运用智慧科技 实现管理提升
——浅谈BIM可视化运维平台的应用
李万强

 
       随着科技的发展，智慧建筑得到了广泛的实践，为人们的生活、工作带来安全、高效、便利的同时，也为后期生产管理的运行维护带来了新的挑战。以工业生产来说，传统工艺生产线的自动化控制系统已不能满足人们对生产管理智能化、高效性的需求，于是一个更直观、更智能、更高效的运维平台更加迫切地被需要。而基于BIM、物联网与智能通信等技术在建筑机电工程中的发展使得搭建可视化的运维平台成为了现实。
       一、运维的现状
       1.运维的重要性
       根据NIST（美国国家标准与技术协会）的一份研究报告。在建筑的整个生命周期中，运营成本占总成本的80%以上。运维阶段无论是在建筑的生命周期中还是在运营成本的构成中都具有较高的占比，其重要性不言而喻。
       2.运维的痛点
       （1）设备方面
       建筑机电设备在运行过程中，常因本身质量不过关或安装维护质量没有达到要求而导致损坏，从而对整个系统造成影响。例如在自来水厂中，碱度计、氯氨测定仪、溶解氧测定仪等出现问题就会影响整个自动化的运行。另外，在有的水厂自动化系统中，外围设备如传感器、测量仪表及执行机构本身并无质量问题，而精度不够或稳定性达不到系统要求，与系统配套不合理。或者部分进口设备如网络设备，由于外商对通信协议和通信软件的公开性不够，且本身的技术要求较高，既增加了这些设备的维护和检修难度，也降低了自动化系统的开放性，影响了系统的正常更新和改造工作，而且很多进口通信设备较难与国内设备互联，致使更新和改造困难，从而降低了自动化系统的合理性和统一性。
       （2）管理方面
       部分操作人员因新型自动化系统或设备的引入，而未能及时更新对系统的认识，导致设备得不到正常的保养、调校，造成仪表精度降低或产生设备故障，有的甚至出现误操作而引起人为故障。自动化系统在运行过程中，一旦出现故障，会产生连锁反应，维护人员的经验不足会严重影响故障排查的效率，甚至无法发现故障点。
       二、可视化运维解决方案
       1.BIM模型建立
       BIM模型作为运维阶段的模型，与现场应当保持较高的一致性。建模团队根据现场已施工完成的场景利用REVIT软件对建筑结构、设备、仪器等进行精细建模，力求“真实”还原，从而使得后期运维人员操作模型时有身临其境的熟悉感和亲切感。
建立完成的BIM模型是一个集大数据的大平台模型，传统的BIM应用程序都基于桌面客户端，且需要较高的计算机配置：高频CPU、大内存、独立显卡。在从桌面端走向Web端、移动端的过程中，由于受浏览器计算能力和内存限制等方面的影响，基于桌面的对模型的数据组织和消费方式必须做出相应调整，即需要使用三维模型轻量化技术对模型进行深度处理，去除与运维无关的数据。
开发团队使用支持基于三维场景与业务系统整合和二次开发的轻量化工具BIMVIZ，不但实现BIM+业务集成系统，还能在PC端、移动终端方便快捷地查看BIM模型成果，且用户无需安装建模软件REVIT，就能达到“好看”、“流畅”的可视化效果，在提交或展示成果时，无需拷贝BIM成果文件，也很好的保护了知识产权。
       2.“机电管家”运维平台的建立
“机电管家”运维平台是以建筑机电设施设备为核心的标准化管控体系。首先对设备基本信息、出厂参数、附件设备、组件信息、维保周期及维保状态等各个环节建立完善的档案信息管理，然后通过先进的接口通讯技术和信息集成技术对机电设备的运行参数进行在线监测、采集、分析和存储。以此实现对设备的全生命周期精细化、动态的管理，同时确保设备运行状态信息实时、全面、准确。设备运维平台的建立，是建筑机电系统进行一次全方位的排查，对不合格或精度及稳定性不够的设备重点标记或清理。
       3.可视化运维管理平台的建立
基于BIM的可视化运维管理平台将BIM模型与“机电管家”运维平台进行融合，实现BIM与运维平台之间数据共享、数据交换，形成具有全方位管控、信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统，且系统界面更直观更形象。该平台是一个开放的平台，具备可扩展、灵活配置、可定制的特点，还可将生产自控、视监控、一卡通、FM等智能子系统进行集成，能充分满足不同用户的个性化需求。平台的主要功能涵盖以下几个板块:
       （1）设备设施信息管理
管理系统沿用“机电管家”数据库，并将“机电管家”录入的设备信息关联对应到可视化管理平台的BIM模型中，不但直观表达了设备外观、空间位置，而且显示了设备基础信息及实时状态信息。
       （2）在线巡检
管理平台的建立，规范了维保人员的工作流程，形成标准的体系管理，并且通过可视化的融入，增强管理人员与管理平台的交互体验，让管理人员即使不亲临现场也有身临其境的感受，并能对设备进行在线监控。例如在自来水厂可视化运维平台中，管理人员可通过漫游的形式在三维模型中对已采集实时运行状态的阀门、水泵、风机、液位计、温度计、pH计、压差计、浊度仪等生产相关的设备进行在线巡检，读取其运行参数。这不受时间、空间的限制，既提升了工作效率，也避免了人工读数的误差。
       （3）故障报警及排查
平台通过对设备运行状态监控，提供预警和报警信息实时推送，让值班和运维人员及时有效的收到信息并及时处理，降低风险,并通过BIM的三维展示方式，快速定位监控设备，一旦发生参数报警，工作人员可快速到达报警设备所在地点。在检修过程中，平台通过模型与数据关联，将PLC接线端子及配电柜进出线断路器与设备一一对应，从而反应出接线关系，提高维保人员查询系统连接的工作效率。
       （4）资源管理及培训学习
平台融合了物资（备品备件）管理、知识管理、专家资源、操作规范等内容，严格管控耗材，也展示相关的操作规程、工作标准等。在生产型企业中，该功能能够辅助员工在生产过程中对相关规章制度的学习，并通过组态图上的设备与BIM图对应查看，快速熟悉生产工艺，便捷直观地了解生产设备的位置、外观及参数。同时，平台融入VR技术，操作人员能如临现场般地参观实地，进行多场景漫游。
       三、总结
       1.使用效益
       （1）通过平台实现对建筑机电设施设备标准化的管理流程，防止设备生产运维过程中的意外事件发生，提升安全管理效益；
       （2）实现管理可视化，提高了管理效率，并结合BIM、组态图、VR全景，可大幅提高运维工作服务效率和质量；
       （3）建立完善的设备台账，提高资产管理水平，防止资产流失；
       （4）通过区域能耗和系统能耗的跟踪和大数据分析，可逐步形成设备能耗管控方案或设备更新改造方案，管控浪费，实现节能，为能源结构优化及节能改造提供数据支撑；
       （5）优化工作流程提高效率，优化资源配置，提高设备综合使用率，有效降低设备资金投人与运维成本。
       2.发展前景
可视化运维平台是智慧建筑发展的必然产物，它不但顺应了“互联网+”发展潮流，也提高了BIM的应用价值，而且具有可扩展性，不仅能够为工业建筑根据工艺需求定制管理体系，也能应用于办公、商业等民用建筑的物业管理。平台的建立与使用不但提升了公司的行业竞争力、市场影响力，还为公司开源了新的业务板块。（重庆工业设备安装集团有限公司）