基于云计算的BIM

重庆大学2015—2016学年第一学期《移动设备新技术》课程分析报告报告名称：基于云计算的BIM姓名：***学号：2013***学院：土木工程学院专业班级：建筑工程*班移动设备新技术分析报告第1页基于云计算的BIM摘要：与目前普及应用的CAD技术比较，建筑信息模型（BIM）的其中一个非常突出的特点就是：BIM不是一个软件能完成的工作[1]。BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。但是由于BIM软件系统均建立在独立的框架下，因此来自不同平台的参与者很难建立和访问统一的信息资源，从而导致用户在交流和信息分发过程中受到很大限制，BIM并未像最初设想的那样在整个行业完成信息共享。基于BIM在实施过程中的障碍及云计算的优势，将云计算和BIM的结合进行，构建了云&BIM系统，包括项目参与者、终端设备、应用程序、数据类型和云服务器在内的实施五层框架。云计算与BIM的结合有着巨大的优势与潜力，这将更好地推进BIM的应用。关键词：云计算；BIM；云&BIM系统移动设备新技术分析报告第2页1前言BIM（BuildingInformationModeling）一词最早出现于2002年初，由美国行业分析家JerryLaiserin在描述虚拟设计、施工和设施管理时创造，是为了在项目全寿命周期内把信息分享到整个建筑行业。如今，大量关于BIM的出版物印刷出版，从基础技术到实际应用，话题覆盖极其广泛。BIM正在引发建筑行业一次史无前例的彻底变革。BIM前景虽光明但其推广的道路却困难重重。商业BIM软件系统，如AutodeskRevit、BentleyArchitecture和TeklaStructures，是专门用于项目的集成和可视化开发的。这些软件系统均建立在独立的框架下，因此来自不同平台的参与者很难建立和访问统一的信息资源，从而导致用户在交流和信息分发过程中受到很大限制，BIM并未像最初设想的那样在整个行业完成信息共享。另外BIM因其强大的应用能力对硬件要求非常高，每年软件版本更新和功能增加迫使硬件成本不断增加，这无疑会成为BIM推广的一种客观障碍。因此云&BIM系统便应运而生。2BIM是什么BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；是一个共享的知识资源；是为项目从概念到拆除的全寿命周期中的所有决策提供可靠依据的基础。在项目不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、更新和修改信息，以支持和反映其各自职责的协同作业。BIM技术在信息集成、可视化设计、参数化建模、减少重复工作、界面集成方面有着强大能力，可以大大节约时间和成本。3云计算是什么对于云计算，可定义为两部分：第一，能够使用浏览器通过互联网或者其他简单的门户网站来访问信息资源，这些资源是动态的，由服务器提供商管理和部署；第二，只为所需付费，没有额外成本。云计算包括以下几个层次的服务：基础设施服务，平台服务和软件服务。云计算有以下两个突出优点：第一，成本低廉；第二，使用便捷。因此云计算降低初始投资和运营成本。此外云计算提高了用户与不同地点的顾问、供应商以及合作伙伴的合作与协同。总之因为采用云计算可以加强客户参与项目决策和监督，使客户和运营商能够轻松、密切地处于项目同一环节，在建筑业由传统的产品导向过渡到现在客户导向的过程中，云计算起到了促进作用。4云&BIM系统的概念云计算中“软件即服务”的概念是一种软件传送方法，它提供一种基于网络的访问软件及其功能的服务，这个概念应用于BIM技术中即是“云&BIM”系统，系统模型参见图1。在这个系统中，业主方、设计单位、咨询单位以及施工单位均能随时随地通过网络对可视化的模型进行操控。云计算是一项访问云端服务的技术，能够提供一个信息系统所能提供的一切，用户不必事先学习如何管理这些云端的资源，就可以直接轻松访问，因此“云&BIM系统”满足用户在访问和操控的时候不再受到时间和地点限制的要求，并且对于接入云的终端硬件配置要求不高，能够大大降低成本。云计算在BIM中的应用正处于起步阶段，但其巨大的潜力已被认可。首先，软件供应商可以创建新的工具和云部署的系统，以吸引更广泛的用户群。第二，许多项目的功能在云基础架构的优势上可以重新设计，同时还可以发明新的功能。第三，使用云为基础的项目服务可以轻易扩展，降低前期成本和总成本。第四，使用云服务，有助于打破不同的进程之间的壁垒，通过实施集成的工作流程移动设备新技术分析报告第3页和项目范围内的协调可保证项目完整性。图1云&BIM系统模型5云&BIM系统的实施框架“云&BIM系统”的实施框架见图2，在这个框架中，可以实现前文设想的众多应用功能。该框架分为五层：最顶层的是项目参与者和项目职能。因为BIM是一种项目全寿命周期的管理模式，大部分项目职能可以在这个流程中获益。整个流程中的3D信息模型优势均来源于BIM，但是在云计算的基础上，各项功能可以更加便捷地实现，并且降低对硬件的依赖。移动设备新技术分析报告第4页图2云&BIM系统实施框架第二层是一系列终端设备，它们能够迎合不同类型用户的需求。其中，工作站是为了满足高级用户的需求，他们需要掌握模型的全面信息，了解诸如Revit和Bentley整套软件的运行数据。如果将这些很占内存的软件移到云端，就可以降低对工作站能力的要求。其次，有了云计算，笔记本的优势会更加明显，因为云端服务器处理了最耗时的任务，笔记本只用来进行可视化地信息更新就可以了。另外，由于移动设备在近几年的繁荣发展，平板电脑和手机成为了“云&BIM系统”的新武器。最后是传感器，它是另一种类型的设备，有利于收集数据。随着无线技术的进步，传感器可以更加灵活地部署来促进BIM的管理。如果没有云计算，实现这些仍会是遥遥无期的事情。第三层是设备上的应用程序。除了CAD和其他配套的BIM工具，还有两个额外的应用程序：语义检索和移动应用。语义检索是基于本体的信息检索模型，能为用户提供先进的搜索功能，搜索结果可以是各种资源整合而成的，包括复杂的数据，如图纸和进度安排表。移动应用程序的主要功能是BIM模型的信息反馈，专门用在便携移动设备上。第四层是软件应用程序所采用的数据类型。RDF/OWL语言是对基于IFC标准的CAD模型的补充。RDF（ResourceDescriptionFramework）是一个用于表达万维网上资源信息的语言，它专门用于表达关于Web资源的元数据。OWL（WebOntologyLanguage）是W3C开发的一种网络本体语言，用于对本体进行语义描述，是一种比RDF更加高级的语义语言。移动设备新技术分析报告第5页通过使用RDF/OWL语言，BIM用户的搜索和信息交换能够在IFC数据格式上扩展可操作性。这也提供了一种将其他Web应用程序集成到AEC领域应用的手段。第五层是云服务器和数据库。云服务有三个层次：基础设施，平台和软件。在基础设施层面，用户租用云服务提供商的基础设施开发和部署自己的应用程序。在平台层面，用户利用云服务提供商提供的平台开发和部署自己的软件。在软件层面，用户只需使用云服务提供商提供的软件来为自己直接服务。所有这三个层次的服务对不同类型的BIM应用来说都是有用的，软件层次的服务效益尤其明显。6云&BIM系统的优势国内BIM的推广尚在起步阶段，“云&BIM系统”更是史无前例，而发达国家在研究和实施上已经趋向成熟，一些云服务供应商开始面向BIM用户提供服务，有的公司也自己组建了私有云来实施。那么，BIM进入云端能带来什么好处？首先，一些传统模式BIM应用常遇到的挑战（如碰到大模型时桌面电脑的处理效率问题）可以得到解决。纽约SHOPConstruction公司主管JonathanMallie说：“BIM实现了虚拟设计和建造，而云计算可以帮助我们更好的实现这个过程。”其次，更重要的的是，云端的BIM有助于重塑整个建筑也服务商的竞争格局，使供应链中的任何一家公司均可以提供基于BIM的服务。考虑以下几点：信息协作–当拥有一个存放在云端的BIM模型，该模型支持并发访问、控制访问和操作所有的项目信息，那么以前花费在模型交换及保持信息一致性、完整性的精力就避免了。商务合作–通过云，可以更容易的访问项目的完整信息，从而让合作伙伴之间的协作更简单有效。这也提供了一种改善合作伙伴之间关系的可能性。任何知识都可以变为一种服务，提供给其他人。Iteration–我们期望使用BIM进行多维度的优化分析（包括能耗、碳排放、全寿命成本、可维护性等）。桌面电脑是无法完成对上述大数据的处理的。云计算技术帮我们解决了这一问题。设计和建造团队可以考虑各种约束条件，进行优化设计。可扩展性–云计算按需租赁的独特优势，可以帮助方便的根据自身的业务需求配置不同性能的IT环境。硬件、软件、甚至支持组件均可以更合理地匹配您的工作需求。其中著名的Little多元设计咨询公司首席信息官ChrisFrance曾专门发文介绍公司内部的“云&BIM系统”，并总结出11项优势[2]：（1）应对工作电脑性能不断提升的要求。因支付不起昂贵的手提电脑更新费用，Little公司启动了云战略。（2）实现跨地区协同工作。转换到云系统，各地的设计人员就如同在一间办公室内工作一样方便。（3）实现跨公司协同工作。云工作站可以保证公司内外所有的专业顾问之间实现真正的即时协同工作。（4）整合IT基础设施建设费用。采用虚拟方式，一方面是硬件和网络设备性能得到改善，另一方面是减少了手提或台式计算机费用。（5）整合分支机构IT基础设备。分支机构IT设备和总部整合到了一起。（6）实现通用商业应用目标。Little的虚拟高性能图形工作站云使得公司所有部门人员都能享受到这种高性能配置。除了BIM软件，Outlook，MicrosoftOffice、财务、人事等其他软件也被放到了云端。（7）保证高机动性。通过安全的远程控制系统接入公司的云，Little的员工可以随时随地移动设备新技术分析报告第6页访问云工作站上的BIM软件。图3和图4分别是应用远程桌面系统和iphone访问云工作站上Revit软件的界面。图3应用远程桌面系统访问云工作站上的Revit软件图4应用iphone访问云工作站上的Revit软件（8）实现IT自动控制和节约服务成本。（9）保证工作连续性、安全性及灾难数据恢复。（10）关注公司云工作站，无需关注个人电脑。（11）提升渲染和动画制速度。7总结BIM能够改变建筑业落后的建造方式，是建筑业改革的大势所趋，但研究表明BIM远远低于早期2DCAD推广的效率。它的实施受到时间和地点的限制，严重影响不同用户之间的协同工作，且过高的实施成本也阻碍了BIM的推广。而云技术提供的服务能够使不同地点的用户轻松访问云端BIM，极大地提高了协同工作的同时能够有效降低成本。可以预见，云计算与BIM的结合会有很大发展空间。移动设备新技术分析报告第7页参考文献：[1]何关培.BIM和BIM相关软件.土木建筑工程信息技术,2010,12.[2]ChrisFrance.BIMandthecloudlittlediversifiedarchitecturalconsulting.http：//