BIM技术应用于医药工程的优势及挑战浅析

李欣

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摘要：现如今，我国的医药工程发展迅速，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

引言

随着制药行业的蓬勃发展，国内制药工程行业在各方面也取得了长足的进步，不但项目经验日趋丰富和完善，而且在新技术的应用方面也获得了突破。近些年，建筑信息模型在整个工程行业备受青睐。建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM），是指以工程项目的各项相关信息数据作为模型基础，建立建筑模型，通过数字信息来仿真模拟建筑物所具有的真实信息。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。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性8个特点。

1引入BIM带来的优势

1.1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.

1.2协调性

与其他行业相比，制药工程行业的设计特点是个性化强、重复性低，面对施工设计工期短、管线综合布置复杂、空间关系紧张等一系列挑战，需要不断地推敲调整设计方案，BIM所能做的便是把设计做透———与实际施工条件一致，最大限度地缩短施工时间，消除无谓的返工，从而直接或间接地为业主减少投资成本。BIM的协调性服务可以帮助处理设计中的碰撞问题，也就是说，BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，以供参考。某医药产业园车间通风的BIM碰撞检查如图2所示，涉及暖通专业、电气专业等，帮助多专业协调设计。

1.3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。

2BIM应用推进的困难和挑战

2.1模块化BIM医疗空间体系

上文对建筑空间业务流的模块化进行了阐述，下面利用既有的案例介绍其作用。美国伤残军人医疗服务机构于2009年前后开始研发医疗空间标准化，并最终将其成果与BIM技术相结合形成了一套颇具特色的建筑空间模块化体系。该体系的基本逻辑是特定的医疗空间大都存在特定的诊疗设备并且它构成了此医疗空间的功能核心，专业人员就可以针对该设备的业务运行需求、后勤保养需求、信息交互需求等要素进行空间环境设计，进而建构出整个医疗空间的所有实体要素，如信号指示灯、镜子、墙边扶手等等配套设施。如果将所有医疗空间全部标准化，就可以在提高建造效率的同时保证运行维护以及业务开展的效率，统一协调的设施实体配套标准体系的完善能够更好地保障业务实现，更少地出现配置瑕疵错误引起的医疗问题。近年来随着BIM技术逐渐被大家认知和接受，人们意识到BIM工具作为将建筑组构件的几何信息、物理信息以及相关的标准信息整合在一起的最佳工具。藉由BIM的信息集成特征以及信息协同与交互能力，BIM模块已经成为虚拟建造信息技术应用最为重要的基础。

2.2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。

2.3组件式系统集成体系

包括建筑行业人士在内的大多数专家学者都将BIM模块理解为积木块形式的物理实体的组合与建构，但本质上这些BIM模块更加类似于电路板，当它们承插在一起的时候，信息便开始流转，控制系统即刻将它们用软件系统管控起来，进而形成具备一定自动运营能力的模组。为了便于理解，试列举一个制造业的例子：飞机以及汽车制造商大都有一套3D的生产线设计工具，这个工具的核心是面向最终产品，能够最大化地实现生产线效率最优。与此同时，该系统也是基于模块化，能够加快系统实体设计的速度，另外还是整个工厂管理控制系统的模拟器，当设计人员完成虚拟的生产线建造，模拟器就可以开始进行基于以往业务运营数据进行运营模拟，以便找出业务逻辑设计中的问题并加以改进，最后它还能肩负起建造监控以及后期运维管理的任务。

2.4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。

结语

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］苏元颖.BIM在医院建设和运营中的作用及实施［J］.中国医院建筑与装备，2014（1）：27-35.

［2］陆建南，陶添光.BIM技术在医疗建筑工程中的应用探讨 ［J］.中国医院建筑与装备，2017（1）：91-94.

［3］毛欣.BIM在医院建筑运维管理中的应用［J］.科技资讯，2016（11）：69-70.