第四章、 研究發現
第三節、 建置『建築產業導入BIM技術研發資訊雲端服務平台』
之資訊基礎建設
本研究今年研究之服務平台係著重雲端技術之探討、軟硬體基礎架構之建 置測試，以及平台雛型之初步規劃，這些成果皆可做為將來進一步研究之參考 基礎。未來所內可以視需求，以本研究成果為參考，評估公有雲及私有雲建構 的規模，建研所可以考慮直接建於所內或委託民間機構建置及長期維護。
壹、 系統分析雲端服務平台功能需求
SyncBIM 的概念是由臺灣大學土木工程學系工程資訊模擬與管理研究中 心所提出，並刋載於營建知訊345 期 55-57 頁[15]。其主要的概念如下：
1. 使用者朝資訊集中，而非資訊朝使用者分散：BIM 資訊模型強調其生命週期 的資訊能充分共享與再使用，在專案運作的同一時間，所有工程相關使用 者應為同一專案的BIM 資訊做
2. 貢獻與分享，為 BIM 資訊保持集中性與唯一性盡一份力。雲端運算採遠端 桌面(Remote Desktop)及虛擬主機(Virtual Hosting)技術，正好是拉攏使用者 跨越時空，朝BIM 資料中心集中的利器，它正好是能滿足 BIM 龐大的資 料不致於四散而失去唯一性之需求與理想的解決之道。
3. BIM 強調資訊的即時與同步：BIM 資訊模型由於工具軟體的「參數設變引 擎」特性，讓工程資訊的關連性，能在軟體中有效彰顯其優勢，使關連資 訊(包括圖面尺寸與數量估算等)都能同步異動。但整個工程的運作是跨越 時空的，也就是遠在辦公室與工地兩處的相關人員在運用這些資訊模型 時，若無法同步而徒增不即時的轉換界面，BIM 的優勢不能完整延伸，則 仍是枉然。「雲端運算」正是它的 - 即時雨，雲端運算能讓 BIM 在工程進 行中的所有相關人員間同步運作之理想成真。這就是所謂「BIM 資訊模型
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稱之SyncBIM。
4. BIM 的運作軟硬體會是一項不小的負擔：工程規模愈大，BIM 模型的 CPU 運算負荷以及顯示效能的要求就愈大，使用之軟硬體條件需求就愈高，若 BIM 資訊需跨時空分散運作時，工程相關的各個使用者都需具備足以負載 的軟硬體，其成本負擔之重可想而知，IT 人員的維護工作更會是疲於奔 命。長遠來看，分散式的軟硬體架構，基本上和實踐 BIM 的精神是背道 而馳的，也許眼前的BIM 工具與軟硬體效能，甚至網路頻寬三者，對 BIM 運作的高度理想境界，尚有些距離，但顯而易見的，資訊集中與同步的大 方向應不會錯，何況，上述三種因素的不斷提昇是可以期待的，因此，BIM 技術朝向雲端運算發展應該會是一個自然的選擇。
5. 機動性(Mobility)與交互操作性(Interoperability)：雲端運算最酷的地方莫過 於它的機動性。試想像大家同時在工作現場、或在一個工程專案的工作會 議上、或是在工地現場量測、甚至是在渡假的休閒景點、或是半夜忽然靈 機一動時，都可以即時的上網查看或存取 BIM 模型資訊。只需通過網際 網路連接，以及可移動性設備（如iPAD、XOOM 等）專用的操作介面（拿 來運作BIM，吾人可統稱其 BIM Pad；同理，亦可以有 BIM Phone、BIM Board、BIM Desktop、BIM Laptop 等），雲端運算使我們在任何地方工作 成為可能。BIM 工具的交互操作特性，讓 BIM 模型資訊在許多不同的應 用程式間交互操作往返自如，雖然目前交互操作性尚未達完美，但使其盡 量趨於需求之完善，一直是軟體廠商努力的目標。
基於上述的概念，目前本計劃所提出的基本測試之硬體架構圖如圖4-2 所 示：
圖 4-2 本計劃測試硬體架構圖 (資料來源：研究小組自繪)
由圖3-15 可知，所有的主要軟、硬體資源均集中於雲端機房之中，企業 可以對運算資源進行有效的控制及運用。而使用者端僅需使用簡單的硬體設 備，諸如平板電腦、智慧型手機、一般個人電腦或筆記型電腦，只要有支援遠 端桌面連線功能，即可透過網路進行相關操作。也由於將硬體集中於雲端機 房，各工作站之間可以用網際網路進行連接，並將資料集中儲存於高速硬碟陣 列之中。則資料的集中管控，以及龐大資料同步所需的頻寛問題得以有效舒 緩。而使用者端只需要傳遞操作動作，及最終的執行畫面而已，降低大量的運 算處理負擔，也因此，終端設備之硬體需求不必太高，效能即決定在連線速度 的考量。而且BIM 模型創建及繪製，以及非建模操作作業，都能自動切換由 相對應的伺服器主機提供服務。
為了整合BIM 操作的多元服務供給不同階段與不同專業領域的專案關係 人運用，有必要設計一個協作平台入口，以提供單一窗口，簡化系統發展的複 雜度。此整合性的協作平台入口，除了提供各種可能的服務以外，如何管控操
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首先，我們先以Autodesk Revit Architecture 在雲端平台進行某工程專案的 BIM 作業為例，說明本研究預計的規劃及運作方式。我們以圖 4-3 的實際部署 圖進行說明：
NAS
1GB高速區網
LAN to WAN
高速繪圖工作站 內建置安裝Revit 2013 的繪圖軟體的虛擬機器
圖 4-3 Revit BIM 解決方案預定部署圖 (資料來源：研究小組自繪)
由圖中所示，每一台高速繪圖工作站，均配置兩片高速網卡，一片連接 Internet，另一片則連接到硬碟陣列所組成的 NAS。而高速繪圖工作站當中運 行的是提供遠端桌面的虛擬主機，而非以單機的方式運作，藉此提高硬體的使 用率。連接 Internet 的網卡提供遠端桌面連接，而另外一片網卡則以區網的方 式連接 NAS。而所有實際的 Revit 中央檔案則存放於 NAS 之中，以提供統一 的儲存單元，達到資料集中及高速存取的目的。
至於協作平台入口權限控管的模式，採取建研所 99 年所研發之 BCSIMS 監造系統所提出之使用者-角色-功能模組的概念模型，加以改良擴充成中性無 向度問題，使更具彈性。圖4-4 為使用者-角色-功能模組-工程專案的概念模型。
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定義
圖 4-4 使用者-角色-功能模組-工程專案的概念模型 (資料來源：研究小組自繪)
在這個系統管理模型中，我們除了可以管理一般的使用者登入之外，主要 的權限控管是由角色來管制。管理者可以依照實際需求創建各種角色，而不同 角色被賦予有不同功能模組集群的作業授權，包括對各個功能模組所能操作的 權限也不同(包括創建、刪除、唯讀、寫入等權限)。當一件工程專案成案時，
相關使用者必須被賦予適當的角色授權，才能進行該工程專案後續的操作。透 過這個系統管理模型，系統管理員可以非常具有彈性的進行系統的管控，而在 每個功能模組頁面載入前也都會進行權限的檢查。使用者在未被授予權限前，
將無法看到此功能模組。
由於SyncBIM 是一個龐雜而且必須考量細膩的一個 BIM 協作平台架構，
非本研究今年所要完成實作的對象。本研究今年主要在實作 BIM 雲端資訊共 享協作平台之軟硬體基礎架構，而為驗證此基礎架構是否能成功運作，先初步 規劃一 BIM-Cloud 平台入口雛型供測試，也順便結合所彙整 BIM 文獻所產生 的BIM 文獻查詢服務、BIM 文獻全文檢索、及 BIM 遠端桌面服務等功能。同 時，也嘗試整合另一BIM 生命週期履歷管理系統，以模擬測試整體雲端環境。
預計本系統所提供的功能模組架構如圖4-5 所示。
授權
定義 授 權
操作者 操作者 操作者 角色 角色 角色 功能模組 功能模組 工程專案 工程專案 工程專案 功能模組
BIM-Cloud 協作平台入口網站
打算使用現有之IBM OminiFind Yahoo! Edition 提供全文檢索服務。但預 計將嘗試使用以Hadoop 為基礎的 Crawlzilla 全文檢索系統，同時亦考慮 建立Hadoop 運算叢集，以為其它雲端運算服務的基礎架構。面框架、權限管理頁面功能、公用類別功能…等。
BIM 生命週期履歷資訊管理系統：BIM 生命週期履歷資訊管理系統目前是一 個開發中的未成熟管理系統，暫時在此放置這一個系統，僅嘗試將一個外部 系統納入統一入口，以進行測試如何有效且彈性的進行外部系統的管理。
BIM 遠端桌面模組雛型：以 Windows Server 2012 測試版先實作企業級 VDI 環境，提供雲端桌面服務，讓小組成員可以用任何支援遠端桌面的設備，進 行遠端模型的建置、修改、及展示。使用者可以在任何時間、任何地點，執 行所需的任務。目前已經完成網際網路環境的運作測試。
由上知本計劃本年度預計完成的工作項目，大略可以區分為五個階段，這 五個階段的進程如圖4-6 所示：
圖 4-6 本年度預計完成工作階段進程 (資料來源：研究小組自繪)
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由圖4-6 中可以看出，上面既設之五個階段，每個階段皆遇到比預期還多 的技術性瓶頸，細節皆詳載於附錄六-附錄九(已略去失敗過程的描述)，目前已 經全部完成，當然，穩定性方面仍待時間考驗，也同時讓自己能進一步對微軟 新的伺服器系統有更深入的瞭解，對未來的 BIM 運用有積極幫助。目前已初 步營造一個BIM Cloud 環境。這個環境的主要目標如下：
研發資訊共享：本研究除了嘗試以建置雲端系統的機會，瞭解其在 BIM 運 作的適用性外，更試圖探討為將來建研所在進行 BIM 相關研究時能以此雲 端系統貢獻研究團隊資訊共享。也為將來建研所開闢可能需要的公有雲服務 的基礎。
降低不需要的交換與傳輸界面：以減少不必要的檔案轉換，以公開標準來提 高資料的通用性。減少資料不必要傳輸，以提高服務容量及資料的共享程度。
減輕客戶端軟硬體需求：讓使用者可以利用較以往更精簡的上網設備，即可 進行協同作業。
資料集中：這是 BIM 應用於建築物生命週期資訊共享的主要概念之一，但 是卻也是以傳統分散式作業方式很難達到的一個目標。也是本計劃建置BIM
資料集中：這是 BIM 應用於建築物生命週期資訊共享的主要概念之一，但 是卻也是以傳統分散式作業方式很難達到的一個目標。也是本計劃建置BIM