基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理平臺研究

莊運(yùn)超

（無錫市工業(yè)設(shè)備安裝有限工司，江蘇 無錫 214000）

BIM技術(shù)于2004年首次在我國建筑行業(yè)中引入，在國內(nèi)建筑業(yè)發(fā)展得如火如荼。近幾年，住建部及各地方政府頒布了若干針對BIM技術(shù)的激勵政策及措施，大力推進(jìn)BIM技術(shù)在全國范圍各個領(lǐng)域的推廣及應(yīng)用。由此可見，BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為我國建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的未來方向，具有良好發(fā)展前景。

BIM技術(shù)是針對于建設(shè)項目全生命周期而言，但國內(nèi)現(xiàn)階段BIM技術(shù)主要應(yīng)用于前期策劃階段、設(shè)計階段和施工階段，而在運(yùn)營維護(hù)管理階段的應(yīng)用案例較少，仍處于摸索前進(jìn)階段。因此，結(jié)合BIM技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開展全生命周期工程項目的運(yùn)營維護(hù)管理研究工作已成為必然趨勢。

1 BIM與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是一種三維數(shù)字化建筑模型，是面向建設(shè)工程項目全生命周期的關(guān)鍵技術(shù)，在前期規(guī)劃、規(guī)劃設(shè)計、建造施工、運(yùn)營維護(hù)等各階段提供可靠的信息數(shù)據(jù)，為項目全生命周期各階段技術(shù)問題提供高效的決策依據(jù)。BIM技術(shù)具有三維可視化、參數(shù)協(xié)同化、信息集成化、協(xié)同合作化等優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)將人、物、環(huán)境與BIM模型關(guān)聯(lián)起來的關(guān)鍵橋梁。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)的有效融合，可實現(xiàn)運(yùn)營維護(hù)階段的數(shù)據(jù)采集和行為監(jiān)控，以及對現(xiàn)場的有效管理和操控，為建設(shè)工程項目在全生命周期各階段的信息化、智能化管理提供強(qiáng)有力的支持。

2 運(yùn)維管理現(xiàn)狀

工程項目全生命周期包括規(guī)劃設(shè)計、施工、運(yùn)維及拆除四個階段，其中運(yùn)維階段是時間跨度最長、需投入成本最大的一個階段。傳統(tǒng)的建筑設(shè)備運(yùn)維管理有很多弊端，主要包括以下幾點：

（1）建筑設(shè)備工程系統(tǒng)十分復(fù)雜，運(yùn)維管理人員在維護(hù)設(shè)備時需查閱大量資料，包括竣工紙質(zhì)圖紙資料、二維圖紙、電子表格等，缺乏直觀性，維護(hù)效率低。

（2）傳統(tǒng)建筑設(shè)備資料在傳遞及保存的過程中，容易發(fā)生紙質(zhì)圖紙損壞、缺失，電子文檔不兼容，資料存儲較為分散，無法快速、準(zhǔn)確地提供所需信息。

（3）設(shè)備分布分散，需要人員輪班維護(hù)值守，人工費用及運(yùn)維成本高，且不方便人員的監(jiān)督管理，設(shè)備的維護(hù)管理不及時、不到位。

3 BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)維管理平臺應(yīng)用

秉持全生命周期管理與服務(wù)的理念，結(jié)合目前BIM技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的浪潮，基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)維管理平臺應(yīng)運(yùn)而生。BIM技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效融合運(yùn)用到建筑機(jī)電設(shè)備的運(yùn)維管理中，實現(xiàn)運(yùn)維管理的三維可視化、信息集成化、協(xié)同合作化、管理智能化，大幅度地提高運(yùn)維管理效率，降低設(shè)備故障發(fā)生率。

3.1 基于BIM技術(shù)的全生命周期信息傳承

BIM技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)維管理階段是以全生命周期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫作為支撐，該基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集成與共享，對全生命周期的所有信息進(jìn)行存儲、管理及提取應(yīng)用。基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理平臺可實現(xiàn)各項運(yùn)維工作所需的信息集成化，包括靜態(tài)屬性和動態(tài)實時參數(shù)，由專業(yè)運(yùn)維人員進(jìn)行管理應(yīng)用，實現(xiàn)對工程項目高質(zhì)、高效、全方位的運(yùn)維管理。

3.2 BIM運(yùn)維管理平臺功能模塊

基于BIM技術(shù)的運(yùn)維管理平臺分為多個功能模塊，包括設(shè)備設(shè)施管理、能耗管理、安保監(jiān)控、虛擬巡檢、工單管理、資料管理、APP應(yīng)用等。

（1）設(shè)備設(shè)施管理。設(shè)備設(shè)施管理主要包括設(shè)備臺賬管理模塊和設(shè)備維護(hù)管理模塊。設(shè)備臺賬管理模塊可實現(xiàn)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備資料、維修記錄、維保記錄及設(shè)備庫存變更等信息進(jìn)行實時預(yù)覽。每臺設(shè)備上面均有獨一無二的二維碼，掃碼即可實時跟蹤BIM模型進(jìn)行查看預(yù)覽。設(shè)備維護(hù)管理模塊可實現(xiàn)對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)跟蹤，使設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，有效平衡計劃，優(yōu)化資源。

（2）能耗管理。項目設(shè)備通過傳感器采集數(shù)據(jù)并將實時數(shù)據(jù)對接BIM模型，實現(xiàn)實時點擊設(shè)備預(yù)覽設(shè)備能耗參數(shù)，并將設(shè)備參數(shù)實時統(tǒng)計上傳，實現(xiàn)設(shè)備能耗的統(tǒng)計、對比及分析。此外，可將實時采集的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，將關(guān)鍵指標(biāo)通過大數(shù)據(jù)分析，形成運(yùn)行趨勢曲線圖，可用于能源管理、故障預(yù)測、節(jié)能改造等。如圖1所示。

（3）設(shè)備監(jiān)控及故障報警。對于項目重要設(shè)備設(shè)置特定監(jiān)控，智能動態(tài)捕捉現(xiàn)場動態(tài)，統(tǒng)計設(shè)備現(xiàn)場出入數(shù)量。融入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，查看遠(yuǎn)程視頻。設(shè)備突發(fā)故障時，故障設(shè)備所在項目在GIS地圖上聲光顯示，點擊進(jìn)入項目，故障設(shè)備將會紅色高亮顯示，可快速定位故障設(shè)備位置，查看設(shè)備故障原因。如圖2所示。

（4）虛擬巡檢。BIM運(yùn)維管理平臺可實現(xiàn)同時對多臺設(shè)備進(jìn)行虛擬巡檢，列出設(shè)備運(yùn)行清單。根據(jù)項目計劃表，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的巡檢路徑，智能巡檢進(jìn)行設(shè)備抄表并采集數(shù)據(jù)信息。虛擬巡檢如圖3所示。

（5）APP應(yīng)用。BIM運(yùn)維管理平臺可對設(shè)備報警值進(jìn)行實時監(jiān)測，若設(shè)備發(fā)生故障，將故障信息推送到相關(guān)運(yùn)維人員手機(jī)APP客戶端，有利于運(yùn)維管理人員快速做出相應(yīng)的處理措施。手機(jī)APP端應(yīng)用如圖4所示。

圖1 能耗管理

圖2 設(shè)備故障快速定位

圖3 虛擬巡檢

3.3 運(yùn)維階段BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

（1）改變信息傳遞的方式，將前期數(shù)據(jù)應(yīng)用到后期運(yùn)維管理。BIM技術(shù)能讓設(shè)計、建設(shè)信息通過三維可視化的形式完整、準(zhǔn)確的傳遞下去，使運(yùn)維人員快速熟悉，并運(yùn)用至建筑運(yùn)維過程中，擺脫依賴經(jīng)驗的做法。

（2）改變數(shù)據(jù)的表示方式。BIM模型使真實的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)與虛擬的實物對應(yīng)起來，同時將數(shù)據(jù)以顏色、動作、聲音等不同的方式直觀的呈現(xiàn)出來，讓運(yùn)維管理人員及時了解設(shè)備、設(shè)施的運(yùn)行情況。

（3）大數(shù)據(jù)分析管理。對日常檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，包括機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的整體監(jiān)測、能耗狀況統(tǒng)計分析以及預(yù)測設(shè)備故障發(fā)生的概率，實現(xiàn)有效的預(yù)防性維修更換、能耗管理及節(jié)能改造。

（4）了解隱蔽工程和維修記錄。可以在任意視角查看建筑物及其中的設(shè)備、設(shè)施及其運(yùn)行、使用情況，包括所有已經(jīng)隱蔽的設(shè)備、設(shè)施。查看建筑物及設(shè)備、設(shè)施的運(yùn)行、維修、更換的歷史信息和記錄。

（5）提高應(yīng)急事故的反應(yīng)速度?？焖佾@取應(yīng)急維修所需信息和各種資源，提高決策效率和反應(yīng)速度，使應(yīng)急事故得到及時處理。

（6）虛擬與實物相互轉(zhuǎn)換。BIM模型、二維碼的使用，使真實設(shè)備的基本屬性信息和運(yùn)行數(shù)據(jù)與虛擬的模型對應(yīng)起來，實現(xiàn)虛擬與實物相互轉(zhuǎn)換，使BIM模型活起來，實現(xiàn)在BIM模型上的控制和操作。

圖4 手機(jī)APP端查看報警

4 結(jié)語

（1）BIM技術(shù)是針對于建設(shè)項目全生命周期而言，但國內(nèi)現(xiàn)階段BIM技術(shù)主要應(yīng)用于前期策劃階段、設(shè)計階段和施工階段，而在運(yùn)營維護(hù)管理階段的應(yīng)用案例較少，仍處于摸索前進(jìn)階段。

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與BIM技術(shù)的有效融合，可實現(xiàn)運(yùn)營維護(hù)階段的數(shù)據(jù)采集和行為監(jiān)控，以及對現(xiàn)場的有效管理和操控，實現(xiàn)對建設(shè)工程項目高質(zhì)、高效、全方位的運(yùn)維管理。

（3）基于BIM及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的建筑機(jī)電設(shè)備運(yùn)維管理平臺，相對于傳統(tǒng)的運(yùn)維管理方式具有很多優(yōu)勢，真正實現(xiàn)了運(yùn)維管理的三維可視化、信息共享化、協(xié)同工作化，使項目管理更為便捷、快速、有效。