Interoperability framework for BIM-FM based on a relational database

Abstract

Facility Management (FM) activities frequently require continuous and reliable information of the asset inventory, condition, and performance. In view of that, BIM-FM methodologies present considerable advantages in regard to past conventional techniques, mainly because of improvements on commissioning and handover of facility data. Indeed, BIM-FM simplifies processes of data transfer and reduces errors, while allowing improvements on the possibilities of information management and operation of the asset. There is also a trend towards systematization of information in graphic format for a better visualisation of the assets performance, assisting O&M activities, and supporting an intelligent decision-making system. However, despite adoption of BIM-FM methodologies being in frank growth, it cannot yet be considered a widespread practice. One of the reasons that is hindering widespread application of BIM-FM is the lack of integration and interoperability issues between BIM platforms and FM systems. In many cases, this results on inefficient data management, when dealing with incomplete or inaccurate information in BIM models (at handover stage), requiring significant human labour to gather and input missing information into FM system. To address those challenges, this research proposes a BIM-FM oriented framework focused on establishing a bi-directional connection between the BIM model and a SQL format database. The dissertation further explores advanced and interactive data analysis possibilities using Power BI for leveraging the use of available data at the stage of operation of an asset. Detailed process maps are proposed to clearly define the operation of the framework in the wider scenario of a BIM-process, and also at the software interoperability level. The implementation and application of the proposed framework to a case study of the light fixtures of the library building at the Campus of Azurém of the University of Minho, allowed demonstrating the functionality and possibilities of the developments proposed. Overall, the framework goal is for an interoperability solution connecting the BIM model to a relational database with data that serves for FM purposes. Proposing the data analysis with the aim to support intelligent decision making and improvements on the assets’ performance. Thus, the proposed workflow is expandable and scalable to be applicable to any type of facility and its elements.

As atividades relacionadas a gestão de facilidades (FM) dependem de informação continua e confiável sobre o inventário, condições e desempenho de ativos. Em vista disso, a metodologia BIM-FM apresenta consideráveis vantagens em relação a processos tradicionais, principalmente devido a melhorias associadas ao comissionamento e entrega dos dados da instalação. De fato, o BIM-FM simplifica processos do que diz respeito a transferência de dados e na redução de erros, enquanto melhora as possibilidades de gestão da informação e operação dos ativos. Existe também a tendência para sistematização de dados em forma gráfica, gerando assim uma melhor visualização do desempenho dos ativos, auxiliando as atividades de operação e manutenção da facilidade, o que serve de apoio a um sistema inteligente de tomada de decisões. No entanto, apesar da implementação de metodologias BIM-FM estarem em crescimento, não pode ser considerada uma prática difundida. Uma das razões que dificultam uma maior adoção de BIM-FM na indústria, tem relação com a falta de integração da informação e problemas de interoperabilidade entre plataformas BIM e sistemas FM. Em muitos casos isso resulta numa gestão ineficiente de dados, pois lida com informações incompletas e imprecisas dos modelos BIM (na fase de entrega), requerendo trabalho manual para coletar e inserir o restante da informação no sistema FM. Para abordar esses desafios, essa dissertação propõe uma estrutura de trabalho focada em estabelecer uma conexão bidirecional entre o modelo BIM e uma base de dados em formato SQL. A dissertação também explora possibilidades para a análise de dados de forma avançada com o uso do software Power BI, para uso dos dados disponíveis durante a operação de ativos de forma inteligente e interativa. É proposto um mapa de processos detalhado para definir as operações da estrutura de trabalho num cenário de aplicação mais amplo dentro dos processos BIM, incluso a nível interoperabilidade de software. A implementação de aplicação da estrutura de trabalho proposta no estudo de caso é para equipamentos de iluminação do edifício da biblioteca, no Campus de Azurém da Universidade do Minho, que permite demonstrar a funcionalidade e as possibilidades do desenvolvimento proposto. Sendo o objetivo de o fluxo de trabalho proposto demonstrar uma solução para a interoperabilidade entre sistemas, que conecta informações do modelo BIM a uma base de dados relacional, com o propósito de ser utilizado durante a fase de gestão do ativo. Por fim, apresenta a análise de dados com o intuito de apoiar melhorias no desempenho das instalações. Portanto, o fluxo de trabalho proposto é escalável e expansível, e oferece soluções para sistemas mais complexos e outras atividades relacionadas a gestão dos ativos.