（國藥集團(tuán)重慶醫(yī)藥設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400042）

1 醫(yī)藥工程領(lǐng)域的BIM技術(shù)

建筑信息模型（BIM，Building Information Model）在國內(nèi)最早被應(yīng)用于建筑行業(yè)，這為后續(xù)將BIM技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了契機(jī)[1]。但醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)有別于建筑設(shè)計(jì)，醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)師有別于BIM設(shè)計(jì)師。其中主要區(qū)別在于制藥工程類項(xiàng)目本身的特點(diǎn)。制藥工程類項(xiàng)目按照藥品可以分為：制劑類項(xiàng)目、提取類項(xiàng)目、原料藥項(xiàng)目、單抗類項(xiàng)目、疫苗、血液制品等，每類項(xiàng)目又有其復(fù)雜的工藝路線，需要多專業(yè)共同協(xié)調(diào)參與。與建筑設(shè)計(jì)相比較，制藥類項(xiàng)目受到更多的法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)限制。在滿足建設(shè)單位消防報(bào)審、工程造價(jià)、招標(biāo)的前提下，最大限度縮短項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期。而項(xiàng)目最終的設(shè)計(jì)目標(biāo)是保證藥品的安全、有效、可控、經(jīng)濟(jì)，同時(shí)體現(xiàn)制藥企業(yè)的企業(yè)文化?；谝陨显?，BIM技術(shù)在醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不僅要服務(wù)于建筑設(shè)計(jì)，更要服務(wù)于制藥工程類項(xiàng)目設(shè)計(jì)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。相對于傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)，BIM設(shè)計(jì)給制藥工程項(xiàng)目提供了新的設(shè)計(jì)思路以及更多的可能性，其主要優(yōu)勢主要體現(xiàn)為以下幾個(gè)方面，如表1所示。

2 BIM技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

雖然BIM技術(shù)在制藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)持續(xù)了一定時(shí)間，但是現(xiàn)階段仍然有一些因素限制著BIM技術(shù)在制藥工程項(xiàng)目中的順利實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致BIM 正向設(shè)計(jì)很難走完整個(gè)設(shè)計(jì)周期[2]?，F(xiàn)階段BIM技術(shù)在醫(yī)藥設(shè)計(jì)類項(xiàng)目中應(yīng)用的一般流程見圖1。其中樣板文件、建筑模型、結(jié)構(gòu)模型、設(shè)備模型的建立、模型的后期處理大多數(shù)還是由設(shè)計(jì)單位的非BIM設(shè)計(jì)人員完成。設(shè)計(jì)人員主要負(fù)責(zé)設(shè)備的定位、空間的優(yōu)化、管道的繪制及標(biāo)注、材料的統(tǒng)計(jì)以及對從模型導(dǎo)出的二維圖紙進(jìn)行深化設(shè)計(jì)以滿足出圖標(biāo)準(zhǔn)。其中BIM設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作、后期的管道碰撞及二維出圖耗時(shí)較多。此外，交付的模型往往需要造價(jià)單位及施工單位對模型進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，才可以用于工程造價(jià)以及指導(dǎo)施工。

表1 BIM 相對于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)在醫(yī)藥工程項(xiàng)目的優(yōu)勢體現(xiàn)Tab.1 The advantages of BIM compared with traditional twodimensional design

圖1 BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)嵤┑囊话懔鞒蘁ig.1 The common flow chart of BIM used in pharmaceutical engineering design

本節(jié)內(nèi)容從BIM技術(shù)本身的特點(diǎn)、BIM技術(shù)在醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的實(shí)施流程及醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目自身特點(diǎn)三個(gè)方面，對限制BIM技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的關(guān)鍵因素進(jìn)行歸納性總結(jié)。

2.1 BIM 本身因素的制約

2.1.1 適應(yīng)性

即便BIM技術(shù)在國外的建筑工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域已經(jīng)應(yīng)用廣泛，但其經(jīng)國外的建筑工程領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為適合國內(nèi)建筑領(lǐng)域的技術(shù)手段、再由國內(nèi)建筑領(lǐng)域轉(zhuǎn)換到國內(nèi)制藥工程領(lǐng)域，必然需要相當(dāng)長一段時(shí)間，而BIM技術(shù)在制藥工程領(lǐng)域的順利實(shí)施卻需要深厚的理論與技術(shù)積累支持，這嚴(yán)重限制了BIM技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)階段Revit是國內(nèi)外最為常見的BIM 應(yīng)用軟件[3]，但事實(shí)上Revit 軟件是按照國外設(shè)計(jì)流程開發(fā)的軟件。在國外工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)周期比國內(nèi)長，且在設(shè)計(jì)前期深入，所以后期工程設(shè)計(jì)更改少，而這與我國的設(shè)計(jì)流程恰好相反。在國內(nèi)大型復(fù)雜項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)時(shí)間長、對設(shè)計(jì)流程管理更加嚴(yán)格、后期顛覆性改動(dòng)幾率小，更加適應(yīng)于BIM設(shè)計(jì)。對于制藥工程領(lǐng)域普遍存在的中小型項(xiàng)目，BIM技術(shù)的應(yīng)用難度較大。

2.1.2 設(shè)計(jì)成本

醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)人員、校核人員、審核人員早已習(xí)慣多年采用的二維設(shè)計(jì)模式，對BIM設(shè)計(jì)存在一定程度的生疏感。同時(shí)因?yàn)锽IM技術(shù)所依賴平臺(tái)的復(fù)雜性，需要相關(guān)人員花費(fèi)更大的精力去熟悉BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)所需要的軟件以及具體的實(shí)施流程。然而近年來，設(shè)計(jì)單位醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目驟增，建設(shè)單位對項(xiàng)目設(shè)計(jì)周期要求嚴(yán)格，設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)壓力大，很難抽出時(shí)間進(jìn)行自我學(xué)習(xí)?；谝陨弦蛩兀枰O(shè)計(jì)單位組織多次的、長周期的、專業(yè)性的BIM設(shè)計(jì)培訓(xùn)[4]。同時(shí)BIM模型所包含的數(shù)據(jù)量龐大，需要及時(shí)地進(jìn)行設(shè)計(jì)人員之間的信息傳遞與共享，這對計(jì)算機(jī)的硬件配置與軟件的配套提出了較高的要求。

以上存在的客觀限制因素主要可以總結(jié)為設(shè)計(jì)單位的資金成本、人力成本、設(shè)計(jì)人員的時(shí)間成本，這些在一定程度上制約了BIM技術(shù)在醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的推廣。

2.2 設(shè)計(jì)周期長

目前BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)用程度并沒有顯示出其在設(shè)計(jì)階段的效率優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)所依賴的天正等設(shè)計(jì)平臺(tái)，BIM設(shè)計(jì)在進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)之前需要進(jìn)行統(tǒng)籌嚴(yán)密的規(guī)劃、復(fù)雜的軟硬件準(zhǔn)備以及設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)。此外還需要確定各階段BIM模型的設(shè)計(jì)深度、規(guī)定項(xiàng)目點(diǎn)位、坐標(biāo)系、文件的命名、材質(zhì)的命名、構(gòu)建的命名、出圖樣式設(shè)置等。在出圖方面，由于依然沿用二維設(shè)計(jì)出圖標(biāo)準(zhǔn)，雖然模型可以快速生產(chǎn)所需要的二維圖紙，但其在設(shè)計(jì)深度與設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)方面并不能完全滿足設(shè)計(jì)單位的出圖要求[5]。設(shè)計(jì)人員在對二維圖紙進(jìn)行二次加工的過程中消耗了大量的時(shí)間成本。建設(shè)單位出于報(bào)消防、做造價(jià)以及對施工單位進(jìn)行招標(biāo)的考慮，其對項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)度有著較高的要求。設(shè)計(jì)成品圖紙?jiān)谠O(shè)計(jì)進(jìn)度上很難滿足建設(shè)單位的基本要求。由于設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)進(jìn)度與建設(shè)單位節(jié)奏的不一致，往往需要在設(shè)計(jì)的中間環(huán)節(jié)出一次二維圖紙，這樣進(jìn)一步增加了設(shè)計(jì)的時(shí)間成本。

漫長的設(shè)計(jì)周期增加了設(shè)計(jì)人員的時(shí)間成本、降低了工作的積極性，同時(shí)也降低了建設(shè)單位對BIM設(shè)計(jì)的滿意度。導(dǎo)致在大多數(shù)情況下，醫(yī)藥工程領(lǐng)域的BIM設(shè)計(jì)因?yàn)檫M(jìn)度關(guān)系很難走完正常的生命周期。

2.3 模型信息針對性不強(qiáng)

BIM設(shè)計(jì)其本質(zhì)是利用數(shù)字化信息對一個(gè)項(xiàng)目的全生命周期進(jìn)行模擬，期間需要各專業(yè)設(shè)計(jì)人員真正地參與到數(shù)字信息模型的建立過程中來，賦予模型建設(shè)單位、施工單位以及監(jiān)察單位所需要的信息，并保證模型所蘊(yùn)含信息的多元化與專業(yè)化，使模型信息隨著項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)程的發(fā)展不斷更新。但在項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行過程中，建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位往往是相互獨(dú)立的，三者之間經(jīng)常存在信息共享不及時(shí)以及需求挖掘不到位的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)單位對施工單位信息需求掌握地不夠透徹，對施工情況的考慮都是基于一般情況或者理論狀態(tài)。最終導(dǎo)致了在設(shè)計(jì)階段建立的一整套模型信息對施工單位來說并非都是有效信息，需要施工單位在施工前對設(shè)計(jì)單位提供的模型進(jìn)行必要的調(diào)整和深化，用來模擬并指導(dǎo)施工。同樣，設(shè)計(jì)單位提供的模型與建設(shè)單位和監(jiān)管部門也涉及到信息提取的問題。模型包含信息的冗雜給各個(gè)參與方對模型信息進(jìn)行篩選造成了一定困難[3]。

2.4 對BIM設(shè)計(jì)理解不到位

現(xiàn)階段大多數(shù)醫(yī)藥工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)人員對BIM技術(shù)的理解還局限在“二維圖紙三維化”這一點(diǎn)上，將BIM設(shè)計(jì)當(dāng)成了醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一句廣告語，最終導(dǎo)致了為了BIM設(shè)計(jì)而進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)這種本末倒置的現(xiàn)象。事實(shí)上，BIM設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)人員進(jìn)行項(xiàng)目的方法和手段，并不是設(shè)計(jì)最終追求的設(shè)計(jì)結(jié)果[6]。BIM設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員在三維可視的環(huán)境下，在建筑和結(jié)構(gòu)模型中添加必要的信息，去模擬真實(shí)的制藥車間，最終的設(shè)計(jì)成果還是需要用二維圖紙來表達(dá)。此外，制藥工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目需要全專業(yè)參與、各種介質(zhì)管道多，但是設(shè)計(jì)人員不能將管道碰撞的多少作為評判BIM設(shè)計(jì)成果的標(biāo)準(zhǔn)[7]。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)前規(guī)劃管道空間、設(shè)計(jì)過程中及時(shí)共享信息、優(yōu)化管道走向。而不是沿用二維設(shè)計(jì)的方法、使用三維設(shè)計(jì)的形式，在設(shè)計(jì)完成后利用碰撞檢查功能去調(diào)整檢查出來的所有管道碰撞，而是要將更多的精力放到BIM設(shè)計(jì)的前期工作。

3 應(yīng)對措施

3.1 提高BIM 認(rèn)可度

建設(shè)單位作為工程項(xiàng)目的發(fā)起人，BIM技術(shù)最終能為在項(xiàng)目中應(yīng)用或者推廣，在很大程度上取決于建設(shè)單位對BIM技術(shù)的認(rèn)可程度。而許多醫(yī)藥行業(yè)相關(guān)人員對BIM技術(shù)還很陌生，對BIM設(shè)計(jì)的理解也僅僅停留在表層。只有建設(shè)單位對BIM技術(shù)的優(yōu)勢有了充分的認(rèn)知，才為BIM技術(shù)進(jìn)一步服務(wù)于醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供了可能，為BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供動(dòng)力。

3.2 縮短BIM設(shè)計(jì)周期

BIM設(shè)計(jì)漫長的設(shè)計(jì)周期是限制BIM設(shè)計(jì)在醫(yī)藥工程領(lǐng)域應(yīng)用的主要原因。為了縮短設(shè)計(jì)周期：

（1）相關(guān)的軟件服務(wù)商需根據(jù)醫(yī)藥工程類項(xiàng)目的特點(diǎn)，完善現(xiàn)有的BIM技術(shù)所依賴的設(shè)計(jì)平臺(tái)，降低軟件的入門使用要求，使BIM設(shè)計(jì)流程的每一步簡單、易行、可操作。

（2）設(shè)計(jì)單位完善硬件配套設(shè)施，加大對設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)力度，提高設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)水平，并給予相應(yīng)政策激勵(lì)。

（3）設(shè)計(jì)前期充分了解用戶需求，建議建設(shè)單位同時(shí)參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中來，以便隨時(shí)了解設(shè)計(jì)進(jìn)度與細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。盡最大可能避免項(xiàng)目的顛覆性變更，縮短設(shè)計(jì)周期。

3.3 形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)單位可以根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在提高BIM 協(xié)同文件信息傳遞效率的同時(shí)，完善自己內(nèi)部的校核、審核程序。國家相關(guān)部門研究并制定BIM設(shè)計(jì)統(tǒng)一的信息模型出圖標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)深度，同時(shí)將信息模型用于施工圖的外部審查，改變傳統(tǒng)的二維圖紙交付方式。

4 結(jié)束語

現(xiàn)如今許多高校開設(shè)了BIM相關(guān)課程，同時(shí)越來越多的設(shè)計(jì)單位與施工單位分別成立了BIM設(shè)計(jì)相關(guān)部門。隨著更多的專業(yè)人才與設(shè)計(jì)人員涌入市場，必將推動(dòng)BIM技術(shù)在整個(gè)醫(yī)療設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用?，F(xiàn)在BIM技術(shù)正向著本土化、集成化、協(xié)同化的設(shè)計(jì)方向發(fā)展，相信其將會(huì)很快克服現(xiàn)有的短板，進(jìn)一步提高醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，為整個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域造福。