BIM设备管理系统_韩坤.pdf

BIM 设备管理系统摘要：为提高港口设备设施管理水平，利用建筑信息模型（BIM）技术和全面生产维护（TPM）、设备设施全生命周期管理理念，研究基于 BIM 的三维可视化信息模型及其可以应用于业务流程信息管理的设备全生命周期管理系统。BIM 设备管理系统将业务流程管理信息以三维模型为载体呈现，并储存于数字空间中。系统可视化的管理方便信息的读取和调阅，从而达到港口设备设施管理的数字化、精细化、标准化，实现港口设施运作智能化，提供港口设施全生命周期管理和精益管理方案，提高设备设施管控水平和管理效率，推动港口企业设备设施管理的现代化发展。关键词：港口设备管理系统；BIM；港口设备 TPM 管理；港口设备全生命周期管理韩坤1，于万春1，吕箫2，初洋2（1.烟台港集团有限公司，山东烟台264000；2.山东港通工程管理咨询有限公司，山东烟台264000）0引言港口设备是港口运营的基础，港口设备管理是港口运营管理的重要组成部分。在港口运营期间，设备管理的信息化、精细化程度将直接影响港口的运营成本和运营效率。BIM 设备管理系统是将港口的设备全生命周期管理模式、BIM 技术和TPM 理念进行有机结合。TPM 管理是基于设备维护、维修的精细化管理，其精细化程度到设备的具体零件。全生命周期管理模式的意义在于设备管理应贯穿于设备的规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、检测、维修、改造和拆除报废。BIM 技术作为设备管理实现精益管理、全生命周期管理的桥梁和纽带，可帮助实现港口传统的粗放式设备管理模式向精益化管理模式转型升级。1技术路线1.1关键技术（1）TPM 理念。致力于实现港口设备综合效益最大化，研究港口设备维护、维修等日常管理活动，建立设备的预防维修体系。（2）设备全生命周期管理。以港口的资产管理和设备管理为抓手，研究从设备采购到报废一系列设备管理活动，打通各部门之间的信息壁垒，建立设备全生命周期管理体系。（3）BIM 技术及其轻量化技术。BIM 作为一种数字化建模技术，已经广泛用于智慧港口建设，具有参数化驱动、可视化表达等诸多优势。但由于BIM 模型包含的信息庞大，为降低采用 BIM 进行设备管理的难度，必须针对 BIM 模型进行轻量化和私有云技术研究。（4）计算机软件技术。根据系统建设目标和需求进行相关软件系统的开发。1.2技术路线研究利用 BIM 三维建模、BIM 轻量化、精益管理技术、计算机软件、大数据、设备全生命周期管理等技术，在实现设备数字化模型、设备精益管理基础上，构建设备全生命周期管理模型，打破设备管理中各部门信息壁垒，研发基于 BIM 技术的设备管理系统，对设备维护、故障诊断、资产管理、库存管理等管理活动进行细化精益管理，提高码头生产和设备管理效率，为港口企业设备港口科技 港口管理39未来信息化、精益化发展指明方向。系统研究技术路线见图 1。图 1系统研究技术路线2关键技术的创新性BIM 设备管理系统的研究首次系统性地提出基于 BIM 的设备管理体系架构，针对港口设备全生命周期管理过程的主要创新性技术成果如下：（1）研发 BIM 可视化系统。采用 BIM 可视化、一体化数据的特点，搭建运维期港口设备模型，根据其运维管理的要求，构建精确到设备运维最小单元的零件级运维模型，并将其属性信息附着到模型上；采用基于 HTML5 技术的 BIM 模型轻量化 Web 浏览引擎，使处于复杂线程关系中的 BIM模型在不新增额外线程的情况下对任务进行并行处理，在保证设备设施数据安全的同时实现模型上传至互联网，用户可通过电脑、手机等电子设备操作该系统，为后续开发设备管理系统网页端和手机端奠定了 BIM 技术基础。BIM 可视化系统界面截图见图 2。（2）研发港口 TPM 设备管理体系。形成故障检修、定期检修、状态检修和主动检修融为一体的港口设备管理方式，建立以点检和故障分析为核心的港口设备运行预警体系。（3）研发设备全生命周期管理系统。传统的设备管理主要侧重于设备的维修阶段，TPM 体系的研究也是基于设备保养、维修活动进行深入突破，具有一定的局限性。现代意义上的设备管理应贯穿于设备的规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、检测、维修、改造和拆除报废全过程。围绕设备全生命周期管理和精益管理指导思想，对管理信息化应用需求按照 PDCA 的设计思路，通过对设备、资产、人员的组织，对设备前期管理、后期管理、综合决策等过程监控以及对过程、结果的管控目标分析，输出改进要求，实现设备管理过程的持续优化和设备保障能力的不断提升。通过对设备全生命周期管理活动分解分析，实现设备从购置、运行直至报废的全生命周期管理过程，优化设备利用率，减少设备维护成本，发挥设备效益的最大化，打通设备管理系统与港口立项阶段运行维护阶段处置阶段设备专项管理设备维护管理设备使用管理BIM及其轻量化技术设备档案设备工艺规划设备工艺选型设备购置设备验收交付设备效能管理设备位置管理司机管理设备维修管理设备防腐管理设备润滑管理设备事故管理设备更新和技术改进设备备件管理设备状态监测和故障诊断设备评估管理设备报废管理设备有价处理管理设备财务管理设备安全管理设备能源管理环境管理TPM 理念设备的数量、规格型号、性能、功能、使用地点、所属权、资产、设备平均效能、设备状态设备目录、编号港口科技 港口管理40生产系统、ERP、资产管理系统等系统信息之间的壁垒，不断提升设备管理水平。同时，以信息化系统为平台，固化设备管理流程和规划，形成持久化管理机制。BIM 设备管理系统记录设备运行数据、维护和维修信息，提高对设备数据的综合统计、分析和运用能力，提升设备运行保障能力。BIM 设备管理系统功能模块见表 1。3应用情况BIM 设备管理系统已在烟台港铁路公司（以下简称“公司”）应用，提高公司办公效率和设备的可靠性，减少工作人员的劳动强度，提高现代化管理水平，为公司直接减少人工费约 120万元。3.1优化成本在烟台港铁路公司作业现场设备设施巡检过程中，巡检人员通过手持移动终端设备对需巡检设备设施的进行信息化、三维可视化和空间定位管理，并通过系统中已设置好的标准作业流程进行巡检操作，提高巡检工作效率，有效减低巡检失误率，设备巡检人员由 17 人减少至 9 人。将跨部门、跨流程的工作任务依据设备全生命周期管理体系进行归纳和重组，一改“人推事”的局面，降低设备管理过程中跨部门之间工作协调的时间和成本，提高了跨部门协同工作效率。3.2决策支持水平提升将公司日常必须完成的设备维保记录统计工作科学分解为数据录入和统计分析等 2 个部分，只要完成基础数据录入便可以最大程度地实现数据统计分析的自动化、透明性和共享，降低设备管理人员的劳动工作强度，提高统计分析工作的准确性和规范性。3.3提升公司运作标准化通过基于 BIM 技术的设备管理运作流程的标准化，实现公司设备管理运作流程规范化和流程化、精益作业要求，促进管理流程执行，减少停机时间，减少因设备管理原因造成的各项损失。设备管理系统的推广，也为烟台港铁路公司培养一大批适应设备设施信息化管理的科技人才、建设人才和管理人才，为公司积累依托信息化实现规范化管理的建设经验。图 2BIM 可视化系统界面截图港口科技 港口管理台账管理维修管理定检管理机车定检定检计划历史统计定保文档润滑管理备件仓库系统管理首页目录东风 4DD41序号123456789功能模块BIM设备资源库设备台账维护管理维修管理备件库存管理特种设备管理运行管理KPI绩效管理领导驾驶舱功能子模块设备档案设备定位维护计划定检动检周期检零星检巡检机械维修电气维修控制维修自行维修外部委托维修跟踪维修费结算维修知识库库存管理库存提醒出库入库数据统计维修公告运行记录统计管理可靠性分析维修成本分析工作量分析实现功能设备三维模型库台账数据是进行设备管理的核心基础，反映设备基本信息及其资产状况，具有静态和动态两部分数据组成。静态数据主要有设备位号、编号、名称、型号规格、厂家信息、所属单位、原值、主要性能参数、图纸等；动态数据主要有设备净值、折旧额、累计能耗费用、维修费用、月有效工作台班等主要是用于设备外观和空间位置的搜索和查看，并且能够根据项目或使用者的实际需求将整个BIM模型划分为多个视角设备从交机验收后开始制定设备维护管理计划，系统自动生成日常维护计划，每日形成报表，安排劳动工时计划与人力资源，使得维护人员能够专注自己的任务。维护计划按照动检、定检、周期检、零星检、巡检分项进行，并对巡视中发现或设备突发故障进行登记、处理、事后统计分析主要用于设备维修申请单的填写、查看等编辑需要，且根据现场需求分为机、电、控和外委等多专业，执行设备维修的管理流程。对创建的设备维修管理流程进行跟踪，包括每个负责人所负责的设备维修进展情况以及设备维修已完成状态的情况对设备的备品备件进行库存管理，在保证设备正常运作的情况下，减少过剩库存，减少资金占用量。主要包括建立设备备品备件动态台账，完成备件的出入库动态管理，制定备件储备定额；备件采购计划管理；对备件分类进行分析，提供各类统计分析报表等特种设备往往涉及安全性较高、信息复杂的设备设施，需要单独管理，根据设备分类，建立特种设备台账，根据实际需求，可按照不同条件进行快速检索设备，提高查找效率将设备工况以公告形式下发记录设备运行工时信息、资源、能源消耗信息、操作员等信息按设备、区域、设备维修申请人、设备维修人、设备故障、设备动检、设备定检等条件进行设备维修情况统计统计设备各项技术经济指标及综合运行状态，提供针对不同管理层次需求的报表输出。通过各种统计数据及指标，使管理者全面、快速、准确地了解当前企业机械设备资产及使用情况，辅助领导进行企业管理决策将数据按多种方式进行分类统计、分析和展示，是对设备管理各项指标数据的高度概括表 1BIM 设备管理系统功能模块4结语我国智慧港口步伐的加快，但港口相关设施设备管理水平还比较落后。在智慧港口的建设过程中，除设备智慧化外，管理智慧化也逐渐提上日程。研究成果将为推动我国智慧港口管理体系建设提供技术支撑和实践参考依据，创新管理模式，优化精益管理、全生命周期管理体系，加强系统统一、协同能力建设，优化和完善现有业务管理流程，构建统一的数字化、BIM 可视化设备管理平台，实现设备运行、管理和决策的全面提升，推动智慧港口建设，具备在全国范围推广的条件，应用前景广阔。港口科技 港口管理42