基于BIM的机电设备智能管理系统

王朝华

九冶建设有限公司第二工程公司

基于BIM的机电设备智能管理系统

王朝华

九冶建设有限公司第二工程公司

机电设备设施的管理是物业管理的基础管理之一。若设备的可靠性低，管理不善，在运行中发生意外，不仅破坏了企业的生产经营秩序，同时也使企业甚至国家遭受重大的经济损失。因此，如何提高设备设施管理水平及保障设备安全、经济运行，节能降耗，保证安全生产，消除环境污染，有效预防设备和人身事故及社会公害，是现代化物业设备管理的重要课题。本文重点研究大型项目应用 BIM 模型进行机电设备应急管理的关键技术和软件实现方法。

BIM；机电设备工程；应急；运维

随着大型商业和公共建筑物的急剧增多，这些大型建筑物机电设备的正常运作给运维管理带来新的要求，因为机电设备故障是无法避免的事实，一旦发生机电设备出现问题，如何快速确定故障点，如何在最短时间内修复故障，如何在修复过程中把故障带来的影响降到最低，如何对维护维修人员进行紧急情况下的模拟演练，当遇到紧急情况下能快速、安全地处理事故，是大型商业和公共建筑物机电设备应急管理需要解决的问题。

1 BIM定义

首先，在BIM中，运用数字化手段，在计算机中构建一个三维虚拟的建筑模型，在这个虚拟的模型当中，存在着一个重要的数据库，其中涵盖了建筑物在整个生命周期当中需要的各类数据。在数字环境下，各类数据实现实时更新，并允许业主单位、设计单位、施工单位、运营维护等各有关单位的技术人员进行访问和维护，从而从全局把握整个工程项目的各项数据。其次，BIM采用数字化的方法提供集成管理的环境，在建筑生命周期内实施有效的管理，减少管理风险，提高管理的准确性、提高管理的效率。总的来说，BIM是一个动态过程，运用数字模型设计、施工、运营并运用整个的工程项目，而这一过程当中所产生的中间产物就包含BIM模型。BIM模型同二维图纸类似，也是一种表达的手段，只不过相比于图纸，BIM将建筑整个生命周期信息都集成于内。所以从这个角度讲BIM是平台，也是一个载体。模型同信息之间存在着密切的关联，二者是BIM的核心所在。信息与模型是构成BIM必要条件。信息为模型提供内容，模型为信息提供载体，各类信息集合构成模型，各类建筑生命周期的有关信息都被模型所记录，二者构成了BIM的肉体和灵魂。

2 基于BIM的机电设备智能管理系统

2.1 系统架构

BIM-FIM2012的系统架构为典型的C/S结构，服务器端配置路由器、防火墙以及SQL Server服务器一台，负责提供数据存储、访问和管理等服务。客户端为可连接入网络的个人计算机，以及支持二维码扫描和无线网络传输的手持终端。客户端计算机中还通过一个以XML文档形式保存系统配置信息和项目具体细节的配置文件，对BIM-FIM2012的应用环境进行设置。对于所管理的每一个项目，包含多个以二进制的形式将远程数据库中最新数据的拷贝，映射到缓存在本地计算机中的文档，用来提高BIM-FIM2012读取数据的效率。移动终端为采用Windows Mobile系统的手持PDA，同样通过一个配置文件，实现当前终端和服务器连接的配置信息。

2.2 关键技术

1)基于IFC的信息共享接口：通过开发IFC接口，导入Revit系统建立BIM模型，通过IFC文件导入BIM-FIM系统，并保存模型的所有属性信息。2)BIM模型多维存储与优化：BIM三维模型数据量极其巨大，通过采用实体扫掠法和边界描述法等，从多维角度对同一构件进行存储，并在不同需求情况下，动态获取各维度信息。同时，对BIM模型中的三维构件，采用模型转化机制、位置映射、边界简化等技术和算法，大大优化并降低了BIM模型信息的存储量。3) 设备成组标识与基于移动平台的设备识别：通过开发二维码接口，将单个设备及区域内设备的关键信息成组，并以二维码标签的方式标识并保存。当移动平台设备扫描到该标识时，能提取其相关信息，并在无线网络环境下，从 BIM 数据库中获取其他相关属性信息，为维护人员提供支持，例如在维护维修过程中，快速获取设备参数，使维修过程简便、高效。4)应急预案管理： 用二维编码技术以及多维可视化 BIM 平台进行信息动态显示与查询分析，为业主方提供设备故障发生后的应急管理平台，省去大量重复的找图纸、对图纸工作。运维人员可以通过此功能模块，可快速扫描和查询设备的详细信息、定位故障设备的上下游构件，指导应急管控。

3 实际应用

对拟建的嘉里建设广场项目BIM模型进行详尽的规划，包括模型文件的划分、组织、命名，以及模型文件信息的融入形式。在嘉里建设广场，BIM-FIM系统实现了模型中所有构件的基本信息管理，实现了大厦的知识库管理，也结合移动设备，实现了大厦的维护维修管理和应急预案管理。基本信息管理功能有助于物业管理者快速了解大厦的物业信息，深层次了解大厦的内部状况。知识库方面集中了相关系统的操作规程、学习培训等资料，方便物业管理者快速打开查看，正确做出判断、操作，效果良好，这也是基于BIM的机电设备设施管理系统的一大优点。基于BIM的机电设备设施管理系统的关键优势在于维护维修、应急预案管理的模型化，在于整合移动设备功能用于BIM-FIM中。通过系统三维查看需维护维修的构件，通过扫描设备二维码、条形码，即时查看相关构件的上下游构件，对应急事件做出回应、处理。

总之，BIM-FIM2012系统综合应用BIM技术、计算机辅助工程技术、虚拟现实技术、移动网络技术等，引入建筑业国际标准IFC，通过建立MEP-BIM，实现机电设备安装过程和运维阶段的信息共享，并支持在安装完成后将设备实体和虚拟的MEP-BIM一起集成交付给业主。同时，BIM-FIM2012系统作为机电设备信息化运维管理平台，为运维人员提供高效的运维手段，以保障所有机电设备及其各子系统的安全运行。

[1] 胡振中，陈祥祥，王亮等. 《基于BIM的机电设备智能管理系统》[J].土木建筑工程信息技术，2013，5(1)：22-26.

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