基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理研究

朱先超

（濟寧經(jīng)開城建開發(fā)集團有限公司，山東濟寧 272499）

0 引言

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)越來越成熟，其應用場景也不斷擴展，不僅與工程施工深度融合，還不斷融入日常管理工作，基于BIM 技術(shù)的運維管理逐漸盛行，該技術(shù)為提高管理實效性奠定了堅實基礎(chǔ)。在實踐中，運維管理的技術(shù)性、科學性要求逐漸提高，BIM 技術(shù)的融入既是暖通設(shè)備運維管理發(fā)展的必然需求，也將成為進一步推動運維管理技術(shù)化、專業(yè)化發(fā)展的有效手段。

1 暖通設(shè)備運維管理的可視化分析

從現(xiàn)實角度來看，基于可視化技術(shù)開展暖通設(shè)備運維管理十分必要，借助于這種技術(shù)可以進一步提高設(shè)備運行參數(shù)信息價值的挖掘和利用質(zhì)效。BIM 技術(shù)是一種具有可視化特質(zhì)的先進技術(shù)，可實現(xiàn)抽象信息的具象化表達，能夠利用線條繪制圖像并基于三維立體實物圖或模型為運維管理決策提供輔助?；贐IM 的暖通設(shè)備運維管理，可實現(xiàn)可視化管理，能有效彌補傳統(tǒng)運維管理模式在系統(tǒng)觀察直觀性、精確性方面的缺陷，而且可保證數(shù)據(jù)信息的高度集成和統(tǒng)一利用[1]。在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，基于BIM 的可視化暖通設(shè)備運維管理模式，可以為人機交互提供充足機會，將會讓設(shè)備運維工作的所有參與主體和運維對象之間形成良性、全面且具針對性的互動（圖1）。

在暖通設(shè)備的可視化運維管理之中，基于BIM 技術(shù)的有效融入將會使數(shù)據(jù)處理質(zhì)效得到大幅提升。此時，數(shù)據(jù)、模型、可視化技術(shù)和相關(guān)理論知識之間可形成多元交互；實踐過程中可基于數(shù)據(jù)挖掘構(gòu)建數(shù)據(jù)模型起到參數(shù)優(yōu)化的作用，而模型的可視化將會為用戶交互提供輔助，數(shù)據(jù)之間的有效轉(zhuǎn)化也能為自動化數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。對于暖通設(shè)備運維管理人員而言，基于BIM 技術(shù)的可視化分析就是綜合運用運維信息的過程。

2 暖通設(shè)備的BIM 模型建設(shè)

在基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理之中，想要凸顯BIM技術(shù)的可視化價值，高質(zhì)高效地開展設(shè)備運維管理，就需要強調(diào)可視化與輕量化模型的有機結(jié)合。當然，在構(gòu)建暖通設(shè)備BIM模型的過程中，相關(guān)工作人員也要做好數(shù)據(jù)信息的完善和更新?；诖耍ㄔO(shè)備BIM 運維管理階段應該從以下兩個方面著手，為建設(shè)和應用BIM 模型做好準備。

2.1 輕量化模型

建設(shè)輕量化BIM 模型是實現(xiàn)BIM 可視化與輕量化模型融合應用的重要方式，在此環(huán)節(jié)可應用的模型輕量化手段共有3種類型。

（1）Autodesk Navisworks 軟件。Autodesk Navisworks 軟件是一種十分常見且實用的3D 模型審閱軟件，它在建筑工程和施工管理環(huán)節(jié)應用廣泛，擁有出色的協(xié)調(diào)和施工模擬能力，可以為集成項目審閱提供信息分析支持。不僅如此，這一軟件還有著優(yōu)越的輕量級性能和高壓縮率，可提供大量編程接口。作為一種桌面軟件，Autodesk Naviswork 軟件需要與計算機搭配使用，雖然在基于Web 的開發(fā)和應用程序之中也可見Autodesk Navisworks 軟件的身影，但目前這種軟件仍然只支持IE 瀏覽器。需要注意的是，利用Autodesk Navisworks 軟件實現(xiàn)模型輕量化時，需要花費較為高昂的激活費用。

（2）DWF/DWFx-Design Review。DWF 是一種由Autodesk 開發(fā)的Web 圖形格式，可實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的安全、快速和便捷分發(fā)，DWF 文件有著高壓縮性能。通常來說，基于DWFx-Design Review可實現(xiàn)CAD 和DWF 圖紙查看，還能直接瀏覽三維立體模型。目前，DWDWFx-Design Review 軟件之中包含免費的Web 插件，可基于網(wǎng)頁端運行和簡單API 完成小規(guī)模定制集成模型。但需要注意的是，目前DWF 格式只能在IE 瀏覽器上運行，暫時無法在移動端使用，而且若加載的三維模型格式過大十分容易出現(xiàn)卡頓。

（3）HTML5/Web GL 技術(shù)。HTML5 技術(shù)是近年來較受關(guān)注的移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其曝光率急速增加。在實際應用方面，最受關(guān)注的HTML5 是Web GL 技術(shù)，它定義了一套基于OpenGL ES2.0的3D 圖形編程接口。從現(xiàn)實角度來看，Web GL 地屬于3D 繪圖協(xié)議，可以為HTML5 提供硬件3D 加速渲染，基于顯卡在瀏覽器中更流暢地展示3D 場景和模型，可提高數(shù)據(jù)視覺化功能[2]。目前，HTML5/Web GL 技術(shù)也被廣泛應用在BIM 管理領(lǐng)域，它的融入為BIM 模型瀏覽提供了便利，使用者可在移動端和PC 端瀏覽器上查看BIM 模型，還能實現(xiàn)模型共享。此次研究基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理就采用了HTML5/Web GL 技術(shù)作為模型輕量化手段。在實踐中，將基于BIMface 引擎實現(xiàn)原始文件解析和生成數(shù)據(jù)包，并發(fā)揮轉(zhuǎn)換引擎、儲存引擎和顯示引擎職責，實現(xiàn)數(shù)據(jù)儲存查詢與瀏覽展示，最終實現(xiàn)模型輕量化。

2.2 數(shù)據(jù)與參數(shù)

在基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理環(huán)節(jié)，設(shè)備信息主要包括3 種類型：①由幾何尺寸、參數(shù)信息和材料信息組成的幾何信息；②由制造商信息、編碼信息和備品備件信息組成的專屬信息；③由基本屬性信息、參數(shù)信息和材料信息組成的非幾何信息。對于管理人員來說，只有強調(diào)數(shù)據(jù)信息的有效分類、參數(shù)信息的完整添加和采集才能強化運維管理。暖通設(shè)備運維管理需要基于運維數(shù)據(jù)和BIM 模型開展，而為管理實效性就必須強調(diào)二者的雙向信息更新?；跀?shù)據(jù)庫管理工具可在運維數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)動態(tài)信息的輸入更新，當數(shù)據(jù)庫信息更新后可為BIM 模型提供數(shù)據(jù)支持（利用Revit DB Link 插件）；而BIM 模型信息可被導出形成OBBC（Open Database Connectivity，開放數(shù)據(jù)庫互連）數(shù)據(jù)并被重新導入到運維數(shù)據(jù)庫當中。

3 暖通設(shè)備BIM 運維管理實踐要點

基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理實踐，必須強調(diào)BIM 可視化管理模塊的功能優(yōu)化，并保證該項工作獲得充足的數(shù)據(jù)支持。因此，深化功能模塊分析和數(shù)據(jù)庫模型建設(shè)至關(guān)重要。不僅如此，相關(guān)工作人員還需要重點關(guān)注模塊功能拓展。

3.1 功能模塊分析

從現(xiàn)實角度來看，基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理模塊作為一種管理工具，必須發(fā)揮快速定位、高效處理和精準決策的價值，因此模塊功能必須包括運維信息集成管理和運維可視化管理兩種[3]。在運維信息集成管理方面，可分為設(shè)備綜合信息管理和設(shè)備運維信息管理兩種，二者的集成管理可保證設(shè)備基本信息、巡檢信息、維護信息、維修信息和成本信息的綜合管理?；贐IM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理模塊中，信息集成管理需要保證數(shù)據(jù)信息的有效采集、整合、儲存、應用和分析，并提供查詢功能支持；而且，模塊同樣要具備信息統(tǒng)計分析和報表管理功能，為切實提升信息管理質(zhì)效提供保障。

基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理模塊的可視化功能，可使管理者直觀地感受設(shè)備空間布局，利用BIM 模型切實掌握暖通設(shè)備的運行狀態(tài)，做出科學的管理決策。為有效豐富輕量化BIM 模型，需要基于JavaScript 實現(xiàn)設(shè)備定位、著色和批注，以便實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)信息的可視化表達。而且，模塊的可視化功能還為二維信息圖紙與三維模型聯(lián)動、空間漫游提供了保障。

3.2 數(shù)據(jù)庫模型建設(shè)

在建設(shè)數(shù)據(jù)庫模型時，需要兼顧數(shù)據(jù)庫概念模型建設(shè)和邏輯數(shù)據(jù)表建設(shè)。從現(xiàn)實角度來看，數(shù)據(jù)庫必須涵蓋設(shè)備的所有基本信息，開發(fā)者在數(shù)據(jù)庫軟件中完成數(shù)據(jù)實體建設(shè)，保證開發(fā)者、數(shù)據(jù)表之間的一對多映射關(guān)系。例如，按照圖2 所示的映射關(guān)系建立數(shù)據(jù)庫概念模型[4]。通常來說，建設(shè)數(shù)據(jù)庫中的邏輯數(shù)據(jù)表時，需要強調(diào)主鍵選用。例如，以提高檢索質(zhì)效為目標，選定邏輯主鍵作為數(shù)據(jù)表主鍵。在此環(huán)節(jié)，需兼顧設(shè)備基本信息表、供應商信息表、保養(yǎng)計劃表、巡檢計劃表、設(shè)備維修表建設(shè)。

圖2 數(shù)據(jù)庫概念模型

3.3 模塊功能拓展

基于BIM 技術(shù)的暖通設(shè)備運維管理模塊功能拓展，主要指輕量化模型功能拓展。在此環(huán)節(jié)，應該先做好HTML 格式BIM 模型文件構(gòu)建，保證輕量化BIM 模型結(jié)構(gòu)合理，然后再進行功能完善。其涉及到構(gòu)件定位、構(gòu)件著色、批注標簽等多個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)可交互的3D 模型與網(wǎng)頁的相互嵌套，豐富輕量化BIM 模型的功能。在模塊功能拓展方面，應該保證模塊登錄功能豐富，實現(xiàn)登錄權(quán)限管理，建立管理模塊人員信息表，并按照該表中的人員名單確定模塊登錄權(quán)限。為進一步強化登錄管理，可通過權(quán)限管理保證各準入人員在用戶名、ID 和密碼方面的獨立性和唯一性；在每一次登錄模塊時，只有同時通過用戶名和密碼驗證才能允許登入主界面。

4 結(jié)論

基于BIM 的暖通設(shè)備運維管理必須實現(xiàn)BIM 技術(shù)與傳統(tǒng)運維管理思路的有機融合，凸顯BIM 技術(shù)的可視化與模擬性優(yōu)勢，強調(diào)暖通設(shè)備運維管理BIM 模型的有效建設(shè)和系統(tǒng)功能的合理開發(fā)。在暖通設(shè)備BIM 管理領(lǐng)域，必須重點關(guān)注模塊功能分析、數(shù)據(jù)庫模型建設(shè)和模塊功能拓展，從根本上提高BIM 技術(shù)在暖通設(shè)備運維管理中的實用價值。