技术领域
[0001] 本
发明涉及工程船舶施工系统技术领域，尤其涉及一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统及应用方法。
背景技术
[0002] BIM(建筑信息化模型)是一个完备的信息模型，能够将工程项目在全生命周期中各个不同阶段的工程信息、过程和资源集成在一个模型中，方便的被工程各参与方使用。BIM可以对施工过程进行3D
可视化模拟，对于施工过程中各设备及
硬件运行状况进行
跟踪记录，同时结合这些设备的出厂信息，对该设备当前的状况作出科学的分析和把控。
[0003] 工程船舶施工环境普遍比较恶劣，且施工系统大多处于连续工作的状态，对于设备的运行寿命、工作状态难以有效的把控，若把控不好会直接影响施工
质量，需要施工管理系统对运行中的各设备、施工对象进行科学、有效的监控。
[0004] 当今的工程船舶施工领域，为了确保施工进度和质量，现有的较为普遍的做法为在施工操作
软件中生成数据表格，将施工过程中的关键数据和变量通过表格的方式人工记录下来，后期通过对这些表格的追溯和
整理。但在实际运用中，表格的数据量大且抽象，体现施工过程的方式不直观，而且需要耗费大量的人
力对表格进行更新，效率低下。
发明内容
[0005] 本发明旨在解决
现有技术的不足，而提供一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统及应用方法。
[0006] 本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
[0007] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统，包括施工模
块、施工控
制模块、
数据处理模块，施工模块包括用于海上施工的施工设备、用于收集施工现场数据和信息的数据收集装置，施工设备包括施工船舶的动力设施以及船上的施工设施；
[0008] 施工
控制模块包括互相连接的PLC、
人机交互系统，PLC的输入端与数据收集装置相连，PLC的输出端与施工设备的控制端相连；
[0009] 数据处理模块包括用于采集PLC中有效数据信息的
数据采集服务器、作为记录数据信息载体的BIM模型仿真装置，数据采集服务器的输入端与PLC相连，数据采集服务器的输出端与BIM模型仿真装置相连。
[0010] 优选的，数据收集装置包括
吃水传感器、重量传感器、
压力传感器、电磁流量计。
[0011] 优选的，PLC与人机交互系统通过以太网或串口通讯传递命令及数据。
[0012] 优选的，船上的施工设施包括提升机构、送料管路。
[0013] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统的应用方法，具体方法如下：
[0014] 人机交互系统在技术人员的操作下通过PLC完成对施工设备的控制；
[0015] 施工过程中，PLC通过数据收集装置收集施工现场各设备的数据及施工状态参数，用来记录施工过程中设备运行状态：吃水传感器用于检测工程船舶的吃水深度，反映船舶载重状态以及确定甲板标高使用情况，重量传感器用来实时检测提升机构重量，统计施工用料量，压力传感器与电磁流量计用于检测管路状态以及输料速度，
电机运行
电流则可以通过模拟量或总线通讯方式采集，用于检测电机运行状态及运行时间；
[0016] 数据收集到PLC后，数据采集服务器根据BIM模型所需数据类型从PLC中收集数据信息，并进行数据的存储和整理归纳，作为BIM模型的数据来源。
[0017] 优选的，对于工程船舶上长期处于连续运行的设备和长期处于受力和振动状态的机械结构，通过现场传感器采集信息，同时结合施工控制模块、数据处理模块，综合分析系统设备的运行状态，在BIM模型中对其有效信息进行记录；
[0018] BIM模型中记录的施工模块中易损部件在人机交互系统中提示发生损坏报警或已到达使用年限，提示技术人员及时对损坏或到期件进行维护及更换，直到现场传感器检测到该部件正常，同时BIM模型通过数据采集服务器更新该部件的维修状态，以便后期的维护保养；
[0019] 对工程船舶的施工对象和施工质量重点监管部位，在施工过程中实时的对其进行BIM建模，结合数据收集装置现场采集的、记录在数据采集服务器中的实际用料数据，分析工程产品是否是按照标准的工艺进行生产，为后期改进工艺留下数据参考依据。
[0020] 本发明的有益效果是：本发明以BIM模型为数据的载体，数据采集服务器将数据采集并分类导入相应的BIM模型中，为现场人员提供更加直观的数据反馈，便于相应决策的实施；同时BIM模型也可以保存历史记录，便于后期对施工问题进行追溯，利于工程的各方在时间及空间上更全面的了解工程信息，便于管理，这种方式降低了技术人员的工作量且具有较高的效率。
附图说明
[0021] 图1为本发明的连接关系图；
[0022] 以下将结合本发明的
实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
[0023] 下面结合实施例对本发明作进一步说明：
[0024] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统，包括施工模块、施工控制模块、数据处理模块，施工模块包括用于海上施工的施工设备、用于收集施工现场数据和信息的数据收集装置，施工设备包括施工船舶的动力设施以及船上的施工设施；
[0025] 施工控制模块包括互相连接的PLC、人机交互系统，PLC的输入端与数据收集装置相连，PLC的输出端与施工设备的控制端相连；
[0026] 数据处理模块包括用于采集PLC中有效数据信息的数据采集服务器、作为记录数据信息载体的BIM模型仿真装置，数据采集服务器的输入端与PLC相连，数据采集服务器的输出端与BIM模型仿真装置相连。
[0027] 优选的，数据收集装置包括吃水传感器、重量传感器、压力传感器、电磁流量计。
[0028] 优选的，PLC与人机交互系统通过以太网或串口通讯传递命令及数据。
[0029] 优选的，船上的施工设施包括提升机构、送料管路。
[0030] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统的应用方法，具体方法如下：
[0031] 人机交互系统在技术人员的操作下通过PLC完成对施工设备的控制；
[0032] 施工过程中，PLC通过数据收集装置收集施工现场各设备的数据及施工状态参数，用来记录施工过程中设备运行状态：吃水传感器用于检测工程船舶的吃水深度，反映船舶载重状态以及确定甲板标高使用情况，重量传感器用来实时检测提升机构重量，统计施工用料量，压力传感器与电磁流量计用于检测管路状态以及输料速度，电机运行电流则可以通过模拟量或总线通讯方式采集，用于检测电机运行状态及运行时间；
[0033] 数据收集到PLC后，数据采集服务器根据BIM模型所需数据类型从PLC中收集数据信息，并进行数据的存储和整理归纳，作为BIM模型的数据来源。
[0034] 优选的，对于工程船舶上长期处于连续运行的设备和长期处于受力和振动状态的机械结构，通过现场传感器采集信息，同时结合施工控制模块、数据处理模块，综合分析系统设备的运行状态，在BIM模型中对其有效信息进行记录；
[0035] BIM模型中记录的施工模块中易损部件在人机交互系统中提示发生损坏报警或已到达使用年限，提示技术人员及时对损坏或到期件进行维护及更换，直到现场传感器检测到该部件正常，同时BIM模型通过数据采集服务器更新该部件的维修状态，以便后期的维护保养；
[0036] 对工程船舶的施工对象和施工质量重点监管部位，在施工过程中实时的对其进行BIM建模，结合数据收集装置现场采集的、记录在数据采集服务器中的实际用料数据，分析工程产品是否是按照标准的工艺进行生产，为后期改进工艺留下数据参考依据。
控制器采用ABFLEX1794系列PLC。
[0037] 实施例一
[0038] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统，包括施工模块、施工控制模块、数据处理模块，施工模块包括用于海上施工的施工设备、用于收集施工现场数据和信息的数据收集装置，施工设备包括施工船舶的动力设施以及船上的施工设施；
[0039] 施工控制模块包括互相连接的PLC、人机交互系统，PLC的输入端与数据收集装置相连，PLC的输出端与施工设备的控制端相连；
[0040] 数据处理模块包括用于采集PLC中有效数据信息的数据采集服务器、作为记录数据信息载体的BIM模型仿真装置，数据采集服务器的输入端与PLC相连，数据采集服务器的输出端与BIM模型仿真装置相连。
[0041] 优选的，数据收集装置包括吃水传感器、重量传感器、压力传感器、电磁流量计。
[0042] 优选的，船上的施工设施包括提升机构、送料管路。
[0043] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统的应用方法，具体方法如下：
[0044] 人机交互系统在技术人员的操作下通过PLC完成对施工设备的控制；
[0045] 施工过程中，PLC通过数据收集装置收集施工现场各设备的数据及施工状态参数，用来记录施工过程中设备运行状态：吃水传感器用于检测工程船舶的吃水深度，反映船舶载重状态以及确定甲板标高使用情况，重量传感器用来实时检测提升机构重量，统计施工用料量，压力传感器与电磁流量计用于检测管路状态以及输料速度，电机运行电流则可以通过模拟量或总线通讯方式采集，用于检测电机运行状态及运行时间；
[0046] 数据收集到PLC后，数据采集服务器根据BIM模型所需数据类型从PLC中收集数据信息，并进行数据的存储和整理归纳，作为BIM模型的数据来源。
[0047] 优选的，对于工程船舶上长期处于连续运行的设备和长期处于受力和振动状态的机械结构，通过现场传感器采集信息，同时结合施工控制模块、数据处理模块，综合分析系统设备的运行状态，在BIM模型中对其有效信息进行记录；
[0048] BIM模型中记录的施工模块中易损部件在人机交互系统中提示发生损坏报警或已到达使用年限，提示技术人员及时对损坏或到期件进行维护及更换，直到现场传感器检测到该部件正常，同时BIM模型通过数据采集服务器更新该部件的维修状态，以便后期的维护保养；
[0049] 对工程船舶的施工对象和施工质量重点监管部位，在施工过程中实时的对其进行BIM建模，结合数据收集装置现场采集的、记录在数据采集服务器中的实际用料数据，分析工程产品是否是按照标准的工艺进行生产，为后期改进工艺留下数据参考依据。
[0050] 实施例二
[0051] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统，包括施工模块、施工控制模块、数据处理模块，施工模块包括用于海上施工的施工设备、用于收集施工现场数据和信息的数据收集装置，施工设备包括施工船舶的动力设施以及船上的施工设施；
[0052] 施工控制模块包括互相连接的PLC、人机交互系统，PLC的输入端与数据收集装置相连，PLC的输出端与施工设备的控制端相连；
[0053] 数据处理模块包括用于采集PLC中有效数据信息的数据采集服务器、作为记录数据信息载体的BIM模型仿真装置，数据采集服务器的输入端与PLC相连，数据采集服务器的输出端与BIM模型仿真装置相连。
[0054] 优选的，数据收集装置包括吃水传感器、重量传感器、压力传感器、电磁流量计。
[0055] 优选的，PLC与人机交互系统通过以太网或串口通讯传递命令及数据。
[0056] 一种基于BIM模型的工程船舶施工管理系统的应用方法，具体方法如下：
[0057] 人机交互系统在技术人员的操作下通过PLC完成对施工设备的控制；
[0058] 施工过程中，PLC通过数据收集装置收集施工现场各设备的数据及施工状态参数，用来记录施工过程中设备运行状态：吃水传感器用于检测工程船舶的吃水深度，反映船舶载重状态以及确定甲板标高使用情况，重量传感器用来实时检测提升机构重量，统计施工用料量，压力传感器与电磁流量计用于检测管路状态以及输料速度，电机运行电流则可以通过模拟量或总线通讯方式采集，用于检测电机运行状态及运行时间；
[0059] 数据收集到PLC后，数据采集服务器根据BIM模型所需数据类型从PLC中收集数据信息，并进行数据的存储和整理归纳，作为BIM模型的数据来源。
[0060] 优选的，对于工程船舶上长期处于连续运行的设备和长期处于受力和振动状态的机械结构，通过现场传感器采集信息，同时结合施工控制模块、数据处理模块，综合分析系统设备的运行状态，在BIM模型中对其有效信息进行记录；
[0061] BIM模型中记录的施工模块中易损部件在人机交互系统中提示发生损坏报警或已到达使用年限，提示技术人员及时对损坏或到期件进行维护及更换，直到现场传感器检测到该部件正常，同时BIM模型通过数据采集服务器更新该部件的维修状态，以便后期的维护保养；
[0062] 对工程船舶的施工对象和施工质量重点监管部位，在施工过程中实时的对其进行BIM建模，结合数据收集装置现场采集的、记录在数据采集服务器中的实际用料数据，分析工程产品是否是按照标准的工艺进行生产，为后期改进工艺留下数据参考依据。
[0063] 上面结合具体实施例对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
