金和平，柳 東，張 睿，潘誠(chéng)成

（中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司，北京市 100038）

0 引言

水電行業(yè)是資產(chǎn)密集型行業(yè)，設(shè)備、建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等固定資產(chǎn)在水電開(kāi)發(fā)企業(yè)總資產(chǎn)中占超大比重，對(duì)企業(yè)具有決定性作用。水電企業(yè)既要在高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中使用和維護(hù)昂貴的資產(chǎn)裝備進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，又要遵守嚴(yán)格的行業(yè)和環(huán)境安全規(guī)范，對(duì)企業(yè)資產(chǎn)進(jìn)行安全、精細(xì)化、高效管理，可以延長(zhǎng)資產(chǎn)使用壽命，使資產(chǎn)投資收益最大化，無(wú)疑具有十分重要的意義。資產(chǎn)全生命周期管理就是實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的一種管理體系。

1 全生命周期資產(chǎn)管理和BIM簡(jiǎn)述

1.1 資產(chǎn)管理

關(guān)于資產(chǎn)管理的標(biāo)準(zhǔn)，目前主要有ISO 55000《資產(chǎn)管理—概述，原理和術(shù)語(yǔ)》《ISO 55001資產(chǎn)管理—管理體系—要求》《ISO 55002資產(chǎn)管理—管理體系—ISO 55001應(yīng)用指南》等ISO標(biāo)準(zhǔn)文件，以及Crossrail企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《AD4s資產(chǎn)數(shù)據(jù)字典定義文檔》等。

根據(jù)《ISO 55000資產(chǎn)管理—概述，原理和術(shù)語(yǔ)》的定義，資產(chǎn)是一個(gè)項(xiàng)目或?qū)嶓w，對(duì)一個(gè)組織來(lái)說(shuō)，它具有潛在或?qū)嶋H的價(jià)值。這種價(jià)值在不同的組織和利益相關(guān)者之間將有所變化，可以是有形的或無(wú)形的、金融性質(zhì)的或非金融的性質(zhì)。資產(chǎn)從開(kāi)始被創(chuàng)建到其壽命結(jié)束的整個(gè)周期就是資產(chǎn)生命。資產(chǎn)管理是一個(gè)組織的高層管理人員、員工和利益相關(guān)者應(yīng)實(shí)施規(guī)劃，控制行為（如政策、程序或監(jiān)視行動(dòng)）和監(jiān)測(cè)活動(dòng)，利用各種機(jī)會(huì)把風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平的過(guò)程。資產(chǎn)管理涉及成本、機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)的平衡，能夠使組織檢查不同等級(jí)的資產(chǎn)和資產(chǎn)系統(tǒng)的資產(chǎn)需求、資產(chǎn)性能等。

ALM是系統(tǒng)工程理論在資產(chǎn)管理上的應(yīng)用。它從資產(chǎn)長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，全面考慮資產(chǎn)的規(guī)劃計(jì)劃、采購(gòu)建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、技改報(bào)廢的全過(guò)程，在滿足安全、效益、效能的前提下追求資產(chǎn)全周期成本最優(yōu)。資產(chǎn)全生命周期管理由全周期成本（life cycle cost）管理、效能管理（efficiency management）與安全管理（safety management）構(gòu)成，其核心是通過(guò)確立適度的技術(shù)與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)成本和運(yùn)維成本，對(duì)資產(chǎn)全生命周期成本進(jìn)行分析并決策，從而達(dá)到資產(chǎn)成本最優(yōu)化。

1.2 BIM

BIM是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，進(jìn)行建筑模型的建立，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點(diǎn)。

BIM是一個(gè)設(shè)施（或建設(shè)項(xiàng)目）物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息；同時(shí)。也是一個(gè)共享的知識(shí)資源，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)。在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)（見(jiàn)表1）。

表1 BIM技術(shù)在全生命周期的應(yīng)用價(jià)值Table 1 Application value of BIM technology in the whole life cycle

2 資產(chǎn)管理的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

2.1 資產(chǎn)管理信息化現(xiàn)狀

在資產(chǎn)全生命周期資產(chǎn)管理中，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)（設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維）、生產(chǎn)單元（單位）都各自建立自己所需要的系統(tǒng)、應(yīng)用（進(jìn)度與計(jì)劃類應(yīng)用、監(jiān)控與專業(yè)類應(yīng)用、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)類應(yīng)用等），導(dǎo)致跨生產(chǎn)單元集成與應(yīng)用較為困難。

2.2 數(shù)字化資產(chǎn)管理面臨的挑戰(zhàn)

2.2.1 數(shù)據(jù)量

以電子文件格式提交的大量設(shè)施竣工數(shù)據(jù)，被用于支持生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。

2.2.2 復(fù)雜性

舊的數(shù)據(jù)必須得到有機(jī)的融合和管理，復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系增加了錯(cuò)誤的概率。

2.2.3 獲取知識(shí)

由于有經(jīng)驗(yàn)的人數(shù)和人類認(rèn)知能力的局限性，需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)原則和操作原理有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。

2.2.4 節(jié)約成本

實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和生產(chǎn)信息的分階段交付，更能節(jié)約成本和提高效率。

2.2.5 數(shù)據(jù)過(guò)濾過(guò)度

當(dāng)決策者得到數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)已經(jīng)被過(guò)度過(guò)濾，已經(jīng)喪失價(jià)值。信息和自動(dòng)化的“各自為政”，給信息的查找、利用、分享帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

2.2.6 資產(chǎn)周期長(zhǎng)

資產(chǎn)設(shè)施的生命周期很長(zhǎng)，設(shè)施的竣工數(shù)據(jù)必須長(zhǎng)期保留，以確保安全生產(chǎn)。

3 解決方案

3.1 基于BIM的資產(chǎn)管理

在資產(chǎn)從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維到退役的全生命周期中，以資產(chǎn)數(shù)據(jù)字典定義（AD4s）、資產(chǎn)劃分結(jié)構(gòu)（ABS）等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ)，以BIM為載體，以CPMS（建設(shè)管理系統(tǒng)）/EAM（企業(yè)資產(chǎn)維護(hù)系統(tǒng)）為核心，將3D設(shè)計(jì)成果應(yīng)用在施工、運(yùn)維等階段。在項(xiàng)目竣工時(shí)，基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)建設(shè)期的完整數(shù)據(jù)信息全部移交。在運(yùn)維階段持續(xù)進(jìn)行管理，直至資產(chǎn)退役消亡。

通過(guò)BIM模型所定義的空間結(jié)構(gòu)屬性、材料屬性、設(shè)備構(gòu)件信息，為CPMS/EAM提供更精準(zhǔn)、精細(xì)化、可視化的交付控制基準(zhǔn)和WBS（工作分解結(jié)構(gòu)），可視化模擬仿真施工及交付的全過(guò)程。CPMS/EAM可通過(guò)記錄工程施工過(guò)程、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)過(guò)程在物理資產(chǎn)實(shí)際構(gòu)建、折舊的同時(shí)，結(jié)合BIM生成一個(gè)虛擬的工程數(shù)字資產(chǎn)。運(yùn)維過(guò)程中，基于工程數(shù)字資產(chǎn)結(jié)合實(shí)際物理資產(chǎn)監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)反饋，建立模型計(jì)算分析，可以對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行智慧化的運(yùn)營(yíng)，從而使資產(chǎn)價(jià)值最大化。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

基于BIM的資產(chǎn)全生命周期資產(chǎn)管理，以CPMS/EAM為核心實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、文檔、業(yè)務(wù)邏輯等統(tǒng)一管理，以BIM為信息載體貫穿水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)全過(guò)程，以資產(chǎn)分解結(jié)構(gòu)（ABS）為索引建立ABS、WBS等關(guān)聯(lián)關(guān)系，集成水電各專業(yè)數(shù)字化信息系統(tǒng)，最終形成水電工程資產(chǎn)全生命周期管理平臺(tái)（見(jiàn)圖1）。資產(chǎn)全生命周期管理系統(tǒng)又可以分為智慧化工程建設(shè)系統(tǒng)和智能化電力生產(chǎn)系統(tǒng)單獨(dú)部署應(yīng)用[1]。

圖1 資產(chǎn)全生命周期管理架構(gòu)Figure 1 Asset lifecycle management framework

4 基于BIM的資產(chǎn)全生命周期管理探索實(shí)踐

4.1 Crossrail工程的應(yīng)用

《英國(guó)政府建筑行業(yè)戰(zhàn)略》指出 “到2016年，所有的政府投資項(xiàng)目都要應(yīng)用BIM技術(shù)（所有項(xiàng)目和資產(chǎn)信息，文件和數(shù)據(jù)都要電子化）”，對(duì)參與建筑行業(yè)的運(yùn)營(yíng)商提出了明確且具有挑戰(zhàn)性的要求。同時(shí)，《英國(guó)政府軟著陸》（GSL）特別強(qiáng)調(diào)建造資產(chǎn)必須時(shí)刻圍繞社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益三大目標(biāo)的達(dá)成，由于BIM技術(shù)不僅應(yīng)用于設(shè)計(jì)和建造階段，更重要的是體現(xiàn)在運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段，所以該文件要求在資產(chǎn)的設(shè)計(jì)、建造過(guò)程中要時(shí)刻聚焦在資產(chǎn)如何管理、運(yùn)維，如何移交，以及如何較早培訓(xùn)運(yùn)營(yíng)商等方面，以便讓投資發(fā)揮更大的價(jià)值。

為更有效地管理資產(chǎn)，也為響應(yīng)政府對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的要求，Crossrail發(fā)布了《Crossrail BIM原則》文件，目的是通過(guò)建立原則框架來(lái)闡述BIM環(huán)境對(duì)Crossrail的重要意義，包括BIM帶來(lái)的效益、影響，以及Crossrail如何利用這次機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)技術(shù)更新，如何集成信息并提供給基礎(chǔ)設(shè)施管理者。以該文件為支撐，Crossrail將BIM技術(shù)應(yīng)用提升到戰(zhàn)略高度，著力研究技術(shù)發(fā)展、信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、以BIM為主線貫穿建設(shè)過(guò)程這三方面主題，以求最大程度地應(yīng)用數(shù)據(jù)和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)全生命周期管理。

4.1.1 軟件支撐

為實(shí)現(xiàn)《英國(guó)政府建筑行業(yè)戰(zhàn)略》Crossrail提出在建設(shè)好實(shí)體鐵路的同時(shí)，要形成并向運(yùn)營(yíng)商移交一套對(duì)應(yīng)的虛擬資產(chǎn)。在該目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，Crossrail選擇了Bentley公司系列軟件產(chǎn)品并給所有項(xiàng)目承包商進(jìn)行軟件應(yīng)用授權(quán)，要求其在統(tǒng)一的軟件平臺(tái)下完成設(shè)計(jì)和建造過(guò)程。其中，文檔和資產(chǎn)信息管理采用了eB Insight軟件，三維建模采用了MicroStation軟件，設(shè)計(jì)協(xié)同采用了ProjectWise軟件，再輔以Bentley產(chǎn)品其他工具和GIS產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)空間信息可視化等功能。

4.1.2 資產(chǎn)管理企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

Crossrail的資產(chǎn)管理企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要包括《資產(chǎn)信息管理計(jì)劃》《資產(chǎn)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》《資產(chǎn)信息合同條款》《資產(chǎn)數(shù)據(jù)字典定義文檔》等。

4.1.3 資產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)策略

資產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)策略包含配置管理、資產(chǎn)管理要求和標(biāo)準(zhǔn)、資產(chǎn)表示、資產(chǎn)結(jié)構(gòu)分解、資產(chǎn)分類和定義、資產(chǎn)命名和標(biāo)記、展示工具和狀態(tài)報(bào)告、資產(chǎn)信息提供程序等（見(jiàn)圖2）。

圖2 Crossrail資產(chǎn)信息實(shí)現(xiàn)策略Figure 2 Crossrail′s asset information implementation strategy

4.1.4 良好的資產(chǎn)管理實(shí)踐

Crossrail基于資產(chǎn)信息需求，通過(guò)技術(shù)推動(dòng)，以公共數(shù)據(jù)環(huán)境作為真實(shí)數(shù)據(jù)來(lái)源，確保了組織和資產(chǎn)管理目標(biāo)一致，實(shí)現(xiàn)了良好的資產(chǎn)管理實(shí)踐（見(jiàn)圖3）。

圖3 Crossrail的資產(chǎn)管理實(shí)踐Figure 3 Crossrail′s asset management practice

4.2 NIEAP的探索應(yīng)用

俄羅斯國(guó)家核電工程公司（NIEAP）致力于在設(shè)計(jì)階段加強(qiáng)各專業(yè)（系統(tǒng)、土建和設(shè)備等）的協(xié)同和溝通，加強(qiáng)設(shè)計(jì)、采購(gòu)、施工、調(diào)試各業(yè)務(wù)板塊的協(xié)同，成為全球核電EPC工程公司的領(lǐng)導(dǎo)者。

NIEAP應(yīng)用達(dá)索系統(tǒng)的3D EXPERIENCE平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了整合不同設(shè)計(jì)工具的跨專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，打造了統(tǒng)一的核電站3D設(shè)計(jì)成果（數(shù)字樣機(jī)DMU），同時(shí)應(yīng)用Catia、ENOVIA和DELMIA等應(yīng)用程序創(chuàng)新發(fā)明了Multi-D（多維）技術(shù)，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量，并將3D設(shè)計(jì)成果應(yīng)用在施工階段，基于3D模型進(jìn)行施工仿真并優(yōu)化了施工方案（見(jiàn)圖4、圖5）。

圖4 NIEAP的全生命周期管理業(yè)務(wù)架構(gòu)（一）Figure 4 The whole life cycle management business architecture of NIEAP（No.1）

圖5 NIEAP的全生命周期管理業(yè)務(wù)架構(gòu)（二）Figure 5 The whole lifecycle management business architecture of NIEAP（No.2）

4.3 三峽集團(tuán)溪洛渡數(shù)字大壩

位于金沙江下游的溪洛渡水電站因規(guī)模大、難度高，成為世界上最具代表性的水電工程之一。在工程建設(shè)過(guò)程中，基于BIM技術(shù)建立大壩信息模型（DIM）和機(jī)電設(shè)備模型，研發(fā)溪洛渡拱壩施工監(jiān)測(cè)與仿真分析系統(tǒng)。

4.3.1 DIM建立與應(yīng)用

DIM作為高可靠度的施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)仿真模型，實(shí)現(xiàn)全壩全過(guò)程施工進(jìn)度與真實(shí)工作性態(tài)的精細(xì)耦合仿真，使大壩施工達(dá)到安全、快速、連續(xù)、均衡、高效的目標(biāo)。DIM以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)、以三維地形地質(zhì)和工程結(jié)構(gòu)模型為核心，在工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造過(guò)程中動(dòng)態(tài)集成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、過(guò)程數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等各類工程數(shù)據(jù)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)面向大壩建造過(guò)程及工程全生命周期的建筑物綜合信息管理模型[2]。

在溪洛渡水電工程資產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中，由工程設(shè)計(jì)單位完成拱壩及地質(zhì)幾何形體建模，該模型承載工程設(shè)計(jì)參數(shù)及施工過(guò)程、進(jìn)度數(shù)據(jù)、溫控?cái)?shù)據(jù)、安全檢測(cè)數(shù)據(jù)、原材料參數(shù)及性能綜合數(shù)據(jù)、灌漿進(jìn)度及質(zhì)量數(shù)據(jù)等監(jiān)測(cè)結(jié)果信息（見(jiàn)圖6～圖9）。

圖6 計(jì)劃與進(jìn)度綜合對(duì)比分析Figure 6 Comprehensive comparative analysis of plan and schedule

圖7 帷幕灌漿進(jìn)度形象展現(xiàn)Figure 7 Visual display of curtain grouting progress

圖8 固結(jié)灌漿地質(zhì)改善情況擬合Figure 8 Fitting of geological improvement in consolidation grouting

圖9 云圖展示與等值線（面）提取Figure 9 Cloud image display and isoline （surface） extraction

DIM模型具有BIM模型的全部特性。利用模型可視化、模擬性等特性，實(shí)現(xiàn)綜合可視化效果展示，包括但不限于計(jì)劃與進(jìn)度綜合對(duì)比分析、帷幕灌漿進(jìn)度形象展現(xiàn)、固結(jié)灌漿地質(zhì)改善情況擬合、云圖展示、等值線（面）提取、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬等。

4.3.2 仿真分析系統(tǒng)

建立溪洛渡拱壩施工監(jiān)測(cè)和仿真分析系統(tǒng)，以DIM模型和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，通過(guò)仿真參數(shù)發(fā)布接口輸入仿真算法與軟件，完成成果整理與結(jié)論評(píng)價(jià)后，再通過(guò)仿真任務(wù)管理與成果發(fā)布接口進(jìn)行輸出，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息發(fā)布與決策支持。具體實(shí)施內(nèi)容包含前處理、仿真計(jì)算、后處理三個(gè)階段的工作。

4.3.2.1 前處理

前處理包括有限元網(wǎng)格剖分、模型屬性參數(shù)設(shè)計(jì)、邊界條件設(shè)定等內(nèi)容。

4.3.2.2 仿真計(jì)算

仿真計(jì)算包括混凝土澆筑計(jì)劃與進(jìn)度仿真、單倉(cāng)溫度與應(yīng)力仿真、局部溫度與應(yīng)力仿真、階段性溫度與應(yīng)力仿真、全壩溫度與應(yīng)力仿真以及安全評(píng)價(jià)、其他專題項(xiàng)目仿真與安全評(píng)價(jià)等內(nèi)容。

4.3.2.3 后處理

后處理包括數(shù)據(jù)表結(jié)果呈現(xiàn)、過(guò)程歷時(shí)線展示與對(duì)比分析、三維數(shù)據(jù)分布場(chǎng)動(dòng)態(tài)剖切分析、非結(jié)構(gòu)化成果資料管理與發(fā)布、地質(zhì)信息綜合查詢與三維展現(xiàn)等內(nèi)容。

4.3.2.4 實(shí)踐價(jià)值

通過(guò)溪洛渡數(shù)字大壩的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)全壩全過(guò)程施工進(jìn)度與真實(shí)工作性態(tài)的精細(xì)耦合仿真。

一是形成高可靠度的施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)仿真模型，實(shí)現(xiàn)安全、快速、連續(xù)、均衡、高效施工，創(chuàng)造了大型孔口群精細(xì)仿真均衡施工世界紀(jì)錄（見(jiàn)圖10）。

圖10 施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)仿真Figure 10 Dynamic simulation of construction schedule

二是溫控控制及應(yīng)力與澆筑形態(tài)控制耦合分析，全程跟蹤實(shí)時(shí)預(yù)警動(dòng)態(tài)控制，實(shí)現(xiàn)溫度應(yīng)力受控和進(jìn)度動(dòng)態(tài)優(yōu)化（見(jiàn)圖 11）。

圖11 溫控及應(yīng)力與進(jìn)度耦合分析Figure 11 Coupling analysis of temperature control，stress and schedule

三是基于全壩全過(guò)程真實(shí)工作性態(tài)分析模型，實(shí)現(xiàn)全方位多場(chǎng)耦合分析。在認(rèn)識(shí)層面，形成溫控防裂新途徑和理念、施工期結(jié)構(gòu)安全控制和評(píng)價(jià)體系、庫(kù)岸庫(kù)水大壩整體作用機(jī)理、蓄水期運(yùn)行期安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則等成果；在應(yīng)用層面，實(shí)現(xiàn)施工期跟蹤仿真和個(gè)性控制、蓄水運(yùn)行期安全評(píng)價(jià)預(yù)警控制、非線性溫差對(duì)大壩應(yīng)力影響分析、特殊工況下抗震安全分析評(píng)價(jià)等具體應(yīng)用價(jià)值（見(jiàn)圖12）。

圖12 全方位多場(chǎng)耦合分析Figure 12 Omnidirectional multi field coupling analysis

4.4 機(jī)電設(shè)備三維可視化

以三峽工程管理系統(tǒng)（TGPMS）在機(jī)電設(shè)備管理的多年應(yīng)用為基礎(chǔ)，結(jié)合電力生產(chǎn)管理系統(tǒng)，構(gòu)建以三維可視化圖形設(shè)計(jì)與展示的機(jī)電設(shè)備全生命周期信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)為三峽集團(tuán)機(jī)電設(shè)備的管理和控制提供遠(yuǎn)程的、直觀的信息服務(wù)平臺(tái)，為機(jī)電設(shè)備的訂貨、設(shè)計(jì)、制造、出廠、入庫(kù)、調(diào)撥、安裝、調(diào)試驗(yàn)收、移交、運(yùn)行、檢修、維護(hù)提供完整的信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備三維可視化全生命周期信息管理（見(jiàn)圖13）。

圖13 TGPMS機(jī)電設(shè)備三維可視化系統(tǒng)架構(gòu)圖Figure 13 Three dimensional visualization system architecture of mechanical and electrical equipment based on TGPMS

通過(guò)建立對(duì)照表，記錄三維模型中設(shè)備的邏輯層次關(guān)系、設(shè)備的歷史版本記錄和設(shè)備ID與各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中設(shè)備代碼的映射關(guān)系，以此建立兩個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)中同一個(gè)設(shè)備部件的一一對(duì)照關(guān)系。三維展示系統(tǒng)通過(guò)讀取對(duì)照表生成的XML文件來(lái)顯示設(shè)備的相關(guān)信息和動(dòng)態(tài)改變?cè)O(shè)備部件的展示外觀（見(jiàn)圖14）。

圖14 機(jī)電設(shè)備三維可視化的信息管理Figure14 Information management of 3D visualization of mechanical and electrical equipment

4.5 電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)

仿真是通過(guò)建立實(shí)際系統(tǒng)模型，并利用模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)初等理論基礎(chǔ)之上的，以計(jì)算機(jī)和其他專用物理設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假設(shè)的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而做出決策的綜合實(shí)驗(yàn)性學(xué)科。

水電站仿真是根據(jù)電站實(shí)際建立模型，進(jìn)行計(jì)算和試驗(yàn)，研究水電站和發(fā)電設(shè)備在特定條件下的工作行為和特征。建立OTS2000仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)由仿真監(jiān)控、培訓(xùn)考核管理及測(cè)評(píng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、可視化建模組成。在水電站研究、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、試驗(yàn)和培訓(xùn)中發(fā)揮著重要作用。此外，仿真在航空航天、軍事、化工、交通、火電、核電、電網(wǎng)、變電站等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

三峽集團(tuán)“十三五”期間已啟動(dòng)ALM 和BIM云平臺(tái)專項(xiàng)規(guī)劃，在試點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展三維建模及模型應(yīng)用。在現(xiàn)有TGPMS、電力生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，研發(fā)工程資產(chǎn)全生命周期管理信息平臺(tái)，融合BIM、物聯(lián)網(wǎng)、智能化等技術(shù)，構(gòu)建清潔能源資產(chǎn)全生命周期管理平臺(tái)和完整解決方案。下一步將推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范細(xì)化、平臺(tái)集成研發(fā)、BIM應(yīng)用基礎(chǔ)框架和模型庫(kù)搭建等，并充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)，進(jìn)一步完善平臺(tái)功能、豐富應(yīng)用場(chǎng)景、發(fā)揮數(shù)據(jù)價(jià)值。