1 背景

1.1 傳統(tǒng)的 BIM 應(yīng)用模式

近年來BIM在國內(nèi)建筑業(yè)形成一股熱潮，除了軟件廠商的大聲呼吁外，政府相關(guān)單位、各行業(yè)協(xié)會與老師、設(shè)計單位、施工企業(yè)和科研院校等也開始重視并推廣 BIM 技術(shù)。

房地產(chǎn)業(yè)協(xié)會商業(yè)地產(chǎn)專業(yè)委員會、中國建筑業(yè)協(xié)會工程建設(shè)質(zhì)量管理分會、中國建筑學(xué) 會工程管理研究分會、中國土木工程學(xué)會計算機應(yīng)用分會組織并發(fā)布了《中國商業(yè)地產(chǎn) BIM 應(yīng)用研究報告 2010》和《中國工程建設(shè) BIM 應(yīng)用研究報告 2011》。根據(jù)兩屆的報告，關(guān)于 BIM 的知曉程度從 2010 年的 60%提升至 2011 年的 87%。2011 年，共有 39%的單位表示已 經(jīng)使用了 BIM 相關(guān)軟件，而其中以設(shè)計單位居多。現(xiàn)在我國在 BIM 技術(shù)應(yīng)用上基本還是停留在如下兩種模式：

1)單機模式。即每位用戶擁有一個圖形工作站，而他所使用的 BIM 軟件均安裝在各自的 工作站上，BIM 模型數(shù)據(jù)一般也保存在本地，由各人自己掌握。

2)基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)的模式。即企業(yè)擁有一個 BIM 數(shù)據(jù)管理平臺，用于集中 保存和管理企業(yè)內(nèi)部所有的 BIM 設(shè)計模型數(shù)據(jù)。每位用戶仍舊各自擁有一臺圖形工作站，也在本地圖形工作站上安裝、運行 BIM 軟件。不同的地方是，在這種模式下，他們在本地工作 站上完成當(dāng)前任務(wù)后，通過網(wǎng)絡(luò)將 BIM 模型上傳至 PDM 服務(wù)器，由 PDM 服務(wù)進行統(tǒng)一存放 和管理，以便于后續(xù)的工作。

1.2 傳統(tǒng) BIM 應(yīng)用模式存在的問題

傳統(tǒng) BIM 應(yīng)用模式中存在的主要問題歸納如下：

1)成本高

在這兩種傳統(tǒng) BIM 應(yīng)用模式中，由于軟件在本地圖形工作站上運行，圖形處理和計算工 作都在本地完成，且大部分時候模型數(shù)據(jù)也存放在本地，因此，每個用戶都需要一個高配置的 圖形工作站，首次購買硬件成本很高。并且由于 BIM 軟件更新速度快，對硬件要求不斷提升， 硬件的更新費用也會不斷提升，這無疑加重了企業(yè)的經(jīng)濟壓力。

2)數(shù)據(jù)安全性

對于這兩種傳統(tǒng) BIM 應(yīng)用模式，由于 BIM 數(shù)據(jù)仍舊存放在用戶的本地工作站，可以自由 控制、備份和傳播，因此對于企業(yè)而言，數(shù)據(jù)安全性難以保證。

3)管理復(fù)雜

IT 管理人員需要管理和維護每位用戶的工作站、BIM 軟件和數(shù)據(jù)，在企業(yè)內(nèi)推廣 BIM 應(yīng)

用時，如何有效管理這些軟硬件是個相當(dāng)棘手的問題。

2 企業(yè)級 BIM 私有云平臺的特點和優(yōu)勢

2.1 私有云平臺

云計算最早的思想雛形是由著名計算機科學(xué)家 John McCarthy 在 20 世紀(jì) 60 年代的時候 提出的，他提到“計算遲早有一天會變成一種公用基礎(chǔ)設(shè)施”。這意味著云計算作為一種虛擬的資源，似乎也可以像水、電等一樣的供人們使用。美國著名科學(xué)家 Ian Foster 將云計 算定義為：“云計算是由規(guī)模經(jīng)濟拖動，為互聯(lián)網(wǎng)上的外部用戶提供一組抽象的、虛擬化的、 動態(tài)可擴展的、可管理的計算資源能力、存儲能力、平臺和服務(wù)的一種大規(guī)模分布式計算的聚 合體”。加利福尼亞大學(xué)在“伯克利云計算白皮書”一書中則對云計算做了如下的解釋： 云計算包括互聯(lián)網(wǎng)上各種服務(wù)形式的應(yīng)用以及這些服務(wù)所依托數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施，這些應(yīng)用服務(wù)一直被稱作軟件即服務(wù)，而數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施就是所謂的云。在國內(nèi)，許多有 關(guān)網(wǎng)格計算和云計算的老師對云計算的定義也有自己觀點，富有代表性的就是劉鵬的觀點，他認(rèn)為“云計算將計算任務(wù)分布在大量計算機構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲 取計算力、存儲空間和各種軟件服務(wù)”。總結(jié)上述各種觀點，可以歸納總結(jié)出云計算的定 義——云計算是一種服務(wù)，它由專門的網(wǎng)絡(luò)公司搭建計算機存儲和運算中心，用戶只需要通過一根網(wǎng)線借助瀏覽器就可以方便地訪問自己所需的資源，并且僅為自己所使用的那一部分資源 付費。

云存儲作為云計算的一個分支，是從云計算的概念上延伸和發(fā)展而來的。當(dāng)云計算的 核心，即運算和處理中心處理的對象主要為海量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算的核心部分就需 要配備大量的存儲設(shè)備。這時，一個云計算系統(tǒng)也就變成了云存儲系統(tǒng)。因此云存儲系統(tǒng)是一個偏于大量數(shù)據(jù)存儲和管理的云計算系統(tǒng)。 私有云平臺是利用虛擬化技術(shù)將硬件資源整合并提供給企業(yè)內(nèi)部使用的平臺。相較于共有云平臺而言，私有云平臺能提供安全性更高、可靠性更高的服務(wù)。并且企業(yè)可以根據(jù)實際情況 搭建適合自己的私有云平臺，以降低其使用風(fēng)險。

2.2 企業(yè)級 BIM 私有云平臺

2.2.1 概述

企業(yè)級 BIM 私有云平臺首先是一個私有云平臺，其次，這一平臺是針對企業(yè) BIM 應(yīng)用而 搭建的。企業(yè)可以將 BIM 應(yīng)用所需要的圖形工作站、高性能計算資源、高性能存儲以及 BIM 軟件部署在云端。BIM 數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用、分析的結(jié)果數(shù)據(jù)自然也會產(chǎn)生在云端，而地端的用 戶無需安裝專業(yè)的 BIM 軟件，也無需強大的圖形處理功能，只需要一臺普通的終端電腦通過網(wǎng)絡(luò)連接到云平臺，就可以在上面進行 BIM 相關(guān)工作。

2.2.2 基本原理

企業(yè)級 BIM 私有云平臺的基本原理可以簡單的描述為將地端電腦的包括鼠標(biāo)移動、鍵 盤敲擊等在內(nèi)的指令通過網(wǎng)絡(luò)傳送到云端服務(wù)器，經(jīng)過云端服務(wù)器的處理，將用戶操作后的 圖像優(yōu)化壓縮再傳回地端顯示的過程。地端電腦不參與到計算中，這也是為什么私有云平臺 對地端硬件沒有過多的要求。在這一過程中我們除了需要關(guān)注云端硬件的性能外，還要關(guān)注 傳輸速度對網(wǎng)速的要求。在地端電腦的使用過程中，其速度能夠等同或接近于服務(wù)器端的速 度，而且經(jīng)過優(yōu)化的圖像傳輸占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬遠遠小于模型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕?/p>

2.2.3平臺優(yōu)勢

1)高性能

整合資源搭建的云端硬件資源擁有強大的圖形處理和計算性能，大大的節(jié)約了數(shù)據(jù)計算、分析所耗費的時間，這種資源的整合保證了每一個 BIM 用戶都能得到高效的圖形及計 算處理服務(wù)。

2)安全可控

企業(yè)私有云平臺是將數(shù)據(jù)存放在企業(yè)自己的工作站中，且一般是構(gòu)建在企業(yè)防火墻之后，受到攻擊的可能性較小。

3)通用性

企業(yè)級 BIM 云平臺不針對特定的 BIM 應(yīng)用，同一個云平臺可支持不同的應(yīng)用運行。

4)節(jié)約成本

軟硬件資源共享使用，將整合后的資源通過網(wǎng)絡(luò)以服務(wù)的方式提供給企業(yè)用戶，實現(xiàn)了資源的高效合理利用;不僅給地端電腦瘦身，降低了軟硬件的購置成本，同時降低了管理及 維護成本低。

5)高可擴展性 由于云端服務(wù)器不是一個單一的服務(wù)器構(gòu)成的，而是可以將多個服務(wù)器通過并行的方式整合起來，易于后續(xù)的擴展以滿足應(yīng)用和用戶量的規(guī)模增長需要。

3 BIM 云平臺框架

建筑企業(yè) BIM 私有云平臺基礎(chǔ)構(gòu)架分為存儲層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用服務(wù)層、應(yīng)用接口 層和訪問層。

3.1 存儲層

建筑全生命周期過程中，海量的建筑信息的集成管理是首先要解決的問題。存儲層是 BIM 云存儲最基礎(chǔ)的部分，BIM 建筑信息在此匯集，存儲層是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。構(gòu)成存 儲層的存儲設(shè)備可以是 FC 光纖通道存儲設(shè)備、NAS 和 iSCSI 等 IP 存儲設(shè)備，也可以是 SCSI 或 SAS 等 DAS 存儲設(shè)備。云存儲設(shè)備彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者 FC 光纖通道網(wǎng)絡(luò) 連接。各存儲設(shè)備上都安裝有統(tǒng)一的存儲設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)存儲設(shè)備的邏輯虛擬化管 理、集中管理、多鏈路冗余管理以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和維護升級等。

3.2 基礎(chǔ)管理層

基礎(chǔ)管理層是基于項目全生命周期的 BIM 云存儲最核心的部分，也是云存儲中最難以 實現(xiàn)的部分。基礎(chǔ)管理層通過集群系統(tǒng)、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計算等技術(shù)，實現(xiàn)基于項目 全生命周期的 BIM 云存儲中多個存儲設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個存儲設(shè)備可以對外提供 同一種服務(wù)，并提供更大、更強、更好的數(shù)據(jù)訪問性能。

云存儲系統(tǒng)通過集群文件 OS 實現(xiàn)后端存儲設(shè)備的集群工作，并通過系統(tǒng)的控制單元和 管理單元實現(xiàn)整個系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)的分發(fā)、處理，處理結(jié)果的反饋。可利用 CDN 內(nèi)容分 發(fā)系統(tǒng)、P2P 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)等保證基于項目全生命周期的 BIM 云存儲中的 數(shù)據(jù)可以更有效地存儲，使用和占用更少的空間以及更低的傳輸帶寬，從而對外提供更高效 的服務(wù)。

基礎(chǔ)管理層實現(xiàn)了 BIM 文件的數(shù)據(jù)存儲和傳輸過程中的安全性。數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)可保證基于項目全生命周期的 BIM 云存儲中的數(shù)據(jù)多份保存不會丟失，保證 BIM 數(shù)據(jù)自身 的安全和穩(wěn)定。

3.3 應(yīng)用服務(wù)層

用戶經(jīng)授權(quán)后，通過網(wǎng)絡(luò)接入、用戶認(rèn)證和權(quán)限管理接口的方式登入 BIM 云平臺系統(tǒng)， 可以享受系統(tǒng)提供的服務(wù)，如 BIM 信息安全與權(quán)限管理、工作流管理、BIM 信息文件管理 和 BIM 信息協(xié)同管理等功能。

3.4 應(yīng)用接口層

應(yīng)用接口層是基于項目全生命周期的 BIM 云存儲最靈活多變的部分。BIM 云存儲開發(fā) 單位可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。這樣，可以 在不變更 BIM 云存儲系統(tǒng)的情況下，根據(jù)客戶自身業(yè)務(wù)需要，持續(xù)開發(fā)擴展 BIM 云存儲應(yīng) 用，如成本管理、進度管理、設(shè)施管理、物業(yè)管理等。

3.5 訪問層

對于項目各參與方來說，云訪問層是用戶訪問云服務(wù)的直接入口，其訪問設(shè)備可以是 PC 電腦、平板電腦、虛擬桌面、手機等，包括云終端程序和云終端設(shè)備。云終端技術(shù)主要 關(guān)注終端與云端的通信協(xié)議、終端安全等內(nèi)容。利用不同的訪問終端，可以實現(xiàn)項目各參與 方隨時隨地的遠程協(xié)同工作，遠程辦公可以提高項目參建各方的業(yè)務(wù)能力和辦事效率，因為 在不同地區(qū)的遠程工作者可以確保工程項目建設(shè)的 24 小時運轉(zhuǎn)。

4 BIM 云平臺的風(fēng)險分析

4.1 可用性風(fēng)險

1)企業(yè)管理人員信息化水平是否達標(biāo)。鑒于建筑業(yè)目前的信息化水平，相關(guān)管理層的 信息化水平能否達到運營該私有云平臺的標(biāo)準(zhǔn)是一個基本前提。

2)平臺服務(wù)對象的工作方式能否盡快轉(zhuǎn)變。BIM 使用人員需要先花時間學(xué)習(xí)、熟練云 平臺的操作及使用技巧，這對于傳統(tǒng) BIM 使用者而言是一個挑戰(zhàn)。

3)企業(yè)培訓(xùn)機制能否同步跟進。要想使平臺達到預(yù)期使用效果，就必須定期組織相關(guān) 人員進行培訓(xùn)，并及時評估其培訓(xùn)效果，以保證平臺使用不會成為 BIM 設(shè)計的絆腳石。

4.2 信息安全風(fēng)險

相較于公有云而言，私有云平臺信息安全風(fēng)險較低。但無論多么完善的系統(tǒng)，都有一定 的信息安全風(fēng)險存在，主要風(fēng)險如下：

1)數(shù)據(jù)丟失。這是大部分云平臺都可能存在的風(fēng)險之一，現(xiàn)在普遍做法是將同一份數(shù) 據(jù)定期備份在不同服務(wù)器上，如果一個服務(wù)器崩潰，還能從其他備份中找回。

2)數(shù)據(jù)泄露。涉及到企業(yè)機密的數(shù)據(jù)存在泄露風(fēng)險：一是從網(wǎng)路上進行攻擊，但是私 有云平臺的數(shù)據(jù)是受企業(yè)防火墻保護的，因此風(fēng)險較低;二是直接進入機房，從云平臺物理 設(shè)施中竊取，這就需要企業(yè)加強安保相關(guān)措施。總體而言，私有云平臺的信息安全風(fēng)險較傳統(tǒng) BIM 應(yīng)用模式而言，要低很多，待這一 模式成熟后，相信能夠把這些風(fēng)險降到可控的范圍內(nèi)。

4.3 財務(wù)風(fēng)險

財務(wù)風(fēng)險其實是評估企業(yè)投入在云平臺上的資金，能否給企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。這其中 的風(fēng)險主要根據(jù)以上所述的可用性風(fēng)險來評估。假設(shè)一個小型企業(yè)，只有幾個 BIM 用戶， 但是企業(yè)也去搭建一個私有云平臺，那顯然是極不劃算的。這里提到的企業(yè)級 BIM 私有云 平臺的推薦客戶應(yīng)該是中大型企業(yè)，它們包含較多 BIM 用戶，如果要為每位用戶都配備高 性能的電腦，成本較高，這時采用云平臺解決這一問題，才會有較好的效果。也就基本不會 產(chǎn)生財務(wù)風(fēng)險。所以，企業(yè)管理層需要對企業(yè)自身情況十分了解，對云平臺和企業(yè)實際情況 是否相符有清晰的認(rèn)識，否則盲目引入云平臺將會帶來較大的財務(wù)風(fēng)險。