Asset, Facilities & Operational Systems

The impact of well‐maintained clean and vibrant cared for buildings and those which are  tired and run down have a massive impact on the inhabitants and users wellbeing and  effectiveness.   Around 80% of the costs of an asset are expensed during its lifetime not  during its delivery.   However, with clear potential for good results the good application of  Asset  and  Facilities  Maintenance  still  eludes  many  businesses  and  assets,  with  many  buildings operating sub‐optimally with the associated fiscal and social costs. 

"Infrastructure Asset Management" is defined by the Institution of Civil Engineers (ICE) as;  “The integrated, multidisciplinary set of strategies in sustaining public infrastructure assets  such as water treatment facilities, sewer lines, roads, utility grids, bridges and railways.  Generally,  the  process focuses  on the later stages  of  a  facility’s life cycle  specifically  maintenance, rehabilitation, and replacement. Asset management specifically uses software  tools to organise and implement these strategies with the fundamental goal to preserve and  extend  the  service  life  of  long‐term  infrastructure  assets  which  are  vital  underlying  components in maintaining the quality of life in society and efficiency in the economy”.    

“Facilities management is the integration of processes within an organisation to maintain  and develop the agreed services which support and improve the effectiveness of its primary  activities”.  Facilities management encompasses multi‐disciplinary activities within the built  environment and the management of their impact upon people and the workplace. 

Effective facilities management, combining resources and activities, is vital to the success of  any organisation.  At  a  corporate  level, it  contributes to the delivery of  strategic and  operational objectives. On a day‐to day level, effective facilities management provides a safe  and efficient working environment, which is essential to the performance of any business –  whatever its size and scope. 

Facility Management (or facilities management or FM) is an integrated multidisciplinary,  interdisciplinary field devoted to the  coordination of  space, infrastructure, people and  organisation, often associated with the administration of office blocks, arenas, schools,  convention centres, shopping complexes, hospitals, hotels, etc. However, FM facilitates on a  much wider range of activities than just business services and these are referred to as non‐ core functions. Many of these are outlined below but they do vary from one business sector  to another. In a 2009 Global Job Task Analysis, the International Facility Management  Association (IFMA 2009) identified eleven core competencies of facility management. These  are:  communication;  emergency  preparedness  and  business  continuity;  environmental  stewardship  and  sustainability;  finance  and  business;  human  factors;  leadership  and  strategy;  operations  and  maintenance;  project  management;  quality;  real  estate  and  property management; and technology. 

The involvement of operational and facilities teams in the design, delivery, commissioning,  training and handover of assets is known as "Soft Landings".   This process ensures good  communication, awareness and capability at the point of handover to ensure the operator  receives an effective working asset.   The application of Asset and Facilities Management  services are discrete business services which require the formal application of "strategic  Plans" and organisational capabilities.  Effective delivery is enabled through the processing  of data.  New assets may receive data from the delivery process, however existing assets will  require digitally surveying to establish a minimum manageable dataset to enable useful  analysis to take place. 

 6.4.5  Operational Performance Management ‐ Telemetry, SCADA, Sensors, BMS and IoT   The performance of an asset delivering it’s in service lifecycle is a complex concept to  effectively measure.  The variables that can be measured are vast, the position and type of  sensors are almost infinite and the ability to measure consistently between spaces as well as  buildings  is  difficult  due  to  differences  in  calibration  of  sensors  and  differences  in  environmental conditions and asset usage.  There are a vast number of methods to collect  data and data has been collected discreetly in many building for several decades.  Standards  vary  for  this  activity  but  the  common  systems  include  SCADA,  IoT,  BMS  and  other  proprietary methods a summary is contained in Table 6.3. 

Table 6.3 ‐ Data Collection Options 

Number  Method  Observations

1  SCADA 

(Supervisory 

Control and 

Data 

Acquisition) 

SCADA is a system operating with coded signals over communication channels 

so as to provide control of remote equipment (using typically one 

communication channel per remote station). The control system may be 

combined with a data acquisition system by adding the use of coded signals over 

communication channels to acquire information about the status of the remote 

equipment for display or for recording functions. It is a type of industrial control 

system (ICS). Industrial control systems are computer‐based systems that 

monitor and control industrial processes that exist in the physical world. SCADA 

systems historically distinguish themselves from other ICS systems by being 

large‐scale processes that can include multiple sites, and large distances. These 

processes include industrial, infrastructure, and facility‐based processes, as 

described below:    

 Industrial processes include those of manufacturing, production, power 

generation, fabrication, and refining, and may run in continuous, batch, 

repetitive, or discrete modes. 

 Infrastructure processes may be public or private, and include water 

treatment and distribution, wastewater collection and treatment, oil and 

gas pipelines, electrical power transmission and distribution, wind farms, 

civil defence siren systems, and large communication systems. 

 Facility processes occur both in public facilities and private ones, including 

buildings, airports, ships, and space stations. They monitor and control 

heating, ventilation, and air conditioning systems (HVAC), access, and 

Number  Method  Observations

2  IoT 

(Internet of 

Things) 

The Internet of Things (IoT) is the network of physical objects or "things" 

embedded with electronics, software, sensors and connectivity to enable them 

to achieve greater value and service by exchanging data with the manufacturer, 

operator and/or other connected devices. Each thing is uniquely identifiable 

through the allocation of a unique IP and MAC address.  They may have their 

own embedded computing system but are able to interoperate within the 

existing Internet infrastructure. 

3  BMS 

(Building 

Management 

Systems) 

A Building Management System (BMS) or a (more recent terminology) Building 

Automation System (BAS) is a computer‐based control system installed in 

buildings that controls and monitors the building’s mechanical and electrical 

equipment such as ventilation, lighting, power systems, fire systems, and 

security systems. A BMS consists of software and hardware; the software 

program, usually configured in a hierarchical manner.   

4  Other 

Proprietary 

Systems 

There is also a vast array of systems which are proprietary based, using such 

protocols as C‐bus, Profibus, and so on. Vendors are also producing systems that 

integrate using Internet protocols and open standards such as DeviceNet, SOAP, 

XML, BACnet, LonWorks and Modbus or Cube Sensors    

As  the  researcher’s  example  project is  a relatively  simple asset  with  little  embedded  technology it was decided that a temporary mobile approach should be selected.   As the  project was research based cost was also a significant issue to a market analysis identified  several proprietary products including a Slovenian product called Cube Sensors, which was  the only product in the economy price band that was capable of measuring Volatile Organic  Compounds which was one of the key measures identified in section 5.6. 

6.4.5.1   Cube Sensors  

Each Cube Sensor is fitted with seven sensors. They send measurements from each location  to a base station every minute. Each of the measurements is recorded in a database for  access  by  the  Test  Bench  via  a  web  service.    Data  is  accessed  via  an  applications  programming interface (API) with the following data attributes available. 

Table 6.4 ‐ Smart Sensor Data Properties  Attribute  Notes 

Temperature  Temperature recorded in degrees Celsius.

Temperature in °C * 100 (example: 2130 means 21.30°C) 

Humidity  % relative Humidity

Relative humidity in % (example: 45 means 45% relative humidity) 

Air Quality  Measured as a factor of Volatile Organic Compounds 

Noise  Recorded in dBA

Light  Recorded in Lux

Atmospheric Pressure Recorded in mBar

Battery  Battery Condition in %

Cable  Either true or false, indicates whether the Cube is on cable and thus charging or 

not 

RSSI  Wireless signal strength indicator (RSSI), the higher the number (closer to 0), the 

stronger the signal 

Time  returned in UTC in the format year‐month‐dayThour:minute:secondZ (example: 

"2013‐09‐27T01:06:17Z")    

The values collected from the API property set shown in Table 6.4 are passed to the Test  Bench data model entity "Sensor_Data1".