CN103247004B - 一种基于机电集成bim模型的信息管理方法与系统 - Google Patents

Abstract

一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法，用三维制图软件对综合深化图建模，生成三维模型，将生成的三维模型导出为VRP模型数据，构成基本模型数据；将VRP模型数据直接导入VRP编辑器，并录入模型中相应零部件的参数及位置、所适用场所的结构信息、机电综合深化平面图以及过程中的往来文件，与相应的三维模型建立链接；所述三维模型通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、实时画面所处场景位置；本发明同时提供了基于机电集成BIM模型的信息管理系统，适合各施工设计单位应用于整个项目实施阶段，具有互动性、可视化、信息化、参数化、灵活性、保密性、的特点。

Description

一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法与系统

技术领域

本发明属于信息管理技术领域，特别涉及一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法与系统。

背景技术

机电安装项目在实施过程中由于条件资料的限制,存在以下问题：

1.施工阶段施工人员通过平面施工图纸熟悉施工对象，缺乏直观感受和对施工后状态的预先判断；

2.重点难点部位的方案解决存在困难，如管线综合排布，各专业之间的碰撞协调等，目前主要依赖深化设计。

3.如何有效的监控项目施工进度；各类施工图纸，审批材料如何进行有效的管理等。

4.竣工阶段竣工资料以平面图纸和书面资料的形式提交，直观性不强。要了解项目的机电安装情况，需要翻阅大量的图纸资料，工作量很大。

5.各方面资料各成系统，互相之间没有有效的联系。平面图纸，断面图纸，设备资料等等，各成体系，没有一种有效地方式使其连接成一个整体。

6.后期物业运营管理维护阶段，工作效率低，工作量大。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法与系统，适合各施工设计单位应用于从项目投标，到项目施工阶段，到项目竣工阶段的整个项目实施阶段，具有可视化、信息化、参数化、灵活性、保密性、互动性的优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法，包括如下步骤：

步骤1，数据生成：利用三维制图软件对综合深化图建模，生成三维模型，包括零部件模型和组装模型，构成基本数据信息；

步骤2，数据转换：将生成的三维模型根据相应的三维制图软件导出为3DMAX可以读取的格式，在3DMAX中烘培模型，3DMAX与VRP插件导出为VRP模型数据，构成基本模型数据；

步骤3，信息输入：将步骤2的VRP模型数据直接导入VRP编辑器，依次执行如下步骤：

步骤3.1

按专业或系统编组输入模型属性，对模型按照各自属性类别分别编组；

步骤3.2

订制系统菜单，实现交互信息管理；

步骤3.3

建立设备及零部件数据库，录入模型中相应零部件的数据信息及位置、所适用场景的结构信息，录入机电综合深化平面图以及机电项目实施过程中的往来文件，并与相应的三维模型建立链接；

步骤3.4

制作贴图、导航图，输入导航坐标原点；

步骤4，信息输出：

将所述三维模型分专业或分单元通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、通过导航实时画面所处位置。

所述步骤3.2中系统菜单包括BIM信息检索按钮、BIM模型按钮、相机切换按钮以及导航按钮。

所述步骤3.3中机电综合深化平面图包括综合图纸、专业图纸、系统图纸、断面图纸、材料表以及设备表。

所述VRP模型数据按专业分组，在人机交互装置上并行显示。

本发明同时提供了基于机电集成BIM模型的信息管理系统，包括：

数据生成模块，基于三维制图软件，对机电综合深化图建模，生成三维模型，包括零部件模型和组装模型，构成基本数据信息；

数据转换模块，将所述三维模型根据相应的三维制图软件导出为3DMAX可以读取的格式，再通过3DMAX插件导为VRP模型数据，构成基本模型数据；

信息输入模块，将所述VRP模型数据导入VRP编辑器，建立设备及机器数据库，录入模型中相应零部件的参数及位置、所适用场所的结构信息、机电综合深化平面图、以及机电项目实施过程中的往来文件，并将数据库中各信息或文件与相应的三维模型建立链接；

BIM数据信息处理模块，接信息输入模块，按专业或系统编组输入模型属性，根据模型各自属性类别分别编组，并为各数据信息设置导航；

信息输出模块，将所述三维模型分专业或分单元通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、实时现面所处位置。

所述BIM数据信息处理模块通过给相机切换按钮写入脚本语言，切换不同的相机视图，实现自由切换相机视图，通过人为的键盘手动操作浏览模型、管线、设备，通过点击按钮实现自由行走状态，通过设置好自动漫游路径点击按钮实现自动漫游状态。

所述BIM数据信息处理模块包括有BIM信息检索单元，通过该单元实现对数据库中的图信息的检索查阅。

所述BIM数据信息处理模块包括有模拟安装单元，通过该单元对三维模型进行模拟组合安装。

所述模拟安装单元包括有安装调整子单元，针对管道模拟安装中的大型设备运送、安装以及零部件位置信息准确检测定位。

本发明的系统还包括材料监控模块，在每个节点时间内设置材料余量，根据实际的工程进度实现材料使用情况监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1．脱离对专业BIM管理系统的依赖，无需借助专业系统也能运行使用，方便BIM模型最直接的使用者。

2．人机互动浏览，在模型中自由行走，360度自由视角查看管线排布，身临其境。

3．在浏览中通过鼠标移动至相关模型，可以得到该模型相关的模型属性，设备参数等信息。

4．专业订制BIM模型信息界面，可根据需求定制相应按钮索引。

5．BIM信息检索功能，集成了图纸、表格、图片、动画等各种格式的文档信息；按需显示BIM模型（通过订制按钮可分专业分系统切换显示，方便查看单一专业系统模型或综合管线排布模型）。

6．对材料表设备表、设备数据库集中管理显示，支持随时保存更新。设备参数信息以数据库形式显示，设备可附加真实样机图、制作图、出厂日期、到厂日期、保修日期等详细信息（按需定制）。

附图说明

图1是本发明系统结构图。

图2是本发明方法流程图。

图3是本发明信息输入信息示意图。

图4是本发明在施工重点难点的解决方案示意图。

图5是本发明各种图纸集成运用示意图。

图6是本发明来往文件的集成运用示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

如图1所示，本发明基于机电集成BIM模型的信息管理系统，包括：数据生成模块、数据转换模块、信息输入模块、BIM数据信息处理模块以及信息输出模块。

如图2所示，根据以上系统，本发明基于机电集成BIM模型的信息管理方法，包括如下步骤：

步骤1、首先在数据生成模块中，基于各种三维制图软件，如AutodeskRevit MEP、Autodesk Revit Architecture、CADWe'llTfas等三维制图软件，对机电综合深化图建模，生成三维模型，包括零部件模型和组装模型，从而构成基本数据信息；

步骤2、然后在数据转换模块中，将所述三维模型根据相应的三维制图软件导出为3DMAX可以读取的格式，如FBX或DWG，并在3DMAX中烘培模型，再通过3DMAX插件导为VRP模型数据，构成基本模型数据；

步骤3、信息输入模块将所述VRP模型数据导入VRP编辑器，依次执行如下步骤：

步骤3.1

利用BIM数据信息处理模块按专业（一般按照风、电划分专业）或系统编组输入模型属性，按照模型各自属性类别分别编组，并为各数据信息设置导航；BIM数据信息处理模块通过给相机切换按钮写入脚本语言，切换不同的相机视图，实现自由切换相机视图，通过人为的键盘手动操作浏览模型、管线、设备详细视角点击按钮实现自由行走状态，通过设置好自动漫游路径点击按钮实现自动漫游状态。BIM数据信息处理模块包括有BIM信息检索单元和模拟安装单元，BIM信息检索单元实现对数据库中的图信息的检索查阅，模拟安装单元对三维模型进行模拟组合安装。模拟安装单元包括有安装调整子单元，针对管道模拟安装中的大型设备运送、安装以及零部件位置信息准确检测定位。

步骤3.2

订制系统菜单，包括BIM信息检索按钮、BIM模型按钮、相机切换按钮以及导航按钮等，实现交互信息管理，可根据客户需求定制相应按钮索引，实现方法如下：

①显示隐藏物体,0,按钮菜单,0

②切换物体的状态值,BIM信息检索

#比较物体的状态值,BIM信息检索,1

显示隐藏物体,0,按钮菜单-BIM信息检索,0

#否则

③显示隐藏物体,0,按钮菜单-BIM信息检索,1

#结束

④显示隐藏对话框,BIM模型显示/隐藏,0

显示隐藏物体,0,全部模型,1

显示隐藏物体,0,吊顶模型,0

分析说明：该环节由4步构成，①在单击BIM信息检索按钮时隐藏按钮菜单编组。②切换物体的状态值的意思是判断BIM信息检索按钮状态值是隐藏还是显示，用0和1来表示，每次点击，变化是否显示，切换哪个对象。结束语句；④同时在用户点击BIM信息检索按钮时，显示全部模型，隐藏按钮菜单编组、隐藏高级按钮BIM模型显示，隐藏模型吊顶。

例如，按需制作施工进度模拟按钮、设备安装动画按钮：

触发函数

施工进度模拟按钮.鼠标左键按下

打开任意文件,X:\X\施工进度模拟按钮\施工进度模拟按钮.WMV

设备安装动画按钮.鼠标左键按下

打开任意文件,X:\X\设备安装动画按钮\设备安装动画按钮.WMV

打开任意文件,X:\X\施工进度模拟按钮\施工进度模拟按钮.WMV

分析说明：

当鼠标左键按下施工进度模拟按钮时，打开施工进度模拟动画及设备安装动画。以视频方式开始播放动画。

步骤3.3

建立设备及机器数据库，录入模型中相应零部件的参数及位置、所适用场所的结构信息、机电综合深化平面图（包括综合图纸、专业图纸、断面图纸、材料表以及设备表等）以及机电项目实施过程中的往来文件，并与相应的三维模型建立链接；

步骤3.4

制作贴图、导航图，输入导航坐标原点；通过如下方式实现人机互动浏览，在模型中自由行走，360度自由视角查看管线排布：

解发函数，

鼠标左键按下，切换相机(通过名称),自动漫游,0

鼠标左键按下，切换相机(通过名称),自由行走,0

实现自动、自由互动浏览。

分析说明：（0代表重置相机参数）当鼠标左键按下自动漫游按钮时,打开自动漫游相机，按设置好的漫游路径人不操作机器自动漫游。

当鼠标左键按下自由相机按钮时，打开自由行走相机固定的相机位置，360度任意自由行走。

浏览中通过鼠标移动至相关模型，可以得到该模型相关的模型属性，设备参数等信息。实现方法如下：

触发函数

①初始化：

设置定时器,移动,1,5,移动控件

定义变量,a,0

定义变量,b,0

变量赋值,b,0

②鼠标移动：

变量赋值,b,1

定义变量,q

点击点三维模型,

变量赋值,q,<last_output>

#比较变量值,q,0

变量赋值,q,

#结束

设置控件参数,显示模型名称,2,$q

③移动控件：

#比较变量值,b,1

点击点鼠标位置

变量赋值,a,<last_output>

移动控件,显示模型名称,0,0,$a,$a

#结束

分析说明：此系统由3步构成，通过脚本②获取模型的名称，属性。并将其固定在一个名为“显示模型名称”的控件上。脚本③的作用是移动控件的位置，使其跟随鼠标移动。脚本①则控制着控件移动和显示的时间。最后达到鼠标移入模型即显示模型名称属性的目的。

步骤4，信息输出模块，将所述三维模型分专业或分单元通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、实时现面所处位置。

本发明的系统还包括材料监控模块，在每个节点时间内设置材料余量，根据实际的工程进度实现材料使用情况监控。

由此本系统可查阅综合图、专业图、平面图、断面图、材料设备表；单独观看专业显示情况、链接施工进度模拟动画，查阅施工进度情况，链接设备安装动画、复杂管线排布，平面图、三维图、实时动画安装、样机图、全方位全角度涵盖了所有BIM模型信息。

信息输入是本系统的重要组成部分，如图3所示，本系统施工前的施工交底包括各种专业图纸、设备资料图片、往来文件、材料量、三维图模拟施工后场景以及该设备参数信息，这些信息均通过信息输入模块输入至数据库中。主要是针对施工项目管理人员及施工人员。以往的施工交底均是针对平面设计图纸进行交底，图纸上不但信息量有限，而且缺乏直观感受。水电风等各个专业也基本上是各自交底，没有统一的综合概念。本发明机电集成BIM模型是在深化设计的基础上建立的模型，可以直接用于施工，保证了模型的准确性。集成模型本身不但能涵盖机电管线位置、高度、管径等基本信息，还集成了管材、各类阀门的参数、设备的安装位置、参数信息等，甚至建筑结构的信息、吊顶高度等也能整合到模型中。这些信息的集成，给予施工管理人员和现场施工人员的是身临其境的现场感，对施工后的成果有一个直观的预期。当然，针对风水电各专业的专业队伍的不同，机电集成BIM模型可以任意显示所需专业，或者综合显示。这对各专业队伍了解本专业的系统情况和整个机电系统中的安装情况有直接的指导意义。

任何一个机电项目施工中不可避免的会有一些施工重点，难点。这些部位的施工需要在事前进行细致深入的研究和分析，形成切实可行的施工方案。借助机电集成BIM模型，在对个专业系统和该区域综合管线布置充分了解的基础上，可以研究出一个最佳方案。如图4所示，为本发明施工重点难点（以根据综合空间布置设计最佳管线布置为例）的方案解决步骤。实现步骤举例如下：

触发函数

切换物体的状态值,方案切换

①#比较物体的状态值,方案切换,0

②切换相机(通过名称),方案切换相机

显示隐藏物体,1,方案一,1

显示隐藏物体,0,方案二,0

#否则

③显示隐藏物体,1,方案一,0

显示隐藏物体,0,方案二,1

#结束

分析说明：此系统由3步构成，①判断方案切换状态值，0和1来切换。②在切换的同时打开方案切换相机视角，如果是1表示方案一如果是0表示方案二。否则③相反鼠标左键按下，切换相机(通过名称),施工三维详图,0方案切换，管线布置方案设计，设备吊装方案切换。

如图5所示，为本发明对各类图纸的集成及运用示意图。

虽然有了机电集成BIM模型，但是在施工中仍然需要平面图纸。主要是由于施工人员还习惯于按图纸施工，图纸和模型要紧密的结合在一起，才能取长补短，达到最佳效果。然而一个项目图纸众多，分类繁杂，要寻找一个指定区域的指定类型的图纸需要投入足够多的时间和精力。本发明机电集成BIM模型考虑到这一点，把各类图纸（包括综合管线图，专业图，断面图，局部详图，系统图纸等等）都集成在这个三维模型中。技术人员在使用这个机电集成BIM模型时，随时可以在需要的时候快捷的调出该区域的各类相关图纸，结合立体模型，更加清晰的了解管线安装情况。实现步骤举例如下：

触发函数

综合图纸.鼠标左键按下

打开任意文件,X:\X\综合管线图\综合图.pdf

断面图纸.鼠标左键按下

打开任意文件,X:\X\断面图纸\断面图纸.pdf

如图6所示，为本发明各类书面来往文件的集成运用示意图。

对于一个施工人员来说，也许了解了机电模型安装情况，拿到相关施工图纸就可以了。对于一个项目施工管理人员来说，与其他各单位的来往文件也是其管理工作中不可缺少的一个部分。如设备材料的审批表，各类变更单等等。这些资料对于项目控制质量，控制成本是重要的资料，也是项目设备材料采购的重要依据。机电集成BIM模型把这些资料也集成在模型中，方便随时了解相关进度情况。实现步骤举例如下：

触发函数

来往文件按钮.鼠标移入

显示隐藏物体,3,来往文件色块,1

来往文件按钮.鼠标移出

显示隐藏物体,3,来往文件色块,0

由此系统，将鼠标移入来往文件的按钮上，即可在屏幕上显示所需的来往文件，鼠标移开，则显示结束。

Claims (8)

1.一种基于机电集成BIM模型的信息管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，数据生成：利用三维制图软件对综合深化图建模，生成三维模型，包括零部件模型和组装模型，构成基本数据信息；

步骤2，数据转换：将生成的三维模型根据相应的三维制图软件导出为3DMAX可以读取的格式，在3DMAX中烘培模型，3DMAX与VRP插件导出为VRP模型数据，构成基本模型数据；

步骤3，信息输入：将步骤2的VRP模型数据直接导入VRP编辑器，依次执行如下步骤：

步骤3.1

按专业或系统编组输入模型属性，对模型按照各自属性类别分别编组；

步骤3.2

订制系统菜单，实现交互信息管理；

步骤3.3

建立设备及零部件数据库，录入模型中相应零部件的数据信息及位置、所适用场景的结构信息，录入机电综合深化平面图以及机电项目实施过程中的往来文件，并与相应的三维模型建立链接；所述机电综合深化平面图包括综合图纸、专业图纸、系统图纸、断面图纸、材料表以及设备表；

步骤3.4

制作贴图、导航图，输入导航坐标原点；

步骤4，信息输出：

将所述三维模型分专业或分单元通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、通过导航实时画面所处位置；并在每个节点时间内设置材料余量，根据实际的工程进度实现材料使用情况监控。

2.根据权利要求1所述信息管理方法，其特征在于，所述步骤3.2中系统菜单包括BIM信息检索按钮、BIM模型按钮、相机切换按钮以及导航按钮。

3.根据权利要求1所述信息管理方法，其特征在于，所述VRP模型数据按专业分组，在人机交互装置上并行显示。

4.基于机电集成BIM模型的信息管理系统，其特征在于，包括：

数据生成模块，基于三维制图软件，对机电综合深化图建模，生成三维模型，包括零部件模型和组装模型，构成基本数据信息；

数据转换模块，将所述三维模型根据相应的三维制图软件导出为3DMAX可以读取的格式，再通过3DMAX插件导为VRP模型数据，构成基本模型数据；

信息输入模块，将所述VRP模型数据导入VRP编辑器，建立设备及机器数据库，录入模型中相应零部件的参数及位置、所适用场所的结构信息、机电综合深化平面图、以及机电项目实施过程中的往来文件，并将数据库中各信息或文件与相应的三维模型建立链接；

BIM数据信息处理模块，接信息输入模块，按专业或系统编组输入模型属性，根据模型各自属性类别分别编组，并为各数据信息设置导航；

信息输出模块，将所述三维模型分专业或分单元通过人机交互装置展示，并根据链接切换显示数据库中各信息或文件；同时通过导航查看零部件参数、实时现面所处位置；

材料监控模块，在每个节点时间内设置材料余量，根据实际的工程进度实现材料使用情况监控。

5.根据权利要求4所述基于机电集成BIM模型的信息管理系统，其特征在于，所述BIM数据信息处理模块通过给相机切换按钮写入脚本语言，切换不同的相机视图，实现自由切换相机视图，通过人为的键盘手动操作浏览模型、管线、设备，通过点击按钮实现自由行走状态，通过设置好自动漫游路径点击按钮实现自动漫游状态。

6.根据权利要求4所述基于机电集成BIM模型的信息管理系统，其特征在于，所述BIM数据信息处理模块包括有BIM信息检索单元，通过该单元实现对数据库中的图信息的检索查阅。

7.根据权利要求4所述基于机电集成BIM模型的信息管理系统，其特征在于，所述BIM数据信息处理模块包括有模拟安装单元，通过该单元对三维模型进行模拟组合安装。

8.根据权利要求7所述基于机电集成BIM模型的信息管理系统，其特征在于，所述模拟安装单元包括有安装调整子单元，针对管道模拟安装中的大型设备运送、安装以及零部件位置信息准确检测定位。