淺析信息化技術(shù)在機(jī)電設(shè)備安裝工程中的融合應(yīng)用

唐秀芳

隨著大量新興信息化技術(shù)的興起，各行各業(yè)開(kāi)始尋找創(chuàng)造價(jià)值的新發(fā)展生態(tài)，特別是信息化需求高而普及程度低的傳統(tǒng)行業(yè)，信息化應(yīng)用逐步成為整個(gè)社會(huì)進(jìn)步的大趨勢(shì)。目前，機(jī)電安裝工程一般體量較大，機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜，在傳統(tǒng)的施工行業(yè)中屬于對(duì)技術(shù)要求非常高的工程，特別是在空間狹小、設(shè)施密集、施工過(guò)程變更多、交叉作業(yè)多、運(yùn)營(yíng)安全和服務(wù)質(zhì)量要求高等因素影響下，對(duì)信息化應(yīng)用的需求更加緊迫。機(jī)電設(shè)備安裝工程按照工業(yè)化思路，逐步引入多種施工應(yīng)用科技創(chuàng)新成果，能夠突破傳統(tǒng)，不再依賴(lài)作業(yè)人員的個(gè)體技能水平，而依托信息化管理，保障機(jī)電設(shè)備安裝工程質(zhì)量和進(jìn)度，從而打破制約我國(guó)城市機(jī)電設(shè)備安裝技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安裝工程的信息化應(yīng)用[1]。BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等新技術(shù)是信息化應(yīng)用發(fā)展中的一次技術(shù)變革，對(duì)促進(jìn)機(jī)電設(shè)備安裝行業(yè)的信息化發(fā)展具有重要意義。

1.機(jī)電工程信息化應(yīng)用問(wèn)題

1.1 信息量大且比較分散

機(jī)電設(shè)備安裝工程從深化設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行維護(hù)等整個(gè)過(guò)程涵蓋的信息量非常大，這些信息往往是在被前一步應(yīng)用完成后便被大量封存留檔，在其他階段利用率低下，信息流通不暢，同時(shí)根據(jù)機(jī)電工程的特點(diǎn)，其本身也是信息分散，管理復(fù)雜。

1.2 信息量種類(lèi)繁多

機(jī)電設(shè)備安裝工程中的信息量種類(lèi)繁多，在施工中產(chǎn)生各類(lèi)信息，同時(shí)存在著各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的信息儲(chǔ)存。在固態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息之間需要使用綜合管理的多種技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)繁雜信息數(shù)據(jù)的梳理和協(xié)調(diào)，才能保證在機(jī)電設(shè)備安裝工程順利實(shí)施，提高機(jī)電設(shè)備安裝施工管理效率。

1.3 信息具有動(dòng)態(tài)發(fā)展變化特征

隨著機(jī)電設(shè)備安裝工程的逐步建設(shè)實(shí)施，信息的積累量也逐漸增大，在信息收集過(guò)程中包含了時(shí)間、空間上的動(dòng)態(tài)變化，所以在信息鏈的建立上形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，這是機(jī)電設(shè)備安裝工程信息管理的動(dòng)態(tài)影響因素，只有考慮了信息的動(dòng)態(tài)發(fā)展特征，才能提高機(jī)電設(shè)備安裝工程信息化建設(shè)的可靠性。

2.信息化技術(shù)應(yīng)用研究

2.1 信息化編碼

縱觀機(jī)電工程建設(shè)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)階段是生成建設(shè)項(xiàng)目初始的大量信息的重要階段，本文采用BIM優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化解決施工中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，并便于將完整的施工過(guò)程信息傳承到后期運(yùn)行階段的應(yīng)用。在機(jī)電工程的信息化建設(shè)研究中，以BIM技術(shù)建立三維可視化模型為起點(diǎn)，進(jìn)行信息編碼，開(kāi)啟機(jī)電工程信息管理從無(wú)到有的過(guò)程，運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行的編碼信息，在零部件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，將編碼信息輸入，該信息貫穿整個(gè)機(jī)電安裝工程的實(shí)施過(guò)程。

2.2 施工過(guò)程信息化

基于機(jī)電工程的BIM模型，通過(guò)二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)電工程施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物與云平臺(tái)模型信息的虛實(shí)結(jié)合，提高工程實(shí)施精確度。施工人員通過(guò)掃碼在移動(dòng)端可獲取BIM三維可視化模型信息，可以更好地把控質(zhì)量；如圖1所示，在機(jī)電設(shè)備安裝完畢后，通過(guò)移動(dòng)端設(shè)備掃碼，上傳平臺(tái)后可即時(shí)記錄狀態(tài)，并可以在平臺(tái)的三維模型中實(shí)時(shí)顯示；在機(jī)電設(shè)備安裝工程的調(diào)試驗(yàn)收階段，通過(guò)移動(dòng)端設(shè)備掃描二維碼，查看和追蹤應(yīng)用設(shè)備的質(zhì)量檢查報(bào)告，可現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)表單，提交平臺(tái)；在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行管理階段，通過(guò)移動(dòng)端設(shè)備掃描二維碼調(diào)出模型，如果增加了傳感器、采集器等智能化設(shè)備，可以同時(shí)調(diào)出機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息，生成記錄，將信息拍照上傳至平臺(tái)，完成巡檢。二維碼可作為采集數(shù)據(jù)的入口，通過(guò)掃描二維碼錄入可以錄入數(shù)據(jù)，并且會(huì)自動(dòng)與構(gòu)件關(guān)聯(lián)；如發(fā)布工程、質(zhì)量、安全問(wèn)題等。模型構(gòu)件ID不發(fā)生變化，二維碼不會(huì)發(fā)生變化。

圖1 施工信息管理

在機(jī)電工程的裝配化施工中，通過(guò)基于BIM的信息化平臺(tái)實(shí)施裝配化施工管理，能夠使機(jī)電安裝工程設(shè)計(jì)施工方案得到完善和優(yōu)化，在線為機(jī)電安裝工程裝配化施工提供有效指導(dǎo)，促進(jìn)機(jī)電安裝工程的裝配化施工快速開(kāi)展，同時(shí)應(yīng)用BIM技術(shù)對(duì)施工數(shù)據(jù)的采集和分析能力，能夠幫助施工管理人員對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行有效的控制和監(jiān)管。

機(jī)電工程信息化建設(shè)中，將施工現(xiàn)場(chǎng)、預(yù)制生產(chǎn)、運(yùn)行管理協(xié)同，大幅提高機(jī)電設(shè)備安裝效率[2]。在后臺(tái)信息化控制中，通過(guò)機(jī)電安裝項(xiàng)目BIM3D模型，對(duì)機(jī)電工程中的預(yù)制加工和安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和協(xié)同指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)制加工和安裝現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程指揮管理及異常處理；通過(guò)單兵系統(tǒng)進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，并在控制中心對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)難點(diǎn)和質(zhì)量重要控制點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和技術(shù)指導(dǎo)。

2.3 運(yùn)維管理信息化

基于BIM（3D）建模技術(shù)，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行精確建模。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集、傳輸和處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)檢測(cè)，故障感知，如圖2所示，對(duì)機(jī)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維管理的信息化研究應(yīng)用。在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生后能夠在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)提醒，并通過(guò)短信通知指定負(fù)責(zé)人員。結(jié)合BIM（3D）模型，能夠輔助維保人員快速定位故障，完成檢修。此外，模型支持設(shè)備空間管理以及虛擬巡檢、人員沉浸式學(xué)習(xí)等功能，具有極大的功能擴(kuò)展性。

圖2 公用機(jī)電設(shè)施運(yùn)行維護(hù)數(shù)據(jù)監(jiān)控

在機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)維管理信息化建設(shè)中，采用嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊收集機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障信息和能耗信息，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，并在可視化虛擬系統(tǒng)中直觀顯示。結(jié)合總體空間結(jié)構(gòu)模型，輔助維保人員迅速定位故障位置，當(dāng)監(jiān)控地點(diǎn)里有機(jī)電設(shè)施數(shù)值超過(guò)設(shè)定界限（設(shè)備發(fā)生異常）、異物入侵（紅外線感測(cè)）、發(fā)生火災(zāi)（偵煙感測(cè)）、發(fā)生淹水（漏液感測(cè)）等情況，BIM監(jiān)控系統(tǒng)在GIS地圖頁(yè)面會(huì)發(fā)出報(bào)警，將各監(jiān)控地點(diǎn)原本代表正常的綠點(diǎn)變化成有異常發(fā)生之紅點(diǎn)，并同時(shí)發(fā)送報(bào)警訊息于設(shè)定接收人的手機(jī)。在報(bào)警信息化管理中，不同顏色代表不同信息，其中發(fā)生警報(bào)時(shí)綠色警示、警報(bào)點(diǎn)擊確認(rèn)后，警報(bào)未解除，藍(lán)色警示、警報(bào)未點(diǎn)擊確認(rèn)，警報(bào)已解除，黃色警示。當(dāng)報(bào)警訊號(hào)發(fā)生的同時(shí)，可以透過(guò)報(bào)警行進(jìn)行報(bào)警點(diǎn)確認(rèn)，并可透過(guò)選擇警報(bào)點(diǎn)后，點(diǎn)擊警報(bào)圖標(biāo)，進(jìn)入被納入BIM監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)管警報(bào)點(diǎn)，檢視發(fā)生報(bào)警點(diǎn)的地理位置、基本屬性及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在基于BIM的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)管和節(jié)能管理中，綜合大數(shù)據(jù)分析進(jìn)行能耗預(yù)測(cè)，及時(shí)給出預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)予以報(bào)警提示，運(yùn)維管理人員可根據(jù)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、周?chē)h(huán)境、空間結(jié)構(gòu)確定應(yīng)急處置方案。通過(guò)機(jī)電設(shè)施運(yùn)維管理的信息化建設(shè)，有效地提高維保應(yīng)急處置效率。

面向預(yù)測(cè)性維修，本文研究通過(guò)建立對(duì)長(zhǎng)、短期以及微弱時(shí)間依賴(lài)性的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的預(yù)測(cè)性維修，減少故障率。在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行預(yù)測(cè)中做降維處理，建立時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)人工智能設(shè)備健康預(yù)測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康壽命預(yù)測(cè)，有效降低設(shè)備維修成本，提升人員處理能力。

3.結(jié)論

機(jī)電設(shè)備安裝工程的信息化建設(shè)對(duì)新技術(shù)應(yīng)用的要求日益增加，而新技術(shù)的融合創(chuàng)新，也提高了機(jī)電設(shè)備安裝工程的信息化發(fā)展速度。本文重點(diǎn)介紹了信息化技術(shù)在機(jī)電安裝工程中的應(yīng)用，通過(guò)基于BIM模型的信息傳承、施工過(guò)程管理、機(jī)電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理等，改變了機(jī)電設(shè)備安裝工程各參與方的協(xié)助方式，將傳統(tǒng)信息孤島式管理向信息共享、預(yù)測(cè)管理等協(xié)同方向發(fā)展，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)信息傳遞存在的缺陷。信息數(shù)據(jù)在機(jī)電安裝工程中的全生命周期管理及應(yīng)用，提高了機(jī)電安裝施工效率以及機(jī)電設(shè)施運(yùn)行維護(hù)的可靠性，有效地降低了機(jī)電安裝工程成本。