基于BIM物聯網的建筑空間智慧運維課件

1、基于BIM+GIS+IoT的建筑空間智慧運維技術創(chuàng)新，變革未來新設計新建造新運維數字建筑白皮書，廣聯達，2018.1數字化新運維的01手段BIM+IoT+GIS+AI02目標Digital Twin/數字孿生03實現標準/研發(fā)/應用/協作04展望機遇&挑戰(zhàn)BIMBuilding Information Modeling設計運維現狀建模 場地分析 建筑策劃規(guī)劃方案論證 可視化設計 性能化分析 協同設計管線綜合維護計劃 建筑系統分析資產管理 空間管理災害應急模擬施工現場配合工程量統計施工進度模擬 施工組織模擬物料跟蹤 移動設備跟蹤 數字化建造 竣工模型交付施工BIM的全生命周期應用BIM應用，爆發(fā)

2、前夜2011-2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要“十二五期間，加 快建筑信息模型（BIM）、基于網絡的 協同工作等新技術在 工程中的應用”住建部 2011.5關于推進建筑信息 模型應用的指導意 見到2020年末，以國有 資金投資為主的大中 型建筑、申報綠色建 筑的公共建筑，和綠 色生態(tài)示范小區(qū)等， 這些項目的勘察設 計、施工、運營維護中，應用BIM的項目率 要達到90%。住建部 2015.62016-2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要28次提到了BIM，全面 論述各類企業(yè)的BIM應 用要求，并特別強調 了BIM與大數據、智能 化、移動通訊、云計 算、物聯網等信息技 術的集成應用能力住建部 2016.8

3、國辦關于促進建筑業(yè) 持續(xù)健康發(fā)展的意見“加快推進建筑信息模型（BIM）技術在規(guī)劃、 勘察、設計、施工和運 營維護全過程的集成應 用，實現工程建設項目 全生命周期數據共享和 信息化管理，為項目方 案優(yōu)化和科學決策提供 依據，促進建筑業(yè)提質 增效?！眹k 2017.22014北京2016廣東上海沈陽浙江天津濟南廣西云南湖南黑龍江2017山東合肥上海吉林江西寧波內蒙成都山西武漢河南交通部四川2018江蘇BIM 不僅僅是RevitBIM是由技術和協同工作支撐的一個過程BIM is not a software solution; it is a process, underpinned bytechn

4、ology and collaborative working. David Light, HOKIoT，物聯網Internet of ThingsIoT+大數據的蓬勃發(fā)展NB-IoT、LoRa 等日趨成熟物聯網、人工智能和云計算構建真正的萬物互聯2018.4IoT的三層架構感知層智能嵌入式標識、感知協同、互動網絡層融合接入信息存儲應用層數據挖掘決策能源管理實時能源監(jiān)測、功能模塊能耗 分析及優(yōu)化運行調控等，實現 節(jié)能減排的目的安全管理門禁、安防、巡更以及土建、 鋼構的監(jiān)測等，實現報警信息 的聯動處置機制人員管理室內外人員定位、軌跡描述、 特殊區(qū)域授權、緊急狀態(tài)響應 等緊密圍繞“人、物、空間”

5、安全的智能化管理目標設備管理空間環(huán)境信息與設備、使用人 的管理結合，更加合理、有效 的管理辦公、實驗、公共服務 空間及設備設施IoT在建筑運維的具體應用點Big Data & A.I.Big Data & Artificial Intelligence大數據應用的兩個生態(tài)可視化應用信息層知識層數據層資源層算法模型計算分布式存儲硬件平臺技 術 生 態(tài) 系 統數 據 生態(tài) 系 統數字化新運維的01手段BIM+IoT+GIS+AI02目標Digital Twin/數字孿生03實現標準/研發(fā)/應用/協作04展望機遇&挑戰(zhàn)新運維的內涵基于GIS、BIM、IoT、BigData等先進信息技術，通過對建筑空

6、間的 3D精細建模和物聯感知，實現大數據集成、挖掘、協同和共享，進而 達成全生命周期的智慧化運維。數字建筑物聯感知智慧決策可視呈現可視化 Visualized物聯化Interconnected智能化Intelligent數字化 Digitalized數字化新運維的成效A BIM-enabled information infrastructure for building energy Fault Detection and Diagnostics, Automation in Construction 44 (2014) 197211BIM-based framework for autom

7、atic scheduling of facility maintenance work orders, Automation in Construction 91 (2018)15-30數字孿生，Digital Twin又稱為“數字雙胞胎”、“數字映射”、“數物映射”等， 是物聯網+大數據應用的最新進展和動態(tài)；是智慧運維、智慧制造、航空航天等領域的關鍵性、革新性乃至顛覆性技術之一。數字化運維的（終極）目標數字孿生，是指 “真實存在的物理設備或系統，與包含該系統所有信息的虛擬系統”“the physical system that has always existed and a new vi

8、rtual system that containedall of the information about the physical system” Grieves and Vickers，2002，美國數字孿生 概念西門子應用于飛機設計、 制造工藝及生產Level 1：3D模型及狀態(tài)顯示Level 2：基于足夠的物聯感知信息，實現監(jiān)測、診斷和預測Level 3：加入環(huán)境、人力、過程等眾多關聯因素后，實現更智慧的分析、控制和預測預判GE應用于電廠運行維護GE應用于醫(yī)院運行維護美國海軍（ONR）應用于艦艇運 行監(jiān)控和維護數字孿生 作用BIM、設備設施三維建模技術物聯感知技術大數據挖掘分析技術

9、數值模擬與仿真技術數字建模01虛實映射智慧分析0203數據可視化技術（Web可視化、VR、AR等）云計算、高性能計算等基礎共性技術數字孿生 智慧運維運維實現的關鍵技術數字化新運維的01手段BIM+IoT+GIS+AI02目標Digital Twin/數字孿生03實現標準/研發(fā)/應用/協作04展望機遇&挑戰(zhàn)國內外現狀 6017學 大學學3個主要不足“BIM+運維”論文數（Google Scholar)成熟軟件或工具極少，應用普及度低323090國內外科研機構研究深入度不足28602710缺乏成熟規(guī)模的應用案例23304個主要原因數據基礎不足，標準規(guī)范不完善缺乏合適的BIM運維平臺系統 BIM運維

10、基礎技術架構欠缺技術水平與管理水平不匹配201320142015201620基于BIM調度運維次序，運維時間減少20%香港科技大 如何更好的將多類復雜運維信息與BIM信息融合澳大利亞迪肯將BIM+GIS技術應用與大規(guī)模建筑空間資產管理英國索爾福德大VISOM，可視、集成、智慧的運維管理VisualizedIntegratedSmart Operation & Management商業(yè)建筑工業(yè)建筑設施地下管廊數據 BIM/通訊/樓宇/安防/消 防/人員/終端/業(yè)務/算法 空間分析/能耗分析/數據 關聯分析/數據預測功能需求物業(yè)管理/設施管理/安防 管理/資料管理/能源管理/ 應急管理/空間管理/

11、隱蔽 工程管理/產業(yè)園區(qū)/居民社區(qū)數據 BIM/GIS/通訊/樓宇/安防/消防/居 民/業(yè)主/終端/業(yè)務/交通/服務商/算法空間分析/能耗分析/環(huán)境分析/交通 分析/數據關聯分析/數據預測功能需求 物業(yè)管理/設施管理/安防管理/資料 管理/能源管理/應急管理/空間管理/ 隱蔽工程管理/居民生活管理/通訊管 理/數據 BIM/GIS/通訊/樓宇/安防/消防/工控/環(huán)境/人員/終端/業(yè)務/算法空間分析/能耗分析/人員分析/ 作業(yè)分析/數據關聯分析/數據 預測功能需求設施管理/安防管理/資料管理/ 能源管理/應急管理/隱蔽工程 管理/ERP對接/環(huán)境管理/數據 BIM/GIS/通訊/安防/消防/ 人

12、員/終端/業(yè)務/算法 設備分析/安全分析/數據關 聯分析/數據預測功能需求 設施管理/安防管理/資料管 理/應急管理/通訊管理/線路 巡檢/線路規(guī)劃/預算管理/VISOM 智 慧 運 維 支 撐 平 臺共性需求融匯平臺核心能力與創(chuàng)新目標豐富的運維業(yè)務 3D模型下數據分析 多源數據融合分析特有挖掘算法及優(yōu)化策略01信息匯聚智能處理02BIM數據豐富支持 關聯地理及業(yè)務信息全面的設施及IoT數據支持可視呈現03可控3D高性能引擎 一體化運維操作界面手機/PC/大屏多通道輸出 3D漫游及VR虛擬現實呈現一個核心基礎平臺，支撐多類應用1創(chuàng)新的BIM+物聯網+大數據架構2創(chuàng)新的運維信息一體化綜合集成3創(chuàng)

13、新的運維管理應用，以人為本4自主知識產權，可靠、可控5IoT物聯網BIM建筑信息模型WhatGIS地理信息系統WherehoW自火 安 停 控 警 防 車 系 系 系 系 統 統 統 統標 簽二 維 碼移 動 終 端RFID業(yè)務類傳感設備三類基礎信息熱設施類自傳感設備地 攝圖 影 點 主 信 信 信 標 息 息 息 識圖 元 信結 構 信監(jiān)測屬類性 信傳解感設析 信備息溫息空息水息工震 動 監(jiān) 控濕 度 傳 感氣 質 量暖 氣 壓 力業(yè) 監(jiān) 控BuilderBConnectorCServersSViewerVGIS+BIM場景營造BIM數據格式轉換BIM對象管理（屬性）GIS數據管理（矢量）物

14、聯網數據接入公共/開放數據平臺傳感器接入現有樓宇自動化接入其他數據其他系統接入后臺服務系統BIM數據服務GIS數據服務IoT數據服務業(yè)務/流程/功能數據服務前端展現系統桌面端運維管理系統移動端運維管理系統展示陳列系統VR展示系統AnalyzerA大數據分析系統歷史數據分析時空數據分析故障診斷事件預測業(yè)務規(guī)劃五個核心組件核心技術運維大數據挖掘分析支持海量數據的分布式存儲架構基于統計和深度學習的大數據分析方法動態(tài)閾值、管線分析、故障預測、運維路徑規(guī)劃等智慧運維場 景BIM三維模型數據解析處理基于IFC和國標的BIM數據導入適于移動和互聯網場景的BIM輕量化 基于空間關系的BIM數據解析適于多領域多

15、場景的平臺架構BIM+IoT+GIS的公共基礎技術平臺先進的互聯網服務支撐系統架構不同領域、不同場景、不同用戶的快速部署實現跨終端的三維和虛擬現實呈現基于WebGL的3D GIS+3D BIM呈現VR和MR虛擬現實呈現PC、大屏和移動端呈現豐富物聯數據接入Lora設備及中興克拉MSP支持 Wifi/Zigbee/TCP/IP等多種通訊支持 典型樓宇環(huán)控設備接入一致的數據接入及管理建筑建模場地建模設備建模第一步1應用過程BIM模型建立BIM數據導入關聯數據導入三維效果展示第一步12第二步應用過程形象展示場地規(guī)劃仿真模擬設備維護此階段價值物聯數據接入物理虛擬映射感知、管控第二步123第三步應用過程數字孿生初步達成數據分析與挖掘智慧應用創(chuàng)造價值第三步1234第四步應用過程應用實例應用實例數字化新運維的01手段BIM+IoT+GIS+AI02目標Digital Twin/數字孿生03實現標準/研發(fā)/應用/協作04展望機遇&挑戰(zhàn)40數字建筑 智慧