基于BIM技術(shù)的碼頭運(yùn)維管理系統(tǒng)研究

于海濤， 于從芹

(山東港通工程管理咨詢有限公司，山東 煙臺(tái) 264000)

0 引 言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，管理信息化、數(shù)據(jù)化已成為現(xiàn)代化港口碼頭的重要目標(biāo)之一。目前，中國(guó)各大港口為不斷提高其運(yùn)營(yíng)效率和管理水平，均在積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)施。港口設(shè)施管理正逐步向?qū)I(yè)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)。本文通過(guò)某港口液化碼頭為例，應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行三維建模，在BIM模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合該碼頭現(xiàn)有的管理模式，從設(shè)施臺(tái)賬、空間定位、維修管理、定檢管理、庫(kù)存管理、統(tǒng)計(jì)管理等方面進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究。結(jié)合該液化碼頭的實(shí)際情況，通過(guò)建設(shè)一套基于BIM技術(shù)的運(yùn)維管理平臺(tái)，將該碼頭的設(shè)施、管理、運(yùn)行等信息資源集成到一體，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、程序化、智能化的碼頭信息庫(kù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)形成分析成果，通過(guò)三維圖形以可視化方式展示出來(lái)，有利于進(jìn)一步提升港口和液化碼頭的信息化水平，對(duì)我國(guó)港口信息化發(fā)展具有重要意義。

1 BIM技術(shù)在碼頭運(yùn)維管理中的優(yōu)勢(shì)

經(jīng)過(guò)近十幾年BIM技術(shù)的發(fā)展和普及，一套完整的BIM模型，已經(jīng)能夠?qū)⑷芷诓煌A段的成果信息無(wú)縫銜接起來(lái)。

在已有的BIM技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合碼頭的管理流程、檢修流程、臺(tái)賬信息、統(tǒng)計(jì)要求等等，研發(fā)搭建一套包含電子文檔管理、空間位置展示、設(shè)施維修和保養(yǎng)管理、庫(kù)存管理以及統(tǒng)計(jì)管理的運(yùn)維管理平臺(tái)和移動(dòng)終端，可以充分實(shí)現(xiàn)檔案信息電子化、空間定位具體化、管理流程標(biāo)準(zhǔn)化和程序化、計(jì)劃編排與提醒智能化、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)化等，從而實(shí)現(xiàn)碼頭運(yùn)維信息的集成與共享。

通過(guò)搭建一套運(yùn)維管理平臺(tái)作為數(shù)據(jù)中樞，如圖1所示，消除碼頭原有模式所形成的信息孤島，將碼頭各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集中處理、加工、統(tǒng)計(jì)、分析、輸出，實(shí)現(xiàn)碼頭管理更準(zhǔn)確，更直觀，更高效，打破傳統(tǒng)壁壘。

圖1 運(yùn)維管理結(jié)構(gòu)圖

2 BIM技術(shù)在碼頭運(yùn)維管理中的應(yīng)用

通過(guò)搭建的液化碼頭運(yùn)維管理平臺(tái)和移動(dòng)終端，首先可以實(shí)現(xiàn)該液化碼頭的三維化1∶1展示，同時(shí)以三維模型為基礎(chǔ)，從空間、維修、定檢、資產(chǎn)、安全等方面進(jìn)行系統(tǒng)性整理和集成研究，并開(kāi)發(fā)出滿足各個(gè)需求的功能。

表1 液化碼頭運(yùn)維管理平臺(tái)功能表

2.1 模型創(chuàng)建以及運(yùn)維平臺(tái)搭建

本液化碼頭共包含約4公里長(zhǎng)管廊2條，新舊涵洞2個(gè)，102#、103#、104#、105#裝卸泊位4個(gè)，中控樓(3層)2棟以及沉箱結(jié)構(gòu)碼頭基礎(chǔ)等。本項(xiàng)目是集綜合管廊、辦公建筑、裝卸工藝等于一體的較為復(fù)雜和典型的綜合體。根據(jù)業(yè)主要求，三維模型需要滿足資產(chǎn)管理、安全管理、檔案管理等要求，同時(shí)也要滿足液化碼頭的可持續(xù)發(fā)展的需求，將碼頭的相關(guān)資料和信息添加至模型當(dāng)中。

根據(jù)業(yè)主對(duì)于碼頭管理的需求，結(jié)合現(xiàn)有的管理模式，對(duì)已經(jīng)創(chuàng)建的三維模型全部賦予對(duì)應(yīng)的屬性信息，采用數(shù)字信息模型+碼頭管理的模式，將三維模型與碼頭管理流程相融合，再根據(jù)各自需求開(kāi)發(fā)不同的功能，研究搭建一套運(yùn)維管理平臺(tái)，如圖2所示。

圖2 液化碼頭運(yùn)維管理平臺(tái)關(guān)系框架

2.2 碼頭設(shè)施空間定位管理

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間定位信息將碼頭所有內(nèi)容還原至三維模型；參照碼頭現(xiàn)有的資產(chǎn)臺(tái)賬，將所有內(nèi)容整理形成目錄清單，并按照統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行編制唯一識(shí)別碼。綁定編碼與三維模型，即可實(shí)現(xiàn)三維模型的空間定位。可以幫助相關(guān)部門提升設(shè)施查找效率，極大提高設(shè)施定位的準(zhǔn)確性。同時(shí)，為滿足維修與定檢功能需求，將維修與定檢詳細(xì)到設(shè)施的具體的部位，整合歷年的維修記錄、定檢記錄以及設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，展示效果清楚明了。

2.3 碼頭設(shè)施維修和定檢管理

將碼頭原有的紙質(zhì)化作業(yè)管理報(bào)表直接由線下轉(zhuǎn)為線上，由紙質(zhì)記錄變?yōu)殡娮訑?shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)和實(shí)時(shí)交互顯示，減少信息重復(fù)錄入，加快信息流轉(zhuǎn)，同時(shí)存留電子版檢修記錄，方便快捷。

通過(guò)設(shè)定碼頭設(shè)施檢修計(jì)劃及檢修周期，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃自動(dòng)編排、界限值提醒以及計(jì)劃按時(shí)提醒等，每個(gè)周期自動(dòng)生成計(jì)劃工單，并根據(jù)人員崗位職責(zé)以及排班情況，實(shí)現(xiàn)智能派工，減少人為判斷，避免漏檢和誤檢，提高管理水平和正確性。與此同時(shí)，通過(guò)移動(dòng)終端推送相關(guān)信息提醒，提高工作任務(wù)流轉(zhuǎn)速度，加強(qiáng)辦公靈活性，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維管理，如圖3所示。

圖3 液化碼頭運(yùn)維管理平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)

2.4 碼頭資產(chǎn)管理

通過(guò)三維模型實(shí)時(shí)展示碼頭內(nèi)所有設(shè)施、設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)等，定期根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)更新三維模型內(nèi)容，提高管理精度和準(zhǔn)確性。同時(shí)，將非固定性資產(chǎn)通過(guò)添加產(chǎn)品信息、設(shè)計(jì)信息、生產(chǎn)信息等，可以實(shí)現(xiàn)快速查閱相關(guān)參數(shù)，并且可以提高對(duì)非固定性資產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)和追蹤。

2.5 安全管理

利用三維模型向進(jìn)入碼頭人員講解各類檢測(cè)裝置、火災(zāi)應(yīng)急報(bào)警裝置、消防設(shè)施等具體安裝位置和存儲(chǔ)地點(diǎn)，同時(shí)可以利用三維虛擬空間向相關(guān)人員講解安全疏散路線，制定安全逃生預(yù)案，為緊急疏散和人員撤離提供保障支持。

2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用三維模型和運(yùn)維管理平臺(tái)所記錄的龐大數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，例如，設(shè)施故障率統(tǒng)計(jì)、品牌故障率統(tǒng)計(jì)、零部件更換率統(tǒng)計(jì)、人員維修工時(shí)統(tǒng)計(jì)等等，可以以各類形式表格展示統(tǒng)計(jì)結(jié)果，一目了然。

3 運(yùn)維管理平臺(tái)搭建的核心基礎(chǔ)

本運(yùn)維平臺(tái)的搭建需要以該液化碼頭為基礎(chǔ)，將三維模型與實(shí)際管理流程相結(jié)合，最終以數(shù)字化方式進(jìn)行信息展示。而實(shí)現(xiàn)這一系列目標(biāo)的核心基礎(chǔ)就是各設(shè)施的分析梳理以及各BIM元件的唯一識(shí)別編碼，如圖4所示。因?yàn)樵撘夯a頭涉及設(shè)施種類繁多，涉及專業(yè)復(fù)雜，且管理流程針對(duì)性較強(qiáng)，所以我們需要理清各個(gè)功能的需求以及對(duì)應(yīng)關(guān)系，而后，按照設(shè)定好的編碼規(guī)則進(jìn)行識(shí)別碼的編制，唯一編碼對(duì)應(yīng)唯一元件。完成此項(xiàng)工作后，各項(xiàng)數(shù)據(jù)便可以順利交換和共享，各個(gè)流程機(jī)制便可順利進(jìn)行，保證信息化管理和數(shù)據(jù)化管理的準(zhǔn)確性。

圖4 唯一編碼作為核心數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語(yǔ)

利用BIM技術(shù)配合設(shè)施運(yùn)維管理的模式，結(jié)合云服務(wù)平臺(tái)和移動(dòng)終端技術(shù)，可以提高碼頭智能運(yùn)維管理水平，同時(shí)具有覆蓋范圍廣、信息數(shù)據(jù)量大、功能涵蓋全、涉及部門和人員多等特點(diǎn)。基于BIM技術(shù)研究的碼頭運(yùn)維管理平臺(tái)上線應(yīng)用后，碼頭的智能化運(yùn)維水平大幅度提升，各類信息在三維模型上即點(diǎn)即查即看，信息的共享性、流轉(zhuǎn)速度、準(zhǔn)確率都極大程度提高，是完善碼頭管理完整性的一個(gè)重要部分。