BIM系統在醫藥行業的應用

李陳江趙雄飛

（1. 中石化上海工程有限公司，上海 200120；2. Bentley軟件（上海）有限公司，上海 200042）

BIM系統在醫藥行業的應用

李陳江1趙雄飛2

（1. 中石化上海工程有限公司，上海 200120；2. Bentley軟件（上海）有限公司，上海 200042）

隨著“工業4.0”、“中國制造2025”這些新戰略的提出，越來越多的制藥企業開始重視生產自動化和信息化。其核心目的在于降低勞動力成本，提高生產、管理效率。為此，信息的收集、存儲、加工、應用是不可缺少的環節。BIM（Building Information Modeling System 的簡稱）的提出正是迎合了這樣的需求。分析了BIM的應用現狀，探索了BIM在醫藥行業的應用需求，及我公司在三維可視化、三維協同設計、三維碰撞檢測、管線綜合和數字化移交方面的應用創新。

BIM；大數據；3D設計

“工業4.0”的浪潮正在各個行業展開，醫藥行業更是已經向制藥工業4.0邁出了步伐。隨著設備自動化、企業管理信息系統、自動化立體倉庫等技術的成熟，也對數據的集成管理、信息的收集、存儲、加工、應用提出了更高的要求。BIM系統的提出正是契合了醫藥行業的需求。

1　BIM的概念（信息載體的確立）

人類正從IT時代走向DT時代，大數據是工業互聯網的命脈［1］，大數據能夠幫助制藥企業提升營銷的針對性，降低物流和庫存的成本，減少生產資源投入的風險，預測運行維護配件的生命周期等等。大數據需要一個載體，為了能夠在海量的數據中找到特定的信息，也需要一個組織架構。三維信息化模型作為新的信息載體，是大數據集成的基礎，有了數據的有序存儲才能為數據的加工處理提供支撐，而紛繁雜亂的數據與直觀、可查詢的模型的結合，正是這個新載體帶來的便利之處。大數據載體是為深度應用服務的，為了能夠讓數據在工程全生命周期的各個不同階段使用的不同軟件間實現交互，數據模型必須符合同一個標準，不然在使用數據庫時就會面臨困難。國際上最為通行，且使用最為廣泛的標準就是ISO 15926標準。也就是說需要一個符合ISO 15926標準、具有BIM信息屬性的數字模型文件，模型與信息結合而成的信息化模型將是一個很好的大數據載體。通過精確到元件級的管理，將海量數據有序地結合在三維模型中，形成可以雙向查詢的組織架構，將為大數據的應用提供很大的幫助。

2　BIM的應用現狀及制藥行業對BIM的應用需求

在民用建筑業BIM的應用已經初具規模，2015年內民用建筑業就可以列舉出如國家會展中心、天津117大廈、蘇州中南中心、中國尊等知名項目采用了BIM的應用。雖然這些項目由于各種原因實施BIM采用的軟件并非完全相同，但是最終的項目數據的管理理念都是一致的。至于最近提出的裝配式建筑更是對BIM提出了要求，預制構件后到建造現場拼裝，保證施工精確性，縮短現場施工周期，無一不是BIM在背后“預制”了大量工作。

BIM發展到今天，早已不再是一個模型、一個軟件所能承載，它代表一種新的實施過程，一種新的工作模式，它使整個項目上下游緊密協作，順暢交流。

在制藥行業，西安楊森整體搬遷、羅氏高致敏車間等國際知名的藥企項目已經率先采用三維設計。而深層次的應用也已經悄悄展開，更多的醫藥工程項目正在尋求采用BIM的可能性。

制藥企業的建筑物的特點是建筑物內設有許多小隔間、潔凈室，為了保證潔凈生產的需要，在潔凈室上方的吊頂空間內就會布置大量風管和公用工程管道，而這個空間往往非常有限（見圖1），對于改造的項目更是如此。如果高效的空間管理在設計階段被充分應用，將為后續采購和施工工作省去大量的協調時間。BIM建立的信息化模型恰好解決了上述的問題，并為今后的信息化、自動化提供良好的數據支持。

圖1　某醫藥項目復雜的吊頂空間Fig.1 The complex ceiling space in a pharmaceutical project

3　BIM在制藥行業的應用

3.1三維可視化

三維可視化作為工程溝通的有效媒介，可使業主、設計、監理、采購、施工等各參與方都能在同一模型環境下，進行正確地理解、溝通、協調，可有效提高工作效率，避免不必要的返工與浪費。同時，三維模型可隨時虛擬現實空間，動態地觀察推敲空間結構，合理有效利用空間。在傳統的設計中，設計師們通過二維CAD電子圖紙采集信息來單向解決“信息孤島”，無法實現設計信息的雙向聯動，而BIM技術的應用，真正意義上將各種分散的二維CAD圖紙和數據表格統一到信息化建筑模型中［2］。

3.2三維協同設計

醫藥工程項目的BIM不同于民用建筑，平面布局如同“迷宮”一般，涉及專業多，房間、設備要求復雜，這些龐雜的信息由各個專業進行設計。最終匯總時，就需要很好的協同管理。為此，選擇一套能覆蓋各專業、能夠對各專業的軟件進行有效協同管理的軟件就顯得尤為重要了。我公司使用Bentley公司的ProjectWise軟件（簡稱PW）建立三維協同管理組織架構，通過參數化的變更引擎自動維持各種信息模型、文檔之間的關聯，保證參與BIM工作的各專業人員使用實時統一的項目環境，參考實時更新的各專業三維模型，甚至各專業的切圖都隨模型同步更新，減少來回檢查、重復作業以及過程協調中的各種浪費，提高了設計過程的效率和設計質量。

3.3三維碰撞檢測及管線綜合

在醫藥工程項目中，吊頂內空間有限，且涉及專業多、布局復雜，容易出現管線、構件之間發生碰撞的情況，這不僅給施工帶來麻煩、影響項目進度，現場的修改更可能影響某些管道的合理性，也可能進一步對潔凈區造成不良影響。

為了避免上述情況的發生，傳統的設計流程中通過二維管線綜合設計來協調各專業的管線布置，但它只是將各專業的平面管線布置圖進行簡單的疊加，按照一定的原則確定各種系統管線的相對位置，進而確定各管線的原則性標高，再由各專業工程師進行深化設計，很大程度上依靠的是專業工程師的空間想象能力。顯然，采用BIM技術進行三維管線綜合設計有著明顯的優勢及意義，它是對整個空間設計的一次“預演”，建模的過程同時也是一次全面的“三維校審”過程［3］。在此過程中可發現大量隱藏在設計中的問題，這些問題往往不涉及規范，但跟專業配合緊密相關，或者屬于空間上的沖突，在傳統的單專業校審過程中很難被發現。表1是傳統二維管線綜合與三維管線綜合之間的比較。

3.4數字化移交

可滿足工程數字化移交需求，內容可包括整體設計架構及設備相關信息，而不單純是單個的移交設備信息，可以在后續的運維系統中完整的展現。設備信息包括圖形和參數兩大類，移交時圖形和參數保持有關聯信息，可以在運維系統中達到設備圖形和參數智能關聯，可以實現在運維系統界面上展示，進一步操作，可以點擊某個特定設備，進而展現該設備的所有參數，包括型號、生產廠家、檢修周期、壽命等。

4　結束語

未來制藥行業的自動化、信息化、智能化的步伐將走得更快，BIM技術尚未充分應用于制藥行業，而BIM在民用建筑業的推廣會對工業建筑業有一定的促進作用，隨著計算機硬件能力的提升，數據模型輕量化的跟進，同時匹配上大數據的后端應用的豐富，制藥行業對BIM的需求將會逐步釋放，這也將對醫藥工程設計行業產生深遠的影響。

表1　二維與三維管線綜合的比較Tab.1 The compare of 2D and 3D space management

［1］張冬雪. 制藥工業4.0智慧工廠探索 ［J］.化工與醫藥工程，2015，36（5）：7-12.

［2］何學山，李靚.三維設計技術在合肥濱湖國際會展中心項目中的應用 ［J］.土木建筑工程信息技術，2010，2（3）：76-79.

［3］楊遠豐，蔡曉寶.三維管線綜合設計實踐與技術探討 ［J］.建筑結構，2011，41（1）：I0023-I0025.

Application of BIM System in Pharmaceutical Industry

Li Chenjiang1， Zhao Xiongfei2
（1. SINOPEC Shanghai Engineering Co.， Ltd， Shanghai 200120； 2. Bentley Systems （Shanghai） Co.， Ltd， Shanghai 200042）

With the appearance of concepts of “Industry 4.0” and “Made in China 2025”， automation and information in production have been paid attention by more and more pharmaceutical enterprises. The cores of these concepts are of decreasing production cost， and increasing production and management efficiencies. Thus， the collection， storage， processing and application of information are necessary procedures. The appearance of BIM （Building Information Modeling system） was just to meet these demands. In this paper， the current application of BIM was analyzed， the demands of its application in pharmaceutical industry was discussed， and the creative applications in 3-D visualization， 3-D collaboration design， 3-D collision detection， pipeline integration and digital handover were introduced.

BIM； vast data； 3-D design

TQ 460.8

A

2095-817X（2016）03-0001-003

2016-04-02

李陳江（1982—）男，高級工程師，主要從事醫藥項目設計、管理工作。