一种基于BIM技术的实验室可视化管理系统及方法

一种基于bim技术的实验室可视化管理系统及方法
技术领域
1.本发明涉及一种基于bim技术的实验室可视化管理系统及方法，属于实验室信息化管理领域。


背景技术：

2.高校实验室管理向主动化、信息化、高层次方向逐渐过渡。但实验室管理涉及人员、场所、资产、档案、内涵建设等方方面面，特别是仪器设备管理、低值易耗物品管理和耗材管理等，种类多、数量大、查找难，是实验室管理工作的重点和难点，对管理技术和管理方法要求高。
3.现代信息技术的发展为实验室建设和管理创新带来了机遇。目前已经存在一些关于实验室管理系统和方法的专利(cn112884621a、cn109427115a)，但大多涉及固定资产、人员等方面的管理，对于教学模具、计量器皿、设备配件、工具以及耗材等低值易耗物品的存放、查找、统计等过程仍依靠人工记录，管理效率低下，容易重复购买、造成资源浪费，而且随意堆放也会给实验室安全带来隐患。另外，在实验室可视化系统和进程管理方面也鲜有报道。
4.公开号为cn103390258b的专利《基于信息码的实验室物品信息管理系统》公开以下步骤：a1、扫描信息码标签并进行解码，获取动态链接数据库的地址及id；a2、根据所述地址链接到所述动态链接数据库并根据所述id查询获得对应于所述信息码的档案信息；a3、获取修改的档案信息并更新到所述动态链接数据库。动态链接数据库可以容纳更多物品信息使管理人员在管理过程中在现场第一时间就可以获得详实准确的信息，省去了信息中转的麻烦和中转过程中可能出现的延误或者错误；方便修改物品信息并且使之与管理系统进行同步，也极大的简化了对物品的信息化管理过程，便利中间流程的操作，实现信息的准确和及时。但没有实现可视化管理，且仅针对物品进行管理。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于bim技术的实验室可视化管理系统，通过bim技术构建实验室三维模型，管理者通过模型可直观地检视实验室状况，从而实现对实验室的可视化管理。特别是，本发明所构建的实验室三维模型中含储存空间三维模型，增加了对实验室中低值易耗品和耗材的存放位置的管理，进一步强化对实验室的可视化管理。
6.本发明的技术方案如下：
7.技术方案一：
8.一种基于bim技术的实验室可视化管理系统，包括：
9.实物，所述实物包括至少一个实验室，实验室包括仪器设备、若干个储存空间以及储存空间中存放的若干个物品；
10.可视化模型，所述可视化模型包括至少一个实验室三维模型，实验室三维模型中
含有若干个仪器设备三维模型和若干个储存空间三维模型和若干个物品三维模型；
11.数据库，所述数据库包括至少一个实验室空间信息、若干个仪器设备信息、若干个储存空间信息和若干个物品信息；
12.其中，所述实物、可视化模型分别链接至数据库。
13.进一步地，所述可视化模型通过设置在其模型属性中的超链接链接至数据库；所述物品包括低值易耗品和耗材；所述实验室、仪器设备、储存空间和低值易耗品通过二维码链接至数据库，耗材通过rfid电子编码链接至数据库。
14.进一步地，还包括二维码管理模块；
15.所述二维码管理模块分别基于所述实验室空间信息、各仪器设备信息、各储存空间空间信息、各低值易耗品信息生成若干个二维码；所述若干个二维码分别粘贴在其对应的实验室、仪器设备、储存空间和低值易耗品上。
16.进一步地，还包括进程管理模块，所述进程管理模块用于为设备创建代表设备事件的设备事件模型，并对设备事件的进程信息进行管理，设备事件进程信息包括事件状态、事件预计进度和事件实际进度。
17.技术方案二：
18.一种基于bim技术的实验室可视化管理方法，包括如下步骤：
19.构建可视化模型，可视化模型包括至少一个实验室三维模型，所述实验室三维模型中设有若干个仪器设备三维模型、若干个储存空间三维模型和若干个物品三维模型；
20.创建数据库，所述数据库包括至少一个实验室空间信息、若干个仪器设备信息、若干个储存空间信息和若干个物品信息；
21.将所述可视化模型、实物分别链接至数据库。
22.进一步地，所述可视化模型通过设置在其模型属性中的超链接链接至数据库；所述物品包括低值易耗品和耗材；所述实验室、仪器设备、储存空间和低值易耗品通过二维码链接至数据库，耗材通过rfid电子编码链接至数据库。
23.进一步地，还包括：
24.基于数据库中的实验室空间信息、各仪器设备信息、各储存空间信息、各低值易耗品信息生成若干个二维码；将所述若干个二维码分别粘贴在其对应的实验室、仪器设备、储存空间和低值易耗品上。
25.进一步地，还包括：
26.为设备创建代表设备事件的设备事件模型，并对设备事件的进程信息进行管理，设备事件进程信息包括事件状态、事件预计进度和事件实际进度。
27.进一步地，还包括：
28.根据使用者的不同身份设置不同管理权限，根据实物变化情况分别对可视化模型和数据库进行编辑和查询
29.本发明具有如下有益效果：
30.1、本发明通过bim技术构建实验室三维模型，管理者通过模型可直观地检视实验室状况，从而实现对实验室的可视化管理。特别是，本发明所构建的实验室三维模型中含储存空间三维模型，增加了对实验室中低值易耗品和耗材的存放位置的管理，进一步强化对实验室的可视化管理。
31.2、本发明使用的bim技术、二维码技术和rfid技术易于获得、成本低廉，且通过二维码技术和rfid技术，能够实现物品的精准定位、快速查找，进行物品取用和归还的双向索引，特别是实现对低值易耗物品、耗材等的精细化、规范化和闭环管理，有效避免积压、浪费，最大限度地优化资源配置。
32.3、本发明所构建的二维码管理模块和rfid技术的应用，使实验室各类实物的管理和使用更加有序和高效，通过扫描二维码或rfid电子编码，使用者可以随时学习设备相关知识，查询物品信息，信息获取更加便捷。
33.4、管理者和使用者通过对比进程管理模块显示的事件计划进度与实际进度来直观监测事件的完成情况，实时掌握设备各事件进度，如可实时监测设备预约、使用情况，实现无缝对接，普遍提高仪器设备的使用率。
附图说明
34.图1和图2为本发明所述实验室可视化管理系统示意图；
35.图3为基于二维码技术的物品索引示意图；
36.图4为基于rfid技术的耗材管理模块示意图
37.图5为进程管理模块示意图。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
39.实施例一
40.参见图1和图2，一种基于bim技术的实验室可视化管理系统，包括：数据库、实物和与实物对应的可视化模型；
41.实物包括多个实验室，每个实验室内设有若干个仪器设备、若干个储存空间以及储存空间中存放的若干个物品。本实施例中，储存空间包括实验室中的柜子、货架、抽屉、工具箱等，储存空间中存放的物品包括低值易耗品和耗材，所述低值易耗品包括仪器配件、工具、教学模具、电子设备、计量器皿等。
42.可视化模型为实验室及每一仪器设备、实验室内每一储存空间、实验室内物品，通过bim技术构建得到。则实验室三维模型(即实验室楼宇三维模型)中含有若干个仪器设备三维模型和若干个储存空间三维模型、若干个物品三维模型。储存空间三维模型包括：抽屉三维模型、柜子三维模型、货架三维模型、工具箱三维模型等。
43.数据库中存有若干个实验室空间信息、若干个仪器设备信息、若干个储存空间信息和若干个物品信息。实验室空间信息包括：实验室名称、实验室编号、主要设备、建立时间、建筑面积、实验室负责人、功能简介、所在位置、安全等级等；仪器设备信息包括：仪器设备名称、厂家、规格型号、性能参数、购买日期、功能简介、操作视频、图片、存放位置、保管人等；储存空间信息包括：储存空间编号、储存物品清单、所在位置等；物品信息包括：物品名称、编号、数量、规格型号、存放位置、图片、入场时间、领用记录(如领用人、领用时间、归还时间等)等。
44.其中，实验室三维模型、各仪器设备三维模型、各储存空间三维模型分别通过设置在模型属性中的超链接链接至数据库；实验室、仪器设备、储存空间以及低值易耗品等实物
通过二维码链接至数据库，耗材通过rfid电子编码链接至数据库。
45.本实施例的有益效果在于，bim技术简单易得、成本低廉，通过bim技术构建实验室三维模型，管理者通过模型可直观的检视实验室状况，从而实现对实验室的可视化管理。特别是，本发明所构建的实验室三维模型中含储存空间三维模型，并采用二维码技术和rfid技术，增加了对实验室中低值易耗品和耗材存放位置的管理和精细化闭环管理，进一步强化对实验室的可视化管理。
46.实施例二
47.进一步的，二维码管理模块基于各实验室空间信息、各仪器设备信息、各储存空间空间信息、各低值易耗品物品信息，分别为每一实验室、每一仪器设备、每一储存空间、每一低值易耗品生成与其对应的二维码；且二维码粘贴在其对应的实验室、仪器设备、储存空间和低值易耗品等实物上。使用者通过扫描二维码即可获得相应的空间信息或物品信息，如图3所示。重要仪器设备的二维码还含有设备使用流程、注意事项、操作视频等信息。
48.低值易耗品，如教学模具、电子设备、计量器皿、零配件、工具等在一定周期内可重复使用，虽然有固定摆放位置，但通常使用后未能及时归位，这使得查找定位变得困难。本实施例的进步在于：基于二维码技术的管理机制，能够实现低值易耗品的精准定位、快速查找，进行低值易耗品取用和归还的双向索引，实现对低值易耗品的精细化、规范化、闭环管理；对于耗材，使用者在使用时，可以通过扫描rfid电子编码进入数据库，在数据库中查询耗材信息，有效避免积压、浪费，最大限度地优化资源配置。
49.实施例三
50.进一步，实验室可视化管理系统还包括进程管理模块。进程管理模块为每一台设备创建代表设备事件的设备事件模型，设备事件包括设备采购、设备使用、设备维修等；并对设备事件的进程信息进行管理，包括对设备事件进程信息的设置、更新、查询等。其中，设备事件进程信息包括事件状态、事件预计进度和事件实际进度。
51.进程管理模块结合bim技术中常用的revit软件和fuzor软件，在三维可视化模型上增加时间管理，构建4维动态进程管理模块。具体而言，在revit中相应的仪器设备模型处创建代表设备事件的饼图(即设备事件模型)，在fuzor中设定事件的计划进度并根据实际完成情况实时更新实际进度，同步到revit中。
52.如图5所示，以实验室内某设备的采购工作进程为例，采用revit软件在实验室摆放该设备的位置创建该设备的三维模块并添加代表采购事件的饼图，同步到fuzor软件中。在fuzor软件中为该事件设立计划进度，包括计划进度中每个步骤的计划开始时间、结束时间；采购执行者根据实际完成情况，实时录入实际开始时间、结束时间；管理者通过对比事件的计划进度和实际进度，进行进程监测，针对不合理的步骤及时做出调整。
53.本实施例的进步之处在于，通过对比进程管理模块显示的事件计划进度与实际进度来直观监测事件的完成情况，实时掌握仪器设备各事件进度，特别仪器设备的使用、维修管理，可实时监测设备状态，实现无缝对接，仪器设备的使用率普遍得到提高。
54.实施例四
55.一种实验室可视化管理方法，包括如下步骤：
56.s1、构建可视化模型，利用bim技术，根据实验楼宇内所有实验室，构建若干个实验室模型；实验室三维模型中含有若干个仪器设备三维模型和若干个储存空间三维模型。
57.s2、创建数据库，对实验楼宇内所有实验室、仪器设备、各实验室内储存空间、低值易耗品、耗材进行清查、编号、统计、汇总，得到若干个实验室空间信息、仪器设备信息、储存空间空间信息、低值易耗品信息和耗材信息；将实验室空间信息、仪器设备信息、储存空间空间信息、低值易耗品信息和耗材信息存储在数据库；
58.s3、在可视化模型的模型属性中添加超链接，使用者通过点击超链接获取数据库中的空间信息或仪器设备信息。
59.s4、基于各实验室的空间信息、各仪器设备信息、各储存空间信息、各低值易耗品信息，分别为每一实验室、每一仪器设备、每一储存空间和每一低值易耗品生成与其对应的二维码；且二维码粘贴在其对应的实验室、仪器设备、储存空间、低值易耗品等实物上。实验室使用者通过扫描二维码即可获得相应的空间信息、仪器设备信息、储存空间信息和低值易耗品信息。特别的，仪器设备的二维码还包括：设备使用流程、注意事项、操作视频等，方便使用者扫码学习。
60.s5、基于各实验室内存储空间中的耗材信息，使用rfid手持终端机赋予每一件耗材唯一的rfid电子编码，rfid电子编码链接至数据库，通过扫描粘贴于耗材上的rfid条码，即可访问数据库中的耗材信息，如耗材的名称、数量、规格型号、存放位置、入场时间、领用记录等信息。
61.s6、基于实验室仪器设备，设置进程管理模块。所述进程管理包括设备事件模型创建以及设备事件进程信息管理等，具体步骤如下：
62.首先为每一台设备创建代表设备事件的模型，所述设备事件包括设备采购、设备使用、设备维修等；
63.进一步的，对设备事件进程信息进行管理，包括对设备事件进程信息的设置、更新、查询等，其中，所述设备事件进程信息包括事件状态、事件预计进度和事件实际进度。
64.s7、对实验室可视化管理系统进行系统管理。系统管理模块根据管理者、使用者等不同身份设置不同管理权限，管理者可以根据实物变化情况对整个可视化模型和数据库进行编辑和查询，使用者可以对可视化模型和数据库进行查询，也可以在进程管理模块中上传相应的实时进度。
65.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。