公司：发泰（天津）医药工程有限公司
原天士力集团工程技术中心
作者：黄国涛
传统设计方式的困扰：
近些年来，整个工程行业非常流行BIM（Building Information Model）这样一个新兴的概念，他是通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。这样的概念产生必然有其特殊需求诱因：
一是信息沟通难题：多专业，低重复性，长的项目工期，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。
自2008年伊始公司便循序渐进的引入这个概念，并逐步在企业的多个项目中应用了BIM技术。我们来概念性的介绍BIM应用在EPCM项目的基本作用：
首先，BIM应用在项目全生命周期中，实现信息的多专业共享。它相较于国内传统各自为营的项目管理模式，能真正地实现从设计阶段，采购阶段，施工阶段，改造扩建阶段全生命周期的信息达到协同管理下的工作模式。简要来讲BIM要实现的是信息在项目各阶段的无缝传递。
其次，BIM在设计环节下的工作方式是基于3D模型的搭建，可以使各专业人员在可视化的协同设计中将图纸的"错碰缺漏"进行有效的风险规避。因为传统CAD平台之下的设计制图多是各专业独善其身式的工作模式，不同专业之间的相互协作也是通过多次校对审核实现的，这种方法对于建筑产品在具体环境中的功能缺乏分析。但如果能从三维设计角度出发，建立项目全生命周期的信息模型，可进一步完善和优化设计方案。目前来讲这是BIM 应用最突出的贡献。
再次，满足业主对工期的需求也是市场竞争优势所在。制药工程比较其他行业的特点是个性强，重复性低，面对施工图设计工期短，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，最大限度的缩短施工时间、消除无谓的返工；争取产品早一点上市，从而直接或间接的为业主减少投资成本。
BIM应用带给我们的优势：
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、易优化性、模拟性等。
1、可视化+模拟性=“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。
1、可视化+模拟性=“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。
输入信息：空间信息，结构信息，平面布局图，设备布局图，设备信息等；
输出：建筑空间、结构框架、水暖电、工艺设备布局等三维信息概念模型。
在项目中的应用：
为业主提供精确的工艺区域方案模型，易于理解设计及进行审核。
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；
在设计过程使用统一的原点坐标，对后期项目整合及管综仿真碰撞、协调设计等起相当重要作用。
与其他3D建模不同，所被创建的三维模型是准确的，可实施的，可被加工的信息化数据模型。尤其是在条件最为复杂苛刻的工艺设计环节我们会根据提供的平面图纸以及设备的型号、外观及各种参数提供等创建完整的信息模型。这里要求提供准确的设备型号、外观及各种参数，才能保证提供的模型更准确。但在真正施工图设计中往往还会有许多工艺设备的型号等未确定因素，只能作为概括性性假定模型，使用替代设备创建三维信息模型。在管理多专业和多系统数据时，设计的主体都呈现在可视化的状态下进行，无需过于专业的知识便可预知项目最终成型的状态。
与其他3D建模不同，所被创建的三维模型是准确的，可实施的，可被加工的信息化数据模型。尤其是在条件最为复杂苛刻的工艺设计环节我们会根据提供的平面图纸以及设备的型号、外观及各种参数提供等创建完整的信息模型。这里要求提供准确的设备型号、外观及各种参数，才能保证提供的模型更准确。但在真正施工图设计中往往还会有许多工艺设备的型号等未确定因素，只能作为概括性性假定模型，使用替代设备创建三维信息模型。在管理多专业和多系统数据时，设计的主体都呈现在可视化的状态下进行，无需过于专业的知识便可预知项目最终成型的状态。
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。
使用3D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：
在3D设计模式下还可以实现紧急疏散、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：
3D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。
3D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；
结束语：
对目前国内制药工程，3D应用还是一种较为新鲜的理念。不论是技术实现，还是由于工作流程的变化带来的推广难度都是我们面临的课题。这种3D设计模式目前来讲是一个设计工具的变革，是为了更容易、更高效、更准确的完成项目设计、论证和改进工作，从而提高设计和施工效率。从长远来讲，他最终所实现的是建立在项目全生命周期的新的工程管理模式。现阶段面临的困难是技术问题，未来面临的便是思维方式转变的问题。如同上世纪九十年代汇编语言之间的标准协议建立，使得不同系统软件、不同部门、不同公司之间实现了世界范围内的协同办公，目前基于3D技术的BIM应用便是缺少不同平台之间的信息数据传输的协议标准，这一标准一旦建立并成熟，这项技术将会带动整个产业链模式的升级。而辅助性的技术、企业流程与思维习惯的完全融合才能带来这一行业生产效率和质量的进一步提升，这还需要时间。
