使用 BIM 360 Docs 作为 IoT 中心进行锻造

 

当我们谈论IoT（物联网）和BIM（建筑信息模型）时，有哪些可能性？好吧，当我们通过Forge智能模型和Microsoft Azure IoT Hub进行集成时，我们可以通过机器学习拥有一个充满可能性和洞察力的世界。在本文中，您将看到使用 BIM 360 软件收集的数据如何与建筑物中的设备连接，以监控正在发生的事情并进行预测分析，从而降低建筑物维护成本。

AEC 行业革命的开始

在数字化转型方面，AEC是最需要改进的行业，这已经不是什么新闻了。我们处理手动流程和返工的时间太长了，这留下了大量的钱。我们的困难可以在 Box.com 研究的图表中看到一些困难的例子，该图表显示了典型的建筑合作：

从这张图中，我们可以看到建筑组织中的信息有多分散，但是我们如何发展行业以推动AEC市场的数字化转型？

一个好的途径是知道哪些技术可用于这个问题。Autodesk云技术可能是过去几年在BIM世界中推出的最佳技术之一，主流尚未发现如何利用。基本上，BIM 360产品和Autodesk Forge与其他公共云平台（如Microsoft Azure）集成可以促进AEC行业推动数字化转型，这样我们就不再需要使用纸张了。

要了解它是如何工作的，您是否听说过数字孪生的概念？这一概念是Gartner的2017年热门趋势，并在一定程度上改变了当今的运营方式，并保持了对今年和未来几年的期望。

Gartner说：

“趋势5：数字孪生 - 在三到五年内，数十亿个事物将由数字孪生表示，数字孪生是物理事物或系统的动态软件模型。使用有关事物组件如何运行和响应环境的物理数据以及物理世界中传感器提供的数据，数字孪生可用于分析和模拟现实世界的条件，响应变化，改进操作并增加价值。数字孪生体充当技术人员（例如技术人员）与传统监测设备和控制（例如压力表）组合的代理。它们的扩散将需要文化变革，因为那些了解维护现实世界事物的人与数据科学家和IT专业人员合作。物理资产的数字孪生与设施和环境以及人员、业务和流程的数字表示相结合，将使现实世界的数字表示越来越详细，用于模拟、分析和控制。

就像Gartner对数字孪生的定义中所描述的那样，为了使用这项技术，我们需要一个物理事物的数字模型，可以是机器，引擎或建筑物。

这里真正的问题是我们如何做到这一点以及在创建数字孪生后我们做什么？将答案分为几个部分，让我们首先检查哪些技术可以提供数字孪生概念。BIM 360和Autodesk技术将提供数字3D模型，您将在Autodesk Inventor，Autodesk Revit，Autodesk InfraWorks和其他建模工具中对事物进行建模，BIM 360可以带来云电源技术，随时随地以3D形式访问这些模型。

Microsoft Azure可以成为我们需要从传感器收集数据以将它们连接到数字世界并提供传感器管理的桥梁。数字化建筑的完整愿景如图 2 所示：

理解将Autodesk BIM 360与Microsoft Azure集成的概念的一个好方法是考虑蜘蛛侠。当蜘蛛侠发现他的力量时，他制作了一个自制的套件，但是当蜘蛛侠遇到钢铁侠时，斯塔克先生开发了一个新的强大的套件，不知何故，Autodesk BIM 360由Microsoft Azure提供支持，一个很好的表示如下所示：

如何进行这种集成？这就是本文的内容。

BIM 360 作为物联网中心

要开始在Autodesk BIM 360和Microsoft Azure之间进行集成，我们必须决定在每个产品中留下什么样的信息。2016年，我在AU做了一个讲座，叫做无用还是无价？如何为FM和建筑运营准备和使用BIM模型。我展示了如何准备用于设施管理的BIM模型。这项工作是本次讲座的基础。

在我看来，对于数字孪生，在为设施准备模型后，我们可以使用 BIM 360 Docs 托管 3D 模型并在外部 Web 应用程序中访问该模型。为此，我建议您查看Autodesk Forge的入门页面。Autodesk Forge是Autodesk BIM 360的开放API，我们可以在其中访问Autodesk产品和Microsoft Azure云之间的开发和集成的所有工具。

为了更好地理解新 Web 应用程序的体系结构，图 4 显示了 Autodesk 如何与 Microsoft 集成以创建数字孪生模型：

Web 应用程序是一个新的 Web 应用程序，它将创建与传感器收集的数据集成的模型可视化。市场上有哪些传感器？看一看：

我们可以在这个架构中使用什么类型的传感器？几乎每一个，因为它都有这些要求：

• 使用可证明安全、公开分析和广泛实施的对称密钥加密算法进行数据加密，例如密钥长度至少为 128 位的 AES。
• 具有可证明安全、公开分析和广泛实施的对称密钥签名算法的数字签名，例如密钥长度至少为 128 位的 SHA-2。
• 支持 TLS 1.2 （IETF RFC524698） 用于 TCP 或其他基于流的通信路径，或支持 DTLS 1.2 （IETF RFC6347） 用于基于数据报的通信路径。对 X.509 证书处理的 TLS 典型支持是可选的，可以替换为计算效率和线路效率更高的 TLS 预共享密钥模式（“TLS/PSK”，IETF RFC427999），该模式可以通过支持上述 AES 和 SHA-2 算法来实现。
• 可更新的密钥存储和每个设备的密钥。每个设备必须具有唯一的密钥材料或令牌，用于向系统标识它。设备应能够将密钥安全地存储在设备上（例如，使用安全密钥存储）。设备应该能够定期更新密钥或令牌，或者在系统泄露的情况下在紧急情况下做出反应。密钥更新可能通过无线方式或通过其他方式进行，但需要更新功能。
• 设备上的固件和应用程序软件必须允许更新，以便修复发现的安全漏洞。

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安全性是一个大问题，您必须确保与云的连接涵盖所有这些要求。此外， 由于物联网传感器暴露在外，需要连接到您的网络， 为这些传感器制作电路板安全性是个好主意.如果您不考虑电路板安全性，黑客使用您的物联网设备连接访问您的网络的机会就会增加很多.当涉及到电路板安全性时，请考虑以下架构：

远程用户和来自远程站点以及总部位置的移动用户可以插入网络安全服务 — 通用连接功能。连接问题基于业务想要做什么及其要求。核心 Web 安全服务不仅是用于 Web 和云使用的坚如磐石且非常强大的访问治理，而且还具有非常强大的威胁防护、信息安全、数据丢失防护、集成功能，可在所有这些设备上提供一组非常强大的安全合规性威胁防护功能。网络安全服务基本上充当 Web 和云的统一桥梁或网关，以确保在所有这些类型的设备和位置一致地实施您的策略。WSS 为混乱带来了控制。

BIM 360 构建以收集数据

即使我在2016年的演讲是基于BIM 360 Field而不是BIM 360 Build，事情仍然可以工作。可以肯定的是，在未来的某个时候，BIM 360 Build中会有一个新的设备工作流程，就像BIM 360 Field一样。

要使用 BIM 360 Build 收集数据，您可以创建包含以下字段的清单：

清单将在现场使用手机填写，您必须使用2016年讲座中描述的准备工作查阅存储在BIM 360 Docs中的BIM模型，以查看将使用哪些代码。

就系统而言，连接 BIM 模型中的组件和 Azure 中的组件的关键将是参数名称，在我们的示例中将是一个接收器，其中填充字段为“BRSP430_403.01_ZN01_02F_04837_BS05_SINK01”

将来，您将能够使用 Forge API 在 BIM 360 Build 中重新构建设备功能。它可以成为解决集成过程并避免手动操作的一种方法，特别是因为现场人员很难遵循此工作流程。

另一种策略是继续使用 BIM 360 现场设备工作流，直到 BIM 360 Build 拥有设备。我建议使用现场工作流程而不是构建，直到产品变得更加成熟。您可以按照 2016 年讲座的示例了解如何使用 Field 收集数据并与模型集成。

将建筑物中的设备与 BIM 模型连接起来

要将BIM 360 Docs（数字模型）中的设备链接到建筑物中的设备（物理模型），您需要创建一个新的Web应用程序，该应用程序将集成两个世界的数据。为此，新应用程序将使用以下代码行调用 BIM 360：

通过这种方式，Web 应用程序将为您的应用程序带来 3D 模型可视化，其中包含 BIM 360 Docs 控制模型的所有功能（剖面、缩放模型属性等）。现在，您必须从建筑物中的传感器收集数据，使用来自Microsoft Azure IoT Hub的数据，为此，您可以使用以下逻辑进行编码：

您必须将URL指向您在Microsoft Azure中存储内容的位置。这将导致一个 Web 应用程序现在可以使用 3D 模型，也可以使用来自 Microsoft Azure 的信息。除非您手动指向将 BIM 模型与物理世界连接的每个设备，否则您将无法看到传感器数据。

最好的方法是在3D模型中的设备上方创建一个点，并将该点连接到传感器数据中。要在 Web 应用程序的 3D 模型中创建点，可以使用以下逻辑：

hitTest1 将消耗 “BRSP430_403.01_ZN01_02F_04837_BS05_SINK01” 的数据;它应该是这样的：

如何进行预测分析

你必须从你收集的东西中学到的第一件事是你想看到什么？基本上，使用这项技术，您可以做任何您想做的事情。Azure IoT Central 是一个完整的平台，可用于创建设备、管理设备组合，最重要的是创建预测分析规则。

这意味着您可以从数据中学习并创建规则，以便在现场出现问题时警告您的维护团队。以下是Microsoft Azure IoT Central可以执行的操作的一些示例：

 

结论

制作数字孪生模型并不像主流想象的那么难，但需要时间的是了解在施工阶段标准化收集现场数据的过程的努力，这些数据将在以后用于设施管理。一个好的开始方法是了解您在运营建筑物时的痛点，然后了解是否可以以某种方式将其插入物联网系统以开始受到监控并为您的流程带来更多智能。数字化转型是一步之遥，我们开始改变建筑业的未来所需要的只是勇于创新并了解现在可用的技术。

Tiago Ricotta是一位建筑师和城市规划师。他拥有规划和技术硕士学位以及工商管理、项目管理专业 （PMP） 硕士学位。他获得了欧特克巴西公司的创意和创新技术亮点奖，他在AEC市场拥有14年的经验。如今，他是Brasoftware Informatics的业务开发主管，负责将Microsoft Cloud与Autodesk和其他制造产品集成，以推动公司客户的数字化转型。Ricotta是Autodesk Revit Gunslinger（2014）和Insider活动参与者（2018），Autodesk大学拉斯维加斯演讲者（2012/2016/2018）和Autodesk大学巴西演讲者（2013/2014/2016）。他是欧特克Revit认证专家。他是第一个LATAM BIM 360现场/ BIM 360计划/建筑运营软件企业协议合同和实施的技术负责人。

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