BIM技术的软硬件系统方案设计及应用

(1)软件方案设计

项目早期,各参建方需要选择合适的软件以及软件的版本,以满足BIM应用以及数据交换文件格式的要求。例如,大型项目的多个的模型整合时,常有专业文件无法导入、整合位置偏移、导入内容缺失等问题导致整合文件无法满足BIM应用需要。表7-17分别罗列出了部分常见的BIM软件类型及BIM软件参考。

表7-17　BIM软件分类参考表

选择BIM软件是企业BIM应用的首要环节。在选择过程中,应采取相应的方法和程序,选出符合企业需要的BIM软件。基本步骤和主要工作内容如下。

①调研和初步筛选

全面考察和调研市场上现有的国内外BIM软件及应用状况。结合本企业的业务需求、企业规模,筛选出可能适用的BIM软件工具集。筛选条件包括,BIM软件功能本地化程度、市场占有率、数据交换能力、二次开发扩展能力、软件性价比及技术支持服务能力等。如有必要,企业也可请相关的BIM软件服务商、专业咨询机构等提出建议。

②分析及评估

对初选的每个BIM软件进行分析和评估。分析评估应考虑的主要因素包括,是否符合企业的整体发展战略规划,是否可为企业业务带来收益,软件部署实施的成本和投资回报率,工程人员接受的意愿和学习难度等。

③测试及试点应用

抽调部分工程人员,对选定的部分BIM软件进行试用测试。测试的内容包括,软件在适合企业自身业务需求的情况下,与现有资源的兼容情况;软件系统的稳定性和成熟度;易于理解、易于学习、易于操作等易用性;软件系统的性能及所需硬件资源;是否易于维护和故障分析,配置变更是否方便等可维护性;本地技术服务质量和能力;支持二次开发的可扩展性。如条件允许,建议在试点工程中全面测试,使测试工作更加完整和可靠。

④审核批准及正式应用

基于BIM软件调研、分析和测试,形成备选软件方案,由企业决策部门审核批准最终BIM软件方案,并全面部署。

下面为某会展中心项目的软件方案实例(表7-18),BIM专业软件的应用主要考虑能保证建模需要以及BIM数据的流转。该项目通过多参与方BIM管理平台对全过程的BIM应用进行管理、展示和协同。所开发的平台功能包括BIM资源管理、数据存储、模型浏览、4D进度管理、5D投资控制、统计分析、云端协同工作、展馆云端展示及项目管理等模块。

表7-18　某建设项目的软件方案举例

(2)硬件方案设计

IT基础架构包括计算资源、网络资源及存储资源等。一个项目团队,可以根据每个成员的工作内容,配备不同的硬件,形成阶梯式配置。例如,单专业的建模可以考虑较低的配置,而专业模型的整合就需要较高的配置,某些大数据量的模拟分析可能需要的配置会更高。若采用网络协同工作模式,则还需设置中央存储服务器。

在一些大型或复杂的项目中,当BIM数据呈数量级增加时,计算机的反应速度呈现数量级的下降,导致很多用户对BIM产生怀疑。因此,要用好BIM,除了对硬件的合理规划外,后期的合理使用也很重要。

BIM基于三维的工作方式,对硬件的计算能力和图形处理能力提出了很高的要求。BIM建模软件相比较传统二维CAD软件,在计算机配置方面,需要加强CPU、内存和显卡的配置。

①CPU:CPU即中央处理器,是计算机的核心,推荐拥有二级或三级高速缓冲存储器的CPU。采用64位CPU和64位操作系统对提升运行速度有一定的作用,多核系统可以提高CPU的运行效率,在同时运行多个程序时速度更快,即使软件本身并不支持多线程工作,采用多核也能在一定程度上优化其工作表现。(www.xing528.com)

②内存:内存是与CPU沟通的桥梁,关乎着一台电脑的运行速度。越大越复杂的项目会越占内存,一般所需内存的大小应最少是项目内存的20倍。由于目前大部分用BIM的项目都比较大,一般推荐采用4 G或4 G以上的内存。

③显卡:显卡对模型表现和模型处理来说很重要。越高端的显卡,三维效果越逼真,图面切换越流畅。应避免集成式显卡,集成式显卡要占用系统内存来运行,而独立显卡有自己的显存,显示效果和运行性能更好。一般显存容量不应小于512 M。常见的REVIT建模软件,对显卡要求并不高,REVIT集成了mental ray渲染引擎,由于该渲染引擎已经被NVIDIA公司收购,因此我们可以推断REVIT软件应该会更好地支持NVIDIA显卡。

④硬盘:硬盘的转速对系统也有影响。一般来说是越快越好,但其对软件工作表现的提升作用没有前三者明显。

BIM硬件采用个人计算机终端运算、服务器集中存储的IT基础架构,该架构方式技术成熟,应用广泛,是目前企业级BIM实施过程中主流的IT基础架构,也是大多数设计企业在一段时间内采用最多的和最实际的基础硬件环境。相对传统CAD设计,BIM设计对该架构的个人计算机终端及网络环境的硬件要求较高。针对其BIM系统平台的硬件要求推荐了三种配置,详见表7-19。而对于网络服务器,参考推荐的硬件要求如表7-20所示。

表7-19　硬件配置推荐

(续表)

表7-20　网络服务器硬件要求

(续表)

关于各个软件对硬件的要求,软件厂商都会有推荐的硬件配置要求,但从项目应用BIM的角度出发,需要考虑的不仅仅是单个软件产品的配置要求,还需要考虑项目的大小,复杂程度,BIM的应用目标,团队应用程度,工作方式等。对于一个项目团队,可以根据每个成员的工作内容,配备不同的硬件,形成阶梯式配置。例如,单专业的建模可以考虑较低的配置,而专业模型的整合就需要较高的配置,某些大数据量的模拟分析可能所需要的配置就会更高。若采用网络协同工作模式,则还需设置中央储运处服务器。

对于集中数据服务器及配套设施,一般由数据服务器、存储设备等主设备及安全保障、无故障运行、灾备等辅助设备组成。企业在选择集中数据服务器及配套设施时,应根据需求进行综合规划,包括数据存储容量要求、并发用户数量要求、实际业务中人员的使用频率、数据吞吐能力、系统安全性、运行稳定性等。在制定了明确的规划以后,可请系统集成商提供针对性方案,系统集成商将根据规划要求提出具体设备类型、参数指标及实施方案。

(3)云存储方案

云技术是一个整体的IT解决方案,也是企业未来IT基础架构的发展方向。其总体思想是:应用程序可通过网络从云端按需获取所要的计算资源及服务。对大型企业而言,这种方式能够充分整合原有的计算资源,降低企业新的硬件资源投入、节约资金、减少浪费。云计算技术是IT技术发展的前沿和方向,也是企业未来最重要的IT基础架构。目前云计算一般可分为私有云、公有云、混合云等模式。基于对数据安全性和其他方面因素的考虑,很多大型企业希望以私有云的技术模式来搭建企业自己的IT基础架构。

企业私有云技术的IT基础架构主要特点是,企业需自行搭建云服务架构,并通过企业局域网提供相关的计算资源及服务。虽然云计算具有能够充分整合企业原有的计算资源,减少企业新的硬件资源投入,大幅降低系统维护的成本等优势,但基于企业私有云技术的IT基础架构还处于初步应用阶段,特别是对于BIM技术的应用支持更处于探索阶段。随着云计算应用的快速普及,必将实现对BIM应用的良好支持,成为企业在BIM实施中可以优先选择的IT基础架构。例如,某大型机电安装企业,构建了基于“私有云”的BIM应用IT基础架构,系统方案如图7-9所示。

图7-9　私有云技术IT基础架构系统方案举例

私有云服务器端升级至可分散处理的基础云架构,同时在公司内部形成设计和应用两个集群。设计集群私有云端将所有设计平台都采用云模式运转,所有设计资源(软硬件)进行集中管理,均衡地负载到每台物理服务器;设计用户端以虚拟资源模式自动分配硬件资源,按需自动调整每个占用状况,同时所有设计数据都集中到数据库集中控制,按需共享,达到设计资源的综合利用。为了集合模型的拓展应用,在应用集群和设计集群间设置模型轻量化转换程序,以提供针对某一应用的轻量化模型。