DECHEMA协会的《化学工业中的数字化》白皮书中提到:“完全数字化控制和集成的化工生产基地是建立在数字化规划设计基础之上的。”其基本方法是从流程设备的规划设计开始,包括流程设备的制造和调试,去开发设计一个全数字化的3D工厂以及流程设备的模型,以便在流程设备的整个生命周期内都能利用这一3D模型。这一方法已经有长远的使用历史了,数字化工厂正从一个单纯的规划设计工具发展为设备管理的综合工具。
为了在更短的时间内将产品投放市场,并使企业和工程设计部门在缺少专业设计人员的情况下继续运作,流程设备的规划设计就必须扩展延伸到项目实施、管理和沟通中去。具体地说就是,数字化工厂设计不要仅仅局限于规划设计和工程设计过程,企业的生产管理和流程设备全生命周期成本等也变得越来越重要。
BIM助力数字化转型
BIM可以改进所有规划设计过程参与者之间的合作,其最初是为建筑物和公共基础设施的规划设计而开发的,现在这一方法已进入到工厂的基础设施建造中。
有时人们会说,BIM不是一个软件,的确BIM应该被理解为在创建智能化的3D模型时,能够让企业知道谁在什么时候干什么,知道在流程工业企业、流程设备的寿命周期内如何进行维护的三维模型。
企业每一次都会遇到不同的挑战,因此需要针对每一个具体项目和客户需要量身定制BIM。但BIM也不是万能的,无论是规划设计师、流程设备运营商,还是企业都可以尽可能多地利用BIM,但需要注意的是,数字化转型重在转型,而不是破坏性创新。
封闭式BIM建筑信息模型
经验丰富的规划设计师可能会问:近年来BIM领域有什么新东西?
在CAD领域中,早在很多年前人们可以将绘制的几何图形与空间位置及实物属性链接到一起,而仅仅添加时间和成本费用已不算是新鲜事了(不是所有的都附加这些信息,但很多都能附加这些信息)。难道不是坚持可持续发展的工程设计室、规划设计室都始终以追求BIM建筑信息模型方法为目标吗?
BIM不是一门神秘的科学,这与企业面对数字化的态度有关。汽车工业已经用20多年的工厂规划设计实践证明了在“封闭的BIM建筑信息模型”中可以毫无问题地工作。在汽车工业行业协会VDA的协调下,戴姆勒、大众、奥迪和宝马公司等主要OEM生产厂已经在某些平台上达成了一致,确定了使用这一工具的所有工程设计技术服务商。例如在TGA高科技建筑技术领域中,它们一直使用由Venturis IT公司开发的Tricad MS,这是一种适用于所有建筑技术、工厂设计、流程设备规划设计和交通运输规划设计的工具。
结合集成的算法语言和第三方计算工具的接口,Tricad MS拥有在各个行业领域中进行数字化工程设计的能力。由于Tricad MS拥有自己的特性,因此它成功进入了大型流程工业企业,并在31个国家和地区,广泛应用于办公楼建造和工业领域中。
开放式BIM建筑信息模型
开放式BIM建筑信息模型的情况则有所不同,它的数据交换是在多种不同数据格式的CAD系统之间进行的。
例如在DWG、DGN、DXF、IGES、Step、SDNF以及IFC等格式的CAD系统之间交换数据。所有项目参与者之间的信息交流、数据交换的接口都需要有明确定义,但接口的定义并不总是非常明确的。例如所使用的规划设计工具,必须与IFC建筑工程数据交换标准的格式兼容。
但实践告诉我们这是有问题的,在完成所有的规划设计工作之后,如何进一步处理数据才是最重要的。到目前为止,项目完成后仅仅给出一套IFC格式的数据还远远不够。最迟到下一次技术改造时,人们才会意识到并不能在所有行业中都可以处理已有的数据。
在BIM建筑信息模型中,复杂对象建模和基础设施项目是人们关注的焦点,大量的数据会引起了人们的关注。因此,减小IFC格式模型的大小非常重要,通常情况下,IFC格式文件的大小是DGN格式文件的2~3倍。Tricad MS系统提供了高、中、低3种精度的建筑信息模型。
BIM建筑信息模型技术在集成和整合过程中不断成长壮大,而它所遇到的障碍无处不在,比如有些企业会坚持特定的专用接口,并故意延迟通用解决方案的软件供应的时间。
这对于规划设计师和流程设备运营商来讲是不可接受的。为解决这一问题,国内外的BIM建筑信息模型协会必须坚定不移地执行标准,或者开发可自动翻译不同格式文件的软件包。
从模拟式绘图板到2D和3D CAD(计算机辅助设计),直至CAE(计算机辅助工程)的发展,使得BIM能够规划设计,一个从关注流程设备到分析所有的流程工艺过程,包括全新经营模式在内的数字化工厂。但企业不可能一步登天,有目的地小步快走,全面了解实施中的试点项目,并从始至终都有准确的数据,这是所有的项目参与者首先都要确保做到的。