摘要：BIM一种面向建筑对象的设计技术，可以反映建筑所有的信息及元素，而二维码技术的应用是提供并保障BIM模型介入全寿命周期管理实施的重要手段。针对建筑物中由于机电设备繁多而导致的施工运营管理困难问题，本文通过运用BIM与二维码技术相结合的管理系统，实现对建筑机电设备安装的有效管理，详细阐述了相关实施步骤及运维管理，进一步提高工程施工进度及质量，以期为有关方面提供参考借鉴。
关键词：建筑工程；机电设备；BIM技术；二维码；全寿命周期管理
1 前言
BIM技术能将建筑工程所具有的真实信息以数字化形式展现出来，为机电安装设计提供了准确明了的数据信息，二维码技术则是搭建了实物与平台信息的桥梁，帮助了人、机关联与交互，使BIM技术发挥实效作用，使原本BIM模型的反映实物信息上升到了管控实物信息，从而提升了建设、运维等环节的生产效率及质量，成为了实现数字化全寿命周期管理中间媒介的重要手段。
2 工程概况
某工程项目地上110层，地下6层，总建筑面积42.9万m2，完整建筑高度为526m。其中包含机电设备数以万计，这些设备在安装施工期间的管理、成品保护期间的管理以及日后运营维护期间的管理十分困难。为了保证项目的顺利实施，机电安装总承包单位必须引入先进的技术和手段对整个大楼的机电设备管理进行统筹规划。
3 BIM与二维码结合技术在项目机电设备管理中的实施步骤及原理
3.1 系统准备
为了在设备寿命周期的各阶段准确地显示其相关信息，必须具备相应的管理模式和手段。目前，本项目采用的是外包式的系统，借助专业公司的力量，构建所需管理系统，实现各阶段设备、人员信息的录入与现实功能，能够记录查阅录入的信息和人员身份信息。该系统以多种方式与网络连接，当在现场需要了解设备的相关信息时，可打开手机App（如微信）扫描设备上张贴的二维码，联接系统后即可在手机上显示。还可根据所注册ID的权限高低，选择性地显示设备当前的信息或是全部信息。
3.2 设备采购管理
在设备入库时，需登记设备生产的基本信息，该部分内容由生产厂家提供，由库管人员进行登记并根据所登记的内容制作二维码后张贴至设备包装外，包括设备的名称、规格、型号、材质、计量单位、单价、生产厂家、供应商、到货时间、使用部位、采购合同编号、到货批次、材质证明编号、验收人和管理人等内容。二维码张贴时并无特殊要求，但应大小合适，分辨率清晰，张贴位置方便扫码。对于需要复验的设备，应及时报项目质量部门或第三方检验单位进行检验。复验部门根据提供的二维码信息与合格证明文件在系统中录入复验的结果信息，对于检验不合格的设备进行退库程序，并及时更新二维码信息。因系统连接网络，所以在检验地点即可方便地录入相应的信息。设备需求部门在申请领用材料后，经项目材料部门审批后进行发放，同时录入设备出库的相关信息，包括申领人、设备名称、数量、使用部位等信息，二维码信息也会随之更新。在日常盘点时，可使用手机扫描二维码来确定库存设备的名称和数量，及时更新在库设备的信息。
二维码系统与BIM模型相关联，现场管理人员只需扫描设备上的二维码，并录入设备的相关信息便可接收相应的BIM模型，在模型中可查看到该设备的使用部位，同时在二维图纸上标注其位置，实现材料标记在二维图纸、三维模型中转换。
3.3 设备安装管理
3.3.1 二维码施工进度管理
在现场施工过程中，该系统中的信息不仅仅为前述中设备的基本信息，还应相应地增加施工进度及安装工艺等信息。每一台设备的安装均应有相应的专项计划，该专项计划还应与本专业的总进度计划相匹配。在编制完成总进度和专项进度计划之后，通过二维码管理系统生成其对应的二维码，现场施工人员可通过对设备上的二维码进行扫描，检视其对应的进度任务、操作工艺标准、质量要求以及任务开展周期，并能够通过二维码进行进度确认与反馈。同时，管理人员扫描二维码后可与现场设备安装的实际情况相比对，实时掌握进度的完成情况。由于现场状况影响或因设计问题要进行进度变更，二维码系统具有进度变更功能，当变更申请按流程被批准后，即可进行相应的调整。
目前，各设备的安装专项计划的二维码管理在现场实施较为顺利，而专项计划与总进度计划之间的匹配还需要进一步的探索。
3.3.2 二维码安装质量管理
质量管理包括对设备的质量控制与安装过程的质量控制。设备的质量在入库前经过检验、复验已经得到了控制。安装过程的质量控制是将每部分项工程按照工序划分，将每一道工序的具体操作方法上传到系统。系统按照每一工序生成一个二维码，将二维码以塑料形式打印出来张贴在设备明显的部位。施工操作人员可以通过扫描二维码查看每一项工序具体操作方法。
在安装质量的管理中，首先要制定施工安装的标准，建立一套质量体系，才能实现对项目过程中质量的控制。这需要质量部人员在设备安装前，根据规范、监理以及业主的要求，编制详细的验收标准，然后录入二维码管理系统。在质量检查时，质量工程师通过扫描二维码，实时查看责任人、施工任务和施工工艺，并通过现场图片检查结果，以文档、视频等形式进行上传，跟踪工程质量。
质量工程师在现场检验前，在线填写检查计划，明确检查内容、检查时间与检查部位，并将检查部位与检查标准关联起来。检查结束后将检查部位与结果放在一起生产一个二维码，对质量不合格的进行处理，完成后将信息录入数据库同步到该二维码信息中，监理及管理人员通过扫描二维码就能够查看到检查的过程与结果。
通过上述步骤，二维码系统对设备的质量标准进行固化，明确每一工序质量控制点，包括细分工序可能会出现问题以及应该达到的质量标准。严格按照标准去执行操作，并将安装信息以二维码形式进行上传可使质量控制的全过程得到有效的记录。
3.3.3 二维码与BIM技术施工安装信息共享
在二维码系统录入设备相关信息时，由项目BIM工程师录入设备的BIM模型，但由于本项目系统性能限制，无法录入动态BIM模型，只能录入图片格式的BIM模型。这项缺点可以通过录入设备数个角度的静态BIM模型图片进行修正，在实际应用中，该缺点并未对现场施工人员和管理工程师理解设备BIM模型产生太大的困难。同时，BIM建模时所录入的工程属性同时保留下来，这样就可避免重复录入信息，提高信息使用效率，实现机电设备安装过程的信息共享。当然，系统还可以手动录入详细的设备信息，包括附件信息、图纸信息、备品信息、设备操作文件、培训资料、模拟操作文件、维护日志、维修日志、维护计划、维护支持等等。
在施工中，若出现了设备参数、安装位置及方式、与其他管线和设备的相对位置等设备信息的变更，只要项目BIM工程师及时上传这些变更信息，同时将二维码系统的BIM模型进行同步更新，就可以保证二维码系统安装信息的实时性和先进性。
3.4 系统运维管理
3.4.1 设备运维的操作
运维管理是指在设备全寿命周期中对设备运行、维护、维修的管理，保证设备正常运转，各项工作有序进行。设备的基本信息都已经录入系统中的二维码，通过扫码即可查看到设备基本信息和状态。另外，二维码系统支持接入物联网数据信息，通过物联网内各传感器，实时监测设备的在线运行状态，定期将状态信息传入二维码系统，对设备的相关信息进行自动更新，为设施设备的智能维护、维修提供了技术支持。
在关键设备上张贴二维码，赋予指定人员设备维护的权限，扫码即可记录相关的维护操作。管理人员可以扫码查看设备相关信息和历史维护记录，权限足够的管理人员还可以在后台查看全部的设备维护记录。通过不断完善二维码信息，实时检测记录各个设备的状态，对有可能出现问题的设备管线进行预警，防患于未然，实现建筑智能化。一旦发生故障，通过二维码系统内的BIM模型快速定位、及时进行维修、降低损失，并且能够查明原因，确定责任人。当现场设备出现故障时，维修人员可以扫描二维码查看履历信息，了解历史故障信息及检修负责人，以此判断该故障属于偶发性故障还是周期性故障，同时可以与历史故障处理人员沟通交流，进而提高检修效率（见图1）。
针对不同的设备类型，可预先在二维码系统内进行维护保养标准的定义，注明设备维护保养标准，避免出现保养操作不当而引起的设备损害情况，有效降低了设备损坏率，减少固定成本。在对该设备扫码时，能够查看到设备的维修指导、操作规范及维修记录。可以对维护信息进行下载、导出，实现可视化数据分析。
通过二维码的应用，在后期运维时可以提高巡检效率，减少故障发生风险，有效降低运维费用。
3.4.2 设备运维的管理
二维码系统可以辅助日常物业管理，管理人员在二维码系统中添加设备的维护计划，系统会按照计划定期提醒物业人员对该设备进行日常维护工作。在巡检过程中，可以通过二维码查看维护计划并记录维护情况，在维护工作结束后，由管理人员检查合格后，上传维护日志。二维码系统还提供了查询备品库中设备备品数量的功能，提醒采购人员制定采购计划。
4 结语
综上所述，通过将BIM技术和二维码技术融入到传统的工作流程中去，解决了以往设计方面的不足，大大优化了机电安装工程的施工流程，加快了项目施工进度以及施工质量，形成保障全寿命周期管理落实的重要环节。其具有的应用价值将会帮助建筑机电安装业的进一步提高，并在未来的不断完善优化中为建筑安装工程提供更好的技术支持，值得在相关领域推广应用。
参考文献
[1]张林、王兴伟、申张鹏.浅析二维码在建筑工地中的应用[J].建设科技.2016（23）.
[2]毛峻青.与二维码结合的建筑信息模型技术在全寿命周期管理中应用[J].电力与能源.2016（01）.
论文作者:蔡国荣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第21期
论文发表时间:2018/1/6
标签：设备论文; 二维码论文; 信息论文; 系统论文; 模型论文; 机电论文; 计划论文; 《建筑学研究前沿》2017年第21期论文;