周期中应用应先将运维需求--建筑信息模型建设、运维管理系统的设计要求，在规划设计前期考虑进去，以高度发挥基于BIM技术的运营维护管理系统的优点，设计线路如图3.1。

图4.1 运维管理系统设计路线
图片来源：笔者自绘
在项目规划设计阶段对项目运维管理需求进行调研，并考虑应用进去。

建模时对BIM模型针对性的植入运维管理阶段所需的参数或信息接口，使模型最后能有效结合运维管理系统；在运维管理系统中对管理功能需求设计在规划时做出相应的对策，如系统的界面应简洁易懂、运维系统能快速读取模型数据信息、运维系统和BIM 模型之间的格式可以无缝对接、系统能承接BIM模型的虚拟仿真引擎。

在建设期间，不管是建模单位还是系统开发设计单位都应该严格按照要求执行构件，同时各单位也应此期间对相应的管理人员进行相关内容的培训，如系统的使用操作，在BIM模型和系统建成之后，技术人员应根据系统各功能对BIM模型数据进行相应的处理，实现运维管理在信息集成、能耗评估、空间管理、设备维修维护等运维管理范畴的管理，提高信息技术管理水平和效率。

自主研发的基于BIM模型运维管理系统，能实现更加具体的功能。

4.2 案例分析
本文以北京大兴国际机场为例，整个大兴机场占地面积为140万平方米，而航站楼面积为70万平方米，航站楼的屋顶全用钢材建设，面积巨大，其耗钢材量相当于一个北京鸟巢，共5.5万吨。

北京大兴国际机场截至今日尚未完全建成，预计到2040年建成后，共有7条跑道，占地68平方公里，将成为全球最大的单体航站楼。

由于机场规模大，设备复杂，运用BIM技术于运维阶段势在必行。

图4.2 北京大兴机场实景图
图片来源：百度图片。