基于BIM的數(shù)字化電廠運(yùn)維管理研究

沈志中

摘要：近年來，隨著社會(huì)科技的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。BIM技術(shù)是近年來全新的一項(xiàng)技術(shù)，已經(jīng)在電廠、高鐵、水利工程、公路工程等領(lǐng)域中均有應(yīng)用，且取得的效果較為理想，具有較高的推廣價(jià)值。通過將BIM技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字化電廠運(yùn)維管理中，有效的提高了電廠的管理效率，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維管理的信息化、智能化。鑒于此，本文就以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)字化電廠運(yùn)維管理進(jìn)行研究，希望能有效的促進(jìn)我國智慧電廠的建設(shè)與發(fā)展。

Abstract： In recent years， with the rapid development of social science and technology， Internet information technologies such as big data and cloud computing have been widely used in various industries. BIM technology is a brand-new technology in recent years and it has been applied in power plants， high-speed railways， water conservancy projects， highway engineering and other fields， and the results obtained are relatively ideal， so it has high promotion value. By applying BIM technology to the digital power plant operation and maintenance management， the management efficiency of the power plant is effectively improved， and the informationization and intelligence of the operation and maintenance management is realized. In view of this， this article， based on BIM technology， studies the operation and maintenance management of digital power plants， hoping to effectively promote the construction and development of smart power plants in China.

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);數(shù)字化電廠;運(yùn)維管理

Key words： BIM technology;digital power plant;operation and maintenance management

中圖分類號(hào)：TU17;TM62 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）24-0191-02

0 ?引言

隨著社會(huì)科技的快速發(fā)展，數(shù)字化電廠建設(shè)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這也使得電廠運(yùn)維管理也有原本粗獷的管理模式轉(zhuǎn)化為信息化、數(shù)字化和精細(xì)化。通過利用各種現(xiàn)代化的管理軟件，使電廠的各項(xiàng)生產(chǎn)工作都處于實(shí)施監(jiān)管之中，進(jìn)而保證各個(gè)環(huán)節(jié)的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而到達(dá)預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

BIM技術(shù)（建筑信息化模型）就是指通過建立數(shù)字化、參數(shù)化的三維模型，對(duì)電廠的整體運(yùn)行過程進(jìn)行集成化分析、管理和控制，進(jìn)而有效的節(jié)約能源、節(jié)省成本、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、減少污染，最終建立完善的管理計(jì)劃，提高電廠生產(chǎn)效率。BIM技術(shù)為數(shù)字化電廠管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了電廠生產(chǎn)經(jīng)營效益的最大化，保證了機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高了人均產(chǎn)值。基于此，為了更好的發(fā)揮出BIM技術(shù)在數(shù)字化電廠運(yùn)維管理中的作用，實(shí)現(xiàn)智慧電廠的建設(shè)，下文就BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

1 ?BIM技術(shù)理論

1.1 BIM定義

BIM技術(shù)就是建筑信息模型，是基于三維數(shù)字技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，近年來，BIM技術(shù)已經(jīng)在各個(gè)行業(yè)中獲得了有效的運(yùn)用，尤其在數(shù)字化電廠管理中，其貫穿于整個(gè)項(xiàng)目生命周期，不僅集成了各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)方面的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的共享，能滿足不同部門工作的需求，便于進(jìn)行信息的提取、更新和錄入，是一種動(dòng)態(tài)的建筑信息模型。從而有效降低了資源的浪費(fèi)，使各項(xiàng)決策更加的準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了效率的提升。

1.2 BIM技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 BIM信息完備性

BIM的完備性主要是指信息數(shù)量和類別的完備性。信息類別中，BIM信息分別為項(xiàng)目管理信息（施工計(jì)劃、施工進(jìn)度、成本管理等）、設(shè)計(jì)信息（采購信息，構(gòu)件名稱、尺寸、材料等）、項(xiàng)目運(yùn)維信息（空間能源消耗、設(shè)備運(yùn)維、空間布局等）等。信息精度則是主要根據(jù)模型不同的精細(xì)度而體現(xiàn)不同，信息數(shù)據(jù)量包含了設(shè)計(jì)階段和整體項(xiàng)目中的所有數(shù)據(jù)。

1.2.2 BIM信息關(guān)聯(lián)性

BIM的關(guān)聯(lián)性則表現(xiàn)為各個(gè)構(gòu)件之間相互關(guān)聯(lián)，通過BIM建模軟件對(duì)信息進(jìn)行收集和分析，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的文檔和圖紙。在對(duì)模型、文檔以及圖紙等信息進(jìn)行修改時(shí)，相關(guān)聯(lián)的信息也會(huì)及時(shí)的出現(xiàn)變更，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同步修改，避免出現(xiàn)信息的遺漏和數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。

1.2.3 BIM信息一致性

BIM信息一致性的特點(diǎn)就是指各個(gè)階段的信息都是保持一致的，相同的信息都會(huì)完整的傳遞到下個(gè)環(huán)節(jié)之中，模型經(jīng)過不同階段的演化，會(huì)自動(dòng)的關(guān)聯(lián)和同步所修改的信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一一致的目的，這使原本模式無法實(shí)現(xiàn)的。因此，BIM技術(shù)不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)，同時(shí)還是一種全新的實(shí)踐和理念，通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，降低了浪費(fèi)情況、節(jié)約了資金成本，并且提高了效率。

2 ?數(shù)字化電廠系統(tǒng)規(guī)劃體系

2.1 可視化應(yīng)用體系規(guī)劃

通過BIM的三維可視化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，為電廠提供可視化運(yùn)維保障，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的智能跟蹤、評(píng)價(jià)和分析，保證了數(shù)據(jù)的連續(xù)性和實(shí)用性。

2.2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)體系規(guī)劃

基于電廠的企業(yè)管理模式和信息系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容，規(guī)劃企業(yè)整體統(tǒng)一的信息模型，以主數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為主線，集成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)PI、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化圖形和圖像數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)智能數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)，通過基于設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)聚合實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)融合，通過設(shè)備全信息建模，實(shí)現(xiàn)從項(xiàng)目規(guī)劃到電廠機(jī)組退役的全生命周期設(shè)備管理，形成服務(wù)于信息應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)體系，逐步建設(shè)以主數(shù)據(jù)應(yīng)用為中心的知識(shí)型數(shù)字化電廠。

2.3 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全體系規(guī)劃

進(jìn)行工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全體系規(guī)劃時(shí)，需要深入結(jié)合國家信息安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合電廠自身網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行信息安全的整合和分析，從而有效地構(gòu)建工業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息安全體系，保證網(wǎng)絡(luò)信息的安全。

2.4 知識(shí)體系規(guī)劃

智能生產(chǎn)管理是通過設(shè)備的智能識(shí)別跟蹤、基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的連接線的智能管理、設(shè)備狀態(tài)的評(píng)估和分析來實(shí)現(xiàn)的。通過基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的戰(zhàn)略決策支持、能耗分析、指標(biāo)對(duì)標(biāo)、各種生產(chǎn)計(jì)劃預(yù)測(cè)、指標(biāo)報(bào)告的固定推送、定制和預(yù)警，實(shí)現(xiàn)管理和決策。

3 ?基于BIM技術(shù)的數(shù)字化電廠運(yùn)維管理價(jià)值分析

3.1 基丁BIM技術(shù)的地理信息系統(tǒng)

電廠電力設(shè)備具有數(shù)量多、信息量大燈特點(diǎn)，具有較為顯著的地理特征，而且管網(wǎng)系統(tǒng)也是十分的復(fù)雜，基本都是在地下敷設(shè)的。傳統(tǒng)的電廠建設(shè)或擴(kuò)建、改建過程中，在對(duì)電力設(shè)備以及管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行維修、調(diào)用時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，因此，需要運(yùn)用先進(jìn)的管理系統(tǒng)來改善這一現(xiàn)狀。

基于BIM技術(shù)的地理信息系統(tǒng)（GIS）有效的將電廠空間地理數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到三維模型之中，從而借助BIM及時(shí)對(duì)各電力設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，解決了原本地下敷設(shè)定位不準(zhǔn)確、管理不到位的情況，提高了地理數(shù)據(jù)的可視性。通過三維模型的精準(zhǔn)定位，使GIS在三維模型中進(jìn)行直觀地模擬，全面的了解電力設(shè)施周邊環(huán)境的情況，提高管理的有效性。比如在遇到管道爆破事故時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)通過GIS系統(tǒng)進(jìn)行分析，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、精準(zhǔn)定位，并且自動(dòng)關(guān)閉上下首位閥門，避免了故障的蔓延。

3.2 基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)

電廠的電力系統(tǒng)和土建結(jié)構(gòu)很容易受到各種因素的影響而出現(xiàn)各種損傷，如環(huán)境因素、荷載突變等影響，其具有一定的突發(fā)性和易發(fā)性。這就需要采取有效的措施來進(jìn)行監(jiān)測(cè)和對(duì)安全狀況的評(píng)估，從而有效地控制損傷，保證整體結(jié)構(gòu)體系的工作狀態(tài)處于最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電廠的安全穩(wěn)定。

基于BIM技術(shù)的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)，通過在結(jié)構(gòu)體系中布置傳感器陣列，能夠?qū)崟r(shí)的采集動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)庫，借助數(shù)據(jù)庫的傳輸系統(tǒng)來不斷的更新數(shù)據(jù)庫信息，并且使用程序編碼將數(shù)據(jù)庫與三維模型的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的關(guān)聯(lián)，利用三維模型直觀的觀察數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的變化。利用此系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)的分析電廠的健康情況，借助數(shù)據(jù)更新來對(duì)結(jié)構(gòu)以及周邊環(huán)境進(jìn)行分析評(píng)估，判斷電廠是否處于安全、正常的工作狀態(tài)。

3.3 基于BIM技術(shù)的電廠應(yīng)急仿真技術(shù)

電廠的生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)較為特殊，包含的機(jī)組、設(shè)備都十分的復(fù)雜，并且管道較多，這就會(huì)導(dǎo)致一些安全事故頻發(fā)。因此，如何有效的對(duì)事故以及事故后的蔓延進(jìn)行控制勢(shì)在必行，需要快速的進(jìn)行應(yīng)對(duì)，降低事故的發(fā)生，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，這就需要借助先進(jìn)的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

在電廠應(yīng)急仿真技術(shù)中應(yīng)用BIM技術(shù)，可以將電廠可能發(fā)生的事故以及事故演化過程直觀地呈現(xiàn)出來，進(jìn)而對(duì)事故進(jìn)行精準(zhǔn)的把握，有效的預(yù)測(cè)事故，并且及時(shí)的預(yù)防事故、控制事故，快速的進(jìn)行救援力量的配備，有效降低事故產(chǎn)生的危害。同時(shí)，還可以借助BIM技術(shù)對(duì)發(fā)生的事故進(jìn)行調(diào)查取證、分析原因。

3.4 基于BIM技術(shù)的數(shù)字化燃料管理

就目前實(shí)際情況研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電廠燃料成本高于上網(wǎng)電價(jià)的情況，大部分電力企業(yè)都存在虧損的情況。因此，加強(qiáng)對(duì)燃料的管理十分重要，需要采取必要的措施來降低成本。通過利用BIM技術(shù)中的相關(guān)軟件對(duì)燃料進(jìn)行數(shù)字化的管理，能有效的優(yōu)化燃料的采購、調(diào)度、運(yùn)輸?shù)冗^程，從而全面的監(jiān)測(cè)燃料的耗用過程，進(jìn)而提高燃料的使用率。

3.5 基于BIM技術(shù)的數(shù)字化移交

電廠在竣工驗(yàn)收和運(yùn)營過程中，需要全面的統(tǒng)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)階段的所有資料，為今后的決策和管理提供依據(jù)。傳統(tǒng)的紙質(zhì)檔案資料經(jīng)常會(huì)在存儲(chǔ)、使用過程中出現(xiàn)破損、遺失等問題，無法滿足實(shí)際工作的需求。

通過借助BIM技術(shù)進(jìn)行建模，能為業(yè)主提供整個(gè)電廠生命周期中的信息資料，業(yè)主、建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位等通過BIM模型實(shí)現(xiàn)了互通有無，加強(qiáng)了相互間的溝通協(xié)作，加強(qiáng)了信息的共享，并且形成了完整的數(shù)據(jù)庫，并且能夠?qū)崟r(shí)的進(jìn)行同步更新，各方可借助遠(yuǎn)程軟件對(duì)信息進(jìn)行查詢，及時(shí)的掌握項(xiàng)目的進(jìn)展。完成建設(shè)后構(gòu)建的BIM模型，相比于傳統(tǒng)的文件來說更具直觀性，各方能夠隨時(shí)隨地對(duì)文件或數(shù)據(jù)的進(jìn)行檢索，并將以移交到運(yùn)維管理的數(shù)據(jù)庫中。

4 ?結(jié)語

總而言之，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效的實(shí)現(xiàn)了電廠生產(chǎn)運(yùn)營的質(zhì)量和效率，并促進(jìn)了電廠數(shù)字化的建設(shè)的發(fā)展。基于BIM技術(shù)的數(shù)字化電廠運(yùn)維管理，對(duì)電廠各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行模型構(gòu)建，并通過信息系統(tǒng)管理，使電廠的流程形成一套完整的價(jià)值鏈，給電廠項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)營利益帶來了切實(shí)的好處，促進(jìn)了電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的研究，更好的發(fā)揮出BIM技術(shù)的價(jià)值，推進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。

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