基于BIM及物聯網技術的建筑機電設備運維管理平臺研究

莊運超

（無錫市工業設備安裝有限工司，江蘇 無錫 214000）

BIM技術于2004年首次在我國建筑行業中引入，在國內建筑業發展得如火如荼。近幾年，住建部及各地方政府頒布了若干針對BIM技術的激勵政策及措施，大力推進BIM技術在全國范圍各個領域的推廣及應用。由此可見，BIM技術、物聯網技術已成為我國建筑行業創新發展的未來方向，具有良好發展前景。

BIM技術是針對于建設項目全生命周期而言，但國內現階段BIM技術主要應用于前期策劃階段、設計階段和施工階段，而在運營維護管理階段的應用案例較少，仍處于摸索前進階段。因此，結合BIM技術及物聯網技術，開展全生命周期工程項目的運營維護管理研究工作已成為必然趨勢。

1 BIM與物聯網技術

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是一種三維數字化建筑模型，是面向建設工程項目全生命周期的關鍵技術，在前期規劃、規劃設計、建造施工、運營維護等各階段提供可靠的信息數據，為項目全生命周期各階段技術問題提供高效的決策依據。BIM技術具有三維可視化、參數協同化、信息集成化、協同合作化等優勢。物聯網技術是實現將人、物、環境與BIM模型關聯起來的關鍵橋梁。物聯網技術與BIM技術的有效融合，可實現運營維護階段的數據采集和行為監控，以及對現場的有效管理和操控，為建設工程項目在全生命周期各階段的信息化、智能化管理提供強有力的支持。

2 運維管理現狀

工程項目全生命周期包括規劃設計、施工、運維及拆除四個階段，其中運維階段是時間跨度最長、需投入成本最大的一個階段。傳統的建筑設備運維管理有很多弊端，主要包括以下幾點：

（1）建筑設備工程系統十分復雜，運維管理人員在維護設備時需查閱大量資料，包括竣工紙質圖紙資料、二維圖紙、電子表格等，缺乏直觀性，維護效率低。

（2）傳統建筑設備資料在傳遞及保存的過程中，容易發生紙質圖紙損壞、缺失，電子文檔不兼容，資料存儲較為分散，無法快速、準確地提供所需信息。

（3）設備分布分散，需要人員輪班維護值守，人工費用及運維成本高，且不方便人員的監督管理，設備的維護管理不及時、不到位。

3 BIM及物聯網技術運維管理平臺應用

秉持全生命周期管理與服務的理念，結合目前BIM技術及物聯網技術的浪潮，基于BIM及物聯網技術的運維管理平臺應運而生。BIM技術及物聯網技術有效融合運用到建筑機電設備的運維管理中，實現運維管理的三維可視化、信息集成化、協同合作化、管理智能化，大幅度地提高運維管理效率，降低設備故障發生率。

3.1 基于BIM技術的全生命周期信息傳承

BIM技術應用于運維管理階段是以全生命周期的基礎數據庫作為支撐，該基礎數據庫可實現數據的集成與共享，對全生命周期的所有信息進行存儲、管理及提取應用。基于BIM及物聯網技術的機電設備運維管理平臺可實現各項運維工作所需的信息集成化，包括靜態屬性和動態實時參數，由專業運維人員進行管理應用，實現對工程項目高質、高效、全方位的運維管理。

3.2 BIM運維管理平臺功能模塊

基于BIM技術的運維管理平臺分為多個功能模塊，包括設備設施管理、能耗管理、安保監控、虛擬巡檢、工單管理、資料管理、APP應用等。

（1）設備設施管理。設備設施管理主要包括設備臺賬管理模塊和設備維護管理模塊。設備臺賬管理模塊可實現對設備的運行狀態、設備資料、維修記錄、維保記錄及設備庫存變更等信息進行實時預覽。每臺設備上面均有獨一無二的二維碼，掃碼即可實時跟蹤BIM模型進行查看預覽。設備維護管理模塊可實現對設備進行維護跟蹤，使設備處于最佳工作狀態，有效平衡計劃，優化資源。

（2）能耗管理。項目設備通過傳感器采集數據并將實時數據對接BIM模型，實現實時點擊設備預覽設備能耗參數，并將設備參數實時統計上傳，實現設備能耗的統計、對比及分析。此外，可將實時采集的設備運行數據，將關鍵指標通過大數據分析，形成運行趨勢曲線圖，可用于能源管理、故障預測、節能改造等。如圖1所示。

（3）設備監控及故障報警。對于項目重要設備設置特定監控，智能動態捕捉現場動態，統計設備現場出入數量。融入視頻監控系統，查看遠程視頻。設備突發故障時，故障設備所在項目在GIS地圖上聲光顯示，點擊進入項目，故障設備將會紅色高亮顯示，可快速定位故障設備位置，查看設備故障原因。如圖2所示。

（4）虛擬巡檢。BIM運維管理平臺可實現同時對多臺設備進行虛擬巡檢，列出設備運行清單。根據項目計劃表，系統根據設定的巡檢路徑，智能巡檢進行設備抄表并采集數據信息。虛擬巡檢如圖3所示。

（5）APP應用。BIM運維管理平臺可對設備報警值進行實時監測，若設備發生故障，將故障信息推送到相關運維人員手機APP客戶端，有利于運維管理人員快速做出相應的處理措施。手機APP端應用如圖4所示。

圖1 能耗管理

圖2 設備故障快速定位

圖3 虛擬巡檢

3.3 運維階段BIM技術應用優勢

（1）改變信息傳遞的方式，將前期數據應用到后期運維管理。BIM技術能讓設計、建設信息通過三維可視化的形式完整、準確的傳遞下去，使運維人員快速熟悉，并運用至建筑運維過程中，擺脫依賴經驗的做法。

（2）改變數據的表示方式。BIM模型使真實的設備運行數據與虛擬的實物對應起來，同時將數據以顏色、動作、聲音等不同的方式直觀的呈現出來，讓運維管理人員及時了解設備、設施的運行情況。

（3）大數據分析管理。對日常檢測的數據進行統計分析，包括機電設備系統的整體監測、能耗狀況統計分析以及預測設備故障發生的概率，實現有效的預防性維修更換、能耗管理及節能改造。

（4）了解隱蔽工程和維修記錄。可以在任意視角查看建筑物及其中的設備、設施及其運行、使用情況，包括所有已經隱蔽的設備、設施。查看建筑物及設備、設施的運行、維修、更換的歷史信息和記錄。

（5）提高應急事故的反應速度?？焖佾@取應急維修所需信息和各種資源，提高決策效率和反應速度，使應急事故得到及時處理。

（6）虛擬與實物相互轉換。BIM模型、二維碼的使用，使真實設備的基本屬性信息和運行數據與虛擬的模型對應起來，實現虛擬與實物相互轉換，使BIM模型活起來，實現在BIM模型上的控制和操作。

圖4 手機APP端查看報警

4 結語

（1）BIM技術是針對于建設項目全生命周期而言，但國內現階段BIM技術主要應用于前期策劃階段、設計階段和施工階段，而在運營維護管理階段的應用案例較少，仍處于摸索前進階段。

（2）物聯網技術與BIM技術的有效融合，可實現運營維護階段的數據采集和行為監控，以及對現場的有效管理和操控，實現對建設工程項目高質、高效、全方位的運維管理。

（3）基于BIM及物聯網技術的建筑機電設備運維管理平臺，相對于傳統的運維管理方式具有很多優勢，真正實現了運維管理的三維可視化、信息共享化、協同工作化，使項目管理更為便捷、快速、有效。