上海圖書館東館即將開放 自主研發的工業互聯網平臺來了

作為“十三五”期間上海文化設施建設重大項目之一，上海圖書館東館即將于4月底正式開放。上海建工的工程師們，將自主研發的公共建筑智慧建造與運維工業互聯網平臺應用于此。全生命周期BIM數字化設計、建造、運維，首次在國內單體建筑面積最大(11.5萬平方米)的圖書館得到充分應用。

工業互聯網平臺，不僅大大減少了設計BIM模型向施工應用轉化的時間，而且實現了基于建造BIM模型的多專業交叉施工協調管理，還完成了基于BIM的竣工模型驗收。同時，竣工BIM模型快速向運維模型轉化，運維人員借助運維BIM模型就可迅速發現問題、派發工單、排除故障，實現低碳安全高效運維。

以BIM、物聯網、人工智能、大數據和工業互聯網等為代表的數字化技術，正成為上海建工轉型發展的核心驅動力。

上海圖書館東館占地面積3.95萬平方米，新建總建筑面積114951平方米，于2017年9月開工建設。館內空間包括地上7層、地下2層，開放后可提供座位近6000個，各功能區域可滿足每年舉辦200余場講座、上千場各類學術活動的需求，讀者年接待量可達400萬人次。

上海建工四建集團不僅實現了智慧建造，還在建造的基礎上，基于自主研發的工業互聯網平臺，為上圖東館提供智慧運維，實現全生命周期的BIM應用。

設計BIM模型向施工應用轉化，時間減少80%

四建集團自主研發的工業互聯網平臺根據國家標準《建筑信息模型分類與編碼標準》《建筑工程分部(子分部)工程、分項工程劃分表》，自動提取BIM中設計信息，支持施工應用。

因此，使用工業互聯網平臺上部署的設計BIM模型自動轉化算法，可自動完成設計模型解析、圖紙與模型一致性審核、構建分類、數據匹配等工作，減少80%的設計模型向施工應用轉化的時間。

基于BIM模型：構件二維碼身份牌+多專業協調建造

工業互聯網平臺基于BIM對幕墻、鋼結構等部品化構件進行統一編碼，并生成構件二維碼身份牌，根據加工、出廠、運輸、進場、安裝等環節分別設置對應狀態，實現現場與預制工廠協同化進度管理。

圖書館東館包含閱覽區、藏書區、電子閱覽室、借還書區、展覽區以及復雜的變配電機房和熱交換機房等。這些房間施工需要由土建、二結構、機電安裝、裝飾、展呈等多個專業協同施工，傳統管理方法存在界面劃分不清晰、質量把控困難等問題。工業互聯平臺提供多專業協調建造功能，支持在平臺中查看各房間的三維布局、房間名稱、墻頂地材料和做法、施工工序和質量要求等信息，并通過全景球模型幫助施工人員快速熟悉。本道工序完成后，錄入照片和信息，由下一工序驗收后繼續推進施工，以此實現多專業協調建造管理。

基于BIM模型，1個月完成11.5萬平米接管驗收

竣工交付階段，圖書館東館項目使用工業互聯網平臺，在現場直觀對照BIM模型和建筑實體進行三維可視化驗收，完成了基于BIM的驗收接管。過程中，如果發現建筑實體與模型存在差異，可以標記問題方便后續BIM模型修改，也可以在平臺中補充房間、設備、管道、末端等元素的使用需求、維護要求和實際參數等。

如果采用傳統手段，接管驗收上圖東館如此體量的公共建筑，最快也需要2個月的時間，但是基于工業互聯網平臺，最終在1個月內就完成了11.5萬平方米的接管驗收，也同步實現了竣工模型向運維模型的快速轉化，為后續智慧運維奠定基礎。

形成數字孿生模型，為智慧運維提供數據基礎

工業互聯網平臺基于BIM模型，集成了樓宇自控系統、能源監測系統、視頻安防系統、圖書分揀系統、報修服務系統等智能化系統數據，形成了圖書館東館的數字孿生模型，為智慧運維提供數據基礎。

通過BIM與智能化系統連接，工業互聯網平臺可以在統一的三維視圖中展示送排風、空調等的實時監測數據和運行情況，開展標準化監測和管理，自動分析設備設施運行狀況，并進一步預測設備故障，避免突發故障。

依托大量工程數據，圖書館東館項目建立了文檔智能分類與關聯AI算法，實現資料與BIM的自動關聯，方便用戶基于BIM查閱工程資料。

依托大數據和人工智能技術，實現5大系統智慧運維

以數字孿生模型為基礎，智慧運維涉及碳排放管理、建筑空間資產管理、機電設備運維管理、圖書分揀系統運行管理和安防管理等5大系統，以大數據和人工智能技術為手段，實現低碳安全高效運維。

在機電設備運維管理中，融合樓宇自控系統實時監測數據，在模型中直觀展示各個系統的運行狀態。當設備發生故障時，自動定位到故障設備，并打開附近攝像頭，輔助管理人員進行決策。

一旦發生故障，運維人員基于BIM查看故障設備的影響范圍和上下游管線位置，方便制訂維修策略，提高維修效率，平臺第一時間自動推送故障工單、故障設備檔案(包括設備編號、位置、運行狀態以及所屬系統等信息)給相應維修班組;維修班組維修完成后上傳現場照片、故障描述、維修方案等信息，完成工單，報警取消。

圖書分揀系統運行管理可實現書本運輸狀態監測、自動流水線自動分揀、書簍滿載自動通知管理員、實時監測小車報警情況等，將圖書分揀系統設備靜態和動態信息有機融合，極大提高管理效率。

在碳排放計算與管理方面，基于建筑數字孿生模型，實時計算碳排放情況。如遇碳排放值異常報警，系統將挖掘碳排放異常區域和系統，幫助解決問題，落實減碳目標，助力“碳中和碳達峰”戰略。

再以智能安防管理為例，智慧運維系統對接了圖書館車輛管理、客流統計等，支持在模型中查看1500個視頻監控點位實時畫面，支持實時監測各出入口客流和車流數據及變化趨勢，為安全有序的圖書館管理提供可靠的數據支持，人員倒地、高空墜物、越過警戒線等高風險行為得以較為準確地識別。

公共建筑智慧建造與運維工業互聯網平臺

上海建工四建集團自主研發的公共建筑智慧建造與運維工業互聯網平臺，以統一的BIM模型集成分散的業務數據，構建基于云平臺的海量數據采集、融合、分析服務體系，支撐建造和建筑設備、材料、人員的廣泛連接，著力打造基于BIM和人工智能的建筑設計、建造、運維全過程工業互聯網平臺服務。

2021年底，該平臺通過了上海市經信委的驗收和CNAS軟件測試認證，成為國內首批面向公共建筑智慧建造和運維的工業互聯網平臺，并成功入選住房和城鄉建設部首批智能建造創新服務典型案例。

該平臺已在上海建工在建或建成的上海大歌劇院、中共一大紀念館、上海少兒圖書館、上海天文館、三甲醫院等600多個項目中得以應用，注冊用戶達1.3萬名。值得注意的是，這些項目的工程數據最終也被匯集到工業互聯網平臺上，使這個平臺具備了不斷“自優化”的功能。

隨著該平臺的逐步推廣與廣泛應用，目前公共建筑從建造到運維跨階段信息斷層嚴重、數據融合困難、管理粗放、智能化水平低等問題將真正得以解決。

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