王朝華

九冶建設(shè)有限公司第二工程公司

基于BIM的機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)

王朝華

九冶建設(shè)有限公司第二工程公司

機(jī)電設(shè)備設(shè)施的管理是物業(yè)管理的基礎(chǔ)管理之一。若設(shè)備的可靠性低，管理不善，在運(yùn)行中發(fā)生意外，不僅破壞了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營秩序，同時也使企業(yè)甚至國家遭受重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，如何提高設(shè)備設(shè)施管理水平及保障設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，節(jié)能降耗，保證安全生產(chǎn)，消除環(huán)境污染，有效預(yù)防設(shè)備和人身事故及社會公害，是現(xiàn)代化物業(yè)設(shè)備管理的重要課題。本文重點(diǎn)研究大型項(xiàng)目應(yīng)用 BIM 模型進(jìn)行機(jī)電設(shè)備應(yīng)急管理的關(guān)鍵技術(shù)和軟件實(shí)現(xiàn)方法。

BIM；機(jī)電設(shè)備工程；應(yīng)急；運(yùn)維

隨著大型商業(yè)和公共建筑物的急劇增多，這些大型建筑物機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)作給運(yùn)維管理帶來新的要求，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備故障是無法避免的事實(shí)，一旦發(fā)生機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)問題，如何快速確定故障點(diǎn)，如何在最短時間內(nèi)修復(fù)故障，如何在修復(fù)過程中把故障帶來的影響降到最低，如何對維護(hù)維修人員進(jìn)行緊急情況下的模擬演練，當(dāng)遇到緊急情況下能快速、安全地處理事故，是大型商業(yè)和公共建筑物機(jī)電設(shè)備應(yīng)急管理需要解決的問題。

1 BIM定義

首先，在BIM中，運(yùn)用數(shù)字化手段，在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建一個三維虛擬的建筑模型，在這個虛擬的模型當(dāng)中，存在著一個重要的數(shù)據(jù)庫，其中涵蓋了建筑物在整個生命周期當(dāng)中需要的各類數(shù)據(jù)。在數(shù)字環(huán)境下，各類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時更新，并允許業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)營維護(hù)等各有關(guān)單位的技術(shù)人員進(jìn)行訪問和維護(hù)，從而從全局把握整個工程項(xiàng)目的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。其次，BIM采用數(shù)字化的方法提供集成管理的環(huán)境，在建筑生命周期內(nèi)實(shí)施有效的管理，減少管理風(fēng)險(xiǎn)，提高管理的準(zhǔn)確性、提高管理的效率?？偟膩碚f，BIM是一個動態(tài)過程，運(yùn)用數(shù)字模型設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營并運(yùn)用整個的工程項(xiàng)目，而這一過程當(dāng)中所產(chǎn)生的中間產(chǎn)物就包含BIM模型。BIM模型同二維圖紙類似，也是一種表達(dá)的手段，只不過相比于圖紙，BIM將建筑整個生命周期信息都集成于內(nèi)。所以從這個角度講BIM是平臺，也是一個載體。模型同信息之間存在著密切的關(guān)聯(lián)，二者是BIM的核心所在。信息與模型是構(gòu)成BIM必要條件。信息為模型提供內(nèi)容，模型為信息提供載體，各類信息集合構(gòu)成模型，各類建筑生命周期的有關(guān)信息都被模型所記錄，二者構(gòu)成了BIM的肉體和靈魂。

2 基于BIM的機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

BIM-FIM2012的系統(tǒng)架構(gòu)為典型的C/S結(jié)構(gòu)，服務(wù)器端配置路由器、防火墻以及SQL Server服務(wù)器一臺，負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)存儲、訪問和管理等服務(wù)?？蛻舳藶榭蛇B接入網(wǎng)絡(luò)的個人計(jì)算機(jī)，以及支持二維碼掃描和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖殖纸K端?？蛻舳擞?jì)算機(jī)中還通過一個以XML文檔形式保存系統(tǒng)配置信息和項(xiàng)目具體細(xì)節(jié)的配置文件，對BIM-FIM2012的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。對于所管理的每一個項(xiàng)目，包含多個以二進(jìn)制的形式將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中最新數(shù)據(jù)的拷貝，映射到緩存在本地計(jì)算機(jī)中的文檔，用來提高BIM-FIM2012讀取數(shù)據(jù)的效率。移動終端為采用Windows Mobile系統(tǒng)的手持PDA，同樣通過一個配置文件，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前終端和服務(wù)器連接的配置信息。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

1)基于IFC的信息共享接口：通過開發(fā)IFC接口，導(dǎo)入Revit系統(tǒng)建立BIM模型，通過IFC文件導(dǎo)入BIM-FIM系統(tǒng)，并保存模型的所有屬性信息。2)BIM模型多維存儲與優(yōu)化：BIM三維模型數(shù)據(jù)量極其巨大，通過采用實(shí)體掃掠法和邊界描述法等，從多維角度對同一構(gòu)件進(jìn)行存儲，并在不同需求情況下，動態(tài)獲取各維度信息。同時，對BIM模型中的三維構(gòu)件，采用模型轉(zhuǎn)化機(jī)制、位置映射、邊界簡化等技術(shù)和算法，大大優(yōu)化并降低了BIM模型信息的存儲量。3) 設(shè)備成組標(biāo)識與基于移動平臺的設(shè)備識別：通過開發(fā)二維碼接口，將單個設(shè)備及區(qū)域內(nèi)設(shè)備的關(guān)鍵信息成組，并以二維碼標(biāo)簽的方式標(biāo)識并保存。當(dāng)移動平臺設(shè)備掃描到該標(biāo)識時，能提取其相關(guān)信息，并在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從 BIM 數(shù)據(jù)庫中獲取其他相關(guān)屬性信息，為維護(hù)人員提供支持，例如在維護(hù)維修過程中，快速獲取設(shè)備參數(shù)，使維修過程簡便、高效。4)應(yīng)急預(yù)案管理： 用二維編碼技術(shù)以及多維可視化 BIM 平臺進(jìn)行信息動態(tài)顯示與查詢分析，為業(yè)主方提供設(shè)備故障發(fā)生后的應(yīng)急管理平臺，省去大量重復(fù)的找圖紙、對圖紙工作。運(yùn)維人員可以通過此功能模塊，可快速掃描和查詢設(shè)備的詳細(xì)信息、定位故障設(shè)備的上下游構(gòu)件，指導(dǎo)應(yīng)急管控。

3 實(shí)際應(yīng)用

對擬建的嘉里建設(shè)廣場項(xiàng)目BIM模型進(jìn)行詳盡的規(guī)劃，包括模型文件的劃分、組織、命名，以及模型文件信息的融入形式。在嘉里建設(shè)廣場，BIM-FIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了模型中所有構(gòu)件的基本信息管理，實(shí)現(xiàn)了大廈的知識庫管理，也結(jié)合移動設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了大廈的維護(hù)維修管理和應(yīng)急預(yù)案管理。基本信息管理功能有助于物業(yè)管理者快速了解大廈的物業(yè)信息，深層次了解大廈的內(nèi)部狀況。知識庫方面集中了相關(guān)系統(tǒng)的操作規(guī)程、學(xué)習(xí)培訓(xùn)等資料，方便物業(yè)管理者快速打開查看，正確做出判斷、操作，效果良好，這也是基于BIM的機(jī)電設(shè)備設(shè)施管理系統(tǒng)的一大優(yōu)點(diǎn)?；贐IM的機(jī)電設(shè)備設(shè)施管理系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于維護(hù)維修、應(yīng)急預(yù)案管理的模型化，在于整合移動設(shè)備功能用于BIM-FIM中。通過系統(tǒng)三維查看需維護(hù)維修的構(gòu)件，通過掃描設(shè)備二維碼、條形碼，即時查看相關(guān)構(gòu)件的上下游構(gòu)件，對應(yīng)急事件做出回應(yīng)、處理。

總之，BIM-FIM2012系統(tǒng)綜合應(yīng)用BIM技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，引入建筑業(yè)國際標(biāo)準(zhǔn)IFC，通過建立MEP-BIM，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安裝過程和運(yùn)維階段的信息共享，并支持在安裝完成后將設(shè)備實(shí)體和虛擬的MEP-BIM一起集成交付給業(yè)主。同時，BIM-FIM2012系統(tǒng)作為機(jī)電設(shè)備信息化運(yùn)維管理平臺，為運(yùn)維人員提供高效的運(yùn)維手段，以保障所有機(jī)電設(shè)備及其各子系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

[1] 胡振中，陳祥祥，王亮等. 《基于BIM的機(jī)電設(shè)備智能管理系統(tǒng)》[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，5(1)：22-26.

[2] 張赟. 從BIM的角度思考建筑全生命周期的能耗管理[J]. 綠色建筑，2012(4)：29-30.