探索BIM技術在高校實驗室設備管理中的優勢及應用方法

王廣益

（四川鐵道職業學院，四川 成都 610097）

1 前言

隨著高校實驗室的不斷發展和擴大規模，設備數量和種類也不斷增加，這給高校實驗室的設備管理帶來了很大的挑戰。同時，傳統的實驗室設備管理方式存在著缺陷和不足，例如，對設備的維護和管理不夠規范和精準，對設備的運行和管理缺乏整體的規劃和管理以及對實驗室時間、空間的利用不充分等問題。因此，提高實驗室設備管理的效率和安全性是當前迫切需要解決的問題。

在高校實驗室設備管理中，采用BIM技術可以很好地解決傳統管理方式存在的問題。通過建立三維的建筑信息模型，可以在設計階段對實驗室設備進行優化布局，確保實驗室空間的合理利用。同時，BIM技術可以對設備使用歷史和維護記錄進行管理，有效地提高設備維護的效率和準確性。此外，在實驗室中應急響應能力方面，BIM技術也可以通過模擬實驗室的各種情境，提高實驗室設備的應急響應能力，確保實驗室環境的安全性。

2 高校實驗室設備管理現狀及問題分析

高校實驗室設備管理是一個涉及大量設備和資金的重要管理職能。目前，在高校實驗室設備管理中，存在多種問題。由于實驗室設備的使用量和種類眾多，實驗室管理者難以全面掌握設備的使用情況和使用狀況。其次，因缺乏規范化的設備維護管理流程，實驗室監管難度較大，設備平均維護時間較長，容易導致實驗室維護困難，設備故障率較高。此外，由于技術水平和安全意識等因素的不同，實驗室人員的操作安全性參差不齊，難以保障實驗室的安全性。

近年來，國內高校實驗室設備管理已針對此類現象做出了一些改善。許多高校已經建立了管理制度和規范化的設備維護管理流程。然而，與國外高校相比，國內高校在實驗室設備管理水平及管理策略上還有較大差距。例如，在國外很多高校已經開始使用BIM技術進行實驗室設備管理，并取得了良好的效果。

總的來說，高校實驗室設備管理現狀存在問題，需要進行改善，可以借鑒國外高校使用BIM技術的經驗，提高管理水平和設備使用效率。在實際應用過程中，還需要結合實驗室的管理實際情況，量身定制符合實驗室管理需要的BIM技術應用方案。

3 BIM技術在設備管理中的應用

BIM技術，即建筑信息模型技術，是一種融合了數字化建筑設計、施工、運營管理等各個環節的全方位數字化管理系統。在設備管理方面，BIM技術可以在設施設備完整生命周期中為其管理帶來更高效、更準確、更安全的管理方式。

在設備采購階段，BIM技術能夠為設備選型和配置提供更加全面、精確的數據支持。通過BIM模型能夠模擬設備的功能、規格等參數，進行可行性分析、優化布局和預算評估等，確保設備的選型更加科學合理。

在設備安裝過程中，BIM技術能夠幫助工作人員更好地理解設備的布置方式和連接方式，預先模擬設備的安裝和維修過程，提前發現可能存在的設計難點和問題，并給出有效的解決方案，確保設備的安裝和連接質量。

在設備的使用過程中，BIM技術能夠實現對設備的在線監測、管理和維護。通過設備建模和實時監控技術，可以隨時掌握設備的實時運行狀態和問題反饋，有效地提高設備的使用效率和維護效果。

在設備的維護過程中，BIM技術能夠幫助設備管理部門建立相對完善的資產管理系統。通過設備建模和信息化管理技術，實現設備維修保養信息的實時記錄和統計，以及設備故障信息的快速反饋和處理，提高設備維修保養的效率和質量。

綜上所述，BIM技術在設施設備管理方面具有較大的優勢和應用空間。高校實驗室設備管理同樣作為一種大規模設施設備管理場景，廣泛采用BIM技術將會大大提升實驗室設備管理的效率和質量，進一步改善實驗室設備的使用體驗和安全性。

4 BIM技術在高校實驗室設備管理中的應用方法

4.1 實驗室設備數字化平臺建立

實驗室設施設備數字化平臺建立是BIM技術在高校實驗室設備管理中的重要環節。建立實驗室設施設備數據庫是實現管理數字化的前提。在數據庫中，可以清晰記錄實驗室設施設備的具體信息和使用情況，包括設備名稱、型號、品牌、生產商、生產時間、購買時間、購買價格、使用年限、存放位置等細節信息，從而方便對設備進行更準確的管理和維護。

建立實驗室設備數據庫具體內容如下：（1）建立數據采集系統。在考慮建立實驗室設備數據庫時，應當考慮如何收集整理數據，為此需要建立數據采集系統，明確數據采集方式、采集頻率和數據維護人員等方面的問題。（2）建立分類體系。為了方便數據管理和查詢，需要建立設備分類體系，明確設備規格、用途、使用范圍等方面的標準分類，以便快速準確地查詢設備信息。（3）建立設備基礎信息庫。設備基礎信息庫主要記錄設備的基本信息，如名稱、型號、生產商、生產時間、購買時間、購買價格等，對設備的基本屬性進行詳細描述，并建立唯一的設備編號，便于設備的快速管理和查詢。（4）建立實驗室及設備使用記錄。實驗室及設備的使用記錄可以幫助管理者了解設備的使用情況和維修歷史。在記錄設備使用記錄時，應當記錄使用日期、使用者、使用方法、使用結果等詳細信息。（5）建立設備維護記錄。設備維護記錄是設備維護管理的重要環節之一，需要清晰記錄維護日期、維護人員、維護內容、備注等信息，以方便設備運行的穩定性和安全性的增加。

以上5點可以作為建立實驗室設備數據庫的基本框架，通過設備管理信息數字化，可以實現對設備信息的可視化、可追溯化和可監控化。經過長期運用和不斷維護，實驗室設施設備數字化平臺可以成為實驗室設施設備管理的主要抓手，為實驗室管理者提供及時、準確、全面的數據支持，幫助管理者對實驗室設備進行科學管理和有效利用。

4.2 實驗室設備維護管理流程建立

實驗室設備的維護管理流程是實驗室管理的最重要的組成部分，其規范化管理可以有效地提高實驗室設施設備的使用壽命和維護效率，減少設備故障的出現，保障實驗室的正常運作。這里將探討BIM技術在高校實驗室設備管理中的應用方法中的實驗室設備維護管理流程建立。

（1）建立維護管理流程。在建立維護管理流程前，需要先對實驗室設施設備進行分類管理，將設備按照類型、功能、使用范圍等進行分類，形成清晰的設備庫存管理系統。建立完善的設備分類管理后，需要制定相應的維護管理流程，流程包括設備維護計劃的制定、維護人員的培訓和考核、設備維修的流程等。

具體來講，設備維護計劃的制定需要確定計劃的周期和內容，對設備的維護保養進行詳細的規定，并建立相應的記錄和報告系統，方便后續的維護管理。維護人員的培訓和考核需要根據設備的使用特點和維護技能的要求，制定相應的培訓計劃和考核標準，對維護人員的維護技能進行有效的培訓和考核，確保維護人員的水平達標。設備維修的流程需要建立完善的維修申請和審核機制，確保維修流程的有效性和效率。

（2）規范化管理設備維護記錄。在設備維護過程中，需要建立完善的維護記錄和維護報告，記錄設備的具體維護情況，包括維護時間、維護人員、維護內容、設備狀態等。建立規范的設備維護記錄管理系統，可以對設備的維護記錄進行詳細、準確的記錄和管理，方便后續的設備維護和維修。

設備的維護記錄應該具備以下基本要素：設備名稱、規格、型號、數量、位置、使用者、維護日期、維護人員、維護內容、維護結果等。可以將設備維護記錄的數據集成到BIM建筑信息模型中，方便實驗室管理人員進行查詢，實現實驗室維護記錄的數字化管理。

（3）優化設備維護管理的流程。通過BIM技術，可以對實驗室設備的使用情況和維護記錄進行直觀、全面的了解和分析。基于BIM技術的數字化管理方式，可以充分利用信息化技術，對設備的維護工作進行優化和改進，實現設備維護管理的智能化、自動化和規范化。

具體來講，就是利用BIM技術的數據分析和預測功能，對實驗室設備的維護情況進行分析和預測，制定合理的維護計劃，并及時調整維護策略，提高設備維護的效率和準確性。此外，還可以利用BIM技術進行設備的遠程監控和控制，實現設備的實時監測和維護，有效地避免設備故障的發生。

綜上所述，BIM技術在高校實驗室設備管理中的應用，不僅可以提高設備管理的效率和安全性，還可以優化設備維護管理流程，實現數字化管理和智能化維護，為高校實驗室設備管理提供了新思路和新途徑。

4.3 實驗室模擬平臺建立

在高校實驗室設備管理中，BIM模型是信息化、數字化管理的平臺載體。實驗室模擬平臺可以通過模擬實驗室的各種情境，提高實驗室設備應急響應能力，同時確保實驗室安全。首先，建立實驗室模擬平臺需要建立模擬軟件配置系統。該系統需要支持實驗室平面圖、三維建筑信息模型等多種數據類型的導入與使用。在建設過程中，需要對實驗室設備進行具體建模，以確保模擬的準確性。為了提高模擬效果，還需要在模擬系統中加入各種傳感器模擬，模擬實驗室不同狀態下的溫度、濕度、噪音等各項指標。同時，需要模擬實驗室各種情境。模擬實驗室情境包括設備故障、惡劣天氣、安全事故等。在模擬過程中，需要考慮真實性、全面性和可控性。在模擬設備故障時，需要根據實際設備故障類型進行模擬，并與實驗室設備管理系統進行聯動，獲取設備維修記錄和操作說明書。在模擬安全事故時，需要根據實際安全事故類型進行模擬，并設置相應的應急預案和處置流程。在模擬惡劣天氣時，需要根據實際天氣情況進行模擬，并考慮實驗室設備運行的安全性和穩定性。

建立實驗室模擬平臺需要進行有效的測試和驗證。測試和驗證的目的是評估模擬系統的性能和可靠性，以及評估系統的應急響應能力。測試和驗證需要基于實驗室實際情況，模擬不同的應急場景和情境，對模擬效果進行評估和分析。

（1）建立模擬軟件配置系統。為了實現高效的實驗室設備管理，我們需要建立實驗室模擬平臺。針對這個需求，我們可以建立一個模擬軟件配置系統。這個系統可以用于模擬實驗室的各種情境，例如，設備故障、突發事故等。通過模擬這些情境，我們可以幫助實驗室管理人員學習如何應對這些事件，并提高實驗室設備的應急響應能力。為了建立這個模擬軟件配置系統，我們需要進行以下步驟：準備一些基礎數據。這些數據包括實驗室的建筑信息模型、設備信息、實驗室布局圖等。我們可以通過這些數據來模擬實驗室的各種情境。選擇合適的模擬軟件。這些軟件需要能夠支持三維建模，能夠實現實驗室設備的動態模擬，并且能夠提供可視化的效果。將實驗室的基礎數據導入模擬軟件中。這些基礎數據可以幫助我們更加準確地模擬實驗室的各種情境。進行實驗室情境的模擬。這些情境可以包括各種設備故障、突發事故等。通過模擬這些情境，我們可以幫助實驗室管理人員學習應對這些事件的正確方法。最后，需要對模擬效果進行評估。這些評估可以幫助我們提高模擬系統的效率和準確性，從而更好地支持實驗室設備管理。

總體來說，建立模擬軟件配置系統是一個比較復雜的過程，需要考慮很多因素。但是，通過這個系統，我們可以更好地模擬實驗室的各種情境，幫助實驗室管理人員提高應急響應能力，從而確保實驗室設備的安全性和可靠性。

（2）模擬實驗室各種情境。模擬實驗室各種情境是BIM技術在高校實驗室設備管理中的一個重要應用。通過模擬實驗室各種情境，可以提高實驗室設備應急響應能力，確保實驗室環境的安全性。

首先，模擬應急情況可以有效地提高實驗室設備的運行響應能力。在實驗室設備管理中，經常會出現各種各樣的應急情況，如設備故障、人員傷害等。通過模擬這些應急情況，可以有效地提高實驗室設備的運行響應能力，提高實驗室設備管理的效率和安全性。例如，在模擬設備故障情況時，可以讓操作員實時掌握設備故障現場的情況，并采取相應的措施，保證設備損失最小化。

其次，模擬設備使用情況可以提高實驗室設備的精準使用。通過模擬設備使用情況，可以讓操作員深入了解設備的使用情況和操作流程，并根據實驗室實際情況優化實驗室設備的使用方式，提高實驗室設備的使用效果和經濟效益。

最后，模擬實驗室環境可以提高實驗室設備管理的安全性。在實驗使用流程規范中，安全永遠不可動搖的基礎，其中不僅涉及實驗室人員的安全，還涉及實驗室設備和環境的安全。通過模擬實驗室環境，可以提前預測和避免實驗室環境中的危險因素，減少實驗室事故的發生。

5 結語

目前，在高校實驗室設備管理中應用BIM技術的研究相對較少，有待進一步的探索和發掘，對于BIM技術的應用方法和實施方案，仍然需要更深入的研究和探索。但是，隨著高校實驗實訓管理對數字化的需求加深，BIM技術在高校實驗室設備管理中的應用前景是非常樂觀的。本文的研究證明了BIM技術在高校實驗室設備管理中的可行性和應用前景，為高校實驗室設備管理提供了新思路和新途徑。同時，本文也認識到BIM技術在實驗室設備管理中仍需進一步完善和發展，希望未來有更多的學者和研究人員加入此領域的研究中，推動相關技術的創新和發展。