Bentley打造基础设施数字化新一代云平台

前言

过去 20 年间，面向基础设施行业的专业软件得到了长足的发展，从最早的 CAD 二维设计手段过渡到三维建模，到如今演变为数字化 BIM 三维建模。我们也从单机工作站过渡到了互联 PC，从分散式创建生产转向了协同式工作共享模式。最前沿的协同式 BIM 技术当属 CONNECT Edition，其应用程序和由这些应用程序生成的数据都会通过 ProjectWise 服务在互连数据环境当中进行管理。

当今时代，云服务随处可见，而诸如大数据分析、机器学习、人工智能和区块链等新技术快速发展，这些都成为了基础设施领域首席信息官和技术负责人首要考虑的问题。这些技术激起了我们的极大兴趣，让我们深入探究如何才能在基础设施项目当中更好地实现变更管理以及工作流自动化。事实上，随着其他行业的不断进步，我们对这方面的兴趣也愈加强烈。

基础设施项目有自己独一无二的特征。此类项目包含了彼此相互交织的多专业，并需要进行专业之间的高频率交互协作，这其中通常需要考虑材料选择、设计、美学、结构完整性、安全等因素，这些都对最终的决策和变更产生影响。

那么我们该如何更有效地应对呢？如果基础设施项目不断表现出持续性变更的特点，那么我们就需要更加有针对性的解决方案来应对大量的变更管理，这一点是不言而喻的。我们必须摆脱的，就是避免将单一维度的“当前数据”用于维护模型数据，“当前数据”相对而言在技术设施的项目时间轴上是非常短暂的。我们需要一个全新的变更管理模式，一个能够更加出色进行项目工作同步的解决方案。

实现项目可视性的关键因素：统一、可信和易取

工程公司的首席信息官和基础设施资产所有者，早已认识到了通过各种工具和工作流获得的信息的重要性，而这些工具和工作流结合在一起，就形成了工程决策的 “概念数据库”。他们设想一方面通过基于云的服务实现一种全新的数字化工作流，利用该数据库将项目风险降至最低，减少冗余工作，并提高可预测性和成功率。另一方面从机器学习、人工智能和大数据分析得到的非结构化信息中获得新的见解。

遗憾的是，单凭现有的工程设计和信息管理工具，根本无法实现这种数字化工作流，这些工具研发之初的用户定位，是面向于通过本地局域网络连接起来的个人电脑。“概念数据库”目前实质上是由彼此独立、互不相连且不断迭代更新的文件构成。这些不同格式的文件都是由创建时所使用的应用程序来定义，并被独立地存储在各个文件服务器单元中。

为了将这组松散的异构工程文档转换为一种真正可靠、可重用、可扩展的且相互关联的基础设施资产数据库（有时也称为“基础设施模型”），我们需要从根本上重新进行构思：

统一：只有在数据库所含的单位、语义和结构保持一致的情况下，才能对数据执行查询和分析。

可信：我们用“唯一恒定不变的就是变化”这句格言来形容基础设施项目尤为贴切。变更必须是第一位的概念，而不是一种惹人厌烦的麻烦。有时，了解引发变更的根源以及这种变更会带来的影响，与了解变更本身同样重要。

易取：任何能够从数据库信息中获益的授权用户或计划，都应该能够在不影响其他用户的情况下轻松访问这些信息。这一目标可以通过将数据库复制到所需之处来实现。必要时，可通过 iModelHub 同步副本。

iModel 平台以 Bentley 大获成功的 i-model 技术为基础构建，所采用的方式与“pre-cloud”软件截然不同。该平台是我们的一次技术飞跃，在业界也绝无仅有。

iModel 2.0 云平台简介

以下是就 iModel 2.0 云平台总结的一些要点：

1. 这是一款经过全新设计的变更管理平台。iModelHub 维持着一条“变更时间线”，这是一条表明谁在何时执行何种操作的可信记录。您可以访问任意版本的 iModel，并可对一些重要版本进行命名。您可以借助直观的文本报告来了解时间线上任意两点之间的差异。

2. iModel 是一个分布式关系数据库，它采用统一的表达形式保存着来自项目或资产的各数字化工程模型的变更。这些模型包括物理和功能模型以及相关的图纸、规格、分析模型等等。

3. iModelHub 允许创建数量不限的 iModel 副本。用户可以将副本保存到任意设备或服务，包括台式机、移动设备、部署的服务器或基于云的服务。iModel 的用户可以通过订阅 iModelHub 的变更时间线来同步其副本。有了 iModelHub，iModel 就会变成基于云的分布式数据库，允许无限制地横向扩展客户端和服务，而不会出现集中的瓶颈问题。

4. 现有的基于文件的工作流可以通过 ProjectWise iModel Bridge Service 与 iModelHub “衔接”。用户无需改变现有应用程序或格式即可提供数字化工程模型，使企业可以在现有工作流几乎不中断且风险接近于零的情况下充分利用 iModel 2.0 平台。

通过 iModelHub 的变更时间线实现可信

设想一下银行帐户只显示您的当前余额，而不显示交易历史记录，您无从了解余额是如何产生的情况。没有存取款记录，只有没有任何来龙去脉的“当前余额”。大多数人无法接受缺少交易历史记录的情况，然而基础设施专业人士目前就正在被这种限制束缚着，他们只能了解工程数据的当前状态。

数据变更不但会影响基础设施工作流的价值，而且还会引发风险。有了 iModel 2.0，变更本身就成为了第一位的概念。iModelHub 维护着一个变更时间线，其中存储着一系列不可变的变更集，用于捕获有关工程数据何时被谁如何更改的信息。变更集分为几下几种类型：

. 细分 — 基于每个属性跟踪变更，并将每个变更后的每个值追溯到相关创作者。

. 丰富信息 — 使服务能够发现工程数据的变更有何意义。

. 变更记录— 在互连工作流和彼此独立工作流中分布式的团队之间有效传达变更情况。

服务和应用程序可以从 iModelHub 中获取 iModel 的副本，并订阅通知以便及时了解添加到 iModel 时间线的变更。通知中会包含具体变更，用户可以在收到通知后将这些变更应用于它们的 iModel 副本，从而实现同步。这种变更通知系统将推动数字化工作流的自动执行。

在某些工程工作流中（如审批工作流），用户可能不希望使用“当前”或最新版本的信息。借助 iModelHub，您可以访问其时间线上的任何 iModel 版本，并且可以命名重要或关键节点的版本（例如“90% 交付”）。

iModelHub 是互连数据环境下的工程数据和变更中心。它的变更时间线有助于自动执行数字化工作流、按需同步 iModel 以及深入了解数据的变化情况。 

易取：iModelHub 采用分布式工作方式

设计、施工和运营工作并非是集中的活动，而是分散在多个组织、个人和位置之间。在完全分布式环境中管理工程数据的变更时，使用单一的集中式数据库并不是最佳解决方案。Internet 连接效果欠佳的远程办公室需要能够完全访问数据。现场工作人员也需要访问数据，但他们可能没有 WiFi 无线网络功能或手机连接功能。个别团队可能需要将他们正在进行的工作分离开来，也就是说只在适当的关键节点时与较大项目进行同步。

对于这些不同的工作流，最佳解决方案是使用可同步且可移植的数据库。完全集中式数据库是不可行的；它不适用于分布式工作，并且需要严格遵守规定的数据格式。相比之下，iModelHub 采用分布式数据库 (iModel) 进行分布式工作，而此类数据库可通过 iModelHub 云服务实现按需同步。

iModelHub 的分布式方法意味着新用户、服务或自动化流程可以在不影响现有用户使用速度的情况下访问 iModel。从可扩展性层面出发，这与集中式数据库形成了鲜明对比；使用集中式数据库时，只要出现额外的活动，所有活动的访问速度都会受到影响，这是随着使用规模的扩大而产生的固有瓶颈。iModelHub 是面向分布式云横向扩展而构建的，支持客户端和服务使用其时间线上任意 iModel 版本的同步副本。

易取：面向数字化工作流的 iModel 服务

iModelHub 是iModel 2.0 平台的重要组成部分，可以为网页、移动设备以及台式机上多种可能的工作流打造基于iModel 的应用程序和服务生态系统。

iModel Web 访问服务可为云服务和基于浏览器的工作流提供来自iModel 的图形化和非图形化信息。iModel Web SDK 允许第三方创建自定义Web 应用程序，将iModel、来自ContextShare 的实景环境以及来自其他互连数据环境的信息混合起来，以便在具有完整三维导航、筛选和属性浏览功能的强大Web 应用程序中使用。

Navigator Web 使用iModel Web SDK 从任何现代Web 浏览器中查看iModel 的命名版本，而无需安装插件或下载iModel。

iModelHub 作为移动设备的工程数据分发中心，使用变更集将数据同步到设备。移动应用程序会保留iModel 的完整副本，以供在现场运营中断时使用。通过使用变更集更新iModel，用户可以大幅减少为保持iModel 实时性而需要下载的数据量。

CONNECT Edition 桌面应用程序可以将来自iModel 的模型作为“参考附件”连接起来，并可在有变更添加到时间线时收到通知。CONNECT Edition 用户可以查看图形化和非图形化变更。

使用iModel 转换服务，您可以针对特定目的重新发布iModel 中用于目标工作流的数据。

在有变更添加到时间线时，iModel Data Lake 服务可以收到通知，并提取统一信息扩展到数据湖当中，进而进行分析和提供人工智能解决方案。

项目完成后，设计和施工项目的iModel 更具价值。iModel 可以被用来作为已竣工资产的表现载体。该iModel 成为峻工时iModel（数字化表示的核心），并保存着资产的物理和功能环境以用于运营和维护。统一的iModel 会比原始设计工件更容易维护和使用，所需的成本也更低，并且不需要最初创建它们的应用程序。iModel 的时间线将在移交时重置，但iModel 仍会随着基础设施的变更而不断变化。iModelHub 将实时保存资产的物理和功能模型历史记录。

无形的纽带：ProjectWise iModel Bridges

我们已确定iModel 具有完整的且一致统一的信息，同时iModelHub 的变更时间线保障信息可信，并使得分布式工作流的数据易取。我们还已确定，现有建模应用程序（无论是来自Bentley 还是来自其他供应商的建模应用程序）可以将数字化工程模型中的变更提供给iModel 的变更时间线。ProjectWise iModel Bridge 服务让这些功能成为可能。

ProjectWise iModel Bridge 服务有三大功能：

1. 将来自任何建模应用程序的暗数据转换为同步iModel 语义结构。

2. 检测数据编辑中的增量变更并将它们转换为iModel 时间线中的变更集。 

3. 将多个来源的数字化工程模型变更整合到一个一致的iModel 中。

Bentley 为ProjectWise 提供了按文件格式定做的“iModel Bridge”，可以增量方式将来自所有相关来源的工程数据（包括非Bentley 格式的数据）逐步一致扩展到iModels 中。API 还支持第三方创建iModel Bridge。

一旦这些变更统一并添加到iModel 的时间线，iModel 应用程序和服务便可充分利用它们。开始使用iModelHub 时，只需使用ProjectWise 并启用iModel Bridge 服务。

iModelHub 将推动数字化工作流的未来发展

在自动驾驶汽车和数字化助手随处可见的时代，工程数据不应停留在无法访问且容易被忽略的割裂的存储库当中，而是应送入iModel 时间线和变更驱动型数字化工作流，以充分利用丰富统一的iModel 数据架构。iModel 2.0 云平台将实现新一代的云服务，即利用iModel 和iModelHub 分析项目之间和项目内部的趋势、降低风险、提高运营效率并优化组织效率。