于萬春

摘 要：BIM機(jī)務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)是一款基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理實(shí)物三維可視、空間定位的設(shè)備管理系統(tǒng)，通過將設(shè)備管理（TPM全員生產(chǎn)維修管理、設(shè)備全壽命周期管理）活動與可視化模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可視化、信息化和精準(zhǔn)化管理，有效的提升設(shè)備的管理效率。

關(guān)鍵詞：BIM;設(shè)備管理;可視化;信息化;精準(zhǔn)化

中圖分類號：U269 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

鐵路公司機(jī)車、機(jī)務(wù)輔修設(shè)備數(shù)量多，分布在芝罘灣、西港兩個(gè)港區(qū)，具有“點(diǎn)多、線長、面廣”的特點(diǎn)，給日常設(shè)備管理帶來一定難度，存在設(shè)備信息數(shù)據(jù)不完整、設(shè)備技術(shù)動態(tài)信息不能及時(shí)掌握、檢修效率低、常見故障反復(fù)發(fā)生、疑難故障維修難度大等問題。隨著港口規(guī)?；F(xiàn)代化、信息化建設(shè)的推進(jìn)，港口鐵路輸運(yùn)對機(jī)務(wù)設(shè)備的安全運(yùn)行保障提出了更高的要求，以往的設(shè)備管理模式越來越不能滿足當(dāng)前的鐵路設(shè)備管理需求。

BIM機(jī)務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)是一款基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理實(shí)物三維可視、空間定位的設(shè)備管理系統(tǒng)，通過將設(shè)備管理活動與可視化模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，為設(shè)備管理者提供方便、可靠的設(shè)備管理、統(tǒng)計(jì)分析工具。其強(qiáng)大的功能和充足的信息和快捷、可視的查詢手段，極大的便捷了用戶的日常工作，讓人們感受到繁雜的設(shè)備管理也可以變的輕松簡單和直觀。

1 技術(shù)方案

（1）BIM技術(shù)。BIM技術(shù)作為一種數(shù)字化建模技術(shù)，已經(jīng)廣泛用于智慧港口建設(shè)，具有參數(shù)化驅(qū)動、可視化表達(dá)等諸多優(yōu)勢。BIM模型標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了《GB/T 51301-2018 建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》中的最高等級標(biāo)準(zhǔn)，其中BIM模型精細(xì)度達(dá)到了LOD4.0、模型屬性信息深度達(dá)到了4級。

設(shè)備可視化模型可根據(jù)管理需求進(jìn)行拆分、精細(xì)到最小維修、維護(hù)零件，可使設(shè)備從單機(jī)管理，深化到單機(jī)每個(gè)構(gòu)件的管理，提升設(shè)備設(shè)施管理的精細(xì)度和精準(zhǔn)程度。

（2）BIM輕量化技術(shù)。為降低采用BIM模型進(jìn)行設(shè)備管理時(shí)對網(wǎng)絡(luò)軟硬件的高度需求，針對BIM模型進(jìn)行輕量化處理，將設(shè)備BIM模型進(jìn)行輕量化技術(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)模型與設(shè)備管理軟件的融合。通過手機(jī)、平板電腦等移動端設(shè)備操作該系統(tǒng)，瀏覽模型，適合港口生產(chǎn)在現(xiàn)場環(huán)境下的應(yīng)用需求。

（3）BIM模型與設(shè)備管理活動關(guān)聯(lián)。設(shè)備管理的全過程可與設(shè)備的BIM模型及三維空間定位一一對應(yīng)，設(shè)備的管理內(nèi)容、管理過程、管理狀態(tài)，以空間定位、可視化的方式展示，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備管理狀態(tài)的實(shí)時(shí)共享，管理過程和管理結(jié)果透明，能有效提升設(shè)備設(shè)施各管理部門之間的工作協(xié)調(diào)和信息共享，提高設(shè)備管理工作效率。

（4）設(shè)備管理技術(shù)。將TPM設(shè)備管理體系、設(shè)備全生命周期管理理念植入到產(chǎn)品中，保證產(chǎn)品符合行業(yè)先進(jìn)性要求。

1）TPM理念：將TPM精益管理體系融入到維修管理、定檢、潤滑管理模塊，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的精益管理活動。

2）港口設(shè)備全生命周期管理：以港口的資產(chǎn)管理和設(shè)備管理為抓手，研究從設(shè)備采購到報(bào)廢一系列設(shè)備管理活動，打通各部門之間的信息壁壘，建立港口設(shè)備全生命周期管理體系。設(shè)備設(shè)施從單機(jī)設(shè)備到具體構(gòu)件，自設(shè)備投入使用到報(bào)廢拆除，全生命周期的數(shù)據(jù)信息均記錄在自己BIM模型的屬性信息中。對這些數(shù)據(jù)信息，通過分類統(tǒng)計(jì)、匯總和關(guān)聯(lián)分析等方法進(jìn)行處理后，再以空間定位和可視化的方式展示，對設(shè)備設(shè)施管理的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判、管理考核和優(yōu)化提升等發(fā)揮較好的輔助作用。

（5）軟件開發(fā)。利用BIM三維可視化、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，基于B/S模式，利用java框架及其提供的各種面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，建立完整性強(qiáng)、安全性好的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)出針對機(jī)務(wù)設(shè)備管理功能完備并易使用的設(shè)備管理系統(tǒng)軟件及手機(jī)APP。通過手機(jī)APP、電腦端隨時(shí)可以對BIM設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行訪問，并進(jìn)行動態(tài)信息維護(hù)、信息瀏覽、知識點(diǎn)學(xué)習(xí)與補(bǔ)充等;加快設(shè)備動態(tài)信息流轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障作隨時(shí)隨地上報(bào)、派工、銷號等工作，提高設(shè)備檢修工作效率。

（6）經(jīng)濟(jì)可行性。通過使用BIM設(shè)備管理系統(tǒng)不僅可以減輕管理人員和一線維修人員的工作量，使人員從大量繁瑣的填表、查表、手工制表中解放出來;節(jié)省大量的人力、物力，工作效率大大提高，預(yù)計(jì)查詢速度可以比原人工查詢提高幾倍以上，大大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、精確性和可共享性，而且通過BIM三維定位模型，可以有的放矢的進(jìn)行設(shè)備的精細(xì)化管理，將傳統(tǒng)的設(shè)備管理活動向TPM管理、精益管理、智慧管理轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)向設(shè)備管理要產(chǎn)值。

（7）操作可行性。系統(tǒng)軟件采用友好的交互界面，操作簡單方便。公司的工作人員一般都要求掌握一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)，具有一定的軟硬件基礎(chǔ)，會使用各種管理軟件。只要對員工進(jìn)行少量的培訓(xùn)，系統(tǒng)的功能和使用方法就基本上能夠使系統(tǒng)順利運(yùn)行。

2 系統(tǒng)構(gòu)架

基于BIM技術(shù)的設(shè)備管理系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分：設(shè)備三維可視化模型、系統(tǒng)功能模塊。

2.1 設(shè)備三維可視化模型

（1）模型展示。利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理實(shí)物三維可視、空間定位，同時(shí)可以根據(jù)每個(gè)設(shè)備的管理需求按系統(tǒng)、總成、構(gòu)件、零件進(jìn)行拆分、精細(xì)到最小維修、維護(hù)零件可視化展示，提升設(shè)備設(shè)施管理的精細(xì)度和精準(zhǔn)程度。

（2）關(guān)聯(lián)信息展示。每臺設(shè)備的系統(tǒng)、總成、構(gòu)件、零件對應(yīng)編制了識別編碼，用于實(shí)現(xiàn)管理信息與三維模型的一一對應(yīng)、關(guān)聯(lián)。在三維模型空間內(nèi)，通過點(diǎn)擊設(shè)備模型，快速查詢設(shè)備的靜態(tài)信息（廠家、規(guī)格型號、圖紙等）、動態(tài)信息（歷史維修、定檢記錄、更換記錄、運(yùn)行記錄）、知識庫（維修指導(dǎo)書、視頻）、備件信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備臺賬動態(tài)管理，提高設(shè)備臺賬、圖紙信息使用效率。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

（1）資產(chǎn)管理模塊。資產(chǎn)管理模塊功能：主要是包括資產(chǎn)設(shè)備的臺賬管理、設(shè)備的綜合信息管理、特種設(shè)備專項(xiàng)管理;其中，設(shè)備綜合信息管理記錄了設(shè)備的基本信息、技術(shù)參數(shù)信息、運(yùn)行記錄信息（主要指機(jī)車）、主要零部件更換信息、事故記錄信息、大中項(xiàng)修記錄信息。

（2）機(jī)車運(yùn)行模塊。機(jī)車運(yùn)行模塊功能：交接班過程中進(jìn)行日檢交班檢查記錄;展示近期機(jī)車的故障維修情況、當(dāng)班現(xiàn)場作業(yè)需注意的安全事項(xiàng);實(shí)時(shí)收集機(jī)車運(yùn)行時(shí)機(jī)車司機(jī)的作業(yè)工時(shí)、機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)、定時(shí)巡檢情況等信息;手機(jī)端、電腦端隨時(shí)隨地可查看機(jī)車運(yùn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

（3）故障維修模塊。故障維修模塊功能：用于設(shè)備故障報(bào)修、提醒、派工、維修、驗(yàn)收等設(shè)備維修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程的運(yùn)轉(zhuǎn);各類設(shè)備故障原因分析、匯總，為后續(xù)故障智能分析提供信息積累;對維修人員作業(yè)工時(shí)、維修進(jìn)度、維修材料消耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。

（4）定保定檢模塊。定保定檢模塊功能：實(shí)現(xiàn)設(shè)備定保定檢周期設(shè)定、預(yù)警提醒;根據(jù)定保定檢標(biāo)準(zhǔn)及范圍，下發(fā)定保定檢作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)記名修定保定檢、驗(yàn)收記錄;對維修人員作業(yè)工時(shí)、定保進(jìn)度、定保材料消耗等數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。

（5）備品備件模塊。備品備件模塊功能：入庫備品備件，生成二維碼，在倉庫三維模型進(jìn)行定位;出庫時(shí)，用手持掃描設(shè)備掃描二維碼，辦理出庫;維修人員在系統(tǒng)派工單上能夠查詢備品備件情況，在線進(jìn)行備件領(lǐng)用申請，倉庫端依據(jù)備件申請信息，在倉庫可視化模型找到備件，辦理出庫。

（6）統(tǒng)計(jì)分析模塊。統(tǒng)計(jì)分析模塊功能：主要是將設(shè)備管理活動中錄入的數(shù)據(jù)信息根據(jù)工作需求形成各類的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表，便于設(shè)備管理人員對設(shè)備的狀態(tài)、故障信息、運(yùn)行參數(shù)等信息進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的隱患和故障，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息，為管理人員的決策提供依據(jù)。

（7）知識庫模塊。知識庫模塊功能：將公司及段設(shè)備管理的規(guī)章制度、所有設(shè)備的相關(guān)圖紙與說明書、技術(shù)改造方案、科技成果與論文等技術(shù)資料進(jìn)行分類、整理;建立視頻數(shù)據(jù)庫（包含：機(jī)車檢查標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)視頻、機(jī)車維修標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)視頻、機(jī)車故障應(yīng)急處置視頻、機(jī)車各系統(tǒng)工作原理動畫視頻）;建立圖片資料數(shù)據(jù)庫（機(jī)車監(jiān)造相關(guān)圖片資料、機(jī)車監(jiān)修相關(guān)圖片資料、設(shè)備檢查隱患圖片資料）等等。為職工培訓(xùn)、學(xué)習(xí)，提供一個(gè)開放的知識平臺。

（8）系統(tǒng)管理模塊。系統(tǒng)管理模塊功能：設(shè)備管理系統(tǒng)是設(shè)備管理系統(tǒng)軟件的維護(hù)平臺，包括用戶管理、角色管理、權(quán)限管理、工作流程設(shè)置、數(shù)據(jù)備份、日志管理等;新增、減少設(shè)備后，能夠自主對設(shè)備臺帳、運(yùn)用管理、保養(yǎng)管理、維修管理等功能進(jìn)行添加、修改。避免設(shè)備出現(xiàn)變化后，無法在該系統(tǒng)中進(jìn)行管理、應(yīng)用。

2.3 系統(tǒng)可靠性和安全性

對應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)計(jì)故障處理方案，以保證系統(tǒng)的恢復(fù)性，采用冗余技術(shù)保證數(shù)據(jù)可靠存儲、系統(tǒng)可靠運(yùn)行。對系統(tǒng)運(yùn)行狀況采用自動檢測、告警、監(jiān)控等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。在系統(tǒng)適用過程中，由于硬件故障或其他原因造成的系統(tǒng)暫時(shí)性的中斷后重新啟動，能夠保證系統(tǒng)將原有的數(shù)據(jù)快速回復(fù)，使其繼續(xù)運(yùn)行下去。

為確保系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)采取應(yīng)用系統(tǒng)使用驗(yàn)證、數(shù)據(jù)庫登錄驗(yàn)證兩種驗(yàn)證方式相結(jié)合的方法驗(yàn)證用戶。運(yùn)用日志，對進(jìn)入系統(tǒng)的用戶的操作進(jìn)行記錄，可以根據(jù)日志進(jìn)行事后分析，從而找到事故的發(fā)生原因。

2.4 系統(tǒng)的開放性和可擴(kuò)充性

系統(tǒng)在開發(fā)過程中，應(yīng)充分考慮以后的可擴(kuò)充性。系統(tǒng)應(yīng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，可以簡單地加入和減少系統(tǒng)的模塊，配置系統(tǒng)的硬件。通過對軟件的修補(bǔ)、替換，完成系統(tǒng)的升級和更新?lián)Q代。

3 結(jié)束語

基于BIM技術(shù)的機(jī)務(wù)設(shè)備管理系統(tǒng)，大大提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、精確性和可共享性，可以有的放矢的進(jìn)行機(jī)務(wù)設(shè)備的精細(xì)化管理，將傳統(tǒng)的機(jī)務(wù)設(shè)備管理活動向TPM管理、精益管理、智慧管理轉(zhuǎn)化，有效的提高了港口鐵路輸運(yùn)機(jī)車動力保障?？偨Y(jié)分析BIM技術(shù)應(yīng)用在機(jī)務(wù)設(shè)備管理上的成功經(jīng)驗(yàn)，后續(xù)計(jì)劃將BIM技術(shù)應(yīng)用到鐵路公司工務(wù)、電務(wù)等設(shè)備設(shè)施各個(gè)方面，打造鐵路公司基于BIM技術(shù)的資產(chǎn)健康管理平臺。

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