基于BIM的能源资产全生命周期管理(中国长江三峡集团公司首席信息官 金和平博士)

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数字化信息资产管理面临的挑战
数据量 复杂性 获取知识 节约成本
以电子文件格式提交的大量装置竣工数据，被用 于支持生产和操作 旧的数据必须得到有机的融合和管理 复杂的数据关系增加了错误的概率 有经验的人总是不够——需要对标准、设计原则 和操作原理有统一的认识 实现操作和生产信息的分阶段交付，更能节约成 本和提高效率 当决策者得到数据时，数据已经被过度过滤，数 据已经丧失价值 信息和自动化的各自为政给信息的查找、利用、 分享和新人带来了挑战 一套装置的周期可以是很多年——装置竣工数据 必须保留，以确保安全生产
ISO 55002：资产管理--管理体系--ISO 55001应用指南
AD4s：资产数据字典定义文档
ISO 55000
ISO 55001
ISO 55002
Asset Data Dictionary Definition Documents (AD4s)
建筑信息模型（BIM）的含义
Building Information Modeling
BIM战略
为更有效的管理资产，也为响应政府对BIM技术应用的要求，
Crossrail发布了《Crossrail BIM原则》文件，该文件的目的
是通过建立原则框架来阐述对Crossrail来说BIM环境的重要意 义，包括BIM带来的效益、影响，以及Crossrail如何利用这次 机会实现技术更新，如何集成信息并提供给基础设施管理者。 以该文件为支撑，Crossrail将BIM应用提升到战略高度， 着力研究技术发展、信息管理系统数据采集、以BIM为主线贯 穿建设过程这三方面主题，以求最大程度的应用数据和技术， 实现资产全生命周期管理。
息，可为工程建设管理系统（CPMS）/企业资产维护系统（EAM）
提供更精准、精细化、可视化的交付控制基准和工作分解结构， 可以可视化模拟仿真施工交付全过程， CPMS/EAM可以通过记 录工程施工过程、生产运营过程在物理资产实际构建、运营的 同时，结合BIM生成一个数字化的虚拟资产，这个数字虚拟化 资产通过实际物理资产监测的物联网数据的反馈，建立模型计 算分析，可以对资产进行智慧化的运营，从而使资产价值最大
大量数据关联 与追索
资产周期
基于BIM的资产全生命周期管理ALM （ Asset Life Cycle Management）可以有效 地应对日益加剧的竞争和资产管理挑战。
一、能源资产管理的挑战 二、基于BIM的资产全生命周期管理 三、案例及实践
资产全生命周期管理的描述
资产全生命周期管理（ ALM ）是系统工程理论在资产管理 上的应用。它从资产长期效益（经济/社会/自然）出发，全面 考虑资产的规划计划、采购建设、运行维护、技改报废的全过 程，在满足安全、效益、效能的前提下追求资产全周期成本最 优。资产全生命周期管理由全周期成本（Life Cycle Cost）
eB Insight软件，三维建模采用了MicroStation软件，设计 协同采用了ProjectWise软件，再辅以Bentley产品其他工具 和GIS产品实现空间信息可视化等功能。
1、Crossrail--资产管理企业标准
资产鉴定标准
资产信息合同条款
资产信息提供过程
资产数据字典 定义文档
(AD4s)
基于BIM的能源资产全生命周期管理
中国三峡集团CIO
金和平博士
2016年1月
一、能源资产管理的挑战 二、基于BIM的资产全生命周期管理 三、案例及实践
能源企业，特别是发电企业，都是资产密集型企业， 设备、建筑物、基础设施等固定资产在企业总资产中占 比重大，对企业的竞争力具有决定性作用。 在高度竞争的市场中，能源企业既要通过精益化建造 形成有竞争力的资产，又要对昂贵的资产装备进行安全、
1、Crossrail--BIM战略及软件支撑
软件支撑
为实现该战略，Crossrail提出在建设好实体铁路的同时， 要形成并向运营商移交一套对应的虚拟资产，在该目标驱动
下，Crossrail最终选择了Bentley公司系列软件产品并给所
有项目承包商进行软件应用授权，要求其在统一的软件平台
下完成设计和建造过程，其中，文档和资产信息管理采用了
公共数据环境 (真实数据来源)
技术推动
2、NIEAP—业务挑战及目标
在设计阶段加强各专业（系统、土建
和设备等）的协同和沟通，加强设计、采 购、施工、调试各业务板块的协同，成为 全球核电EPC工程公司的领导者。
2、NIEAP—解决方案
NIEAP 应用达索系统（DS）的 3DEXPERIENCE （三维体验平台） 实现了整合不同设计工具的跨专 业协同设计，打造了统一的核电站3D设计成果（数 字样机DMU），同时应用达索的应用程序 CATIA,ENOVIA 和 DELMIA创新发明了Multi-D （多 维）施工技术，提高了设计质量，并将3D设计成果 应用在施工阶段，基于3D模型进行施工仿真并优化 了施工方案。
化。
BIM技术在全生命周期的应用价值
工程设计
工程施工
运营管理 利用三维建筑模 型的建筑信息和 运维信息，实现 基于模型的建筑 运营管理，实现 设施、空间和应 急等管理，降低 运营成本，提高 项目运营和维护
利用建筑信息模型的专业之间的协
利用3D 可视化设 同，有利于发现和定位不同专业之 计和各种功能、 间或不同系统之间的冲突和错误，
管理水平。
BIM技术在全生命周期中的应用流程
摘自《上海市建筑信息模型技术应用指南》
解决方案
在资产从设计、施工、运维到退役的全生命周期 中，以资产数据字典定义、资产划分结构等标准规范 为基础、以BIM为载体、以CPMS/EAM为核心将3D设计 成果应用在施工、运维等阶段，在项目竣工时，基于 BIM技术实现建设期的完整数据信息全部移交；在运 维阶段持续进行管理，直至资产退役消亡。
建造资产必须时刻围绕社会效益、经济效益和环境效益三大目
标的达成，由于BIM应用不仅关于设计和建造阶段，更重要的是 体现在运营和维护阶段，所以文件要求在资产的设计、建造过 程中要时刻聚焦在资产如何管理、运维，如何移交，以及如何 较早培训运营商等方面，以便让投资发挥更大的价值。
1、Crossrail--BIM战略及软件支撑
3、溪洛渡大坝施工监测与仿真系统
溪洛渡拱坝施工监测与仿真分析系统 施工监测 拱坝及地质 几何形体建模 有限元网格剖分
成都院负责
仿真分析
工程设计参数 施工过程与进度 数据采集
三峡大学 负责光纤 测温 安全检测 中心配合
温控数据采集 （包括光纤测温） 安全检测数据采集 原材料参数与性能 综合数据采集 灌浆进度与质量数 据采集
WDT——建筑工程师每周日常工作任务或工作订单
2、NIEAP—系统功能展示
3、三峡集团溪洛渡数字大坝
立足大坝工程
科 研
业主 溪洛渡工 含数字大坝 程数字平 平台 台
混凝土施工
咨 询
固结灌浆 接缝灌浆 帷幕灌浆
金属结构安装
地质结构
设计
施工
监理
监测 …
模式：
4+4 ：建设四方 + （清华、水科院、三峡大学、英思） 4+1+3：建设四方+英思+(清华、水科院、三峡大学） 1+2+3：一个中心、两个支撑、三个支柱的管理模式
英思为主；在大 坝施工管理信息 系统上完善实现
仿 真 参 模型属性参数设 数 计 发 布 接 口
精细化、高效管理维护和生产运营，延长资产使用寿命，
使资产投资收益最大化。
资产管理信息化现状
资产建造交付及生产各环 节（设计、施工、运维）、生
业务 1 业务 2
….
业务 n
产单元（单位）都各自建立自
己所需要的系统、应用（进度 与计划类应用、监控与专业类 应用、运营与维护类应用等）， 导致跨生产单元集成与应用较 为困难。
企业资产 维护系统 （EAM）
物联网 （IOT）
规划
设计
采购
建造
运营
维护 运营阶段
退役
设计阶段
建设阶段 资产数据字典定义（AD4s）、资产分解结构（ABS）
一、能源资产管理的挑战 二、基于BIM的资产全生命周期管理 三、案例及实践
1、Crossrail--英国政府政策背景及对BIM应用的要求
2011年3月31日，《英国政府建筑行业战略》正式发布，该 文件指出“到 2016 年，所有的政府投资项目都要应用 BIM 技术 （所有项目和资产信息，文件和数据都要电子化）”，这对参 与建筑行业的运营商提出了明确且具有挑战性的要求。同时， 《英国政府软着陆》（GSL）文件也随即出台，该文件特别强调
性能模拟分析，
应 用 领 域 有利于建设、设 计和施工等单位
减少错漏碰缺，避免工程频繁变更
等问题。基于4D（+时间）模型，开 展项目现场施工方案模拟、进度模
沟通，优化方案， 拟和资源管理，有利于提高工程的 减少设计错误、 提高建筑性能和 设计质量。 施工效率，提高施工工序安排的合 理性。基于5D（+时间+成本）模型， 进行工程算量和计价，加工程投 资的透明度，有利于控制项目投资。
2、NIEAP—全生命周期管理业务架构
Technologies of the lifecycle management of complex engineering facilities 复杂工程的生命周期管理技术
2、NIEAP-- Multi-D技术架构
工程管理门户
CADx
AVEVA 奔特力系统 达索系统 鹰图系统 西门子系统 基于ISO 15926标准 CAD数据转换工具
1、Crossrail--资产信息实现策略
配置管理
资产管理 要求和标准
资产表示
资产 结构分解
资产 分类和定义
资产命名 展示工具和状态 和标记 报告
资产信息 提供程序
1、Crossrail--良好的资产管理实践
PAS1192-3
(Apr 2014)
组织和资产管理目标一致
BS1192-2
资产信息需求
资产全生命周期管理架构
场地分析 建筑、结构专业模型构建 …… 冲突检测 虚拟仿真 施工方案模拟 …… 设计工具、模拟仿真工具等 应急预案 质量与安全管理 建筑设备运行管理 ……
Autodesk Catia Microstation UG Pro-E 转换工具
BIM
应 用
CADX
CPMS 展示层
Web查询系统为基础 结合三维可视化工具 移动端（安卓、IOS）
具有可视化， 协调性，模拟 性，优化性和 可出图性五大 特点
是以建筑工程项目的各项相关信 息数据作为模型的基础，进行建 筑模型的建立，通过数字信息仿 真模拟建筑物所具有的真实信息
建筑信息 模型 （BIM）
在项目的不同阶段， 不同利益相关方通 过 在 BIM 中 插 入 、 提取、更新和修改 信息，以支持和反 映其各自职责的协 同作业
是一个设施( 建设项目)物 理和功能特性 的数字表达
是一个共享的知识资 源，是一个分享有关 这个设施的信息，为 该设施从建设到拆除 的全生命周期中的所 有决策提供可靠依据 的过程
Better Information Management：更好的信息管理
基于BIM的资产管理描述
通过BIM上定义的空间结构属性、材料属性、设备构件信
以CPMS/EAM 为核心实现 数据、文档、 业务逻辑等 统一管理 以BIM为信 息载体贯穿 全生命周期 以资产分解 结构（ABS） 为索引建立 ABS、WBS等 关联关系
管 理
数据、文档、业务逻辑、 模型、关联关系 版本、权限、检索 报表 CPMS Oracle 数据库
CPMS
支 应 持 用 层 输 出
统一信息模型库
全球存储UIM 变更管理 配置管理 数据可视化
虚拟建设–多维设计
建模和优化施工流程 劳动生产率数据库 建筑工地实际数据实 时反馈
WDT
工程领域选项
可视化建模工作室 变更请求 自助服务亭 激光扫描 设备条形码 文件编码 问题跟踪系统 人力资源 管理基础 射频识别标签 设备到货板
管理、效能管理（Efficiency Management）与安全管理
（Safety Management）构成，其核心是通过确立适度的技术 与运行标准，统筹规划建设成本和运维成本，对资产全生命周 期成本进行分析并决策，从而达到资产成本最优化。
资产管理标准 ISO 55000：资产管理–概述，原理和术语 ISO 55001：资产管理--管理体系--要求