CN114896652B - 一种基于bim的工业建筑信息化控制终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，属于工业生产信息化控制技术领域，包括建模模块、储存模块、控制模块和服务器；所述建模模块用于进行工业建筑的建模，获得车间控制模型；控制模块用于基于车间控制模型进行远程控制，管理人员通过车间控制模型实时了解对应生产车间的生产动态信息，设置自定义单元，管理人员通过自定义单元新建控制监管项目，当到达新建控制监管项目的设定值时，对管理人员进行提示，并自动将车间控制模型中的对应位置进行放大，关联生产车间中对应的车间动态补充设备，进行对应数据的直接传输显示；管理人员根据车间控制模型和传输显示数据发送控制指令，将控制指令发送给对应的生产设备进行远程控制。

Description

一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端

技术领域

本发明属于工业生产信息化控制技术领域，具体是一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端。

背景技术

BIM为建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达，利用BIM技术可以对工程项目进行虚拟设计、建造、维护及管理；它具有可视化、协调性、模拟性、优化性四大特点。

随着人们对工作环境等要求的逐步提高，在当前的工业化生产中，很多企业都面临着现场操作人员短缺的现象；为了解决这个问题，本发明提供了一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，通过基于BIM建立车间控制模型，通过车间控制模型实现管理人员远程对生产现场的生产控制，极大的降低现场对工人人员的需求。

发明内容

为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，包括建模模块、储存模块、控制模块和服务器；

所述建模模块用于进行工业建筑的建模，获得车间控制模型；

所述控制模块用于基于车间控制模型进行远程控制，具体方法包括：

管理人员通过车间控制模型实时了解对应生产车间的生产动态信息，设置自定义单元，管理人员通过自定义单元新建控制监管项目，当到达新建控制监管项目的设定值时，对管理人员进行提示，并自动将车间控制模型中的对应位置进行放大，关联生产车间中对应的车间动态补充设备，进行对应数据的直接传输显示；管理人员根据车间控制模型和传输显示数据发送控制指令，将控制指令发送给对应的生产设备进行远程控制。

进一步地，建模模块的工作方法包括：

获取需要进行可视化控制的工业生产车间图纸，基于BIM软件实现对工业生产车间图纸的三维建模，获得车间建筑模型，获取工业生产车间内安装的生产设备，进行生产设备的模型化，获得设备模型，将设备模型设置在车间建筑模型中的对应位置上；

识别工业生产车间的生产信息，进行生产信息矢量化，获得生产矢量，根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备，在工业生产车间内安装车间动态补充设备，并转化到车间建筑模型中，打上对应的车间动态补充设备识别标签；建立动态修正模型，通过动态模型对当前的车间建筑模型进行动态关联，获得车间控制模型。

进一步地，所述车间建筑模型为无顶模型。

进一步地，进行生产信息矢量化的方法包括：

建立生产信息匹配库，将识别的工业生产车间的生产信息输入到生产信息匹配库中进行匹配，获得对应生产信息赋值，根据获得的生产信息赋值进行矢量转化，获得生产矢量。

进一步地，建立生产信息匹配库的方法包括：

获取当前工业企业具有的生产信息，进行生产信息的识别归类，建立分类统计表，设置各个分类统计表中的分类关联性，根据设置的分类关联性建立分类赋值表，将分类统计表与分类赋值表进行相匹配合并，获得信息匹配表，建立第一数据库，将信息匹配表输入到第一数据库中，将当前的第一数据库标记为生产信息匹配库。

进一步地，根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备的方法包括：

识别现有的所有车间建筑模型，进行去重，将去重后的车间建筑模型标记为模拟模型，识别模拟模型对应的生产信息，进行矢量化，标记为模拟矢量，在模拟模型上打上对应的矢量标签；进行模拟模型的动态评估归类，并在模拟矢量上打上对应的归类标签，根据归类标签对应的模拟模型和生产信息设置车间动态补充设备方案，将车间动态补充设备方案打上对应的矢量标签，将模拟矢量映射到向量空间中，根据归类标签进行模拟矢量合并，获得矢量区域，为矢量区域打上对应的归类标签，设置矢量区域的代表矢量DB_ij，其中i＝1、2、……、n，n为正整数，j＝1、2、……、m，m为正整数；根据代表矢量DB_ij和对应的矢量区域设置匹配值区间；识别生产矢量，标记为SC_i，根据匹配值公式计算对应的匹配值PZ_j：根据匹配值PZ_j与对应的匹配值区间进行匹配，获得对应的车间动态补充设备方案。

进一步地，匹配值公式为

进一步地，自定义单元的工作方法包括：

管理人员根据监管需要新建控制监管项目，识别新建控制监管项目的类别和限制参数，将识别的类别和限制参数分别标记为目标类别和目标参数；根据目标类别实时对车间控制模型中对应的数据进行采集，标记为校核数据，将采集的校核数据与目标参数进行比较，当校核数据达到目标参数时，发出提示信息对管理人员进行提示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过基于BIM软件实现对工业生产车间图纸的三维建模，获得车间建筑模型，再进行补充设置建立车间控制模型，通过建立车间控制模型，帮助工业生产企业的管理人员对生产车间的实时动态了解，便于进行远程调控，实现一人多职，大大的降低对现场操作人员的欲求，提高生产的自动化和智能化；通过新建控制监管项目进行智能化校准，到达设定值时自动提醒管理人员，降低管理人员的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，包括建模模块、储存模块、控制模块和服务器；

所述建模模块用于进行工业建筑的建模，具体方法包括：

获取需要进行可视化控制的工业生产车间图纸，基于BIM软件实现对工业生产车间图纸的三维建模，获得车间建筑模型，且车间建筑模型为无顶模型，即为没有顶棚的建筑模型，便于直接观察到模型内的具体信息；获取工业生产车间内安装的生产设备，进行生产设备的模型化，获得设备模型，将设备模型设置在车间建筑模型中的对应位置上；

识别工业生产车间的生产信息，生产信息包括生产用途、设备型号、设备运行方式、人员信息等在本申请中可能用到的信息；进行生产信息矢量化，获得生产矢量，根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备，在工业生产车间内安装车间动态补充设备，并转化到车间建筑模型中，打上对应的车间动态补充设备识别标签；建立动态修正模型，通过动态模型对当前的车间建筑模型进行动态关联，获得车间控制模型。

进行生产信息矢量化的方法包括：

建立生产信息匹配库，将识别的工业生产车间的生产信息输入到生产信息匹配库中进行匹配，获得对应生产信息赋值，根据获得的生产信息赋值进行矢量转化，获得生产矢量。

建立生产信息匹配库的方法包括：

获取当前工业企业具有的生产信息，进行生产信息的识别归类，建立分类统计表，设置各个分类统计表中的分类关联性，根据设置的分类关联性建立分类赋值表，将分类统计表与分类赋值表进行相匹配合并，获得信息匹配表，建立第一数据库，将信息匹配表输入到第一数据库中，将当前的第一数据库标记为生产信息匹配库。

分类关联性是根据对应分类数据矢量化后是否会交叉进行设置的，用于保障矢量不会在向量空间中交叉，具体的由专家组进行讨论设置。

根据设置的分类关联性建立分类赋值表就是分类关联性设置对应的分类内生产信息的赋值，由专家组进行设置。

根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备的方法包括：

识别现有的所有车间建筑模型，进行去重，将去重后的车间建筑模型标记为模拟模型，识别模拟模型对应的生产信息，进行矢量化，标记为模拟矢量，在模拟模型上打上对应的矢量标签；进行模拟模型的动态评估归类，并在模拟矢量上打上对应的归类标签，具有相同归类标签的模拟模型所采用的车间动态补充设备是相同的；根据归类标签对应的模拟模型和生产信息设置车间动态补充设备方案，具体的是由专家组进行讨论设置；将车间动态补充设备方案打上对应的矢量标签，将模拟矢量映射到向量空间中，根据归类标签进行模拟矢量合并，获得矢量区域，为矢量区域打上对应的归类标签，设置矢量区域的代表矢量DB_ij，其中i＝1、2、……、n，n为正整数，j＝1、2、……、m，m为正整数；i表示生产信息内对应信息的赋值，j表示矢量区域；DB_ij＝(DB_1m，DB_2m，…，DB_nm)；根据代表矢量DB_ij和对应的矢量区域设置匹配值区间；识别生产矢量，标记为SC_i，根据匹配值公式

计算对应的匹配值PZ_j：根据匹配值PZ_j与对应的匹配值区间进行匹配，获得对应的车间动态补充设备方案。

进行模拟模型的动态评估归类的方法包括：

可以由专家组进行人工评估归类，即为评估模拟模型是否可以使用同一个车间动态补充设备方案；还可以通过建立神经网络模型进行智能评估。

根据归类标签进行模拟矢量合并的方法就是属于同一归类标签的模拟矢量进行相应的区域合并，因为在进行矢量化时就进行了相应的调整，使得可以直接进行区域合并，具体的合并过程为本领域常识，因此不进行详细叙述。

设置矢量区域的代表矢量DBi的方法包括：一般以矢量区域的中间对应的矢量为代表矢量，也可以由矢量区域的边界设置代表矢量，具体的并不唯一，可以根据实际需要进行调整。

根据代表矢量DBi和对应的矢量区域设置匹配值区间就是生产矢量与代表矢量DBi之间的匹配值位于匹配值区间内，代表其属于该矢量区域。

动态修正模型是基于CNN网络或DNN网络进行建立的，用于将车间建筑模型内的车间动态补充设备进行动态关联，实现车间控制模型内设备运行的实时动态显示，通过由专家组设置对应的训练集进行训练，具体的建立和训练过程为本领域常识，因此不进行详细的叙述。

在一个实施例中，当生产企业内有多个需要进行可视化控制的生产车间时，建立多个对应的车间控制模型，定位对应的实际位置，进行多个车间控制模型的整合，统一进行可视化控制。

所述储存模块用于进行数据储存，具体方法包括：

根据车间控制模型将需要采集的数据进行分类，标记为采集分类，根据采集分类在建立对应的储存节点，建立对应采集分类数据的传输通道，将对应的采集分类数据通过对应的传输通过储存到对应的储存节点中。

根据车间控制模型将需要采集的数据进行分类的方法就是根据车间控制模型内对应的设备模型种类、用途、格式等信息进行分类的，具体的为本领域常识，因此不进行详细叙述。

所述控制模块用于基于车间控制模型进行远程控制，具体方法包括：

管理人员通过车间控制模型实时了解对应生产车间的生产动态信息，设置自定义单元，管理人员通过自定义单元新建控制监管项目，当到达新建控制监管项目的设定值时，即达到目标类别的目标参数，对管理人员进行提示，并自动将车间控制模型中的对应位置进行放大，关联生产车间中对应的车间动态补充设备，进行对应数据的直接传输显示；如监控设备的针对监控采集；管理人员根据车间控制模型和传输显示数据发送控制指令，将控制指令发送给对应的生产设备进行远程控制。

自定义单元用于管理人员新建控制监管项目，具体方法包括：

管理人员根据监管需要新建控制监管项目，识别新建控制监管项目的类别和限制参数，将识别的类别和限制参数分别标记为目标类别和目标参数；根据目标类别实时对车间控制模型中对应的数据进行采集，标记为校核数据，将采集的校核数据与目标参数进行比较，当校核数据达到目标参数时，发出提示信息对管理人员进行提示，反之则不进行操作。

新建控制监管项目就是通过系统进行数据的检测提示，和闹钟的用途相同，如生产设备生产到某个数值时，需要进行后续的控制调整，通过新建控制监管项目进行智能化校准，到达设定值时自动提醒管理人员，降低管理人员的负担。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：通过建模模块进行工业建筑的建模，获得车间控制模型；通过控制模块基于车间控制模型进行远程控制，管理人员通过车间控制模型实时了解对应生产车间的生产动态信息，设置自定义单元，管理人员通过自定义单元新建控制监管项目，当到达新建控制监管项目的设定值时，对管理人员进行提示，并自动将车间控制模型中的对应位置进行放大，关联生产车间中对应的车间动态补充设备，进行对应数据的直接传输显示；管理人员根据车间控制模型和传输显示数据发送控制指令，将控制指令发送给对应的生产设备进行远程控制。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，其特征在于，包括建模模块、储存模块、控制模块和服务器；

所述建模模块用于进行工业建筑的建模，获得车间控制模型；

所述控制模块用于基于车间控制模型进行远程控制，具体方法包括：

管理人员通过车间控制模型实时了解对应生产车间的生产动态信息，设置自定义单元，管理人员通过自定义单元新建控制监管项目，当到达新建控制监管项目的设定值时，对管理人员进行提示，并自动将车间控制模型中的对应位置进行放大，关联生产车间中对应的车间动态补充设备，进行对应数据的直接传输显示；管理人员根据车间控制模型和传输显示数据发送控制指令，将控制指令发送给对应的生产设备进行远程控制；

建模模块的工作方法包括：

获取需要进行可视化控制的工业生产车间图纸，基于BIM软件实现对工业生产车间图纸的三维建模，获得车间建筑模型，获取工业生产车间内安装的生产设备，进行生产设备的模型化，获得设备模型，将设备模型设置在车间建筑模型中的对应位置上；

识别工业生产车间的生产信息，进行生产信息矢量化，获得生产矢量，根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备，在工业生产车间内安装车间动态补充设备，并转化到车间建筑模型中，打上对应的车间动态补充设备识别标签；建立动态修正模型，通过动态模型对当前的车间建筑模型进行动态关联，获得车间控制模型；

所述车间建筑模型为无顶模型；

进行生产信息矢量化的方法包括：

建立生产信息匹配库，将识别的工业生产车间的生产信息输入到生产信息匹配库中进行匹配，获得对应生产信息赋值，根据获得的生产信息赋值进行矢量转化，获得生产矢量；

建立生产信息匹配库的方法包括：

获取当前工业企业具有的生产信息，进行生产信息的识别归类，建立分类统计表，设置各个分类统计表中的分类关联性，根据设置的分类关联性建立分类赋值表，将分类统计表与分类赋值表进行相匹配合并，获得信息匹配表，建立第一数据库，将信息匹配表输入到第一数据库中，将当前的第一数据库标记为生产信息匹配库；

根据获得的生产矢量匹配车间动态补充设备的方法包括：

识别现有的所有车间建筑模型，进行去重，将去重后的车间建筑模型标记为模拟模型，识别模拟模型对应的生产信息，进行矢量化，标记为模拟矢量，在模拟模型上打上对应的矢量标签；进行模拟模型的动态评估归类，并在模拟矢量上打上对应的归类标签，根据归类标签对应的模拟模型和生产信息设置车间动态补充设备方案，将车间动态补充设备方案打上对应的矢量标签，将模拟矢量映射到向量空间中，根据归类标签进行模拟矢量合并，获得矢量区域，为矢量区域打上对应的归类标签，设置矢量区域的代表矢量DB_ij，其中i＝1、2、……、n，n为正整数，j＝1、2、……、m，m为正整数；根据代表矢量DB_ij和对应的矢量区域设置匹配值区间；识别生产矢量，标记为SC_i，根据匹配值公式计算对应的匹配值PZ_j：根据匹配值PZ_j与对应的匹配值区间进行匹配，获得对应的车间动态补充设备方案；

匹配值公式为

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工业建筑信息化控制终端，其特征在于，自定义单元的工作方法包括：

管理人员根据监管需要新建控制监管项目，识别新建控制监管项目的类别和限制参数，将识别的类别和限制参数分别标记为目标类别和目标参数；根据目标类别实时对车间控制模型中对应的数据进行采集，标记为校核数据，将采集的校核数据与目标参数进行比较，当校核数据达到目标参数时，发出提示信息对管理人员进行提示。

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