BIM技术应用于医药工程的优势及挑战浅析

BIM技术应用于医药工程的优势及挑战浅析

张换静

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摘要：在医药工程设计中，针对机电管线繁多，净高要求严格，设计难度大等特点，利用BIM技术，对车间厂房进行模拟，可以最大程度的完善设计，减少施工问题。本文结合作者已完成项目经验介绍了BIM技术及BIM技术在医药工程中的应用优势及推进的困难。

关键词：BIM；医药工程

1什么是BIM（Buildinginformationmodeling）

BIM是利用建筑物数字模型里面的信息在设计、施工、运维等各阶段对建筑物进行分析、模拟、可视化、施工图、工程量统计的过程。过程的核心是信息，包括了信息的创建、收集、管理、应用等过程。为什么不是“Buildinginformationmodel”的缩写，因为模型只是BIM产生的成果之一。

2什么不是BIM

只有一个3D模型，没有或者只有几个物体属性参数的不是BIM，这种3D模型仅能用于视觉表现，不能用于帮助集成设计信息并进行设计分析。一个典型的例子就是利用SU创建的3D模型。模型不能动态调整的不算是BIM。模型内的模块不是参数化的，不能随意改变位置和特性，设计过程中的改动及其费力。模型语序在单一视图改变尺寸，但无法自动反映到其他视图。这种模型中的错误很难被检测到。医药工业传统设计方式的困扰一是信息沟通难题：医药工业设计有着涉及专业多，重复性低，项目工期较长等特点，使得信息在传递的过程中容易错漏。二是现有的管理方式如何实现多专业协同：各专业之间的配合在二维图纸中局限性日趋凸显，为避免各种管道、风道之间的交叉碰撞，只有增加夹层空间，对建筑是极大的浪费。三是设计图纸在施工过程中存在大量变更，由于与实际施工工况存在差异，现场出施工方案变更，是大家习以为常的想象。施工无法按设计进行，项目质量难以保证。

3引入BIM带来的优势

在应对项目复杂性增大，工期紧张，造价控制严格等多方面的压力时，BIM的优势得到充分的发挥，主要概括为可视化、协调性、模拟性、易优化性等。

（1）可视化“所想即所见”“所见即所得”，三维设计的应用提供可视化的手段，让设计人员将以往的线条式表达方式变成三维的立体实物图形展示，在提取、原料药、发酵等车间，工艺管道尤其是工艺配管很复杂，传统的二维表达存在很大的绘图、识图难度，引入BIM设计后，三维模型使项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都可以在可视化的状态下进行，并提供建筑物精确的空间关系和数据，降低了沟通的门槛，节约了大量的时间成本；

（2）协调性在以往的制药项目，尤其是工艺较为复杂的合成药车间我们都会面临一个很大的设计难题，便是各专业管线之间的综合：设备管道与梁柱等发生冲突；不同专业管线之间的冲突；设备空间过于狭小等问题。一旦项目在实施过程中遇到了这些问题，就要将各专业人员组织起来，找出各施工问题发生的原因，及解决办法，然后出变更，做相应补救措施等进行问题的解决。一般情况下，二维CAD设计的管线综合是在建筑、结构、给排水、暖通、工艺专业完成设计后，设计师要对不同专业的图纸进行反复校对，对于管线综合碰撞冲突很大程度上是凭肉眼检测计算或经验判断，有些问题只能遗留到施工时解决。从而造成了很大的资源浪费和成本不可控。BIM技术的三维设计模式，在建筑、结构、水暖电、工艺建模阶段，利用BIM软件自身的功能模块随时可以自动检测及解决管综设计基本碰撞，其效果相当于将校审工作提前进行，大大提高了设计精确性，缩短整体设计周期，减少高成本的错误，减少施工变更，从而实现真正的“按图施工”。

（3）模拟性：BIM技术可实现紧急疏散、日照、热能分析、流体分析等的模拟，以及4D施工进度的模拟。目前的三维设计应用技术已经完全可以动态地观察三维模型，生成室内外透视图，模拟现实如同身临其境。在现场施工环节，管理人员可以基于3D模型进行现场探讨，深入推敲施工项目进场安排，自然减少各专业工程师之间的协调错误。

（4）易于优化：三维设计及与其配套的各种优化工具能对项目进行优化处理，利用模型提供的各种信息，如几何、物理、规则、建筑物变化以后的各种情况信息，给复杂程度高的建筑优化，事实上整个设计、施工的过程就是一个不断优化的过程，在三维的基础上可以协助设计人员做更好的优化、更好地做优化。三维设计的可出图性，基于团队协作的中心文件可以使得各专业人员实现在同一项目、同一平台下的协同设计。最终生成综合管线图、碰撞检查报告和建议改进方案等实用的施工图纸。

基于以上优势，通过3D设计手段实现了全过程设计质量控制，实现：

●多专业协同设计，提高信息共享效率，提供设计效率；

●设计可视而真实，业主易于审核和理解；

●按图施工=所见即所得，体现设计的价值；

●竣工资料信息丰富，便于工厂运行后管理；

4BIM应用推进的困难和挑战

（1）成本

先说时间成本，相较于传统的二维设计，目前BIM技术在单位的应用水平还不能显示其在设计阶段有明显速度优势，各专业使用的天正、浩辰、鸿业等二维设计平台已经极大的提高了二维绘图效率。再说资金成本，应用BIM技术需要对软件、硬件的支持，而软硬件的升级需要花费不少，因此在技术摸索熟练形成单位标准流程之前，只适合小范围使用，项目经验积累较慢。最后人力成本，如果全部改换BIM平台进行操作，需要耗费大量的学习与培训成本与精力，近年来单位项目多，设计人员压力大，时间紧，没有多余的学习精力，多年二维设计也已经形成惯性，这样的设计模式改变一时难以接受。

（2）工作流程

以Revit为代表的各类BIM应用软件本身是按照国外设计流程开发的软件，国外设计周期长，前期深入，后期少改动。这和我国设计国情完全不一致，单位近几年的设计项目中，有的设计周期短到一两个月出施工图，设计周期短，前期粗糙做完，后期随意修改的项目更多。为何有人以为只有大型复杂项目能用Revit，其实也只是因为大型复杂项目，对流程管理更加严格，前期时间更长，有一定的时间能够完善Revit模型，后期颠覆性改动较小，总体来说更加接近Revit本身的一个节奏。真正发挥BIM的能力，需要改变整个设计的流程，而抛掉原有的设计流程，去适应新的工作流程并不容易，况且新的工作流程还处于不成熟需要摸索的阶段。

5结束语

颠覆行业的新技术应用推广一直是存在难度的，但又是难以阻挡的。目前国内的BIM应用处于探索期，在探索期内产出是小于投入的，随着BIM的落实，慢慢将管理从粗犷改为精细，产出才会明显。我们要做的就是在行业内积累先发优势，等到BIM应用在行业内铺开之时奠定单位的竞争力。回看过去，CAD的实际应用也不过十几年的时间，也许几年之后，不会BIM就和现在不会CAD一样，终究会被新的一轮洗牌淘汰出局。

参考文献：

[1]ChuckEastman，PaulTeicholz，RafaelSacks，etal.BIMHandbook：aguidetobuildinginformationmodelingforowners，managers，designers，engineersandcontractors.2011.