7条BIM运维之痛:老法师从「OpenBIM」聊到「noBIM」

你好,这里是BIMBOX。

今天是一位老朋友的分享,上海水石建筑规划设计股份有限公司 BIM 中心负责人,大名金戈,网名铁马

圈子里聊起BIM和运维,我们总是第一时间想到他,作为从业20年的老法师,和一名坚定的「数据BIM」布道者,他不仅专注技术与思想的研究,也给大家带来过不少关于BIM数据应用、BIM运维的干货分享,还自己开发了一款基于BIM的免费数据管理软件emData。

最近,金戈又写了一篇长文,专门给BOX的小伙伴们分享,他这些年为各种业主提供的服务之中,用BIM做运维的7个痛点,也非常实在地讲述了哪些痛点有解决方案,哪些痛点还是当前行业的发展掣肘。

搞清楚这些问题,我们才可能把这件事做得更好。内容量很大,读完一定有收获。

下面是经过BOX修改的、金戈的分享。

1
OpenBIM和CloseBIM的技术陷阱
坊间有两个术语:「OpenBIM」和「CloseBIM」。
所谓「OpenBIM」,指利用IFC格式进行数据交互的BIM应用。
所谓「CloseBIM」,指利用某个单独的商业软件(比如Revit)进行数据交互的BIM应用。
这两者有一个通病,就是需要把数据直接加载到模型中,然后利用这个富含数据的模型文件进行应用。而这会存在三个潜在的风险。
➤ 第一个问题是数据处理。
当前的技术在处理三维模型时,依然存在很多问题,比如流畅度、美观度等。加载数据后,只会加重计算机的处理负担。并且应用程序需要穿透模型文件之后,才能应用数据,这更会增加难度。
➤ 第二个问题是数据共享。
就算是欧特克公司自己的其他软件产品,在读取Revit保存的文件时,都会出现数据丢失的问题,更不要说其他软件。
➤ 第三个特别重要的问题是数据归档。
当以某个软件格式存储数据的时候,一旦出软件停用或公司停止服务,就会出现无法读取的重大问题。如果文件遗失或损坏,那就是连带着数据一起遗失。
2
什么是noBIM?
美国公司「SMRT ARCHITECTS AND ENGINEERS」纽约办公室的主任John Tobin,在一篇文章中提出这个概念:没有模型的BIM数据。大概的意思是数据的交互应该基于数据库,而不是基于模型。
美国的Finith E Jernigan写的《大BIM4:连接世界的生态》,可能是唯一一本不谈模型的BIM著作。这本书提倡的概念,是将围绕着模型文件的应用,称为「小bim」,而基于系统的应用,称为「大BIM」。
另外,ISO19650这份标准中提到的通用数据环境(CDE),主要就是解决BIM数据的传输和共享。
在国内,很多人经常提到「数模分离」,我也多次在文章中讲过,意思也是数据和模型分开存储并应用。
以上种种,我们姑且统称为「noBIM」,本质上就是依托数据库对建筑数据进行清洗、存储和管理,从而实现建筑数据的共享。
在应用层面依然有模型的存在,但是骨子里其实是数据驱动,而非模型。

图片来源《没有模型的BIM数据》
最极端的情况是,数据本身存储在数据库中,甚至连模型也是基于数据库进行存储,可以根据用户的需求,转化为任意三维格式,而不是以某种固定格式存储。
我认为,noBIM是对BIM的高阶应用,也是未来的一个趋势。是从以模型文件应用,向构件转变,进而从构件向数据应用的转变。
那么,OpenBIM,CloseBIM和noBIM和运维有什么关系呢?我们把这个话题暂且放下,先聊聊我的运维服务工作思考。
3
什么是BIM运维?
从2015年经手第一个BIM运维项目开始,我一直在思考:BIM和运维是什么关系?
这个问题拆分成几个子问题:
没有BIM的运维是什么样的?
BIM为什么需要运维?

➤ 运维为什么需要BIM?

慢慢的,网上开始有一些BIM运维案例,但是除了模型的可视化之外,我没有看出来BIM运维平台有什么特别的价值。
尤其是当我尝试在点击各个功能时,把模型遮住,发现对功能并没有什么影响。换句话说,即使没有模型,这些运维功能也是可以跑通的。
那BIM存在的意义是什么呢?或者换一个角度来说,BIM存在的意义不是解决业务功能,是解决别的什么问题?
在探索过程中,两句话点醒了我:「数据是企业未来重要的资产」,还有「数据即服务」。
所谓BIM运维,并不是说用BIM来做运维的业务,而是提供一种基于数据的服务。
传统的运维解决的是业务流程方面的服务,例如维修维保、安防管理、设备管理等,而BIM运维是传统建筑运维的升级版,增加了数据管理的功能。
基于模型的三维可视化,只是数据管理的一个子项功能,但是这个子项有点喧宾夺主了。
简单来说,BIM运维=业务模块+数据模块
接下来还有一个问题需要解决,传统的建筑运维在升级的时候,为什么一定需要BIM技术呢?有没有可能是别的技术?
很抱歉,暂时没有,BIM是唯一的选择。具体原因老孙已经在这篇文章里探讨过了:

为啥说起建筑业公司搞数字化,就离不开BIM?| 较真儿不抬杠

2023-02-13

4
如何实施BIM运维
理清楚了什么是BIM运维,接下来就是要解决怎么实现的问题。
下面和你聊聊我在近10年BIM运维服务过程中,遇到的7个真实痛点。

1.需求之痛

目前从事BIM运维的,大部分都不是运维这个行业的人,对运维需求都不了解。
一个很有意思的情况就是,在BIM运维这件事上,甲方、乙方、第三方,都说不清需求是什么——负责人说不清需要什么,懂需求的人说不上话、或者不会总结需求。
这也是大量BIM运维项目失败的主要原因:为了上系统而上系统,不是为了解决某个需求而上。
我们做BIM运维,就是借助建筑数字化的技术,在不降低传统运维的质量下,达到降本增效。传统的运维主要包括以下工作方向:
➤ 物业管理:包括维修维保、保安保洁等;
➤ 资产管理:包括施设备、备品备料等;
➤ 空间管理:包括公空间、租赁空间等;
➤ 安全管理:包括应急、消防、报警等;
➤ 能源管理:包括用水用电用气等。
下面这张图是运维大神Archibus梳理的业务功能。
既然要降本增效,就需要从成本的角度来分析。就成本来说基本上可以整合成这几个维度:人力成本、能耗成本、设备成本、维护成本、其他成本
很多客户找我们,第一句话就说,我们要上一个运维系统。其实没有一个运维系统能包打天下的,因为根据不同业态的特性,成本的占比各不相同,需要解决的问题也不同,需要一事一议。
例如住宅项目,设备比较少、人员比较多,人力成本占比较大。那么这种业态的运维,就需要考虑如何有效的减少人力成本。而工业项目,设备能耗是大头,就需要考虑如何有效的节能。

2.架构之痛

我曾经在一家施工总包单位工作过近5年。当时行业内兴起各种项目管理平台,或者叫BIM协同平台。
大部分人理想中的平台,都是包含了工程建设的各个要素,既要有八大员,又要有人机料环法,还要有进度质量安全等等。
可我看到,有些公司好不容易赚到一点钱,都投进去开发平台,活活累死一大批。我们当年是测评了市场上各类软件工具,然后根据项目需求来组合。从来没有一个包打天下的大平台。
其实BIM运维平台也一样。一提起它,业内人士脑海中浮现出来的通常是个很炫酷的、基于三维模型的软件平台。
我们接触到的一些BIM运维平台,有这么几个特征:
➤ 大部分基于游戏引擎,核心是做漂亮的三维展示;
➤ 需要大量定制的工作;
价格昂贵,几乎都是百万级;
➤ 有一些统计功能,却很少有数据管理功能;

➤ 无法衡量投入的收益。

从某种程度来说,现在大部分BIM运维项目还是处于探索阶段。
而基于我们对BIM运维平台的理解和实践,BIM运维平台=CDE软件+IOT软件+物管软件+数据软件。
BIM运维平台不是一个软件,应该是实现多个功能的一组软件集合。
我在前面提到了「BIM运维=业务模块+数据模块。」基于这个逻辑,可以把它拆分成下面的架构:
业务模块负责物业管理、资产管理、空间管理、安全管理等,数据模块则包含解决工程数据的CDE、解决动态数据的物联模块,以及解决数据清洗、存储、管理和共享的数据平台。
关于业务模块和物联模块,大家基本都共识,在我的理解中,CDE模块主要解决的是BIM数据在线和共享的问题,比如我们自主开发的emData就可以是一款CDE软件。
相比CDE,数据平台则要解决多种数据的在线和共享问题。现在有很多这样的产品,有数据仓库,有数据中台,不管叫什么,功能都差不多。

图片来源「BIMDATA」

3.实施之痛

知道了BIM运维需要做哪些事,接下来就是评估自身能力,能做哪些?不能做哪些?
基于前面多软件组合的共识,我认为实施BIM运维需要以下知识和经验:

➤ 针对CDE软件,需要BIM知识、引擎知识、IT开发知识;

➤ 针对物联模块,需要弱电智能化知识、IT开发知识;

针对业务模块,需要物业管理经验、IT开发知识;

➤ 针对数据平台,需要数据管理知识、数据库技术等。
可想而知,具备以上所有知识的团队凤毛麟角,所以大部分项目都需要跨团队协作。
根据我们的调研,市场上主要有这么几类公司在做BIM运维。
➤ BIM咨询公司升级。
比如设计院和施工单位独立出来的数字公司,或者第三方BIM顾问,包括我们水石设计在内,也都属于这个方阵。
这个方阵的优势在于懂建筑行业、懂BIM、懂模型创建;不足在于物业知识较弱,数据对接和管理较弱,IT基础比较薄弱,团队稳定性也比较差。
➤ 三维可视化公司升级。
主要是GIS起家、三维引擎起家的软件科技公司,还有一些专门做展示大屏的公司。这类公司的特点是有一定的IT开发能力,能迅速交付一个平台,让业主眼前一亮。但是缺少物管知识,以及对BIM数据管理能力,产品功能较弱。
➤ 智能化服务升级。
主要是以前专门从事智能化服务的公司,比如楼宇自控、能源服务、实验室和机房等服务,做业务升级。这类公司IT知识相对丰富、智能化业务逻辑清晰、稳定性高。但是物业业务逻辑较差,BIM和三维引擎的应用比较差。
➤ 传统运维公司升级。
主要是传统五大行和一些物业公司的业务升级。这类公司的物管经验是最丰富的,也会引入三维引擎。但是缺少IT知识,特别是缺乏对BIM数据的应用,对BIM的理解还停留在展示阶段。
➤ 第三方跨界。
这部分主要是一些大厂,从工业、金融、互联网等圈子跨界到运维中来。这类公司的特点是资金雄厚,可以快速整合各类资源。不足是对建筑行业不够了解,物管能力和经验缺乏。通常是资金驱动或IT驱动,而不是需求驱动,导致产品很难落地。
所以你看,在复杂的运维服务面前,每一方都有自己的缺陷,合作才是当下比较可执行的方向。
所有认真做过BIM运维项目的同行都会认同:一个BIM运维项目,平台开发占一半,实施占一半,甚至更多。一个团队的实施能力几乎可以决定了一个BIM运维项目的成败。
对我们团队来说也一样,我们最缺的是IT和数据库方面的知识,也不回避这些短板,每个项目都在合作中不停去学习和进步。

4.引擎之痛

现在国内做轻量化引擎的公司很多,主要是类似U3D的线下技术,或WEBGL这样的线上技术。
我发现在运维阶段,很多公司还是采用线下的游戏引擎来展示,其实并不是一个很好的选择。
游戏引擎的好处显而易见,很多开发公司用起来相对熟悉,而且展示效果也更好看。但是最大的问题就是,当BIM模型传递给它时,相当于把丰富的数据格式化了,只剩下一个壳子了。
这导致很多业主对引擎的理解都停留在可视化,这是行业的可悲。
真正的引擎,应该能完整继承BIM模型中的各类数据,并准确地展示出来。
另一方面,在线技术的引擎也有问题,就是模型承载量相对有限,容易出现崩溃。
所以,综合起来的现状就是:游戏引擎漂亮、稳定,成本高,缺乏数据联动;在线引擎数据量有限,稳定性略差,成本低,可以进行有效的数据联动。
目前要破解这一对矛盾,从技术角度来说,我见到了两个发展方向。

➤ 第一是开发超级引擎,可以流畅的跑各类超大模型。我见过这样的引擎,不过暂时没有公开推广。

➤ 第二是开发基于LOD的引擎,对模型的展示分多个精细度。在视线中的模型高精度展示,离视线远的模型用低精细度展示,以此来降低数据量,达到流畅展示。
这方面的发展很快,也总有新的方案出现,比如 Unity Reflect 、Omniverse、国内很多低代码引擎等等,大家都可以多去关注。
对于我们这种非IT人员,也没有开发超级引擎的能力,解决问题的思路是从逻辑出发,而不是从IT技术出发。倾向于使用LOD的方案,降低数据量,保证局部模型的精细和数据完整度。初步的方案是:LOD100用二维地图代替,LOD200用白模代替,LOD300用实景模型代替,LOD400用BIM模型。

5.模型之痛

很遗憾,国内很少有团队具备BIM运维模型的创建能力。
当然也可以说,运维模型的要求太高了,导致投入产出的不对等,所以也没有太多的团队愿意做这件事。
我找了很多业内的大佬请教,得到的普遍反馈是,运维模型这件事很鸡肋,价值是有的,但是付出的代价有点太大。
简单说几个运维模型和常规建设模型的区别,你感受一下:
一般设计模型专注如何出图,施工模型专注如何指导施工,而运维模型专注后续运维使用。比如运维模型非常注重拓扑关系,而大部分建模工作不会花时间做真实的连接,反正设计施工也用不着,运维阶段光是弥补这一点就需要大量的时间。
建设阶段的模型主要关注设备和管线安装,而运维阶段除了设备管理需要,更多的是对弱电系统的应用。比如各种弱电设备、摄像头、插座、道闸、电柜等,这些都不是重点建模,甚至很多是不建模的。
建设阶段的模型主要面向设备和土建施工,会忽视对空间模型的创建。在运维阶段,空间则是作为重要的资产需要被管理。
这几条是运维模型特别需要关注的几个点,退一步说,撇开这几点,很多竣工模型也是差强人意。
现在有多地方政府要求交付竣工模型,但是这些模型确实质量堪忧,能带来复利价值的凤毛麟角。
再举一些例子,模型质量的差体现在这些方面:

➤ 构件缺失,各种阀门、管件、软接等等基本没有。

➤ 系统错乱,比如雨水排水、生活排水、生产排水、空调水等等。

设备错放,比如水管上需要接管道泵,可能就随意放了离心泵。

不合理的对接,比如20管径的空调水管,接了水泵直接变径到50。
这些稀奇古怪的错误,真的非常让人很崩溃。曾经有一个BIM大赛,我检查了将近50个参赛模型水泵房的设备情况,只有寥寥几个项目做了正确的连接,模型质量之差,让我瞠目结舌。
这可能也是BIM经常被人诟病的原因吧,我非常希望今后随着行业的发展、甲方需求的明确,这种情况能有所改善。

6.标识之痛

现在BIM模型的主要用途在于出图和指导施工,这个过程中,标识的重要性往往被大量的忽视,比如构件标识、系统标识、空间标识等等。
这也是BIM模型区别于传统三维模型的重要元素。
我们经常在看到这样的分享:运维中出现漏水,利用BIM模型,可以快速排查是哪个阀门出现了问题,从而提高管理效率。
那么,如何实现呢?要知道,到了运维阶段,管理人员面对海量的房间和构件,已经不可能通过轴网、坐标等数据来实现定位了。
如果只是把模型扔到某个引擎或BIM运维平台,对不起,无法实现,或者说需要大量的人工挂接。
而只有在模型中做了足够的标识工作,才能让模型发挥出它的作用,标识对于模型,就像瞄准镜对于狙击枪一样重要。
这些标识在Revit模型中是天然存在的,但是不足以表达清楚关联关系,需要建模人员做一定的优化。
在我们实际接触的项目中,这项工作需要后期大量的人力去弥补。比如我们会要求在所有构件加上设计编号字段,设备构件里添加所属房间号,部分构件添加轴网坐标等。

7.编码之痛

《BIM Handbook》这本书里有很生动的解释:编码,是解决不同系统对同一构件的称呼问题。
类似人的身份证号,既需要唯一,又需要能方便扩容。
国标虽然已经发布了分类编码标准,也是引用自国外的OmniClass标准,但是不具备很好的落地性。
BIMBOX曾经发过一系列编码的科普文章,我也在里面贡献了一些内容,你可以去了解一下,编码的名词解释和重要性这里就不重复了,在这重点说一下编码的逻辑,简单来说要有以下五个特征:

➤ 能唯一性的表述一类设施设备;

➤ 具备无限的扩容性;

方便识别的精简性;

和数据字典关联的灵活性;

实施的便利性。
比如,身份证号基本上代表了编码的极致,前六位代表所在地,中间8位是出生日期,后面4位是流水号,只留下最精简的信息,有很好的唯一性、扩容性和精简性。
身份证号有两个显著的特点,一是随着孩子出生就生成了;二是只保留最基本的识别信息,没有人物特征信息。这两点特别重要。
再看第二个案例,这是一个实际项目的设备编码,有27位,包括了位置、系统和设备信息。
很多公司喜欢把编码弄的无比完整,恨不得包含所有信息。这其实是对编码和数据的误解,编码信息并不是越丰富越好。
编码是给计算机用的,不是给人用,是为了保证构件的唯一身份可以在不同系统中进行数据交互。你进一步想知道更丰富的信息,通过数据检索就能查询到。
有一个难点在于,和人类的身份证号一样,最好的编码应该是在设备诞生的时候,就能生成,工程中对应的就是初步设计阶段,并且在整个项目中一直跟随这个设备,才能实现所谓的数据复用。
但要实现这一点并不容易。
比如一台风机,编码中包含设备的类型,如果开始是一个离心风机,后来变更为轴流风机,那这个编码也要跟着变,这个工作量就太大了。妥协的方法是在竣工阶段去编码,那就失去了建设过程中的应用价值了。
经过这么多年的实战,我们认为一个好的编码标准,大概是:设备编码=限定编码+分类编码+流水号。
其中,限定编码一般区分最基本的项目、单体或楼层,分类编码区分到类别就够了。
目前,我们的分类编码标准在emData网页端已经公开,大家既可以直接免费使用,也可以在我们的基础上做修改后再使用。其次,我们在emData上,单独开发了一个可以灵活配置编码规则的模块,不同公司、不同项目,可以根据自己的需要进行配置,再一键加载到模型构件上。

8.数据之痛

模型缺少数据,这是运维行业看待BIM的一种共识,这里既包括模型非几何数据的大量缺失,也包括数据标准的缺失。
后者在行业里又被称做「数据字典」,这方面可以参考COBie,它是美国最重要的两个数据标准之一。目前国内已经有一些行业数据交付要求,特别是数字化比较深入的基础设施行业和制造业,建筑业可以参考。
我们今天要聊的数据,主要是BIM应用过程中,模型产生并需要关联的数据,一般我们称之为静态数据。里面包含了很多内容,就我们目前的认知,可以从Revit提炼使用的数据,包含下面这些:
➤ 几何数据
比如设备的长、宽、高、标高等,以模型自带为主。
➤ 空间数据
包括房间或公共空间的面积、名称、归属等,以模型自带为主。
➤ 编码数据
比如构件ID,可以是模型自带的,但一般都是用户根据项目需要自己赋予编码。
➤ 工程数据
包括设计、施工和运维相关的数据,比如设计参数、施工人员、产品厂家等,一般都是用户赋予。
➤ 关系数据
包括设备的风、水系等统关系和空间关系等,以模型自带为主,也可以根据需要进行调整。
对于Revit的学习,我一直对团队的要求是,一定要掰开揉碎研究细节功能,每一个功能都点击过,使用过,知道使用后的效果。
对于数据使用,首先要知道有哪些数据,哪些有用、哪些没用、哪些需要挖掘。带着这些问题,我从家具模型、结构模型、管道模型、设备模型等等角度,利用我们的数据管理软件emData把所有的Revit属性提炼出来研究。
下面的图是家具族的属性,其中蓝色标注的ID、楼层、房间、类别是有价值的运维属性。
再比如一个管道的属性,其中蓝色标注的ID、楼层、直径、长度、系统类型是有价值的运维属性。
类似的,还有结构模型的体积、厚度、面积,设备属性的系统名称、系统分类等等。
这些数据基本上体现了构件的基本特性:我是谁,我的身份,我的重量,我的身高,我在哪里,我属于哪个系统等。有了这些数据,就可以做很多事情。包括工程量统计、包括设备维修的拓扑关系等等。
此外,还有大量的工程数据,是需要我们在项目实施过程进行收集的,结合地铁、国网以及国标,将所有的工程数据分成了图上的9大类:
需要做竣工模型或运维模型的项目,都可以直接到emData平台上,给相关的构件批量的加载这些字段。另外我们还在平台里内嵌了上海浦东交付标准、深圳工务署交付标准和深圳地铁交付标准等。
以上就是我总结的8点BIM运维之痛,和截止到目前我的方案与思考。聊完这些,我们可以回到一开始谈到的「noBIM」了。
5
总结:noBIM与数字化交付
经常有人问我,怎样在模型上加载他们需要的数据,也包括数据的排序、类别等各种技术问题。
我经常的建议是:不要这么做。
数据可以放在数据库里,或者最不济的,可以放在EXCEL表里。因为最终,所有数据都会在软件系统中被使用,最终还是要进数据库的,那么之前做的各种基于模型加载的东西,都会是无用功。
如果是依据「noBIM」的理念,从项目的开始,就需要一套软件系统全程陪同,模型在设计软件完成更新,而数据在云端更新。最后数据库对接数据库,完成数据交付到运维平台。

图片来源「Onfly」
基于「noBIM」理念,我们服务了很多业主客户,搭建企业级的BIM运维平台,来实现企业数字资产管理和数字化转型。
回过头来看,有两件事很有意思。
➤ 第一,经常有客户和朋友问我们选什么软件。
而我的建议一般是:BIM建模软件一般分为专业和通用两种。专业软件能更好的解决某一个方向的问题,但是数据传递性较差,例如ArchiCAD。通用的软件则是专业功能一般,但是数据传递性更好,例如Revit。
为了保证竣工交付,我一般会建议用通用性更好的软件。但是,现在来看,这似乎是一个不完备的建议,至少得看项目情况。
原因在于,我们经历过这么多的BIM项目,发现凡是没有企业规划的BIM模型,运维阶段都没办法使用,为了修正这些模型而投入的资源,足够重新建一个了。
所以,如果甲乙双方对数据该怎么用这件事压根没想清楚、也没约定清楚,与其用通用软件做一个交付了也没有价值的模型,还不如直接用专业软件,好好的把建设过程的价值发挥到最大。
➤ 第二,只有那些业主自持、且有一定体量的项目,做数字化交付有意义。
前面我们说了这么多,搭建一个合格的BIM运维平台,要花费大量的资源,而能支撑这些资源的回报,必须有后续大量的数据应用。一般销售型的项目这方面不会有太大发挥,而体量比较小的单一项目,就算自持,也没有足够的数据样板。
在很多年前,我就一直坚信BIM的未来一定是「数据为王」。BIM运维的成功一定离不开两个支撑:一是技术,二是数据。
技术可以赋予BIM运维各种可能,而数据却是这些可能成真的底座。技术在建筑信息化这个领域其实已经有了长足的发展,而数据始终不够被重视。
无论怎么说,这些作为我的本行,都不是在给大家泼冷水,只有我们把问题提出来、直面它们,才可能有行动和探索的方向,我相信未来有了足够真实有效的数据,BIM运维一定能开出绚烂之花。
· 扩展阅读 ·

什么是有价值的BIM的数据交互?老兵金戈给你共享20年经验,还做了个免费软件

2022-04-19

本篇文章来源于微信公众号: BIM清流BIMBOX

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7条BIM运维之痛:老法师从「OpenBIM」聊到「noBIM」