BIM系统在医药行业的应用

李陈江赵雄飞

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

BIM系统在医药行业的应用

李陈江1赵雄飞2

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

随着“工业4.0”、“中国制造2025”这些新战略的提出，越来越多的制药企业开始重视生产自动化和信息化。其核心目的在于降低劳动力成本，提高生产、管理效率。为此，信息的收集、存储、加工、应用是不可缺少的环节。BIM（Building Information Modeling System 的简称）的提出正是迎合了这样的需求。分析了BIM的应用现状，探索了BIM在医药行业的应用需求，及我公司在三维可视化、三维协同设计、三维碰撞检测、管线综合和数字化移交方面的应用创新。

BIM；大数据；3D设计

“工业4.0”的浪潮正在各个行业展开，医药行业更是已经向制药工业4.0迈出了步伐。随着设备自动化、企业管理信息系统、自动化立体仓库等技术的成熟，也对数据的集成管理、信息的收集、存储、加工、应用提出了更高的要求。BIM系统的提出正是契合了医药行业的需求。

1　BIM的概念（信息载体的确立）

人类正从IT时代走向DT时代，大数据是工业互联网的命脉［1］，大数据能够帮助制药企业提升营销的针对性，降低物流和库存的成本，减少生产资源投入的风险，预测运行维护配件的生命周期等等。大数据需要一个载体，为了能够在海量的数据中找到特定的信息，也需要一个组织架构。三维信息化模型作为新的信息载体，是大数据集成的基础，有了数据的有序存储才能为数据的加工处理提供支撑，而纷繁杂乱的数据与直观、可查询的模型的结合，正是这个新载体带来的便利之处。大数据载体是为深度应用服务的，为了能够让数据在工程全生命周期的各个不同阶段使用的不同软件间实现交互，数据模型必须符合同一个标准，不然在使用数据库时就会面临困难。国际上最为通行，且使用最为广泛的标准就是ISO 15926标准。也就是说需要一个符合ISO 15926标准、具有BIM信息属性的数字模型文件，模型与信息结合而成的信息化模型将是一个很好的大数据载体。通过精确到元件级的管理，将海量数据有序地结合在三维模型中，形成可以双向查询的组织架构，将为大数据的应用提供很大的帮助。

2　BIM的应用现状及制药行业对BIM的应用需求

在民用建筑业BIM的应用已经初具规模，2015年内民用建筑业就可以列举出如国家会展中心、天津117大厦、苏州中南中心、中国尊等知名项目采用了BIM的应用。虽然这些项目由于各种原因实施BIM采用的软件并非完全相同，但是最终的项目数据的管理理念都是一致的。至于最近提出的装配式建筑更是对BIM提出了要求，预制构件后到建造现场拼装，保证施工精确性，缩短现场施工周期，无一不是BIM在背后“预制”了大量工作。

BIM发展到今天，早已不再是一个模型、一个软件所能承载，它代表一种新的实施过程，一种新的工作模式，它使整个项目上下游紧密协作，顺畅交流。

在制药行业，西安杨森整体搬迁、罗氏高致敏车间等国际知名的药企项目已经率先采用三维设计。而深层次的应用也已经悄悄展开，更多的医药工程项目正在寻求采用BIM的可能性。

制药企业的建筑物的特点是建筑物内设有许多小隔间、洁净室，为了保证洁净生产的需要，在洁净室上方的吊顶空间内就会布置大量风管和公用工程管道，而这个空间往往非常有限（见图1），对于改造的项目更是如此。如果高效的空间管理在设计阶段被充分应用，将为后续采购和施工工作省去大量的协调时间。BIM建立的信息化模型恰好解决了上述的问题，并为今后的信息化、自动化提供良好的数据支持。

图1　某医药项目复杂的吊顶空间Fig.1 The complex ceiling space in a pharmaceutical project

3　BIM在制药行业的应用

3.1三维可视化

三维可视化作为工程沟通的有效媒介，可使业主、设计、监理、采购、施工等各参与方都能在同一模型环境下，进行正确地理解、沟通、协调，可有效提高工作效率，避免不必要的返工与浪费。同时，三维模型可随时虚拟现实空间，动态地观察推敲空间结构，合理有效利用空间。在传统的设计中，设计师们通过二维CAD电子图纸采集信息来单向解决“信息孤岛”，无法实现设计信息的双向联动，而BIM技术的应用，真正意义上将各种分散的二维CAD图纸和数据表格统一到信息化建筑模型中［2］。

3.2三维协同设计

医药工程项目的BIM不同于民用建筑，平面布局如同“迷宫”一般，涉及专业多，房间、设备要求复杂，这些庞杂的信息由各个专业进行设计。最终汇总时，就需要很好的协同管理。为此，选择一套能覆盖各专业、能够对各专业的软件进行有效协同管理的软件就显得尤为重要了。我公司使用Bentley公司的ProjectWise软件（简称PW）建立三维协同管理组织架构，通过参数化的变更引擎自动维持各种信息模型、文档之间的关联，保证参与BIM工作的各专业人员使用实时统一的项目环境，参考实时更新的各专业三维模型，甚至各专业的切图都随模型同步更新，减少来回检查、重复作业以及过程协调中的各种浪费，提高了设计过程的效率和设计质量。

3.3三维碰撞检测及管线综合

在医药工程项目中，吊顶内空间有限，且涉及专业多、布局复杂，容易出现管线、构件之间发生碰撞的情况，这不仅给施工带来麻烦、影响项目进度，现场的修改更可能影响某些管道的合理性，也可能进一步对洁净区造成不良影响。

为了避免上述情况的发生，传统的设计流程中通过二维管线综合设计来协调各专业的管线布置，但它只是将各专业的平面管线布置图进行简单的叠加，按照一定的原则确定各种系统管线的相对位置，进而确定各管线的原则性标高，再由各专业工程师进行深化设计，很大程度上依靠的是专业工程师的空间想象能力。显然，采用BIM技术进行三维管线综合设计有着明显的优势及意义，它是对整个空间设计的一次“预演”，建模的过程同时也是一次全面的“三维校审”过程［3］。在此过程中可发现大量隐藏在设计中的问题，这些问题往往不涉及规范，但跟专业配合紧密相关，或者属于空间上的冲突，在传统的单专业校审过程中很难被发现。表1是传统二维管线综合与三维管线综合之间的比较。

3.4数字化移交

可满足工程数字化移交需求，内容可包括整体设计架构及设备相关信息，而不单纯是单个的移交设备信息，可以在后续的运维系统中完整的展现。设备信息包括图形和参数两大类，移交时图形和参数保持有关联信息，可以在运维系统中达到设备图形和参数智能关联，可以实现在运维系统界面上展示，进一步操作，可以点击某个特定设备，进而展现该设备的所有参数，包括型号、生产厂家、检修周期、寿命等。

4　结束语

未来制药行业的自动化、信息化、智能化的步伐将走得更快，BIM技术尚未充分应用于制药行业，而BIM在民用建筑业的推广会对工业建筑业有一定的促进作用，随着计算机硬件能力的提升，数据模型轻量化的跟进，同时匹配上大数据的后端应用的丰富，制药行业对BIM的需求将会逐步释放，这也将对医药工程设计行业产生深远的影响。

表1　二维与三维管线综合的比较Tab.1 The compare of 2D and 3D space management

［1］张冬雪. 制药工业4.0智慧工厂探索 ［J］.化工与医药工程，2015，36（5）：7-12.

［2］何学山，李靓.三维设计技术在合肥滨湖国际会展中心项目中的应用 ［J］.土木建筑工程信息技术，2010，2（3）：76-79.

［3］杨远丰，蔡晓宝.三维管线综合设计实践与技术探讨 ［J］.建筑结构，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

李陈江（1982—）男，高级工程师，主要从事医药项目设计、管理工作。