面向全生命周期的工厂设备信息分类编码规则研究

关俊涛　丁金听　杨建光

摘 要：为了实现工厂建设项目中参建各方的信息传递和共享，需要开展面向全生命周期的设备信息分类编码规则研究。因此，从功能、物理位置、逻辑位置和属性等方面描述了设备的分类模型，采用了面分法与线分法相结合的分类方法，制订了满足全生命周期内设备信息管理要求的编码规则。目前，基于该规则生成的设备信息编码已在某卷烟厂建设项目中得到了应用，为工厂全生命周期内设备信息的采集、存储、查询、分析和交换等奠定了基础。

关键词：全生命周期；面分法；线分法；计价规范

中图分类号：TP391.7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.001

目前，工程建设项目参与者众多，项目的规模逐渐庞大，包含的信息量巨大，信息传递界面繁多且复杂。我国企业在信息化系统建设中会受到各种因素的制约，形成了众多“信息孤岛”，导致不同企业间共享信息的难度增大。随着企业对信息化建设和管理的重视程度加深，各种管理信息系统不断出现，而为了满足信息系统功能需求而设计的相互孤立的信息分类编码标准便是“信息孤岛”产生的原因之一。建立面向全生命周期的工厂设备信息分类编码规则，实现项目设计、施工和运行维护阶段设备信息编码的传递和共享，可为各种管理信息系统的建立提供数据基础。

要想实现工厂全生命周期内设备信息的管理，就必须基于信息的统一分类和编码。目前，我国已建立了许多建设信息分类编码体系，比如工程量清单计价规范、工程定额标准、建筑工程施工质量统一验收标准、中国图书馆分类法等。然而，这些分类方法是为不同的应用目的而建立的，所涵盖的建设信息不同，对建设信息的组织方式也不同，难以满足项目各参与方在不同阶段对信息的需求。而国外建立了较为完备的建设信息分类编码体系，典型的有美国的MasterFormat和Uniformat体系，其分别按构件和工项分类，分别适用于投资静态核算和进度管理领域。近年来，为实现集成化管理，建设信息分类编码体系呈现出信息范围全面化、全方位化、全生命周期化的特点。比如，ISO的建设信息分类体系框架、英国的UNICLASS和北美的OCCS等都致力于将建设项目中包含的所有重要信息纳入建设信息分类编码体系，以满足各参与方对于不同类型的建设项目在项目的不同阶段对信息的需求。然而，这些新型的建设信息分类编码体系还不完整，也在不断地修订和补充。

本文针对工厂建设项目中参建各方信息传递、共享的需求，提出了面向全生命周期的工厂设备信息分类编码规则，并给出了工厂设备信息编码的设计实例。

1 设备信息分类编码的要求

一般而言，如果按照某一规则制订的编码能标识设备，则该规则可作为设备的分类编码规则，但采用不同分类编码规则生成的编码包含的信息和适用范围有差异。实现设备信息编码在工厂全生命周期内的应用时，应满足以下要求。

1.1 统一的分类规则

在设备分类过程中，应根据项目参建各方的信息需求，并结合相关标准建立统一、稳定的分类规则，保持编码的稳定性，减少重复编码。

1.2 良好的分类模型

合理的数据模型是大量信息在编码数据库中有序管理的基础，应建立满足参建各方信息需求的分类数据模型，以便于分析、统计和指导信息管理工作。

1.3 合适的分类编码系统

应编制设备在项目内部的唯一编码，避免“一物多码”和“多物一码”现象的出现；控制数据库规模，提高搜索效率，预留扩充余量，并增加设备类别和设备数量。

2 设备信息分类规则

设备的合理分类是编码工作的基础，分类问题中类粒度的选择与管理信息系统中信息检索、重用的复杂度有很大关系，合理的分类层次能满足设备信息管理的各种需求。

2.1 分类方法

信息分类的基本方法有线分法、面分法和混合分类法。采用线分法时，可按选定的多个属性、特征逐次将分类对象分成相应的层级类目，并形成有层次、逐渐展开的分类体系。线分法的层次明显、类目关系清晰，符合传统思维模式，简单易用。采用面分法可将选定分类对象的多个属性或特征分成彼此独立的多个类目，并可根据需要将类目组合形成复合类目。该方法在结构上具有较高的柔性，可按任意类目检索。混合分类法是指线分法与面分法的组合，适用于复杂的信息分类情况。为了满足工厂全生命周期内参与各方对信息的需求，本文选用混合分类法。

2.2 分类依据

根据设备的功能和信息应用需求，可将信息分为功能信息、物理位置信息、逻辑位置信息和属性信息。为了便于检索、统计和分析，应从各个角度组织信息，以满足不同的检索需求。设备信息的分类结构如图1所示。功能信息分为专业、系统、设备、部件等，类目结构为四级；物理位置信息分为建筑物、分区、楼层、房间等，类目结构为四级；逻辑位置信息分为物理位置、功能、端口等，类目结构为三级；属性信息分为供应商、设备类型等，类目结构为二级。

2.3 分类过程

设备信息分类以工厂业主方提出的编码要求为基础，从而确定编码对象的范围；调查企业现行设备信息的分类、编码情况，并结合相关标准建立设备分类模型；整理、分析收集到的信息，编制索引表格，并消除信息交流中的误解；从工厂全局、全生命周期的角度，由设计单位、业主方提出初步方案，参建各方共同讨论、反复修订后获得满足各方信息需求的分类规则。

3 设备信息的编码规则

为了降低信息解码难度，提高计算机处理编码的效率，设备编码时应采用结构化的有含义码。具体而言，应根据设备信息分类规则，分别制订功能、物理位置、逻辑位置和属性信息的编码规则，具体如图2所示。功能编码选择层次码，并辅以流水码识别，由第一层次专业、第二层次系统、第三层次设备和第四层次部件组成，为了兼顾人工识别，采用大写字母与数字混合的编码形式，格式为01-AA-01-AA-01（-AA-01），仅有一个系统时，系统流水码可省略，一般仅编码至设备，部件不编码，关键部件可由工厂方自行编制；物理位置编码同样为层次码，由第一层次建筑物、第二层次分区、第三层次楼层和第四层次房间组成，格式为01-01-01-01，将物理位置编码与功能编码组合作为设备在全厂范围内的唯一标识，并与其他编码信息关联；逻辑位置编码由唯一标识码与流水码组合而成，格式为01-01-01-01#01-AA-01-AA-01-AA-01；属性编码由第一层次供应商、第二层次设备类型组成，格式为AA-AA-01.值得注意的是，各编码层次的位数可根据实际情况设定。

4 应用实例

以某卷烟厂建设项目为例，阐述设备信息分类编码工作的实施过程。

4.1 制订功能信息分类规则

全面收集了卷烟厂建设项目的相关资料，并借鉴相关标准制定了功能信息的分类规则。功能信息分类采用线分法，以设计院制定的专业代号作为第二层类粒度的选取依据，将设备分为工艺、暖通、给排水、环境工程、动力、电气、自控、智能信息、消防自控、综合管线、道路、桥梁等大类，并细分每类下包含的系统、设备和部件等，分类局部如图3所示。根据相关标准和设计习惯生成分类结构的各个层次，专业层和系统层是设备的初次划分，一般不涉及具体设备；设备层会出现重复现象，即相同设备可归类于不同的专业、系统中，比如泵、阀等通用设备可应用于多个专业的不同系统中。一般而言，不划分部件，运营方可根据生产管理需求分类设备的关键部件。

4.2 建立索引库

建立索引库是分类编码系统有效应用的基础。根据建立的设备类层次，参考相关标准建立统一、无冗余的专业、系统、设备索引库，并消除信息交流中的误解。需要对新的设备编码时，只能在索引库中挑选合适的字段，编码系统拒绝接受索引库中不存在的名称。如果需要在索引库中增加新的条目，则必须履行严格的标准化过程。

建立索引库时，有以下3种情形：①对于功能相似，但名称不同的通用类设备，应分析其功能特征，如果其功能特征相同，则归为一类，并选用同一个编码；②对于由多个设备组合而成的设备，应依据其主要功能归入已有分类或建立新索引；③对于专用的工艺设备（应用范围仅限于某一行业、某个企业），应采用专有字段标记。此外，还需建立工厂内部建构筑物索引库，从而为物理位置编码奠定基础。

4.3 开发信息编码系统

在制订分类规则和编制索引库的基础上，应根据编码规则开发设备信息编码系统，开展设备信息的分类编码工作。该系统可实现的主要功能有：①制订适合工厂建设项目的编码规则，并按照规则自动生成编码；②可保证所有编码的唯一性和一致性；③可根据要求统计已编码对象的各种信息。

图4为从编码软件导出的某建筑物内部动力专业压缩空气系统涉及的部分设备编码。

5 结论

本文从功能、物理位置、逻辑位置和属性等方面描述了设备信息的分类模型，并采用混合分类方法，以设备的功能为分类依据，选用结构化的有含义码开展了工厂设备信息的分类编码工作；以某卷烟厂建设项目的设备信息分类编码为例，制定了分类编码规则，建立了索引库，开发了编码系统，辅助实现了设备信息分类编码工作，取得了良好的应用效果。

参考文献

[1]Chen L，Luo H.A BIM-based construction quality management model and its applications[J]. Automation in Construction，2014（46）.

[2]Mignard C，Nicolle C.Merging BIM and GIS using ontologies application to urban facility management in ACTIVe3D[J].Computers in Industry，2014（65）.

[3]孙璟璐，张建平.面向建筑全生命周期的BIM应用和研究[J].中国建设信息，2013（11）.

[4]胡寰，刘凤奎.浅谈工程项目信息分类及编码体系研究现状[J].价值工程，2010（2）.

[5]罗文斌，曹彬，魏素巍，等.谈建筑产品分类和编码[J].中国建设信息，2010（20）.

[6]芦思文.基于建筑信息分类体系的建设项目工作分解结构研究[D].南昌：华东交通大学，2011.

〔编辑：张思楠〕