Dołącz do czytelników
Brak wyników

Administration&Business

22 marca 2020

NR 1 (Luty 2019)

Potrzeba integracji

0 157

Wszystkie sektory gospodarki, a także praktycznie wszystkie aspekty codziennego życia w krajach rozwiniętych podlegają sukcesywnej digitalizacji [12]. Digitalizacja technologii związanych z budownictwem na etapie projektowania, realizacji i późniejszego nadzoru nad obiektami otwiera nowe możliwości inteligentnego zarządzania procesami. Metodyka BIM coraz częściej postrzegana jest jako odpowiedź na tradycyjne bolączki sektora budowalnego oraz łącznik pomiędzy pozostałymi wysoko rozwiniętymi gałęziami gospodarki [4], [16]. Równocześnie coraz ważniejszą rolę odgrywają systemy zarządzania budynkami BMS oraz energią w budynkach BMS. Poniższy artykuł ma na celu przybliżenie relacji pomiędzy modelami informacyjnymi BIM a nowoczesnymi systemami automatyki budynkowej. W opinii autorów integracja taka pozwala na stworzenie doskonałych narzędzi analizy, diagnostyki i wczesnej prewencji, a także sprawnego zarządzania i eksploatacji budynków. 

BIM na etapie zarządzania i eksploatacji obiektów budowlanych

Metodyka BIM (z ang. Building Information Modelling) stała się w ostatnich latach gorącym tematem nie tylko wśród inżynierów bezpośrednio zaangażowanych w jej wdrożenie, ale i szerokiego grona interesariuszy procesu inwestycyjnego. BIM opisuje proces tworzenia i wykorzystania modeli informacyjnych obiektów budowalnych w pełnym cyklu ich życia [5]. Modele informacyjne zaś składają się z trójwymiarowych komponentów wzbogaconych o metadane w środowisku wirtualnym. W przypadku prawidłowo wykonanych modeli BIM, dzięki połączeniu wizualizacji 3D z danymi niegeometrycznymi, możliwa jest integracja, błyskawiczne wyszukiwanie oraz analiza złożonych informacji na temat obiektów budowalnych. Dzięki BIM uzyskać można wirtualny prototyp budynku z pełną bazą niezbędnych danych, dostępną z poziomu laptopa, tabletu czy nawet telefonu komórkowego.

POLECAMY

Mimo grona sceptyków nieprzekonanych co do sensowności jej stosowania [6], [13] metodyka zdobyła olbrzymie poparcie zarówno po stronie projektantów i wykonawców, jak i największych inwestorów, w tym publicznych. Kraje wysokorozwinięte, jak Stany Zjednoczone, Wielka Brytania czy kraje skandynawskie od początku pierwszej dekady XXI w. starają się pilotować działania w zakresie wdrożenia BIM dla inwestycji publicznych [14] celem ograniczenia strat powodowanych niską efektywnością sektora budowalnego [9]. 

Projekty pilotażowe, bogate doświadczenia liderów oraz udokumentowane w postaci niezwykle licznych publikacji korzyści płynące z zastosowania metodyki wskazują na rewolucyjny charakter tego podejścia [1], [2], [15].

Rysunek 1. Tradycyjny model zarządzania wiedzą o obiekcie budowalnym vs. model zarządzania oparty na BIM

 

Chociaż metodyka BIM w dalszym ciągu kojarzona jest głównie z projektowaniem i realizacją inwestycji budowalnych, stanowi ona całkowitą zmianę paradygmatu również w kontekście zarządzania. Paradoksalnie pieczołowicie budowane modele informacyjne na wcześniejszych etapach największy zysk przynieść mogą przez 30–60 lat eksploatacji obiektu. Jako że faza ta generować może ponad 80% kosztów pełnego cyklu inwestycyjnego, oczywiste wydaje się, że modele informacyjne powinny być tworzone w nawiązaniu do potrzeb operatorów i właścicieli. 

Jeżeli modele zostaną przygotowane w oparciu o dobrze zdefiniowaną potrzebę, można znacznie zredukować czas i pieniądze niezbędne do zrozumienia struktury i zasad funkcjonowania obiektu i jego systemów przez operatora po przekazaniu dokumentacji powykonawczej. Możliwe jest również dużo sprawniejsze szkolenie zmieniających się zespołów eksploatacyjnych w czasie dekad użytkowania. Stale aktualizowane modele BIM zapewniają ciągłość i kompletność informacji o obiekcie pomiędzy zmieniającymi się interesariuszami procesu. 

Wiele przykładów pokazuje, że tworzenie modeli informacyjnych nie musi rozpoczynać się na etapie projektowania. Przeciwnie: BIM i powiązane z metodyką nowoczesne narzędzia inwentaryzacyjne mogą stanowić odpowiedź na nieustający problem braku aktualnej (bądź jakiekolwiek) dokumentacji technicznej istniejących obiektów budowlanych [7]. Krytyczne w tym względzie jest jednak właściwe zaplanowanie prac nad modelem, by był on faktyczną odpowiedzią na potrzeby inwestora bądź operatora obiektu, a nie jedynie zbędnym wysiłkiem oraz stratą pieniędzy [10]. Niektóre raporty podają, że prawidłowo zaimplementowana strategia informacyjna oparta na BIM pozwala oszczędzić ok. 5% kosztów eksploatacyjnych na rok [17], co stanowić może olbrzymie korzyści w kontekście długotrwałego użytkowania obiektów budowalnych.

Niewątpliwie jednak jesteśmy dopiero na początku podobnych implementacji. 

Wiele przykładów pokazuje, że tworzenie modeli informacyjnych nie musi rozpoczynać się na etapie projektowania. Przeciwnie: BIM i powiązane z metodyką nowoczesne narzędzia inwentaryzacyjne mogą stanowić odpowiedź na nieustający problem braku aktualnej (bądź jakiekolwiek) dokumentacji technicznej istniejących obiektów budowlanych.

 

Strategia informacyjna 

Ponieważ BIM to nic innego jak baza danych, która stanowi doskonały wsad do różnego rodzaju systemów i platform IT, kluczowe jest zdefiniowanie potrzeb oraz zakresu wykorzystania modeli informacyjnych na etapie eksploatacji i zarządzania obiektem. Proces skutecznego zarządzania portfolio zasobów należy więc rozpocząć od strategii informacyjnej. Strategia taka w postaci prostych wytycznych określa, jakie informacje potrzebne są do sprawnego zarządzania i eksploatacji danej inwestycji lub całego portfolio. 

Modele BIM stanowią w tym przypadku jedynie jedno ze źródeł informacji na temat procesów realizowanych w ramach obsługi i użytkowania obiektu. Dlatego tak ważne jest, aby były optymalnym uzupełnieniem i pozwalały na integrację z już wykorzystywanymi bądź planowanymi systemami i procesami FM. Decydenci po stronie inwestora bądź operatora powinni uczestniczyć więc w planowaniu inwestycji lub jej realizacji, dając swoje wytyczne do tworzenia cyfrowych zasobów na poszczególnych etapach procesu. 

Aby przybliżyć nieco potencjalne możliwości wykorzystania modeli informacyjnych w fazie operacyjnej budynku, poniżej przytoczono za A. Nicałem i W. Wodyńskim kilka typowych zastosowań, przebadanych w ramach studiów przypadków. Modele informacyjne stosowane są do m.in.:

  • sprawnej lokalizacji zasobów bądź elementów budowlanych poprzez urządzenia mobilne,
  • zarządzania powierzchniami (np. najmu) w oparciu o aktualizowane dane w modelach BIM,
  • bardziej precyzyjnego planowanie renowacji czy zmian w strukturze funkcjonalnej i architektoniczno-budowalnej obiektów,
  • analiz eksploatacyjnych i sprawnościowych,
  • zarządzania bezpieczeństwem i sytuacjami kryzysowymi, poprzez bardziej czytelne i stale aktualizowane informacje na temat potencjalnych zagrożeń – często wizualizowane na modelach trójwymiarowych [11].

Oczywiście prócz strategii tworzenia modeli informacyjnych bardzo ważny jest proces ich wykonania, weryfikacji i aktualizacji. Nie jest to miejsce na omawianie złożoności budowania cyfrowych baz danych. Istotne jest jednak, że struktura informacji w modelu musi być kompletna i spójna. W przeciwnym razie o żadnej integracji nie może być mowy. Wystarczy, że jeden z parametrów znajdzie się w nieodpowiednim wierszu lub będzie nazwany w sposób nieprawidłowy, a każda kolejna platforma integrująca dane generować będzie błędy. Na szczęście tak jak w przypadku innych baz danych również modele informacyjne można stosunkowo łatwo kontrolować, posiadając odpowiednie doświadczenie i specjalne narzędzia. 

Tradycyjny BMS

Wystarczy, że jeden z parametrów w modelu informacyjnym znajdzie się w nieodpowiednim wierszu lub będzie nazwany w sposób nieprawidłowy, a każda kolejna platforma integrująca dane generować będzie błędy.

 

Do tej pory korzystanie z BMS, zwłaszcza w warstwie oprogramowania nadzorczego, dawało zarządcom nieruchomości i służbom technicznym budynków pełen obraz kondycji instalacji i urządzeń technologicznych budynku. Sprzyjały temu liczne, wielobarwne grafiki, wzbogacone animacjami, z możliwością wizualizacji procesów i wprowadzania zmian nastaw terminarzy i wielu nastaw wartości zadanych parametrów środowiskowych. Ważną rolą takich programów było zapewnienie pełnej ścieżki zarządzania alarmami pochodzącymi z tych instalacji – od rejestracji alarmu w bazie przez potwierdzenie przyjęcia, delegowanie zadania usunięcia usterki i w końcu odnotowania faktu przywrócenia instalacji do działania. Konieczność uwierzytelnianego logowania pozostawiała trwały ślad w bazie danych programu nadzorczego i pozwalała określić, ktobył odpowiedzialny za wprowadzanie zmian parametrów i podejmowanie akcji w procesie zarządzania alarmami. Dodatkowe moduły zarządzania energią pozwalały na prezentowanie danych o zużyciu mediów i dostarczały informacje wykorzystywane przy rozliczaniu najemców. Niektóre moduły podsuwały wnioski i podpowiedzi, które służyły zarządcom nieruchomości do wprowadzania zmian mających na celu poprawę efektywności energetycznej budynków.

Rysunek 2. Schemat tworzenia modelu informacyjnego organizacji. Na podstawie brytyjskiej normy PAS 1192-3:2014

 

Nowe możliwości BMS

Dzisiejsze rozwiązania nie odcinają się od dobrych i ugruntowanych podstaw swoich protoplastów. Służbom technicznym nadal będzie zależało na pełnym podglądzie alarmów i parametrów pracy central wentylacyjnych, w przyjaznej formie graficznej. Zarządca nie zrezygnuje z obserwacji statystyk awaryjności i wykorzystania danych do rozliczeń najemców, nadal będzie doceniać silne wsparcie ze strony technologii BMS na wypadek roszczeń najemców co do zachowania parametrów na wykorzystywanych przez nich powierzchniach. 

Poprzez nowe rozwiązania z gąszczu informacji staramy się wyeksponować te najważniejsze i zaoferować użytkownikom ich prezentację i możliwość oddziaływania poprzez przyjazne i uproszczone interfejsy technologiczne, realizując w tle skomplikowane obliczenia i analizy. Duże panele graficzne z pojedynczym dashboardem lub doskonale dopasowujące się do ekranów naszych urządzeń mobilnych aplikacje stają się podstawą wymiany informacji pomiędzy użytkownikami budynku, pomiędzy użytkownikiem a zarządcą, pomiędzy tym ostatnim a służbami technicznymi.
Interakcje pomiędzy człowiekiem a technologiami są dość oczywiste, ale mamy też coraz więcej inteligentnych sposobów oddziaływania pomiędzy systemami technicznymi, wystarczy przywołać przypadek „zwolnienia z pracy” jednych robotów przez inne w azjatyckim hotelu. 

Integracja BIM z systemami automatyki budynkowej

Jak już wspomniano, modele BIM stanowią bazę danych usystematyzowaną semantycznie i topologicznie zgodnie z logiką budowy fizycznego obiektu budowalnego. W typowym modelu powykonawczym jest to baza danych analityczna, tj. dane w niej przechowywane są statyczne i stosunkowo rzadko są aktualizowane – np. raz na kilka–kilkanaście miesięcy, np. kiedy należy dokonać zmiany układu funkcjonalnego biura czy wymienić element systemu HVAC. 

Z drugiej strony obiekty budowalne wyposażane są w coraz bardziej „inteligentne” systemy automatyki oraz czujniki nieustannie aktualizujące dane o procesach i stanie obiektu. W ten sposób tworzone są tzw. operacyjne bazy danych, gdzie przechowywane są informacje o nieustannie zmieniającym się statusie. 

Dzięki integracji tych dwóch zasobów możliwe jest budowanie zaawansowanych, a jednocześnie prostych w obsłudze narzędzi do jeszcze sprawniejszego zarzadzania procesami FM. Poniżej krótko omówiono potencjalne zastosowania i funkcjonowania takich narzędzi. W części prezentowanych rozwiązań modele BIM stanowią jedynie treść informacyjną, szybko integrując aktualny rzut bądź aksonometrię obiektu z systemem. W innych modele stają się centralnym repozytorium danych – również tych aktualizowanych w sposób dynamiczny.

Interakcje pomiędzy człowiekiem a technologiami są dość oczywiste, ale mamy też coraz więcej inteligentnych sposobów oddziaływania pomiędzy systemami technicznymi, wystarczy przywołać przypadek „zwolnienia z pracy” jednych robotów przez inne w azjatyckim hotelu.

 

Lokalizacja ludzi, wyposażenia oraz materiałów

Operatorzy nieruchomości zmagają się z nieustającą potrzebą inwentaryzacji zasobów. Dotyczy to zarówno aktualnego układu funkcjonalnego, stanu technicznego urządzeń, jak i położenia i liczby mebli, urządzeń czy nawet ludzi (szczególnie w przypadku sytuacji awaryjnych). 

W oparciu o systemy czujników, np. tych w technologii RFID (z ang. Radio Frequency Identification), możliwa jest aktualizacja położenia tzw. tagów poprzez komunikację przez fale radiowe. Tagi umieszczone np. na meblach lub urządzeniach są automatycznie lokalizowane przez system czujników. W przypadku przeniesienia danego elementu na terenie obiektu może on być łatwo zlokalizowany przy pomocy takiego systemu.

Modele BIM, dzięki identyfikacji każdego z wirtualnych...

Czasopismo jest dostępne dla zalogowanych użytkowników.

Jak uzyskać dostęp? Wystarczy, że założysz bezpłatne konto lub zalogujesz się.
Czeka na Ciebie pakiet inspirujących materiałów pokazowych.
Załóż bezpłatne konto Zaloguj się

Przypisy