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中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！1BIM云应用一体机技术介绍中建开元中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！2目录第１章前言...............................3第２章传统设计模式.......................52.1单机设计模式..................52.2基于PDM的设计模式............52.3基于HPC的CAE分析模式........72.4传统设计模式的问题............9第３章云设计一体机.......................103.1云设计一体机基本架构介绍......103.2云设计一体机平台界面介绍......133.3云设计一体机硬件架构介绍......15第４章云设计一体机的特点.................17第５章云设计平台支持的应用软件...........19第６章一体机销售案例.....................21中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！3第1章前言建筑信息模型（BuildingInformationModeling）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。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。发展于21世纪的建筑数据信息模型（BIM），是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助建筑生命全周期的应用和管理，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。经过了十年的发展，BIM技术在建筑生命全周期的应用，已经成为未来建筑的趋势。但BIM中国国内的落地和发展却遇到瓶颈，其中几大问题凸显在：1）BIM模型建立对硬件配置要求过高；2）BIM模型建立的软件应用复杂，专业度高，国外的应用软件价格昂贵；3）会使用BIM模型的人才缺失（其中包括，建立模型人才和应用模型人才）等。综合上述问题可以看出，BIM在中国的落地应用，投入过大，而应用点单一，又造成模型数据价值流于表面。而云应用（CloudUsing）则是近几年急剧升温的一个和网络相关的概念，暴热的态势几乎在大众还没有弄明白什么是云计算的时候，存储云、政务云、甚至出版云等各式各样的云几乎一夜间如雨后春笋般地多冒了出来。那什么是云应用？至今未见统一的定义，归纳起来起码我们可以这样理解，云应用是一种基于网络提供软硬件资源服务的计算模式，因此由于网络的不同，“云”可分为基于因特网（internet）的公共云和基于企业组织内部网络（intranet）的私有云。目前社会上提及的大部分云都是基于中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！4internet的公共云。而BIM模型由于涉及3D图形显示和实时的交互式操作，而公共的internet网络由于很难保证稳定的网络而在实时交互体验方面会有欠缺，因此云应用主要是基于intranet网络的一种云计算模式。云应用一体机通过在云端整合软硬件和模型数据等设计资源，实现用户在本地无需安装多余的昂贵软件和分析应用软件，即可随时随地通过网络访问云设计平台，实现在云设计平台上进行BIM设计。综合分析现代设计软件技术、CPU技术、图卡技术以及网络技术的发展趋势，可以预见云应用将是BIM应用行业的趋势，这正如上世纪九十年代计算机辅助设计（CAD）逐步开始取代设计人员的图板，方便、灵活、高效的云应用模式也必将逐步取代传统的CAD模式。中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！5第2章传统设计和分析模式当今计算机辅助设计技术已经广泛地被应用于现代产品的设计中，尤其是进入21世纪，随着CAD三维实体造型技术、参数化设计技术、变量化技术的成功应用，以及计算机硬件本身性能快速提高和价格的逐步平民化，计算机辅助设计技术CAD几乎影响到全部技术领域，并带来了革命性的影响。但是这么多年来传统的CAD设计模式基本还是停留在如下两种模式下。2.1单机设计模式图1单机设计模式至今单机BIM设计模式仍然是BIM设计中的主要模式，在这种模式中BIM应用软件如Catia，UG，Pro/E以及Solidworks均安装在各个设计人员的本地图形工作站上，此时所有图形处理和计算均在本地机器上完成，产生的模型数据一般也均存在本地，由各个设计工程师自己掌握。2.2基于PDM的设计模式图2基于PDM的设计模式产品数据管理（PDM）作为企业的核心数据管理平台，集中保存和管理工作人员的BIM模型数据。在基于PDM的BIM模式中，此时设计人员仍旧在中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！6本地安装、运行相关软件，通常在本地工作站上完成零件的详细设计后，通过网络上传至PDM服务器，由PDM服务进行统一存放和管理。在后续的设计中，BIM工作人员可以通过网络访问PDM服务器，进行后续的设计和管理。2.3基于HPC的CAE分析模式CAE分析实际上是现代设计过程中的关键一环，特别是随着CAE技术的发展，CAE在设计中的地位越来越重要。一般来说CAE分析分三个个步骤，即前处理、核心计算和后处理。在CAE分析的初期阶段，这三个步骤都在本地工作站上完成即也是单机模式，但是随着CAE计算量的增加，本地工作站根本就无法满足分析需求，因此需要为核心的求解计算配置专属的HPC计算服务器，如下图。此时普通的CAE分析流程包括以下五个步骤：(1)前处理：利用普通的桌面PC机建立有限元网格模型并做相应的初始环境和边界条件的设置，此时数据在本地PC机上；(2)数据上传：上传计算文件到集中的存储，数据从本地PC机传输到计算中心的存储上；（3）核心计算：提交计算任务到集群，进行并行计算，并将计算结果存放在集中存储中；(4)数据下载：从集中的存储中下载数据到本地桌面的PC机，数据从数据中心的存储传回到本地PC机上；（5）后处理：在桌面PC上进行后处理分析，结果数据在本地PC机上。中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！72.4传统设计和分析模式的问题传统模式中的主要问题我们探讨如下：1）高投入：在这两种传统BIM应用模式中，由于软件运行在本地图形工作站，图形处理和计算在本地，且有时候模型数据也存放在本地，因此需在本地为每一个设计人员配置高档的图形工作站，高性能的图卡、高性能的处理器和高性能的硬盘，导致硬件整体的投入高。2）数据安全性:对于单机设计模式和基于PDM产品管理BIM设计早期阶段，由于设计数据仍旧存放在设计人员本地机工作站，设计人员可以自由控制和管理，因此数据安全性低。3）管理复杂：IT管理人员需要管理和维护每一台BIM工作人员的工作站、及其上传的三维应用软件和数据，当BIM应用人员较多时，如何有效管理这些软硬件及其模型数据便是个相当棘手的问题，工作量大且不方便。4）性能的瓶颈：基于PDM产品管理的BIM设计，虽然引入了PDM服务器，集中存放和管理设计完成的模型数据，实现了数据的集中管理。但是当同时访问PDM数据服务器人数较多时，此时PDM服务器本身便成为一个性能瓶颈。5）影响CAE分析效率：在基于HPC的CAE分析计算过程中，由于需要不断的上传模型和下载结果数据，尤其是分析结果数据量非常庞大，通常是几GB、几十GB甚至上百GB的数据下载，大大影响分析的效率。中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！8第3章云设计一体机3.1云设计一体机架构基本介绍云设计一体机的基本思路是软硬件均统一设置并部署在云端，用户只通过web页面实现访问并操作云端BIM应用软件，而相关所有模型和数据也均存放在云端，此时设计软件运行在云端，依赖云端的图形处理能力，而在本地无需安装任何设计软件也无需复杂的图形处理能力，仅仅是低端的硬件配置如瘦客户机和一个web浏览器即可实现BIM设计。云设计模式在具体云应用过程中，应用软件的逻辑计算和图形界面的显示是分开执行的；此时应用软件的逻辑执行完全在云端工作站上完成，而将图形界面的更新信息进；行压缩通过优化的网络协议传输到地端，进行解压并显示在用户界面上，同时将键盘和鼠标动作等的控制信息传输回云端工作站里交给应用软件来处理。增量变换的图像数据优化后传输规模变小，就无需将整中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！9个模型送到地端客户机，也降低了对地端客户机的可视化资源的要求，地端图形操作的速度能够等同或接近图形服务器端的速度。由于一般情形下这种信息仅有1MB或者2MB，因此通常企业内部的网络都可以满足要求。同时在云设计模式中，对于一台云工作站是采用共享模式，这不同与一般的虚拟化模式。一般在虚拟化技术下，是将一台物理机虚拟成几台配置较低的虚拟机，然后供给不同的应用。比如一台高端图形工作站，配置2路8核芯片，32GB内存，4块Quardo4000的图卡，那么可以虚拟成4台虚拟机各自的配置是4核8GB内存和1块Quardo4000。看见每一个虚拟机的配置都只是原有物理机配置的四分之一，另外需要说明的是目前在虚拟化技术里，一个虚拟机如果需要进行3D的图形处理，必须要对应一块图卡，而无法共享图卡。而在云设计平台中，不采用虚拟化技术，而是多人共享云工作站的资源，如下图：多用户共享此时云工作站上的内存、处理器、图卡等资源没有中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！10像虚拟机那样被人为的分割成几个小的资源，而是每一个用户都可以有机会用所有这些资源，只是能用多少就用多少。共享使用保证每一个设计人员都可以用到云工作站的高端配置，只要其模型足够复杂，真的需要这么多资源。3.2云设计一体机平台界面介绍云设计一体机平台主要包括两个部分，分别是前台普通用户工作模式和后台平台管理模式。其中前台普通用户工作模式主要是供设计人员进行CAD设计，CAE前后处理分析、文件管理等，而后台的平台管理部分则是提供对整个平台的管理、平台监控以及统计等功能。3.2.1前台普通用户工作模式在普通用户模式中，用户登陆后在其程序界面（如下图）直接双击应用软件图标即可打开软件并进行相应软件的操作和设计。在打开软件后的所有操作均和本地一样，同时应用软件也会离开web页面，保证用户软件操作空间的最大化。不同于虚拟机提供的是整个虚拟机的操作系统，在虚拟机中用户可以直接访问操作系统，而在云设计平台中用户只能访问授权的应用软件而无法直中建开元--成为中国培训、咨询行业的整合者与领跑者诚信品牌价值开元的未来，期待与您一同携手！11接访问到操作系统，因此云设计平台提供用户专门的云端文档管理页面，在这个页面上设计人员可以方便地进行文档和目录的管理操作。3.2.2后台管理模式云端的资源涉及各种应用软件、云工作站等硬件资源，因此共享平台的后台管理主要是针对应用软件、云工作站以及用户。这种管理分为三个类分别是常规的管理、实时的监控以及统计分析。在常规管理的功能中，这里以用户为例，有添加或删除用户，或者零时使某个用户失效等功能，也可以给用户授权不同的应用程序等。在监控界面，可以实时列出所有在线的用户、正在使用的应用软件以及当前云端机器的状态。而在统计模块中，平台提供工作站的使用记录、各个应用软件的使用记录以及用户使用软件和平台的历史记录，管理员可以根据需要选择相应的数据为决策提供依据。3.3云设计平台硬件架构介绍在基于云设计平台软件构建中，CAD设计和CAE分析前后处理软件都只需安装在云端有限的几台图形服务器上，而在本地端客户机无需安装任何软件。设计和分析人员在任意的一台普通PC机甚至笔记本电脑上都可以通过网