bim运维管理

南京戎光软件科技有限公司的前身是全军国防工程智能化技术研究中心软件部，中心由总参批准成立，是全军专业从事指挥防护工程及其它防护工程智能化监视、控制和信息化管理系统研究、开发的单位。曾获得高水平研究成果十多项，其中获国家科技进步一等奖1项，军队科技进步一等奖3项，三等奖8项，国家专利6项，软件著作权多个。

原单位的成员构成了戎光最早的骨干力量，戎光取字“戎”，也寓意不忘老单位的传统。公司队伍在原基础上不断发展壮大，目前已拥有一批长期专业从事软件研发的专业人才，具有丰富的项目开发与实施经验，通过这几年的研发和项目实施，逐渐形成BIM技术为特色，辅助以移动互联网、二维码、VR等其他技术应用，开发出了比如基于BIM的智能建筑运维平台，BIM云服务平台等成体系的产品和解决方案。

通过对传统模块化数据中心、BIM应用等内容的讨论，分析探讨BIM技术在数据中心建设项目中的优势。以某数据中心项目为例，论证基于BIM技术进行数据中心精细化管理的必要性。

1 BIM在数据中心建设行业中的应用

1.1 传统模块化数据中心建设行业特点

1)   一体化分布式部署：批量复制、按需扩展、三房归一

       将UPS&电池房+空调房+IT机房三房合一，形成新型IT机房，在建设过程中提出标准统一、接口统一的新要求。机房建设从整体建设改为模块级建设之后，由20个模块构成的数据中心在下单后13周后便实现交付使用，快速的IDC部署能力逐步适应了建筑信息化的发展。

2)   模块与土建：一次规划、分期投资、快速部署

       数据中心在建设过程中采用了土建与IT分离、主体与水电同步建设、各模块按需部署的方式。各模块组件在采用标准化产品的基础上预留接口，可以满足快速生产、快速发货、快速组装的要求，大幅度提高ROI，Capex有效降低10%。

3)   模块内部件与通道结构件：灵活应对未来变化

一般来讲，数据中心的生命周期为10-15年，服务器的生命周期为3-5年，随着服务器配置的改变，对微模块采用调整内部供配电与制冷配比的方法，提升微模块使用的灵活性和可用性。

4)   密封通道+冷冻水行级空调：降低PUE至1.5

密封通道的设计可以有效隔离冷热气流，实现行级空调就近制冷、就近转移热量、迅速消除局部热点的功能，从而大大提高制冷效率。通过现场测试，PUE可降低至1.5，OPEX降低了35%-40%。

5)   智能管理架构：单模块监控与集群监控可提高运维效率

在每个微模块上部署一个触摸屏，并与交换机进行连接，从而共同负责该模块的监控管理。在此基础上，连接北向SNMP接口，采用基于微模块的集群管理，使得界面的清晰度得到保障，进而提高运维效率。

1.2 BIM在各阶段的应用

1)   协同设计阶段

数据中心建设过程中普遍存在参与方专业不同、办公地点分散、沟通效率低以及图纸更新不及时等现象。采用BIM技术，设计师可将模型上传至协同管理平台，各方基于同一模型进行交流，提交表更模型，从而保证模型统一性；业主方可通过平台进行监控、浏览、批注、变更或发布任务等；各参与方可随时随地通过PC或移动端查看图纸和模型，减少了数据损失和沟通成本，大大提高了非专业人士的参与度。

2)   设计优化阶段

为充分满足机房环境条件的要求，初设阶段采用精密空调机，其独具送风量大、换气次数高（30～60次/t）、可以使机房内形成整体气流循环、所有的设备冷却均衡等优点，这些是普通空调所不具备的。

但精密系统管径较大（主管道DN150~DN250），会使走廊空间紧张，此时则可采用地板下走管方案（见图1），设计过程中与土建装修进行积极的沟通协同，预留足够的地板空间。各专业在设计过程中通过三维模型进行协同设计、验证，实现了信息无损交流，发现问题及时解决，以得到设计方案。

图1 地下走管方案示例

3)   出图

通过前期准备以及二维模型统一表达，实现了三维立体模型与二维平面图纸的相互转化。各工艺管线、机房设备平面图以及相关节点图、机电安装土建预留和预埋条件要求图、管线密集部位管线布置详图，均可生成相应图纸；模型变更剖面图、大样图均可实现自动更新，大幅度提高工作效率。

2 BIM在数据中心建设行业的优势

通过BIM技术在综合数字环境中对信息进行持续更新，可实时访问信息数据，方便各参与方全面及时地了解项目。数据中心在设计、施工和管理过程中产生的数据能够加快决策进度、提高决策质量，起到提高质量、增加收益的效果。

2.1 快速算量，精度提升

       建立BIM数据库之后，与5D数据库进行关联，可提高工程量计算的准确性性，保证施工预算的精度与效率。BIM数据库达到构件级的数据粒度，通过提供满足项目各参与方所需的数据，可以有效地提高施工管理效率。

2.2 虚拟施工，有效协同

在三维可视化的基础上添加时间维度，通过模拟施工实现施工计划与实际进度的直观对比。通过有效协同，便于各参与方充分了解项目的整体情况。BIM技术结合施工方案模拟、视频监测，可降低施工过程中的返工率和整改率，避免安全隐患，保证建筑质量。

2.3 碰撞检查，减少返工

在设计阶段利用BIM技术进行三维可视化设计，通过碰撞检查完成对工程设计方案、净空设计方案、管线排布方案的优化（见图2），利用优化后的方案进行施工交底，减少了施工阶段的错误，降低了返工可能性，在避免损失的同时有效提高了施工质量以及与业主沟通的效率。

图2 碰撞检测示例图

2.4 冲突调用，决策支持

BIM数据库中的基础数据可供各管理部门进行协同共享，数据的可计量性为工程提供了数据支持。按照构件类型、时空维度等对工程量信息进行汇总、拆分、分析对比，通过保证工程基础数据实时性、准确性，为决策者提供工程造价项目群及进度款管理决策依据。

3 BIM在数据中心建设行业中的应用案例

3.1工程概况

某数据中心项目包括机房封闭冷通道系统、封闭冷通道组件、消防组件、末端配电组件、冷通道辅件与制冷系统的行级精密空调、行政空调及ATS配电柜、市电配电柜、UPS输入/输出柜、UPS、电池、精密配电柜及布线列头柜等设备组件。

3.2 应用BIM技术的必要性

BIM模型可以与节能设计、能效测评、日照分析、采光分析、暖通负荷、通风模拟及噪声分析等软件相关联，利用模型共享技术、国内主流施工图设计图档，创建绿色建筑BIM模型，实现一模多算。通过GBXML接口输出给其他建筑分析软件，实现信息模型广泛的复用价值。

1)   自然采光模拟

分析相关设计方案的室内自然采光效果，通过调整建筑布局、饰面材料、围护结构的可见光透射比等，改善室内自然采光效果，调整室内布局布置等。

2)   室内自然通风模拟

对不同设计方案进行分析，在改善室内流场分布情况的同时调整通风口位置、尺寸、布局等，对室内气流进行引导，组织有效的通风换气（见图3）。

图3 室内自然通风模拟示例

3)   建筑初步能耗分析

使用BIM模型进行建筑初步能耗分析，对后期运维管理提前做出预判与调整。

3.3 基于BIM的VR运维管理的应用

基于VR虚拟现实技术的运维管理系统是一种以虚拟模型表征设备实体、以辨识度高的符号表征抽象数据，遵循人机交互规律、界面友好、操作便捷的管理系统。其直观形象的特性减轻了管理人员的认知负荷，使其将更多的注意力集中到问题区域，提高管理效率。

1)   基于VR的运维管理系统方案设计

根据数据中心各项管理内容的特点，本系统可分为门禁系统、设备检测、环境检测、消防检测。设备检测包括UPS、补燃机、配电柜和燃发机（见图4）。环境检测包括温湿度、冷水机和空调。架构设计以简洁、缩短用户查找命令时间为原则。

图4 基于VR的运维管理系统框架图

2)   基于VR的运维管理系统可视化设计

为使用户从繁杂的数据中迅速找到特征数据，本系统通过对抽象数据具象进行设计实现了数据可视化。设计过程从两个维度进行考量，一方面是对具象物高度的文化认同，另一方面是保证具象物在大场景的辨识度。如门禁系统以旋转的人物表征不同数据单元内的活动人员，UPS管理模块中分别以半圆仪表盘及活动的指针表征电压及电流；环境监测下的温/湿度管理模块利用人对于颜色的突出感知力，将温/湿度进行颜色区分，红色示意过热，蓝色示意过冷，使数据直观形象。 

3)   交互界面的实现

在运维管理系统中，交互是解决各个管理模块的手段。本系统在交互界面的基础上对各个控制模块进行事件指定，这些事件只在外部进行配置，然后关联各自场景，进而实现管理模块的调用。其中不同按钮事件相互排斥，对响应场景有着明确的关联。以消防联动为例，“消防监测”按钮按下的同时发出事件，销毁其他各项响应场景，激活消防场景演示某处火情，触发报警及灭火装置完成一系列演示。

4 结束语

BIM 是数据中心实现精细化管理急需掌握的技术。在现阶段，数据中心建设中应用BIM技术较少，存在较多的不足和缺陷。但随着BIM技术在数据中心项目中的逐步应用，两者的结合将逐步趋于完善。