基于BIM 的建筑设备可视化运维管理系统研究

李桂峰

山东恒基电力工程监理有限公司 山东 聊城 252000

引言

在传统的建筑设备运行维护中，管理者需要先记录不同类型的设备运行数据和管理数据，然后在大量的书籍和调查报告中进行比较。这样的设备维护任务繁重，图书报表数量庞大，导致设备运行维护管理效率低下。随着互联网的发展，虽然管理者可以通过网络找到大量的数据，但是由于设备管理系统和数据库没有兼容的接口，设备信息种类繁多，管理工作没有大的进展。直到BIM技术被引入，这一现象才得到显著改善，BIM技术是机电一体化技术的一种体现。通过数据接口实时在线监测设备信息，实现数据信息的有效沟通，明显降低了施工设备在运行维护中的管理难度和操作难度。

1 BIM技术应用于建筑设备概述

1.1 BIM技术含义

根据BIM的标准进行定义，是对建筑设备项目的数字化表示。一般来说，是指对某一特定设备或项目进行数字化分析。通过简单明了的数据表达其综合性能。BIM是一种丰富的、智能化的数据库模型，具有可视化和信息集成度高的特点。它可以进行查询、统计和模拟分析，提供管理平台，帮助管理者进行决策和信息传递。

1.2 BIM技术在建筑设备管理中应用

建筑设备管理中的BIM研究，主要包括BIM全生命周期设备管理和BIM与RFID（射频技术）相结合的设备管理。建立了基于BIM的施工设备管理系统框架。BIM通过记录设备的检查和维护，有助于设备的运行和维护管理。胡振中等[1]将BIM技术与二维码技术相结合，开发了用于设备维护、设备识别和应急管理的设备管理系统。这些研究提出了施工设备管理的一些理论框架和实施路径，但没有整合设备的合同信息，也没有直接表达设备维修状态和成本超支状态的状态信息。利用BIM可以直观地表达设备的运行维护信息，并对设备维护所需的信息进行整合和分析，以辅助决策和设备管理。

2 建筑设备可视化管理意义

2.1 便于设备的及时维护

在建筑施工中，由于建筑设备使用频率较高，且建筑设备的结构一般比较复杂，在运行维护中很难管理。在对设备进行检测时，有些检测项目靠管理者的目测和操作经验不能很好地给出检测结果。因此对建筑设备的各种功能进行可视化管理，有利于在管理中的快速维护和检测，从而可以使相关工作人员直接观察设备的实际情况，非常方便其开展维护工作。

2.2 防止人为错误

在建筑设备的运行过程中，许多故障均是人为原因，有的是由于设备操作人员操作不当，有的是因为工作人员不专业操作失误所造成的。造成这种情况的原因是设备操作人员不了解设备的外部整体工作环境，组织工作内容顺序不合适。如果引入BIM技术进行可视化管理，设备操作人员可以通过可视化平台随时控制建筑设备的功能参数，随时了解建筑设备的外部环境，正确组织施工作业顺序。对于管理人员来说，可以直接对施工设备的运行进行全过程的实时监控。即使在控制室，也能随时发现操作人员工作不正常，通过信息管理，纠正操作人员的不当行为，避免设备故障[2]。

2.3 节约人力物力

在建筑工程的施工过程中，由于场地大，工作人员流动较密集，如果没有可视化管理，会给监理工作带来许多困难。同时，大量的建筑设备和复杂的设备信息需要大量的管理人员花费更多的精力进行收集、整理和比较。这样工作效率低、耗时长。通过可视化管理，我们可以直接管理每台设备和相应的设备利用计算机技术，可以提高工作效率，更加高效的处理建筑设备信息，节约人力与物力资源[3]。

3 基于BIM的建筑设备可视化管理内容

3.1 BIM的工艺流程

该技术主要利用BIM模型对施工设备进行建模，通过模型将与设备相关的基本信息、运行状态、维护信息、运行模式等添加到具体的设备属性中。模型自动地将这些信息进行智能集成，以三维模型等直观的形式表达出来。这就是所谓的具有高度集成信息的BIM模型。在该模型中，施工设备以三维模型的形式显示在仿真虚拟空间中，并可根据管理人员的交互操作，实时可视化表达设备运行状态、维修状态等信息。BIM技术能有效地显示设备的状态，是管理者控制成本、处置决策和合同信息的有效手段[4]。下图为主要技术流程图。

图1

3.2 基于BIM技术的可视化管理内容

3.2.1 运维状态模块。通过不同的颜色或直接使用数据直观地管理施工设备的运行状态和维护状态，管理人员可以分析设备的运行状态和维护状态，决定哪些机器要启动或停止，哪些机器要及时维护，哪些机器要尽快维修，并有一个直观的理解。他们还可以利用信息可视化管理的信息控制手段来控制施工设备的运行[5]。

3.2.2 成本状态模块。通过可视化管理，确定施工设备的预计成本。在可视化管理的操作过程中，会自动分析施工设备的运行情况，并计算出与预计成本相比，施工设备是在成本预警范围内，还是处于成本超支状态。对于进入成本预警的设备，可以用固定颜色显示可视化管理。对于成本超支的设备，系统会以红色闪烁的方式提醒管理人员进行预警。

3.2.3 设备管理模块。设备管理模块能及时管理施工设备的变更。如设备安装调试、设备配置、启用停用、设备维护、报废等。当设备安装发生变化时，可视化管理系统会对设备名称、编号、调拨成本、调出调入部门等进行检查。对于设备调拨，可以显示编号、日期和调拨部门。此外，在报废机器的维修中，可视化管理还可以对报废设备的可用零部件和报废价值进行统计。

3.2.4 设备备件模块。由于施工设备的组成复杂，其零部件的备品备件必须随时储备充足，以备不时之需。在设备备件管理中，可视化管理可以对备件种类、物资采购、采购计划、备件价格、备件采购台账等进行管理，减轻了施工单位财务部门的工作压力。

3.2.5 数据管理模块。这是可视化管理的主要模块之一。通过数据管理模块，可视化管理系统可以集成各种相关数据，并针对不同类型的数据建立不同的数据报表。管理者可以根据不同的指标输出相应的统计数据[6]

4 结束语

基于BIM技术提供的信息共享和可视化操作平台，提出了施工设备运行维护阶段的可视化管理模式。它为施工设备的信息共享和信息获取提供了方便的途径，实现了设备信息的快速查询和数据统计，为管理者节省了大量的时间。直观的表达使施工设备管理更加直观、清晰，简化了烦琐的设备管理步骤，可以帮助管理者快速找到需要管理的设备，并根据设备管理的重点做出维修决策。这种管理模式不仅实现了无信息障碍的通信，提高了设备管理的效率，而且降低了设备管理的难度，提高了管理者的管理水平，实现了设备及时、简单、高效的运行维护管理。这种可视化管理模式可以应用于各种建设项目的运行维护管理中，特别是大型的复杂的工程，对其大量的施工设备管理会更高效更经济，应在行业内大力推广。