无锡安装“机电管家系统”：机电设备的智能管家

走进无锡市工业设备安装有限公司的监控室，偌大的屏幕上显示着一幅三维场景图片：安防、通风管、排水泵等机电设备被不同颜色标示，其所处位置、形状轮廓都与现场一一对应。操作员只要轻点鼠标，就能看到某一区域的三维透视图和实时监控图像，获得区域内各个设备的实时运转数据，足不出户即可进行虚实结合的“模拟巡检”。这是无锡市工业设备安装有限公司应用物联网技术研发的“机电管家信息管理系统”的工作场景之一。该系统可以对机电设备全生命周期的工况信息自动收集、智能分析、主动管理，有效推动了机电管理的信息化进程和智能化发展。

传统监管耗时费力难预判，机电管家系统应运而生

当前，建筑体量日趋增大，机电工程项目的科技含量持续提升，业主需求也不断提高，如何创新监管模式和手段，提高机电设备完好率，降低事故率，减少维修成本，实现安全平稳运行成为重要课题。

传统的机电运行监管主要以班组为单位，对特定区域实行“多班倒”值守，不仅需要管理部门付出巨大的人力成本，而且运行管理多以事后应急为主，缺乏事先预判能力。此外，传统监控管理模式通常只强调对现有设备的被动管理，缺乏主动优化能力。

“传统以人为主的机电运行监管模式投入大、损耗多，遇到问题时缺乏数据信息支撑，容易造成维保不到位、不及时。尤其是在人流密集的公共区域，一旦管理不到位，极易引发严重后果”，无锡市工业设备安装有限公司（下文简称无锡安装）董事长朱正说，“为有效克服人力监管模式的不足，我们借助物联网技术研发出‘机电管家信息管理系统’，在机电设备监管领域中探索实现信息化与工业化的深度融合。”

据介绍，无锡安装研发的“机电管家信息管理系统”主要包括前后两端。在系统前端，无锡安装在传统机电监控室或变电所内安装专门的信息采集系统，主要采集包括电流、电压、功率、功耗等数据。以无锡青祁路隧道项目为例，所有的传感器被集成在一个机电柜里，这些传感器每0.1秒采集一次，采集数据汇总到由无锡安装与江南大学联合研发的综合数据采集网关之中。该网关仅普通路由器大小，可对数据进行快速筛选，打包有价值的数据，并借助多模光缆将数据传输到前端PC，实现数据的初步汇总、分析。

在系统后端，经过前端PC机处理的数据将以每5秒一次的更新频率传向云端和后台应用程序，进行储存、处理。在这一环节，无锡安装专门研发了机电管家信息管理系统应用平台。该平台按照模块化思路设计，主要包括机电设备远程监测监控、办公管理、现场设备数据管理等模块，各模块可根据项目需求进行快速整合，模块内也可根据实际情况进行子模块整合。如机电设备远程监测监控模块，针对消防、安防、空调、给排水等设备单独研发了对应的子模块，管理人员不仅能实时监控这些机电设备的运行状况，还能对设备进行远程控制。另外，该平台可以进行实时数据分析，自动形成曲线表、柱状图等直观报表，为工作人员进行深入分析提供参考。

朱正说：“‘机电管家信息管理系统’应用平台可从云端实时调取数据进行分析，一旦发现问题，将发出警报并通过短信形式发送到值班人员手机中。由此，一个管理人员就可同时监控多个区域，大大减少了前端管理的人力投入，提升了工作效率。更为重要的是，依托系统的预警和数据分析，维保人员能够迅速找准问题病根，对小问题进行远程处理，对大问题做到快速反应。”

无锡市公共工程建设中心副主任陆国平说：“目前，无锡青祁隧道已安装‘机电管家信息管理系统’，并取得很好的效果。蠡湖隧道、惠山隧道、金城隧道、太湖大道隧道等也将安装，待这些隧道都安装‘机电管家信息管理系统’后，隧道内可减少大量值班人员，工作环境也将得到极大改善，维保人员的应急处理能力也会显著提升”。

融入BIM技术，实现机电设备“全生命周期”管理

全生命周期的机电管理，除对机电设备运行的监控管理阶段外，还包括前期决策、规划设计、现场施工和项目后评价四个阶段。

无锡安装技术总监王炤文说：“机电管理的各个阶段是有机融合的整体，要想实现机电管家从‘管得严’向‘管得好’升级，就需要跳出单纯的监管阶段，对项目全生命周期进行整体布局。而要实现这?点，掌握信息完备的设计图纸是关键。为此我们将BIM技术与物联网技术相结合，融入机电管家信息管理系统之中，探索实现机电全生命周期的信息化管理。”

BIM即建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础，建立虚拟映射模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。

王炤文说：“依托BIM技术，不仅能在前期决策和规划设计阶段依托虚拟现场及时发现问题并作出调整，也为机电安装的现场施工提供了一份更为精准、易读的操作指南。”

以无锡地铁太湖广场站为例，在该站点负二层1万多平米的区域内，需要安装通风、消防、排烟、给排水、电缆桥架等众多机电设备，如何在尽可能减少管线间碰撞点的同时，降低施工成本，提升施工效率成为一大难题。为此，无锡安装专门花费3个多月的时间，对该区域和所有机电设备进行三维建模，发现并确定了管线碰撞点2400个左右，并通过深化设计对碰撞点进行了有效处理。

在施工过程中，无锡安装为每个设备贴上二维码识别标签，工作人员用手持装置扫码后即可获得该设备参数及将要安装的位置。安装结束后再次扫码，即可将设备当前状态传输到后台系统中进行比对校验，从而大幅降低施工难度，提升机电安装的准确性。据估算，应用BIM技术后，人工费降为原来的30%—40%，与增加的成本几乎持平，但项目建设工期缩短为原来的一半。

融入BIM技术的“机电管家信息管理系统”在机电设备后期管理上也显露锋芒。

中国电信无锡新区国际数据中心的动力空调设备，在安装机电管家系统后发现，由于设计原因和管线布置不合理，导致空调系统长期高负荷运行，能耗居高不下。无锡安装应用BIM技术，重新设计系统，将空调冷却塔并联，同时增加了节能板式换热器等，提高了工作效率。调整后，该站点的机房成功节能降耗20%。

王炤文说：“BIM技术不仅为机电管家信息管理系统从单纯机电运行监控管理向机电管理全流程转变提供了抓手，更为传统‘被动接收式’管理模式向‘主动优化式’管理模式转变提供了技术支撑。目前，‘机电管家信息管理系统’已可实现模拟巡检，使管理人员能够更直观地获悉机电设备的运行状态，做到情况早发现、问题早解决。”

目前，融入BIM技术的“机电管家信息管理系统”已应用到无锡、贵阳、北京等地众多机电管理项目中。今年5月，由中国安装协会牵头、无锡安装参与制定的《建筑机电工程BIM构件库技术标准》获审通过，成为首个行业标准。今年8月，机电管家信息管理系统中的“基于物联网的机电设备运行远程监控管理系统”获得国家专利。

推动商业模式和技术升级，拓展机电管家应用空间

目前，“机电管家信息管理系统”主要采取“你出钱、我改造”和“我改造、我运维”两种模式进行推广，重在以“示范项目”赢取市场信任。未来，无锡安装将瞄准工厂、公共建筑和社区三大方向，根据不同区域特点对系统进行模块化组合，以更加灵活的商业模式进行扩展。

“我们计划以‘合同能源管理’、‘资产托管’等商业模式与不同业主展开合作，使‘机电管家信息管理系统’能够拥有更大的应用空间”，朱正说。

“合同能源管理”是指无锡安装与用能单位约定节能目标，依托“机电管家信息管理系统”为其提供必要的优化和服务，用能单位以节能效益向无锡安装支付一定费用。“资产托管”是指合作单位将机电设备交给无锡安装，由无锡安装应用“机电管家信息管理系统”进行建设和运维，合作单位定期向无锡安装支付一定费用。

此外，为进一步夯实“机电管家信息管理系统”的技术支撑，无锡安装已同台湾科技大学开展合作，聚焦数据可靠性分析领域，意在通过比对分析设备运行过程中积累的数据，实现设备故障预判发现、及时维保，目前已初步掌握对零部件损坏进行预警的技术。与此同时，无锡安装进一步细化机电管家系统安装、使用规范，如明确项目区域内的硬件配备、人员配备等，推动“机电管家信息管理系统”运行更加可靠。