基于BIM 的建筑設(shè)備可視化運維管理系統(tǒng)研究

李桂峰

山東恒基電力工程監(jiān)理有限公司 山東 聊城 252000

引言

在傳統(tǒng)的建筑設(shè)備運行維護中，管理者需要先記錄不同類型的設(shè)備運行數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)，然后在大量的書籍和調(diào)查報告中進行比較。這樣的設(shè)備維護任務(wù)繁重，圖書報表數(shù)量龐大，導(dǎo)致設(shè)備運行維護管理效率低下。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，雖然管理者可以通過網(wǎng)絡(luò)找到大量的數(shù)據(jù)，但是由于設(shè)備管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫沒有兼容的接口，設(shè)備信息種類繁多，管理工作沒有大的進展。直到BIM技術(shù)被引入，這一現(xiàn)象才得到顯著改善，BIM技術(shù)是機電一體化技術(shù)的一種體現(xiàn)。通過數(shù)據(jù)接口實時在線監(jiān)測設(shè)備信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效溝通，明顯降低了施工設(shè)備在運行維護中的管理難度和操作難度。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)備概述

1.1 BIM技術(shù)含義

根據(jù)BIM的標(biāo)準(zhǔn)進行定義，是對建筑設(shè)備項目的數(shù)字化表示。一般來說，是指對某一特定設(shè)備或項目進行數(shù)字化分析。通過簡單明了的數(shù)據(jù)表達其綜合性能。BIM是一種豐富的、智能化的數(shù)據(jù)庫模型，具有可視化和信息集成度高的特點。它可以進行查詢、統(tǒng)計和模擬分析，提供管理平臺，幫助管理者進行決策和信息傳遞。

1.2 BIM技術(shù)在建筑設(shè)備管理中應(yīng)用

建筑設(shè)備管理中的BIM研究，主要包括BIM全生命周期設(shè)備管理和BIM與RFID（射頻技術(shù)）相結(jié)合的設(shè)備管理。建立了基于BIM的施工設(shè)備管理系統(tǒng)框架。BIM通過記錄設(shè)備的檢查和維護，有助于設(shè)備的運行和維護管理。胡振中等[1]將BIM技術(shù)與二維碼技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了用于設(shè)備維護、設(shè)備識別和應(yīng)急管理的設(shè)備管理系統(tǒng)。這些研究提出了施工設(shè)備管理的一些理論框架和實施路徑，但沒有整合設(shè)備的合同信息，也沒有直接表達設(shè)備維修狀態(tài)和成本超支狀態(tài)的狀態(tài)信息。利用BIM可以直觀地表達設(shè)備的運行維護信息，并對設(shè)備維護所需的信息進行整合和分析，以輔助決策和設(shè)備管理。

2 建筑設(shè)備可視化管理意義

2.1 便于設(shè)備的及時維護

在建筑施工中，由于建筑設(shè)備使用頻率較高，且建筑設(shè)備的結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，在運行維護中很難管理。在對設(shè)備進行檢測時，有些檢測項目靠管理者的目測和操作經(jīng)驗不能很好地給出檢測結(jié)果。因此對建筑設(shè)備的各種功能進行可視化管理，有利于在管理中的快速維護和檢測，從而可以使相關(guān)工作人員直接觀察設(shè)備的實際情況，非常方便其開展維護工作。

2.2 防止人為錯誤

在建筑設(shè)備的運行過程中，許多故障均是人為原因，有的是由于設(shè)備操作人員操作不當(dāng)，有的是因為工作人員不專業(yè)操作失誤所造成的。造成這種情況的原因是設(shè)備操作人員不了解設(shè)備的外部整體工作環(huán)境，組織工作內(nèi)容順序不合適。如果引入BIM技術(shù)進行可視化管理，設(shè)備操作人員可以通過可視化平臺隨時控制建筑設(shè)備的功能參數(shù)，隨時了解建筑設(shè)備的外部環(huán)境，正確組織施工作業(yè)順序。對于管理人員來說，可以直接對施工設(shè)備的運行進行全過程的實時監(jiān)控。即使在控制室，也能隨時發(fā)現(xiàn)操作人員工作不正常，通過信息管理，糾正操作人員的不當(dāng)行為，避免設(shè)備故障[2]。

2.3 節(jié)約人力物力

在建筑工程的施工過程中，由于場地大，工作人員流動較密集，如果沒有可視化管理，會給監(jiān)理工作帶來許多困難。同時，大量的建筑設(shè)備和復(fù)雜的設(shè)備信息需要大量的管理人員花費更多的精力進行收集、整理和比較。這樣工作效率低、耗時長。通過可視化管理，我們可以直接管理每臺設(shè)備和相應(yīng)的設(shè)備利用計算機技術(shù)，可以提高工作效率，更加高效的處理建筑設(shè)備信息，節(jié)約人力與物力資源[3]。

3 基于BIM的建筑設(shè)備可視化管理內(nèi)容

3.1 BIM的工藝流程

該技術(shù)主要利用BIM模型對施工設(shè)備進行建模，通過模型將與設(shè)備相關(guān)的基本信息、運行狀態(tài)、維護信息、運行模式等添加到具體的設(shè)備屬性中。模型自動地將這些信息進行智能集成，以三維模型等直觀的形式表達出來。這就是所謂的具有高度集成信息的BIM模型。在該模型中，施工設(shè)備以三維模型的形式顯示在仿真虛擬空間中，并可根據(jù)管理人員的交互操作，實時可視化表達設(shè)備運行狀態(tài)、維修狀態(tài)等信息。BIM技術(shù)能有效地顯示設(shè)備的狀態(tài)，是管理者控制成本、處置決策和合同信息的有效手段[4]。下圖為主要技術(shù)流程圖。

圖1

3.2 基于BIM技術(shù)的可視化管理內(nèi)容

3.2.1 運維狀態(tài)模塊。通過不同的顏色或直接使用數(shù)據(jù)直觀地管理施工設(shè)備的運行狀態(tài)和維護狀態(tài)，管理人員可以分析設(shè)備的運行狀態(tài)和維護狀態(tài)，決定哪些機器要啟動或停止，哪些機器要及時維護，哪些機器要盡快維修，并有一個直觀的理解。他們還可以利用信息可視化管理的信息控制手段來控制施工設(shè)備的運行[5]。

3.2.2 成本狀態(tài)模塊。通過可視化管理，確定施工設(shè)備的預(yù)計成本。在可視化管理的操作過程中，會自動分析施工設(shè)備的運行情況，并計算出與預(yù)計成本相比，施工設(shè)備是在成本預(yù)警范圍內(nèi)，還是處于成本超支狀態(tài)。對于進入成本預(yù)警的設(shè)備，可以用固定顏色顯示可視化管理。對于成本超支的設(shè)備，系統(tǒng)會以紅色閃爍的方式提醒管理人員進行預(yù)警。

3.2.3 設(shè)備管理模塊。設(shè)備管理模塊能及時管理施工設(shè)備的變更。如設(shè)備安裝調(diào)試、設(shè)備配置、啟用停用、設(shè)備維護、報廢等。當(dāng)設(shè)備安裝發(fā)生變化時，可視化管理系統(tǒng)會對設(shè)備名稱、編號、調(diào)撥成本、調(diào)出調(diào)入部門等進行檢查。對于設(shè)備調(diào)撥，可以顯示編號、日期和調(diào)撥部門。此外，在報廢機器的維修中，可視化管理還可以對報廢設(shè)備的可用零部件和報廢價值進行統(tǒng)計。

3.2.4 設(shè)備備件模塊。由于施工設(shè)備的組成復(fù)雜，其零部件的備品備件必須隨時儲備充足，以備不時之需。在設(shè)備備件管理中，可視化管理可以對備件種類、物資采購、采購計劃、備件價格、備件采購臺賬等進行管理，減輕了施工單位財務(wù)部門的工作壓力。

3.2.5 數(shù)據(jù)管理模塊。這是可視化管理的主要模塊之一。通過數(shù)據(jù)管理模塊，可視化管理系統(tǒng)可以集成各種相關(guān)數(shù)據(jù)，并針對不同類型的數(shù)據(jù)建立不同的數(shù)據(jù)報表。管理者可以根據(jù)不同的指標(biāo)輸出相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)[6]

4 結(jié)束語

基于BIM技術(shù)提供的信息共享和可視化操作平臺，提出了施工設(shè)備運行維護階段的可視化管理模式。它為施工設(shè)備的信息共享和信息獲取提供了方便的途徑，實現(xiàn)了設(shè)備信息的快速查詢和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為管理者節(jié)省了大量的時間。直觀的表達使施工設(shè)備管理更加直觀、清晰，簡化了煩瑣的設(shè)備管理步驟，可以幫助管理者快速找到需要管理的設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備管理的重點做出維修決策。這種管理模式不僅實現(xiàn)了無信息障礙的通信，提高了設(shè)備管理的效率，而且降低了設(shè)備管理的難度，提高了管理者的管理水平，實現(xiàn)了設(shè)備及時、簡單、高效的運行維護管理。這種可視化管理模式可以應(yīng)用于各種建設(shè)項目的運行維護管理中，特別是大型的復(fù)雜的工程，對其大量的施工設(shè)備管理會更高效更經(jīng)濟，應(yīng)在行業(yè)內(nèi)大力推廣。