• 上海市東方醫院:基于BIM的醫院智慧后勤管理

    發布時間:2023-05-08
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      2023年醫院新興技術創新應用典型案例征集活動正在進行中,歡迎各醫療機構踴躍提交案例。CHIMA將組織專家對案例進行評選,入選典型案例將在CHIMA 2023大會路演并獲頒證書。

    1項目簡介

      本案例依托上海市東方醫院豐富的智慧醫院、后勤管理經驗和上海建工四建集團積累的海量建筑大數據,為醫院建筑提供數據驅動的智慧運維服務。本案例突破了施工數據向運維數據的跨階段轉化,BIM與智能化系統的數據融合等難題,發明了高頻重復報修工單自動識別、建筑設備故障預測、維保質量量化評價和重復工單自動挖掘等AI算法,自主研發了基于BIM的醫院智慧后勤管理系統。該系統在本院成功應用,助力公共建筑實現被動式、粗放式運維向主動式、智慧化運維轉變,大大提升了建筑使用體驗和安全保障,達到提質增效、節能減排效果。

    2建設與開發

      本案例實踐主要內容包括BIM模型與后勤運維平臺,以及二者的對接、建筑運行數據的接入。

      BIM模型需要構建建筑、結構、機電、裝飾、景觀、幕墻等專業的模型,并根據需求對部分模型細節進行高精度建模。在建筑竣工交付之后,還需要將竣工模型轉化為運維階段模型。

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    圖1 各專業模型

      智慧后勤運維平臺由客戶端、網頁端和移動端構成,涵蓋演示設置、管理查詢、日常報修等多種不同功能。具體功能如表1所示。

    表1 智慧后勤運維平臺功能列表

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    3關鍵技術或產品描述

      (1)建造BIM向運維BIM的跨階段轉化技術

      針對建造和運維階段對BIM模型應用需求差異,突破了跨文件的機電系統物理連接快速修正方法,基于BIM的機電系統邏輯關系自動提取算法,基于圖論的BIM模型輕量化處理等技術,形成將建造向運維BIM轉化成套技術,提高模型轉化效率55%以上。

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    圖2 基于AI的BIM與設計圖紙一致性審查技術

      (2)基于BIM的海量異構大數據融合技術

      針對各類建筑智能化系統與BIM的數據融合難度高,流式監測數據和靜態工程數據的集成存儲難等問題,提出了監測數據與BIM中樓層、機電系統、機電設備、設備配件等不同層次的關聯方法;構建了一種基于結構化數據庫存儲高頻訪問數據,并基于數據中臺存儲低頻訪問數據的建筑大數據存儲方法,解決了海量異構數據的集成存儲和快速訪問難題。

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    圖3 跨系統海量異構大數據信息集成

      (3)經驗和數據算法驅動,研發智能運維和決策AI算法

      依托建筑大數據,發明重復報修挖掘、維保質量量化評價、能耗異常分析和設備故障預測等AI算法,從而精準定位后勤管理的重點工作、薄弱環節和頑疾問題,實現以較低成本快速提升運維效率,探索智慧運維模式。

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    圖4 機電系統故障預測神經網絡模型結構

      (4)多院區整合

      數字孿生智慧運維系統不僅僅作為一個或者多個建筑的管理工具,而是將其作為一個框架,一套標準,一個底座來建立。不論新建樓宇還是新建院區,數字孿生模型、后勤運維管理都使用同一個標準建立,從而可以相對容易的建立數據互通,不需要每次重新建立系統,可以節約大量資金預算。更重要的是,多院區信息整合可以讓管理者足不出戶實時了解和管理半個城市外乃至千里之外的院區的后勤運營狀況,將智慧運維系統對工作效率的提升推至極限。

    4應用效果

      本案例顯著的提高了運維工作的效果,具體表現包括:

      (1)基于快速查詢功能和可以減少45%的資料檢索時間,提升更新改造決策效率13%以上,基于BIM分析故障影響范圍和優先級,自動推送故障位置、原因和處理建議至維修人員手機,可以減少東方醫院運維突發故障12%,節約運維成本,保障平穩運營;

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    圖5 基于機電邏輯關系的查詢

      (2)基于大數據智能分析平臺分析重復工單,為精準巡檢和設施設備改造提供參考,提高東方醫院故障報修處理效率25%以上,服務滿意度提升35%以上,達99%左右;

      (3)通過可視化運維培訓和標準化在線運維流程控制,降低運維人員培訓門檻,提高運維效率,維保完成率提升50%以上,達到100%維保完成率。

      (4)提高節能管控工作的針對性,一方面通過環比能耗分析量化日常節能效率,一方面通過異常能耗報警確保泄露故障迅速得到處理,多角度實現節能管理目標,能耗節約1%以上。

    5總結

      成功推行基于BIM的醫院智慧后勤管理系統的核心是管理和制度。建立完善的決策體系和職責分工,制定詳細的工作流程,定期召開會議更新工作進度,制定階段目標,堅定的推行規范管理,才能獲得準確的運維數據,形成良性循環。

      本案例加入基于改變當代工作方式的移動端的管理工具,相比過去“發現故障-電話報修-通知工人維修-工人維修-驗收維修結果”的流程,只需要“(自動)發現故障-移動端報修-推送至工人-工人維修-移動端上報維修結果”即可,多個步驟自動化,極大縮短流轉多個階段帶來的延遲。

      此外,由于智慧后勤管理系統涉及到設備網絡、機房網絡、辦公網絡等子網,包含有珍貴的建筑運維數據資產以及敏感的醫院內部數據,需要配軟件防火墻和防病毒軟件,并在本地機房建立智慧運維數據中心,通過物理網絡和硬件防火墻對硬件和數據進行隔離以保護數據。部分需要發布到公網的服務通過加密隧道協議與公有云上的服務器進行通訊。

      申報單位:

      上海市東方醫院

      案例技術方向:

      物聯網

      案例業務領域:

      醫院管理

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