用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了一種用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。在一個實施例中，一種用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用比如云服務之類的高生產(chǎn)率、高性能計算資源以從建筑伊始直至建筑操作來管理復雜建筑系統(tǒng)。由于使用高生產(chǎn)率、高性能計算資源，所以可以將在迄今尚未應用于復雜建筑系統(tǒng)的規(guī)模上從單個平臺執(zhí)行建模、優(yōu)化、仿真和驗證。此外，用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用集中式數(shù)據(jù)庫以管理與建筑系統(tǒng)有關的所有信息。
【專利說明】用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求對通過引用而結合于此、名稱為“Method and system toplan, design, construct and deploy buildings”、于 2011 年 3 月 17 日遞交的第61/453,867號臨時美國專利申請的權益。
【技術領域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及建筑，并且更具體地涉及用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的基于計算機的技術。
【背景技術】
[0004]建筑是我們每天生活的組成部分。規(guī)劃、設計和建造這些建筑的過程已經(jīng)演進了數(shù)千年。如今，尤其對于如下現(xiàn)代設施(這些設施是從其分送復雜服務的地方(比如保健設施))，為了物理地實現(xiàn)這樣的建筑而遵循的步驟非常復雜并且需要跨越若干不同學科的高程度嫻熟工作。
[0005]這一復雜性在為了構建可以用來以高效和盈利方式分送既定服務的可行設施而花費的時間、金錢和其他資源方面帶來巨大挑戰(zhàn)。若干行業(yè)和服務已經(jīng)通過改變它們的工作流程并且適配它以更好地利用快速增長并且廉價的計算資源來滿足了相似的復雜性挑戰(zhàn)。這已經(jīng)在那些行業(yè)中帶來了增加的生產(chǎn)率。
[0006]然而，技術和計算能力的出現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在建立好的建筑設計和建造過程中的有限采用。作為結果，為了滿足增長的復雜性需求而如今急需的的總生產(chǎn)率幾乎沒有增進。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)盡管所有其他非農業(yè)產(chǎn)業(yè)從1964年到2004年已經(jīng)倍增它們的生產(chǎn)率，但是建筑業(yè)同胞實際上已經(jīng)落后。
[0007]盡管關于建造生產(chǎn)率為何尚未跟上其他領域存在許多原因，但是可能的是在建筑設計和建造業(yè)中使用的常規(guī)方法不容易應用于一般技術并且特別是計算技術。幾乎所有其他行業(yè)已經(jīng)由于巧妙適配計算技術而增進了生產(chǎn)率，但是出于未即刻明顯的原因，建造業(yè)尚未看到任何相似增進。
[0008]建筑具有所有不同形狀和大小，并且建筑復雜性根據(jù)它們的用途而變化。例如，從許多不同觀點來看，保健建筑(比如醫(yī)院)比空的倉庫建筑復雜得多。建筑的復雜性在試圖在數(shù)學上描述、建模、仿真、優(yōu)化和驗證建筑設計(比如醫(yī)院的設計)時變得明顯。具體而言，數(shù)學描述、建模、仿真、優(yōu)化和驗證各自是三維(3D)空間和時間操作的復雜組合。3D空間的特性例如包括建筑外殼和核心的細節(jié)、房間的大小和布局以及功能以及建筑基礎結構的布線。時間操作的特性例如包括在建筑內提供的服務、建筑上的負荷(例如，患者量)和動態(tài)環(huán)境條件(例如，內部/外部溫度、光、能量成本等)。

【發(fā)明內容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用高生產(chǎn)率、高性能(HP2)計算資源以從建筑伊始直至建筑操作來管理復雜建筑系統(tǒng)。例如，HP2計算資源用來將客戶需要的集合翻譯成可以用來建造建筑的完整虛擬建筑設計。另外，可以使用在虛擬建筑的設計期間生成的信息作為以后用來制作、委托和操作虛擬建筑的構建版本的信息的基礎。由于使用HP2計算資源，所以可以在迄今尚未應用于復雜建筑系統(tǒng)的規(guī)模上從單個平臺執(zhí)行建模、優(yōu)化、仿真和驗證。此外，用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用集中式數(shù)據(jù)庫以管理與建筑系統(tǒng)有關的所有信息。集中式數(shù)據(jù)庫概念與常規(guī)方式對照，在該常規(guī)方式中，每個不同學科(例如，建筑師、結構工程師、電氣工程師等)維護他自己的學科專屬信息的專有數(shù)據(jù)庫。
[0010]本發(fā)明的實施例的其他方面和優(yōu)點將從通過本發(fā)明的原理的示例舉例說明的與附圖結合進行的以下具體描述中變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1圖示整體建筑管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用高性能和高生產(chǎn)率計算資源以實施從伊始到建筑操作進行建筑項目的建筑實現(xiàn)平臺。
[0012]圖2描繪其中可以實施建筑實現(xiàn)平臺的高生產(chǎn)率、高性能計算機架構的一個實施例。
[0013]圖3圖示使用建筑實現(xiàn)平臺來實施的并行分級設計技術的一個實施例。
[0014]圖4描繪建筑實現(xiàn)平臺的用戶界面的一個實施例，該用戶界面包括用于激活建筑實現(xiàn)平臺的實現(xiàn)引擎的可選擇標簽頁；
[0015]圖5描繪來自建筑實現(xiàn)平臺的業(yè)務模型域的用戶界面的一個實施例。
[0016]圖6描繪來自建筑實現(xiàn)平臺的業(yè)務模型域的用戶界面的另一實施例。
[0017]圖7描繪來自建筑實現(xiàn)平臺的空間布置域中的外形和外殼標簽頁的用戶界面的一個實施例。
[0018]圖8描繪來自建筑實現(xiàn)平臺的空間布置域的塊和堆標簽頁的用戶界面的一個實施例。
[0019]圖9和圖10描繪來自建筑實現(xiàn)平臺的空間布置域的房間放置標簽頁的用戶界面。
[0020]圖11圖示由建筑實現(xiàn)平臺使用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型的示例。
[0021]圖12是用于根據(jù)客戶需要的集合生成系統(tǒng)集成設計的基于計算機的技術的過程流程圖。
[0022]圖13圖示用于使用建筑實現(xiàn)平臺根據(jù)業(yè)務模型生成空間布置的對應過程流程的系統(tǒng)單元。
[0023]圖14圖示建筑實現(xiàn)平臺的一個實施例的架構的一個實施例。
[0024]圖15圖示由實現(xiàn)引擎之一提供的服務的執(zhí)行。
[0025]圖16是用于實現(xiàn)復雜建筑系統(tǒng)的方法的過程流程圖。
[0026]圖17是用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的方法的過程流程圖，將在該建筑系統(tǒng)內向患者提供保健服務。
[0027]圖18描繪包括處理器、存儲器和通信接口的計算機。
[0028]貫穿說明書，相似標號可以用來標識相似單元。此外，在一些情況下，在每幅圖中重復標號以便保持清楚并且避免附圖的雜亂?！揪唧w實施方式】
[0029]將容易理解，可以在廣泛多種不同配置中布置和設計如這里總體描述和在附圖中圖示的實施例的部件。因此，如圖中代表的各種實施例的以下更具體描述并未旨在于限制本公開內容的范圍，而是僅代表各種實施例。盡管在附圖中呈現(xiàn)實施例的各種方面，但是除非明示否則未必按比例繪制附圖。
[0030]描述的實施例將在所有方面中僅被視為例示而非限制。本發(fā)明的范圍因此由所附權利要求而不是由這一具體描述指示。將在權利要求的范圍內包含落入權利要求的等效含義和范圍內的所有改變。
[0031]貫穿本說明書對特征、優(yōu)點或者相似言語的引用并未暗示可以用本發(fā)明實現(xiàn)的所有特征和優(yōu)點應當或者是在任何單個實施例中。實際上，引用特征和優(yōu)點的言語被理解為意味著在至少一個實施例中包括結合實施例描述的具體特征、優(yōu)點或者特性。因此，貫穿本說明書對特征和優(yōu)點以及相似言語的討論可以但是未必引用相同實施例。
[0032]另外，可以在一個或者多個實施例中以任何適當方式組合本發(fā)明的描述的特征、優(yōu)點和特性。相關領域技術人員按照這里的描述將認識，沒有特定實施例的具體特征或者優(yōu)點中的一個或者多個具體特征或者優(yōu)點仍然可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其他實例中，可以在某些實施例中認識到可能未存在于本發(fā)明的所有實施例中的附加特征和優(yōu)點。
[0033]貫穿本說明書對“一個實施例”、“一實施例”或者相似言語的引用意味著在至少一個實施例中包括結合指示的實施例描述的具體特征、結構或者特性。因此，貫穿本說明書的短語“在一個實施例中”、“在一實施例中”和相似言語可以但是未必都引用相同實施例。
[0034]計算機已經(jīng)被用來在數(shù)學上描述、建模、仿真和優(yōu)化建筑。然而，常規(guī)的基于計算機的計算利用具有有限計算能力的基于PC的計算機平臺以執(zhí)行聚焦于單個問題(例如，結構性能、溫度建?；蛘吖ぷ髁鞒虄?yōu)化)的非常具體的操作。由于基于PC的計算資源的固有限制，常規(guī)設計、建模、仿真和優(yōu)化操作被迫依賴于僅能在合理數(shù)量的時間內評估少數(shù)設計選項的的相對簡陋的數(shù)學模型。增添對建筑系統(tǒng)的復雜性的一些特性是:系統(tǒng)部件未必具有數(shù)學上相似的結構并且可以涉及到不同時間或者空間規(guī)模；部件數(shù)目可以較大，有時龐大；可以用多種不同方式、最經(jīng)常地非線性地和/或經(jīng)由網(wǎng)絡連接部件；本地和系統(tǒng)范圍現(xiàn)象可以用復雜的方式相互依賴；整個系統(tǒng)的行為可能難以根據(jù)個別部件的行為來預測；并且整個系統(tǒng)行為可以沿著定性上不同的途徑演進，這些途徑可以顯示在任何階段對少量擾動的大量靈敏度。由于這樣的建筑系統(tǒng)的復雜性，所以即使并非不可能也難以用如下方式在基于PC的計算機平臺上全面設計、建模、仿真或者優(yōu)化這樣的建筑系統(tǒng)，該方式將提供超出常規(guī)技術的顯著優(yōu)點。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用高生產(chǎn)率、高性能(HP2)計算資源以從建筑伊始直至建筑操作來管理復雜建筑系統(tǒng)。例如，HP2計算資源用來將客戶需要的集合翻譯成可以用來建造建筑的完整虛擬建筑設計。另外，可以使用在虛擬建筑的設計期間生成的信息作為以后用來制作、委托和操作虛擬建筑的構建版本的信息的基礎。由于使用HP2計算資源，所以可以在迄今尚未應用于復雜建筑系統(tǒng)的規(guī)模上從單個平臺執(zhí)行建模、優(yōu)化、仿真和驗證。此外，用于復雜建筑系統(tǒng)的整體方式涉及到使用集中式數(shù)據(jù)庫以管理與建筑系統(tǒng)有關的所有信息。集中式數(shù)據(jù)庫概念與常規(guī)方式對照，在該常規(guī)方式中，每個不同學科(例如，建筑師、結構工程師、電氣工程師等)維護他自己的學科專屬信息的專有數(shù)據(jù)庫。
[0036]圖1圖示整體建筑管理系統(tǒng)100，該系統(tǒng)利用HP2計算資源以實施從伊始(例如，客戶需要)到建筑操作進行建筑項目的建筑實現(xiàn)平臺(BRP) 102。BRP是可以通過建筑操作根據(jù)客戶需求的初始規(guī)范維護的建筑信息的中央中樞。在一個實施例中，BRP包括實現(xiàn)引擎104和建筑數(shù)據(jù)庫106。在一個實施例中，實現(xiàn)引擎包括用于驅動與建筑系統(tǒng)有關的設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證操作的邏輯，并且建筑數(shù)據(jù)庫包括與由實現(xiàn)引擎設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證的建筑系統(tǒng)(虛擬和/或實際)有關的存儲的數(shù)據(jù)。
[0037]從高級觀點來看，BRP102支持在從更抽象到更少抽象的過程流程中運行的一系列分級域。圖1中所示的分級域從更抽象到更少抽象是客戶需要110、業(yè)務模型112、空間布置114、系統(tǒng)集成116、制作118、組裝120、委托122和操作124。在復雜建筑系統(tǒng)的生命期中，每個域依賴于與先前域關聯(lián)的數(shù)據(jù)。這樣，圖1也圖示在不同域之間的時間關系，因為必須在過程可以移向下一個域之前指定先前域的某些細節(jié)。此外，跟蹤在域之間的依賴性以對應于先前域的要求。
[0038]在一個實施例中，客戶需要110域涉及從所有者觀點來看的所需建筑系統(tǒng)，也就是建筑系統(tǒng)的用途是什么(例如，保健、接待等)、建筑系統(tǒng)將位于何處以及用于評定設計的質量的度量及其重要性是是什么。業(yè)務模型域112涉及將提供的用于滿足客戶需要的服務的類型和量。業(yè)務模型也可以支持建筑系統(tǒng)以及建筑系統(tǒng)的功能和空間程序的行為建模?？臻g布置域114涉及作為建筑結構的集合的建筑系統(tǒng)，這些建筑結構實施具有相對放置的房間的所需架構搭配。系統(tǒng)集成域116涉及完全詳細的設施，該設施包括定義的3D空間和建筑基礎結構，可以從這些3D空間和建筑基礎結構推導詳細建造文檔。制作域118涉及需要如何制作和制造多少基本單元(即，建筑塊)以建造建筑系統(tǒng)(例如，建筑部件的列表)。組裝域120涉及需要如何以及按哪個順序組裝基本單元以建造建筑系統(tǒng)。委托域122涉及物理建筑系統(tǒng)及其行為。委托域可以包含與在系統(tǒng)集成域中保持的信息相似的信息而且也考慮可能已經(jīng)在建筑系統(tǒng)的制作和組裝期間出現(xiàn)的偏差。操作域124涉及在操作之時的建筑系統(tǒng)。在操作域中，建筑系統(tǒng)的虛擬模型可以實時用來優(yōu)化過程(比如房間、員工和患者調度)以及評估和適配未調度的事件。
[0039]在一個實施例中，使用物理建筑部件的預定義的集合從建筑伊始設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證每個復雜建筑系統(tǒng)。預定義的物理建筑部件的預定義的集合可以例如包括結構部件、層板部件和墻壁部件。每個預定義的物理建筑部件具有可以在BRP的各種域中用來產(chǎn)生更迅速和準確結果的已知特性(例如，尺度、建造材料、結構性能、熱性能)的集合。具體而言，使用預定義的物理建筑部件允許開發(fā)和重用數(shù)學模型，這些數(shù)學模型實現(xiàn)復雜建筑系統(tǒng)的設計、建模、仿真、優(yōu)化和生效?？梢栽诮ㄖO計過程中的早期(例如，在業(yè)務模型域、空間布置域和系統(tǒng)集成域內)考慮物理建筑部件的預定義的集合。
[0040]執(zhí)行關于BRP102描述的過程需要大大超出由典型的基于PC的計算機系統(tǒng)提供的計算資源之外的計算資源。在一個實施例中，BRP貫穿復雜建筑系統(tǒng)的生命期利用HP2計算資源。圖2描繪其中可以實施BRP的HP2計算機架構140的一個實施例。具體而言，HP2計算機架構包括高容量聯(lián)網(wǎng)存儲系統(tǒng)142、大規(guī)模處理系統(tǒng)144和用戶接口設備146，例如，客戶端機器。此外，可以從大規(guī)模處理系統(tǒng)調配負荷平衡器148和流程服務器150。[0041]用戶接口設備146可以是客戶端機器(通常為臺式計算機、膝上型計算機或者平板計算機)，可以在這些客戶端機器上打開會話以控制設計流程并且查看特定建筑系統(tǒng)設計的執(zhí)行結果。用戶接口設備允許用戶提供設計意圖并且調用設計和分析步驟。結果在它們變成可用時來到用戶接口設備。在一個實施例中，用戶接口設備用來經(jīng)由接入網(wǎng)絡152訪問BRP102的基于瀏覽器的用戶界面。
[0042]高容量聯(lián)網(wǎng)存儲系統(tǒng)142包括用于存儲用來實施實現(xiàn)引擎的軟件代碼并且用于存儲與使用BRP來管理的多個不同復雜建筑系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)的存儲器。在圖2的實施例中，高容量網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)包括提供在兆兆位數(shù)據(jù)級的存儲容量的存儲服務器154的聯(lián)網(wǎng)組合。
[0043]與在其中每個不同學科(例如，建筑師、結構工程師、電氣工程師、HVAC工程師等)具有他自己的內部專有計算機網(wǎng)絡和建筑信息的數(shù)據(jù)庫的常規(guī)技術對照，圖2中描繪的計算機架構包括用于數(shù)據(jù)的中央貯存庫，該數(shù)據(jù)跨越與復雜建筑系統(tǒng)有關的多個不同學科。例如，用于具體建筑的數(shù)據(jù)可以包括與客戶需要、業(yè)務模型、空間布置、系統(tǒng)集成、制作、組裝、委托和操作有關的數(shù)據(jù)。這可以包括如下信息，該信息跨越在建筑的生命期內常規(guī)地涉及到的學科中的許多學科。在圖2的實施例中，大容量存儲系統(tǒng)142包括存儲建筑數(shù)據(jù)庫106信息的一個或者多個存儲服務器和存儲用于實施實現(xiàn)引擎104的計算機指令的一個或者多個服務器。
[0044]在一個實施例中，數(shù)據(jù)庫服務器154存儲被組織如下的設計信息:建造數(shù)據(jù)庫、分析數(shù)據(jù)庫、過程知識庫和設計規(guī)則庫。建造數(shù)據(jù)庫可以包含與如何建造系統(tǒng)獨立的各種系統(tǒng)描述。分析數(shù)據(jù)庫可以包含通過在建造數(shù)據(jù)庫中包含的系統(tǒng)的各種分析和仿真而獲得的執(zhí)行和質量結果。過程知識庫可以包含與過程、人員模式、部門模式、建筑模式以及機械、電氣和管道(MEP)布線模式有關的信息。設計規(guī)則庫可以包含建筑法規(guī)，比如出口、防火和可接近性要求和行業(yè)最佳實踐(注意，可以有存儲的用于符合建筑規(guī)則的局部變化的不同設計規(guī)則集合)。雖然描述了特定數(shù)據(jù)庫組織的示例，但是其他組織數(shù)據(jù)的方式是可能的。
[0045]大規(guī)模處理系統(tǒng)144執(zhí)行為了實施BRP而必需的計算機處理。例如，大規(guī)模處理系統(tǒng)執(zhí)行高容積數(shù)學計算以實施BRP的設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證。在一個實施例中，大規(guī)模處理系統(tǒng)包括各自具有許多高速處理器(例如，在數(shù)以千計級和以上)的多個服務器158 (即，服務器群或者計算機群)，其中個別服務器由高速網(wǎng)絡鏈路(比如吉比特以太網(wǎng))相互連接。這樣的大規(guī)模處理系統(tǒng)可以在分別被稱為TFlop和PFlop的Tera (IO12)到Peta(IO15)次浮點運算每秒(Flop)級執(zhí)行。大規(guī)模處理系統(tǒng)的示例包括具有3，328個處理核的CRAY XT3和具有14，752個處理核的CRAY XT5。在一個實施例中，大規(guī)模處理系統(tǒng)利用網(wǎng)格計算架構和/或多核處理器以根據(jù)“MapReduce”框架實施分布式計算。雖然描述了大規(guī)模處理系統(tǒng)的示例，但是其他大規(guī)模處理系統(tǒng)是可能的。
[0046]可以是虛擬、每個用戶接口設備146有一個和設計的流程服務器150可以是從大規(guī)模處理系統(tǒng)144 (例如，服務器群)借用的計算引擎，這些計算引擎執(zhí)行實施BRP設計流程的指令。在一個實施例中，流程服務器保持每個唯一設計的設計狀態(tài)。也就是說，流程服務器知道用于特定設計的設計循環(huán)的階段。通常，流程服務器僅在存儲器中保持足夠設計以允許高效傳送設計意圖、結果和作業(yè)提交。對于計算密集任務，流程服務器向負荷平衡器148提交處理作業(yè)(即，計算任務)，并且負荷平衡器基于項目、用戶和任務優(yōu)先級分布計算任務。[0047]大規(guī)模處理系統(tǒng)114的計算服務器158由流程服務器150用來例如使用用于并行處理的映射精簡或者“MapReduce”技術來執(zhí)行計算密集任務。在一個實施例中，由負荷平衡器148在流程服務器之中匯聚計算服務器。計算服務器可以從高容量網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)142的數(shù)據(jù)庫服務器154直接拉取大量設計信息并且向存儲系統(tǒng)保存回原始結果。
[0048]在一個實施例中，提供計算資源(除用戶接口設備之外)中的一些或者所有計算資源作為“云服務”。例如，提供圖2的HP2計算資源作為網(wǎng)絡云160內的云服務。也就是說，計算資源不是BRP的所有者或者用戶擁有的，但是作為替代在隨需基礎上由BRP的所有者或者用戶利用和付費。例如，云服務(比如由Amazon Web Service (AWS)提供的云服務)可以用來實施BRP102。
[0049]圖2中描繪的HP2計算架構140在許多方式上不同于常規(guī)行業(yè)實踐。具體而言，在瘦客戶端用戶接口設備146中隔離控制和呈現(xiàn)功能，而在包含計算和數(shù)據(jù)庫服務器二者的良好控制和高性能的云服務中執(zhí)行所有計算任務。未按照任務或者學科的類型(建筑師、建造工程師、機械工程師、操作分析師)分配計算機器，而是匯聚計算機器以用作為流程服務器和計算引擎。這一集中方式優(yōu)化效率，因為在設計會話開始時從計算池抽取流程服務器并且流程服務器協(xié)調用于該設計會話的所有任務。此外，未按照學科組織數(shù)據(jù)庫服務器，也就是說，未為每個學科單獨組織它們，例如，一個數(shù)據(jù)庫服務器各自用于建筑師、建造工程師、機械工程師和操作分析師。在圖2的架構中，高帶寬/高容積數(shù)據(jù)事務僅出現(xiàn)于數(shù)據(jù)庫服務器154與計算服務器158之間。
[0050]組合利用如參照圖1和圖2描述的BRP102和HP2計算架構140以實施一種迄今尚未在建筑設計領域中設想的從建筑伊始到完全定義的系統(tǒng)集成的分級并行設計技術。圖3圖示一種始于客戶需要(例如，建筑伊始)并且向多個完全定義的系統(tǒng)集成伸展的并行分級設計技術的一個實施例。使用HP2計算資源，可以在從業(yè)務建模到空間管理到系統(tǒng)集成的每個域內并行實現(xiàn)和檢查許多不同選項。在該過程中的每個步驟，可以存儲和維護實例專屬數(shù)據(jù)以用于在后續(xù)設計分析和/或修改中使用。此外，并行分級方式允許開發(fā)和跟蹤都涉及回到客戶需要的相同集合的許多不同設計方案。在圖3的實施例中，客戶需要的數(shù)據(jù)庫170用來生成不同業(yè)務模型的集合，業(yè)務模型數(shù)據(jù)庫172。每個不同業(yè)務模型的數(shù)據(jù)庫用來生成被存儲為空間布置數(shù)據(jù)庫174的空間布置的集合。每個不同空間布置的數(shù)據(jù)庫用來生成被存儲為系統(tǒng)集成設計數(shù)據(jù)庫176的系統(tǒng)集成設計的集合。
[0051]現(xiàn)在參照圖3-圖10更具體描述圖3中所示的并行分級過程。圖4描繪BRP102的用戶界面的一個實施例，該用戶界面包括用于在BRP的客戶需要域110、業(yè)務模型域112、空間布置域114、系統(tǒng)集成域116和制作域118中激活操作的可選擇標簽頁或者圖標180。在客戶需要域內，指定客戶需要。在一個實施例中，客戶需要在客戶端設備在基于web的用戶界面中被呈現(xiàn)為客戶需要的形式描述。例如，客戶需要的形式描述是如在計算機科學中已知的信息的形式描述，該形式描述正確、精確和無含糊地表示某些概念，從而使得對客戶需要做出反應。
[0052]在一個實施例中，尋求構建用于特定用途的建筑(比如保健設施)的實體經(jīng)由客戶端設備向BRP102輸入客戶需要。例如，實體或者“客戶”可以指定它想要向在具體郵政編碼內的居民提供足夠的急性保健服務以滿足預期的需求。在另一實施例中，客戶需要可以反映項目位置、服務目標、業(yè)務目標和/或客戶需要的優(yōu)先順序。例如，客戶需要可以指定將在建筑中提供的服務的類型、將在建筑中提供的服務的量、資本投資限制、投資回報(ROI)要求和/或用于評定各種設計備選的質量的度量。在被指定時，客戶需要與特定項目關聯(lián)并且存儲于BRP的數(shù)據(jù)庫中。
[0053]在一個實施例中，與保健建筑系統(tǒng)有關的客戶需要包括用于建筑系統(tǒng)的所需位置、用于建筑系統(tǒng)的護理模型和客戶的價值。關于價值，用戶界面可以允許用戶在滑動刻度上評定用戶如何評價概念，比如創(chuàng)新、可持續(xù)性、生命周期成本、保健改進、效率和靈活性。在一個實施例中，客戶需要域可以向用戶提供輸出，比如所需建筑系統(tǒng)位置的地圖、用于所需位置的人口普查數(shù)據(jù)和公眾健康信息(比如疾病控制中心(CDC)信息)。在一個實施例中，地圖可以包括標識位于所需位置附近的有關設施(例如，其他保健設施、醫(yī)生、實驗室等)的指示器或者“pin”。
[0054]與客戶需要有關的信息然后可以存儲于BRP102的客戶需要數(shù)據(jù)庫170中。例如，向項目給予名稱，并且包括位置、護理模型、價值評定、地圖信息、人口普查信息和DDC信息的項目信息都在項目名稱之下存儲于BRP數(shù)據(jù)庫中?？梢杂貌煌椖棵Q建立不同項目，并且可以改變客戶需要域中的任何用戶專屬標準。
[0055]利用指定的客戶需要，該過程可以移向業(yè)務模型域112，其中使用客戶需要作為輸入并且提供多個不同業(yè)務模型作為輸出。在圖3的實施例中，提供三個不同業(yè)務模型作為輸出(BM1、BM2和BM3)，但是應當理解，可以根據(jù)客戶需要的相同集合生成多得多的不同業(yè)務模型。在一個實施例中，業(yè)務模型定義為了滿足指定的客戶需要而需要的建筑的“程序”。例如，業(yè)務模型指定將在建筑中提供什么類型的服務和將以什么量提供服務。業(yè)務模型也可以指定建筑的初始外殼。因此，業(yè)務模型可以包括空間維度和時間維度二者。
[0056]如圖3中所示，可以根據(jù)客戶需要的相同集合并行生成多個不同業(yè)務模型。在一個實施例中，生成業(yè)務模型包括能夠并行生成和評估大量不同設計的計算密集的設計、仿真、優(yōu)化和生效過程。例如，有可能根據(jù)客戶需要的單個集合在數(shù)十分鐘(例如，少于一小時)內在數(shù)百個到數(shù)千個級的與業(yè)務模型有關的不同迭代上設計、仿真、優(yōu)化和生效。
[0057]在一個實施例中，在業(yè)務模型域112中執(zhí)行的一個計算密集操作涉及到用于確定應當由特定建筑提供的服務的類型和量的行為仿真。行為仿真良好地適合研究作為業(yè)務模型的制定和實施的基礎的過程。例如，行為仿真可以涉及到在多個級別測量變量、控制或者測量情境、處理歷史事實、捕獲跨越問題的過程差異以及鏈接過程到結果。在業(yè)務模型域中執(zhí)行的行為仿真在邏輯上被鏈接到建筑的所得設計、建造和操作。
[0058]貫穿業(yè)務模型域112，BRP102跟蹤往回對客戶需要的依賴性，從而使得在客戶需要與生成的用于滿足客戶需要的業(yè)務模型之間存在直接關系?？梢韵驑I(yè)務模型域傳播客戶需要中的改變，并且可以對業(yè)務模型隨需進行改變以滿足客戶需要。此外，可以按照對客戶需要的改變來評估已經(jīng)生成的業(yè)務模型。另外，每個不同業(yè)務模型的每個實例唯一地存儲于數(shù)據(jù)庫中，從而使得可以獨立訪問和修改每個實例。業(yè)務模型的每個實例的唯一存儲允許訪問、評估和/或修改個別業(yè)務模型而未影響與客戶需要的相同集合對應的其他業(yè)務模型。
[0059]在一個實施例中，業(yè)務模型標識將由建筑系統(tǒng)提供的服務線(例如，急救護理、健康護理、成像、實驗室)和/或部門、對建筑系統(tǒng)的患者負荷以及房間和員工需要(例如，房間的數(shù)目和類型以及員工的數(shù)目和類型)?？梢越?jīng)由BRP102的用戶界面向用戶提供業(yè)務模型的輸出。
[0060]圖5描繪來自BRP102的業(yè)務模型域112的用戶界面的一個實施例。用戶界面顯示關于業(yè)務模型的信息，比如醫(yī)療醫(yī)生(MD)的數(shù)目、醫(yī)療助理(MA)的數(shù)目、注冊護士(RN)的數(shù)目、分診區(qū)域的數(shù)目、外傷治療房間的數(shù)目、急性護理體檢房間的數(shù)目、體檢房間的數(shù)目、觀察床位的數(shù)目、成像房間的數(shù)目、外科手術房間的數(shù)目和床位的數(shù)目。在業(yè)務模型域內，可以基于建筑模型的標準和向BRP中并入的各種工作流程邏輯仿真建筑系統(tǒng)的行為。BRP的用戶界面也使業(yè)務模型的某些參數(shù)能夠被修改以用于在仿真中使用。例如，用戶界面讓用戶能夠調整與任何業(yè)務模型有關的參數(shù)，比如急性護理體檢房間的數(shù)目、體檢房間的數(shù)目、觀察房間的數(shù)目、外傷治療房間的數(shù)目、醫(yī)療醫(yī)生的數(shù)目和注冊護士的數(shù)目。
[0061]圖6描繪來自業(yè)務模型域112的用戶界面的一個實施例，該用戶界面示出在業(yè)務模型域內生成的仿真結果。例如，結果涉及在給定輸入?yún)?shù)的某個集合時的患者逗留長度。在一個實施例中，事件驅動的仿真被實施并且不同仿真被建立以使用具體HP2計算資源。例如，使用MapReduce技術將每個計算操作映射到大規(guī)模處理系統(tǒng)中的處理硬件的具體集
八
口 ο
[0062]回顧圖3，利用指定的各種不同業(yè)務模型，并行分級過程可以移向空間布置域，其中使用業(yè)務模型作為輸入并且提供多個不同空間布置作為輸出。在圖3的實施例中，為每個業(yè)務模型生成至少三個不同空間布置。如所示，根據(jù)BMl生成空間布置SA11、SA12和SA13，根據(jù)BM2生成空間布置SA21、SA22和SA23，并且根據(jù)BM3生成空間布置SA31、SA32和SA33。雖然根據(jù)每個業(yè)務模型生成三個不同空間布置，但是應當理解，可以根據(jù)業(yè)務模型的相同集合生成多得多的不同空間布置。在一個實施例中，空間布置將建筑系統(tǒng)定義為3D空間，該3D空間包括建筑的基本結構和房間的放置。例如，空間布置定義建筑的近似平方英尺、建筑中的樓層的數(shù)目以及建筑內的房間的數(shù)目、類型、位置、平方英尺和功能。
[0063]在一個實施例中，使用大規(guī)模處理系統(tǒng)的計算資源來并行生成空間布置。例如，大規(guī)模處理系統(tǒng)的計算資源用來設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證不同空間布置。
[0064]在一個實施例中，空間布置域114中的處理涉及到基于相鄰度標準和行為仿真性能對部門和/或房間的計算機輔助放置。使用計算機輔助放置和HP2計算資源，可以在相對短的時間段內建模、仿真、優(yōu)化和驗證許多不同空間布置。例如，建筑系統(tǒng)的能量效率仿真可以涉及到各自需要一小時來完成的一千個單獨計算任務或者作業(yè)。使用HP2計算資源，一千個單獨計算任務可以由分離的處理器(例如，分離物理硬件設備)并行處理從而將為了完成整個任務而需要的時間減少為千分之一。
[0065]在空間布置域114內，BRP102跟蹤往回對對應業(yè)務模型的依賴性，從而使得在空間布置、建筑模型和最終為客戶需要之間存在直接關系?？梢韵蚩臻g布置域傳播客戶需要或者業(yè)務模型域中的改變，并且可以在必要時對空間布置進行改變。另外，每個不同空間布置的每個實例可以唯一地存儲于數(shù)據(jù)庫中，從而使得可以獨立訪問和操縱每個實例。由于按分級順序維護業(yè)務模型和空間布置，所以僅需向空間布置傳播影響特定分級鏈的改變。例如，如果僅對BMl的方面進行改變，則可以僅向空間布置SA11、SA12和SA13傳播改變，而未影響鏈接到BM2和BM3的空間布置(例如，分別為SA21、SA22、SA23和SA31、SA32、SA33)。
[0066]在一個實施例中，空間布置指定建筑系統(tǒng)的與“外形和外殼”、“塊和堆”以及“房間放置”有關的方面。在一個實施例中，在空間布置域114內的外形和外殼指定參數(shù)，比如建筑系統(tǒng)的形狀(例如，架構模式或者架構搭配)和尺度。外形和外殼也可以指定建筑在客戶需要中指定的地點上的定向和位置。根據(jù)指定的外形和外殼，可以使用HP2計算資源來執(zhí)行各種模型、仿真和/或優(yōu)化。例如，使用HP2計算資源，可以在迄今尚未可能的規(guī)模上執(zhí)行能量效率仿真和優(yōu)化操作。圖7描繪來自空間布置域中的外形和外殼標簽頁的用戶界面的一個實施例，該用戶界面示出在外形和外殼級別實施的能量效率仿真的可調整參數(shù)。針對仿真的可調整參數(shù)包括當年時間(例如，月)、建筑的定向和在不同方向(例如，東西北南)上的透明與不透明之比。
[0067]在一個實施例中，在空間布置域114內的塊和堆指定如何在建筑系統(tǒng)的指定的外形和外殼內放置部門塊和循環(huán)單元。例如，塊和堆定義如何在水平方向上相對于彼此配置部門塊以及如何在豎直方向上(例如，在多樓建筑的不同樓層之間)相對于彼此配置或者“堆疊”部門塊。根據(jù)指定的塊和堆，可以使用HP2計算資源來執(zhí)行各種模型、仿真和/或優(yōu)化。例如，操作可以包括交互部門距離探索、利用部門距離的行為仿真和生成個別部門塊。圖8描繪來自空間布置域的塊和堆標簽頁的用戶界面的一個實施例，該用戶界面示出用于確定在特定塊和堆給定時在某些部門之間的行進距離和時間的仿真的輸出。
[0068]在一個實施例中，在空間布置域114內的房間放置指定具體房間在具有具體塊和堆布置的建筑系統(tǒng)內的位置。根據(jù)指定的房間放置，可以使用HP2計算資源來執(zhí)行各種模型、仿真和/或優(yōu)化。例如，操作可以包括交互房間距離探索、利用房間距離的行為仿真和出口設計規(guī)則檢驗。圖9和圖10描繪來自空間布置域的房間放置標簽頁的用戶界面。具體而言，圖9描繪用于房間放置的某些可調整標準，并且圖10描繪基于的標準的給定集合生成的不同房間放置設計。
[0069]回顧圖3，利用生成和存儲的各種不同空間布置，該過程可以移向系統(tǒng)集成域，其中使用空間布置作為輸入并且提供多個不同系統(tǒng)集成設計作為輸出。在一個實施例中，系統(tǒng)集成設計定義建筑的3D空間和建筑的基礎結構。例如，用于建筑的系統(tǒng)集成設計定義建筑系統(tǒng)的基礎結構單元在三個維度(即“3D”空間)中的位置。在系統(tǒng)集成設計中指定的建筑基礎結構可以例如包括機械、電氣和管道(MEP)系統(tǒng)、信息技術(IT)、安全和保險單元以及照明的位置和規(guī)范。在系統(tǒng)集成設計中，完全定義建筑基礎結構單元的位置并且將這些位置集成到建筑系統(tǒng)的3D空間中。在一個實施例中，使用大規(guī)模處理系統(tǒng)的計算資源來并行生成系統(tǒng)集成設計以設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證不同系統(tǒng)集成設計。
[0070]在圖3的實施例中，為每個空間布置生成至少三個不同系統(tǒng)集成。如所示，對于共計二十七個不同系統(tǒng)集成設計，為空間布置SAll生成系統(tǒng)集成設計SI111、SI112、SI113，為空間布置SA12生成系統(tǒng)集成設計SI121、SI122和SI123，為空間布置SA13生成系統(tǒng)集成設計SI131、SI132和SI133，等等。雖然為每個空間布置生成三個不同系統(tǒng)集成設計，但是應當理解可以根據(jù)空間布置的相同集合生成多得多的不同系統(tǒng)集成設計。如圖3中所示，可以根據(jù)客戶需要的相同集合生成大量設計選項。另外，設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證所有不同設計選項的計算任務可以增長成很大、很快。因此，將HP2計算資源與集中式BRP102一起使用是實現(xiàn)并行分級設計技術的關鍵。
[0071]在一個實施例中，由BRP102維護的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型190支持從客戶需要的集合到系統(tǒng)集成設計的過程。圖11圖示由BRP在計算機建筑系統(tǒng)的設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證中使用的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型190的示例。如圖11中所示，統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型包括行為分級192、空間分級194和物理分級196。
[0072]在一個實施例中，行為分級192定義從由個人在專用房間中使用具體裝備的單個活動到部門中的過程、服務線或者業(yè)務單位中的過程到建筑范圍操作模型的操作和業(yè)務過程。行為描述可以具有各種抽象化程度。例如，可以將部門描述為造成成本并且產(chǎn)生收入的單個活動針對花費時間、造成成本并且產(chǎn)生收入的處置患者的活動或者需要具體裝備的處置患者的員工的活動。除了人類行為描述之外，也可以存在對于非人類要素(如比如能量、光和水)的行為描述。在圖11中，行為分級范圍從活動到過程到服務到建筑操作，其中在行為分級中的每個級別比它的前一級別更抽象。
[0073]在一個實施例中，空間分級194描述如何組織建筑的容積。例如，建筑具有層，每個層具有部門塊和走廊，部門塊具有房間、走道和循環(huán)空間，房間包含家具/固定設備/裝備(FFE)單元?？臻g描述可以具有各種程度的抽象化。例如，可以根據(jù)模糊可構建體積、由地點規(guī)定的體積、物理約束、法律約束和所有者愿望針對描述建筑配置的架構搭配(例如，中庭比對脊)的概念、針對主要水平和豎直循環(huán)區(qū)域的描述、針對向建筑的各種階段中全局分配部門、針對每個房間和走廊在建筑中的確切位置描述建筑。在圖11中，空間分級范圍從房間布局到部門布局到塊和堆布局到建筑布局，其中在空間分級中的每個級別比它的前一級別更抽象。
[0074]物理分級196描述物理建筑將如何由預定義的建筑部件的列表組成。在圖11中，物理分級范圍從材料到單元到系統(tǒng)到建筑，其中在物理分級中的每個級別比它的前一級別更抽象。例如，建筑單元可以包括預定義的物理部件(比如內墻、外墻、地板、天花板、浴室隔間、聚合裝備墻壁地面模塊、裝備部件和隔間、公用事業(yè)框架、用于混泥土結構的鋼筋籠、金屬和混泥土地面組件、結構鋼以及公用事業(yè))的集合。在一個實施例中，預先已知并且在BRP102的不同域中隨需使用建筑部件的某些方面，比如尺度、性能特性、美觀額定值、環(huán)境考慮、成本、產(chǎn)品壽命等。如以上所言，使用各自具有已知特性的預定義的建筑部件允許開發(fā)和重用數(shù)學模型以設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證復雜建筑系統(tǒng)。
[0075]對于每個數(shù)據(jù)分級并且在每個分級級別，存在抽象描述和一個或者多個結構描述二者。也就是說，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型內，對象被描述為由更低級別的對象的連接的實例的集合構成。例如，為了常規(guī)體檢而來的患者的過程可以被描述為涉及到不同人員并且在不同位置出現(xiàn)的個別活動的連接的圖形。統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型可以在設計、仿真、優(yōu)化和/或驗證操作中由BRP使用。
[0076]已經(jīng)參照圖1至圖11描述了并行分級設計技術。如以上說明的那樣，并行分級設計技術使用集中式BRP102和HP2計算架構140以并行并且以維護設計依賴性的分級方式處理許多不同業(yè)務模型、空間布置和系統(tǒng)集成設計。現(xiàn)在參照圖12更具體地描述一種用于根據(jù)客戶需要的集合生成系統(tǒng)集成設計的技術的一個實施例。具體而言，圖12是一種用于根據(jù)客戶需要的集合生成系統(tǒng)集成設計的基于計算機的技術的過程流程圖。該技術利用高度地迭代的基于計算機的過程循環(huán)200，該過程循環(huán)200依賴于由HP2計算資源執(zhí)行的計算密集的仿真、優(yōu)化和驗證操作以實施迄今尚未設想的并且不能使用常規(guī)的基于PC的計算機系統(tǒng)和包括學科專屬專有數(shù)據(jù)庫的常規(guī)建筑設計過程來實現(xiàn)的設計過程。
[0077]在塊202，指定客戶需要。例如，通過用戶界面指定客戶需要，該用戶界面查詢用戶以根據(jù)具體功能描述輸入客戶需要。以上已經(jīng)描述了在客戶需要域處理的信息的示例。[0078]在塊202，可以錄入附加信息(比如與最佳實踐有關的信息)作為客戶需要的部分，該信息包括建筑和/或操作流程以及建筑法規(guī)。例如，可以存在應當從建筑伊始向設計中并入的位置專屬和/或客戶專屬最佳實踐和建筑法規(guī)?？蛻粜枰?包括最佳實踐和建筑法規(guī))如以上描述的那樣存儲于數(shù)據(jù)庫中。
[0079]在塊204，響應于客戶需要生成至少一個業(yè)務模型。在一個實施例中，業(yè)務模型指定建筑將提供什么服務和將在什么量提供服務。在客戶考慮向特定郵政編碼的居民提供急性保健服務的情況下，業(yè)務模型可以定義應當提供的用于滿足預期的需求的急性保健服務的類型和量。在塊206，仿真業(yè)務模型中的一個或者多個業(yè)務模型的行為。在一個實施例中，行為仿真使用工作流程建模以仿真可以如何提供指定的服務。例如，仿真可以比較人員和過程工作流程模式與空間模式以確定提出的業(yè)務模型將如何執(zhí)行。可以例如用性能度量的形式將行為仿真的結果輸出為諸如患者等待時間、機器利用率、所需員工的數(shù)目、員工利用率、空間利用率、能量效率等參數(shù)的圖形或者額定值。各種不同參數(shù)可以用來基于行為仿真來評估業(yè)務模型的合乎需要性。
[0080]在塊208，可以評估行為仿真的結果以查看是否已經(jīng)滿足客戶需要。這可以是人工過程，該過程包括直接人類交互、基于預編程的標準的自動過程(無人類交互)或者其組合。在塊210，也有可能修改客戶需要和/或業(yè)務模型?？梢栽诶绨ㄐ袨榉抡娴牧鞒痰南掠蝹鞑蛻粜枰?或業(yè)務模型的修改。
[0081]在塊212，一旦行為仿真已經(jīng)示出特定業(yè)務模型滿足客戶需要，則可以讓業(yè)務模型通過基于計算機的優(yōu)化過程。例如，基于計算機的優(yōu)化過程可以通過大量設計備選運行以優(yōu)化建筑設計的某些方面。在一個實施例中，優(yōu)化過程嘗試優(yōu)化在客戶需要中指定的重要區(qū)域。例如，如果客戶需要高度重視工作者方便，則可以偏好使工人步行距離最小的設計。同樣地，如果客戶高度重視能量效率，則可以偏好使對于人造光和HVAC的需要最少的設計。其他優(yōu)化標準可以包括投資回報(R0I)、資本開支操作開支、患者等待時間或者其任何組合。
[0082]在復雜建筑系統(tǒng)(比如醫(yī)院)中，客戶需要將指定僅能通過大量設計變量的多維分析來優(yōu)化的廣范圍設計優(yōu)先級。大量設計變量的多維分析如參照圖2描述的那樣在計算上由HP2計算資源處理。
[0083]一旦已經(jīng)優(yōu)化了業(yè)務模型，則在塊214，使優(yōu)化的業(yè)務模型通過生效過程。生效過程檢驗以查看特定業(yè)務模型是否滿足特定設計規(guī)則(例如，設計規(guī)則校驗)和/或查看業(yè)務模型是否滿足指定的客戶需要?？梢栽谠O計移向空間布置域之前通過多個迭代運行生成新業(yè)務模型(或者修改已經(jīng)存在的業(yè)務模型)、行為上仿真新業(yè)務模型、優(yōu)化新業(yè)務模型以及使新業(yè)務模型生效的過程。
[0084]在塊216，可以使用每個生效的業(yè)務模型作為輸入以生成一個或者多個空間布置。如以上描述的那樣，空間布置可以指定建筑系統(tǒng)的外形和外殼、建筑系統(tǒng)的塊和堆布置以及房間放置?？梢匀缑枋龅哪菢邮褂肏P2計算資源來仿真和/或優(yōu)化空間布置。在塊218和220，可以通過驗證和修改的迭代過程處理空間布置。例如，驗證操作可以涉及到設計規(guī)則校驗，并且修改可以涉及到調整空間布置的一個或者多個參數(shù)。
[0085]在塊222，可以使用每個驗證的空間布置作為輸入以生成一個或者多個系統(tǒng)集成設計。如以上描述的那樣，系統(tǒng)集成設計可以指定建筑系統(tǒng)的3D空間和基礎結構。在系統(tǒng)集成域中，可以使用HP2計算資源隨需仿真和優(yōu)化系統(tǒng)集成設計。在塊224和226，可以通過驗證和修改的迭代過程處理空間集成設計。例如，驗證操作可以涉及到設計規(guī)則校驗，并且修改可以涉及到調整系統(tǒng)集成設計的一個或者多個參數(shù)。系統(tǒng)集成設計的輸出可以用來實施如分別由塊228、230、232和234代表的在制造、組裝、委托和操作域中的操作。
[0086]圖13圖示用于使用BRP102根據(jù)業(yè)務模型生成空間布置的系統(tǒng)單元和對應過程流程。系統(tǒng)單元包括業(yè)務模型數(shù)據(jù)庫170中的至少一個業(yè)務模型數(shù)據(jù)庫、空間布置數(shù)據(jù)庫174中的至少一個空間布置數(shù)據(jù)庫、分析數(shù)據(jù)庫240、構建設計知識庫242、合成工具244、分析工具246 (例如，仿真和/或生效)和優(yōu)化工具248。在構建設計知識庫中，法規(guī)和規(guī)則單元250包括建筑法規(guī)和建筑設計法規(guī)，模式單元252包括設計模式(例如，架構模式或者架構搭配)的預先建立的集合，保健(HC)過程單元254包括保健過程工作流程規(guī)則，并且房間庫256包括具有某些物理和/或操作特性的房間的預先建立的集合。在操作中，來自業(yè)務模型的信息由合成工具處理以生成一個或者多個空間布置。合成工具使用來自建筑設計知識庫和設計意圖258的信息(例如，設計標準)以生成空間布置。然后可以隨需分析(例如，仿真和/或生效)空間布置并且分析的結構被存儲在分析數(shù)據(jù)庫中。優(yōu)化工具可以用來改變設計意圖的參數(shù)(例如，建筑的定向(見圖7)或者每翼房間數(shù)目或者護士比率(見圖9))，然后通過合成工具傳播這些參數(shù)以生成優(yōu)化的空間布置。
[0087]雖然以上已經(jīng)在保健建筑(比如醫(yī)院)的情境中描述了 BRP102，但是以上描述的BRP和關聯(lián)的技術適用于其他建筑和建筑系統(tǒng)。例如，BRP和關聯(lián)的技術可以適用于接待建筑(例如，酒店)、公寓/公寓建筑和運輸設施(例如，機場)。此外，建筑系統(tǒng)可以包括可以相互脫離、相互部分附著或者相互完全附著的一個或者多個建筑。例如，建筑系統(tǒng)可以是位于相同物理地點/位置并且旨在于滿足客戶需要的集合的建筑或者建筑集合。
[0088]圖14圖示相對于在網(wǎng)絡的客戶端側上的用戶接口設備146和從其實施BRP102的云服務而言的BRP的一個實施例的架構的一個實施例。如圖14中描繪的那樣，BRP包括BRP應用300、實現(xiàn)引擎302、應用編程接口(API) 304、中間件連接器306和數(shù)據(jù)庫308。在一個實施例中，實現(xiàn)引擎提供BRP的設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證服務，并且BRP應用提供如下邏輯，該邏輯允許客戶端設備的用戶經(jīng)由用戶界面與由實現(xiàn)引擎提供的服務通信并且控制這些服務。API提供用于使實現(xiàn)引擎能夠從數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)并且向數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)的邏輯。中間件連接器提供在實現(xiàn)引擎與數(shù)據(jù)庫之間的抽象化層。數(shù)據(jù)庫存儲與建筑系統(tǒng)的設計、建模、仿真、優(yōu)化和驗證有關的數(shù)據(jù)。在圖14的實施例中，數(shù)據(jù)庫包括建造數(shù)據(jù)庫310、分析數(shù)據(jù)庫312、過程知識庫314和設計規(guī)則庫316，但是可以用其他方式組織數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，為了實施BRP應用、實現(xiàn)引擎、API和中間件連接器而必需的計算機可讀指令以及數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)存儲于云服務的服務器中。在被調用以用于執(zhí)行時，指令和對應的數(shù)據(jù)如以上描述的那樣由云服務的處理器處理。
[0089]圖15圖示執(zhí)行由實現(xiàn)引擎302之一提供的服務。例如，服務是如下仿真，該仿真涉及到在大量物理上不同的處理器或者分離的處理核之中分布計算任務的集合。如圖15中所示，在N個不同處理器350之中分布與相同仿真操作有關的N個不同計算任務，其中N例如在范圍100-1,000中。如以上描述的那樣，可以通過云服務提供并且僅在隨需基礎上使用處理器。
[0090]在一個實施例中，BRP102允許基于用戶需要以及包括建筑法規(guī)和對應行業(yè)中的最佳實踐的全面規(guī)則集合生成和優(yōu)化虛擬建筑。用戶使用設計流程來創(chuàng)建虛擬建筑，該設計流程從很抽象描述(例如，服務于由郵政編碼的集合定義的區(qū)域而有足夠急性護理容量滿足需求)到完全詳細描述逐漸演變設計，該詳細描述包含架構意圖、工程細節(jié)和建造細節(jié)，這些細節(jié)未留下關于應當如何構建建筑和建筑系統(tǒng)將如何執(zhí)行的含糊性。一旦虛擬建筑在BRP內完成，則BRP可以用各種行業(yè)標準格式生成詳細操作和建造文檔。在一個實施例中，由BRP維護的虛擬建筑系統(tǒng)包含關于建筑和所有它的子系統(tǒng)以及關于它的使用和它沿著許多維度(比如操作成本、建造成本、熱舒適度水平、日光使用、可持續(xù)性、操作效率、患者體驗)的性能的詳細信息。由BRP維護的虛擬建筑系統(tǒng)足夠詳細和準確以使得它可以用來無含糊地生成用于建造具有與虛擬建筑系統(tǒng)的性能匹配的性能的實際建筑系統(tǒng)的詳細建造文檔。
[0091]在一個實施例中，由BRP維護的虛擬建筑系統(tǒng)可以用來預測在建筑的壽命期間的改變的牽連。在一個實施例中，虛擬建筑系統(tǒng)包括以下各項的描述:建筑結構；過程和服務線、機械、電氣、管道(MEP)子系統(tǒng)；信息技術(IT)子系統(tǒng)；熱/能量行為；地震行為；光行為；以及聲音行為。在一個實施例中，在BRP中維護的虛擬建筑系統(tǒng)在以下方式上不同于當前實踐:除了物理建筑的描述之外，虛擬建筑系統(tǒng)也包括建筑的用途和操作的描述，因為建筑和過程二者需要一起被設計和測量。不同地分割關于建筑的信息。傳統(tǒng)上，按照域(建筑結構、機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng))將信息分組而在各種域之間有松散耦合。這樣做是因為用于不同域的工具集合不同并且因為域專屬信息與不同公司一起駐留。這里，按照其中做出設計決策并且信息變成可用的序列對所有域的信息進行分組。不同于當前建筑信息建模(BIM)實踐(其中整個架構是隔離的系統(tǒng)的聯(lián)合網(wǎng)絡)，每個系統(tǒng)保持黃金設計信息的一部分并且在需要基礎上使用標準協(xié)議相互交換最少信息，這里描述的方式是行星配置，其中不同系統(tǒng)排他地通過BRP通信。黃金設計信息駐留于中心數(shù)據(jù)庫中，并且使用衛(wèi)星系統(tǒng)作為改變中央黃金信息和回報的代理。
[0092]圖16是用于實現(xiàn)復雜建筑系統(tǒng)的方法的過程流程圖。在塊400，接收與對于建筑系統(tǒng)的客戶需要有關的輸入，在遠程客戶端設備通過用戶界面接收并且用形式描述語言表達該輸入。在塊402，根據(jù)客戶需要輸入來生成多個不同業(yè)務模型，其中業(yè)務模型用功能語言定義將在建筑系統(tǒng)內提供的用于滿足客戶需要的服務的類型和量。在塊404，根據(jù)業(yè)務模型中的至少一個業(yè)務模型生成多個不同空間布置，其中空間布置定義建筑系統(tǒng)的外形和外殼、建筑系統(tǒng)的塊和堆以及在建筑系統(tǒng)內的房間位置。在塊406，根據(jù)空間布置中的至少一個空間布置生成多個不同系統(tǒng)集成設計，其中系統(tǒng)集成設計定義建筑系統(tǒng)的基礎結構的三維空間。在塊408，在客戶需要、業(yè)務模型、空間布置和系統(tǒng)集成設計之間跟蹤依賴性。
[0093]圖17是用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的方法的過程流程圖，將在該建筑系統(tǒng)內向患者提供保健服務。在塊420，接收與對于建筑系統(tǒng)的客戶需要有關的輸入，在遠程客戶端設備通過用戶界面接收并且用形式描述語言表達該輸入，該輸入包括將構建建筑系統(tǒng)的位置的指示。在塊422，根據(jù)客戶需要輸入來生成至少一個業(yè)務模型，其中業(yè)務模型用功能語言定義將經(jīng)由建筑系統(tǒng)提供的保健服務的類型和量。在塊424，仿真業(yè)務模型的方面。在塊426，優(yōu)化業(yè)務模型的方面。在塊428，根據(jù)至少一個業(yè)務模型生成建筑系統(tǒng)的至少一個空間布置，其中建筑系統(tǒng)的空間布置定義建筑系統(tǒng)的外形和外殼、建筑系統(tǒng)的塊和堆以及建筑系統(tǒng)的房間放置。在塊430，仿真建筑系統(tǒng)的空間布置的方面。在塊432，在大規(guī)模處理系統(tǒng)的多個不同處理器內分布計算密集的仿真和優(yōu)化操作。
[0094]雖然按特定順序示出和描述這里的方法的操作，但是可以變更每個方法的操作的順序，從而使得可以按相反順序執(zhí)行某些操作或者從而可以使得至少部分與其他操作并行執(zhí)行某些操作。在另一實施例中，可以用間歇和/或交替方式實施指令或者不同操作的子操作。
[0095]應當注意，可以使用存儲于非瞬態(tài)計算機可用存儲介質上的用于由計算機執(zhí)行的軟件指令來實施用于方法的操作中的至少一些操作。作為示例，計算機程序產(chǎn)品的一個實施例包括用于存儲計算機可讀程序的計算機可用存儲介質，該計算機可讀程序在計算機上執(zhí)行時使計算機執(zhí)行如這里描述的操作。
[0096]另外，本發(fā)明的至少部分的實施例可以采用從計算機可用或者非瞬態(tài)計算機可讀介質可訪問的計算機程序產(chǎn)品的形式，該計算機可用或者非瞬態(tài)計算機可讀介質提供計算機可執(zhí)行指令或者程序代碼用于由計算機或者任何指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者與計算機或者任何指令執(zhí)行系統(tǒng)結合使用。出于本說明書的目的，非瞬態(tài)計算機可用或者計算機可讀介質可以是任何可以包含或者存儲程序用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設備使用或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者設備結合使用的裝置。
[0097]計算機可用或者計算機可讀介質可以是電子、磁、光、電磁、紅外線或者半導體系統(tǒng)(或者裝置或者設備)。計算機可讀介質的示例包括半導體或者固態(tài)存儲器、磁帶、可拆卸計算機盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、硬磁盤和光盤。光盤的當前示例包括緊致盤帶只讀存儲器(⑶-ROM)、緊致盤帶讀取/寫入(⑶-R/W)和數(shù)字視頻盤(DVD)。
[0098]在一個實施例中，以上描述的功能由執(zhí)行計算機可讀指令的一個或者多個計算機執(zhí)行。圖18描繪包括處理器502、存儲器504和通信接口 508的計算機500。處理器可以包括多功能處理器和/或專用處理器。處理器的示例包括IBM的PowerPC?處理器系列和Intel的x86處理器系列，比如Xeon?處理器系列和Intel X5650處理器。在計算機內的存儲器可以例如包括存儲介質、比如只讀存儲器(ROM)、閃存、RAM和大容量持久存儲設備、比如硬盤驅動。通信接口例如經(jīng)由網(wǎng)際協(xié)議(IP)實現(xiàn)與其他計算機通信。計算機執(zhí)行存儲介質中存儲的計算機可讀指令以實施如以上描述的各種任務。
[0099]在以上描述中提供各種實施例的具體細節(jié)。然而，可以用這些具體細節(jié)中的少于所有細節(jié)實現(xiàn)一些實施例。在其他實例中，為了簡潔和清楚，未用比用于實現(xiàn)本發(fā)明的各種實施例的細節(jié)更多的細節(jié)描述某些方法、過程、部件、結構和/或功能。
[0100]雖然已經(jīng)描述和圖示了本發(fā)明的具體實施例，但是本發(fā)明將不限于這樣描述和圖示的部分的具體形式或者布置。本發(fā)明的范圍將由所附權利要求及其等效含義限定。
[0101]在以上描述中提供了各種實施例的具體細節(jié)。然而，可以用這些具體細節(jié)中的少于所有細節(jié)實現(xiàn)一些實施例。在其他實例中，為了簡潔和清楚，未用比用于實現(xiàn)本發(fā)明的各種實施例的細節(jié)更多的細節(jié)描述某些方法、過程、部件、結構和/或功能。
[0102]雖然已經(jīng)描述和圖示了本發(fā)明的具體實施例，但是本發(fā)明將不限于這樣描述和圖示的部分的具體形式或者布置。本發(fā)明的范圍將由所附權利要求及其等效含義限定。
【權利要求】
1.一種用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的基于計算機的方法，所述方法包括: 接收與對于建筑系統(tǒng)的客戶需要有關的輸入，所述輸入在遠程客戶端設備通過用戶界面被接收并且用形式描述語言被表達； 根據(jù)所述客戶需要輸入來生成多個不同業(yè)務模型，其中所述業(yè)務模型用功能語言定義將在所述建筑系統(tǒng)內提供的用于滿足所述客戶需要的服務的類型和量； 根據(jù)所述業(yè)務模型中的至少一個業(yè)務模型生成多個不同空間布置，其中所述空間布置定義所述建筑系統(tǒng)的外形和外殼、所述建筑系統(tǒng)的塊和堆以及所述建筑系統(tǒng)內的房間位置； 根據(jù)所述空間布置中的至少一個空間布置生成多個不同系統(tǒng)集成設計，其中所述系統(tǒng)集成設計定義所述建筑系統(tǒng)的基礎結構的三維空間； 跟蹤在所述客戶需要、所述業(yè)務模型、所述空間布置和所述系統(tǒng)集成設計之間的依賴性。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中與所述客戶需要有關的信息、與所述業(yè)務模型有關的信息、與所述空間布置有關的信息和與所述系統(tǒng)集成設計有關的信息存儲于中央數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于計算機的方法，其中中央數(shù)據(jù)庫存儲于云服務中。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中生成多個不同業(yè)務模型和生成多個不同空間布置包括: 執(zhí)行基于計算機的仿真操作和基于計算機的優(yōu)化操作中的至少一個操作。
5.根據(jù)權利要求4所述 的基于計算機的方法，還包括: 在包括大規(guī)模處理系統(tǒng)的云服務的多個不同處理器之上分布所述仿真操作和所述優(yōu)化操作的計算任務。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于計算機的方法，其中所述計算任務根據(jù)MapReduce框架由所述大規(guī)模處理系統(tǒng)執(zhí)行。
7.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中與客戶需要有關的所述輸入包括客戶價值的形式描述。
8.根據(jù)權利要求7所述的基于計算機的方法，其中根據(jù)業(yè)務模型設計規(guī)則庫生成所述業(yè)務模型。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于計算機的方法，還包括使用經(jīng)由包括大規(guī)模處理系統(tǒng)的云服務而被并行訪問的多個不同處理器在所述不同業(yè)務模型上計算行為仿真。
10.一種用于實現(xiàn)建筑系統(tǒng)的基于計算機的方法，將在所述建筑系統(tǒng)內向患者提供保健服務，所述方法包括: 接收與對于建筑系統(tǒng)的客戶需要有關的輸入，所述輸入在遠程客戶端設備通過用戶界面被接收并且用形式描述語言被表達，所述輸入包括將構建所述建筑系統(tǒng)的位置的指示； 根據(jù)所述客戶需要輸入來生成至少一個業(yè)務模型，其中所述業(yè)務模型用功能語言定義將經(jīng)由所述建筑系統(tǒng)提供的保健服務的類型和量； 仿真所述業(yè)務模型的方面； 優(yōu)化所述業(yè)務模型的方面； 根據(jù)所述至少一個業(yè)務模型生成所述建筑系統(tǒng)的至少一個空間布置，其中所述建筑系統(tǒng)的所述空間布置定義所述建筑系統(tǒng)的外形和外殼、所述建筑系統(tǒng)的塊和堆以及所述建筑系統(tǒng)的房間的放置；以及 仿真所述建筑系統(tǒng)的所述空間布置的方面； 其中在大規(guī)模處理系統(tǒng)的多個不同處理器之上分布仿真操作和優(yōu)化操作的計算任務。
11.根據(jù)權利要求10所述的基于計算機的方法，還包括: 跟蹤在所述客戶需要、所述業(yè)務模型和所述空間布置之間的依賴性。
12.根據(jù)權利要求5所述的基于計算機的方法，其中所述計算任務根據(jù)MapReduce框架由所述大規(guī)模處理系統(tǒng)執(zhí)行。
13.—種系統(tǒng),包括: 具有多個不同指令處理器的大規(guī)模處理系統(tǒng)； 與所述大規(guī)模處理系統(tǒng)通信的存儲網(wǎng)絡，所述存儲網(wǎng)絡存儲計算機可讀指令和數(shù)據(jù)，所述計算機可讀指令和數(shù)據(jù)在由所述大規(guī)模處理系統(tǒng)處理時實施建筑實現(xiàn)平臺； 所述建筑實現(xiàn)平臺被配置用于: 接收與對于建筑系統(tǒng)的客戶需要有關的輸入，所述輸入在遠程客戶端設備通過用戶界面被接收并且用形式描述語言被表達，所述輸入包括將構建所述建筑系統(tǒng)的位置的指示；根據(jù)所述客戶需要輸入來生成至少一個業(yè)務模型，其中所述業(yè)務模型用功能語言定義將在所述建筑系統(tǒng)內提供的服務的類型和量； 仿真所述業(yè)務模型的方面； 優(yōu)化所述業(yè)務模型的方面； 根據(jù)所述至少一個業(yè)務模型生成所述建筑系統(tǒng)的至少一個空間布置，其中所述建筑系統(tǒng)的所述空間布置定義所述建筑系統(tǒng)的外形和外殼、所述建筑系統(tǒng)的塊和堆以及所述建筑系統(tǒng)的房間的放置；以及 仿真所述建筑系統(tǒng)的所述空間布置的方面；以及 跟蹤在所述客戶需要、所述業(yè)務模型和所述空間布置之間的依賴性； 其中在所述大規(guī)模處理系統(tǒng)的多個不同處理器之上分布仿真操作和優(yōu)化操作的計算任務。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述大規(guī)模處理系統(tǒng)和所述存儲網(wǎng)絡是云服務的單元。
15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述建筑實現(xiàn)平臺還被配置用于使用MapReduce網(wǎng)絡在所述大規(guī)模處理系統(tǒng)的多個不同處理器之上分布仿真和優(yōu)化的計算操作。
16.—種系統(tǒng),包括: 具有多個不同指令處理器的大規(guī)模處理系統(tǒng)； 與所述大規(guī)模處理系統(tǒng)通信的存儲網(wǎng)絡，所述存儲網(wǎng)絡存儲計算機可讀指令和數(shù)據(jù)，所述計算機可讀指令和數(shù)據(jù)在由所述大規(guī)模處理系統(tǒng)執(zhí)行時實施建筑實現(xiàn)平臺； 所述建筑實現(xiàn)平臺包括: 客戶需要域，被配置用于用形式描述語言存儲將構建建筑系統(tǒng)的位置； 業(yè)務模型域，被配置用于存儲信息，所述信息指定將響應于來自所述客戶需要域的標準而在所述建筑系統(tǒng)內提供的服務的類型和量；空間布置域，被配置用于響應于來自所述業(yè)務模型域的標準而生成和存儲所述建筑系統(tǒng)的至少一個空間布置，其中所述建筑系統(tǒng)的所述空間布置定義所述建筑系統(tǒng)的外形和外殼、所述建筑系統(tǒng)的塊和堆以及所述建筑系統(tǒng)的房間的放置； 系統(tǒng)集成域，被配置用于響應于來自所述空間布置域的標準而生成和存儲至少一個系統(tǒng)集成設計，其中所述系統(tǒng)集成設計定義所述建筑的基礎結構的三維空間； 制作域，生成建造如在所述系統(tǒng)集成設計中指定的所述建筑系統(tǒng)所需要的建筑部件的列表；以及 操作域，被配置用于響應于來自所述客戶需要域、所述業(yè)務模型域、所述空間布置域和所述系統(tǒng)集成域的信息而生成和存儲所述建筑系統(tǒng)的虛擬模型，并且還被配置用于建模、仿真或者優(yōu)化所述建筑系統(tǒng)的建造版本的操作參數(shù)。
17.根據(jù)權利要求16所述的系統(tǒng)，還包括: 跟蹤在所述客戶需要、所述業(yè)務模型和所述空間布置之間的依賴性。
18.根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述業(yè)務模型域和所述空間布置域被配置用于執(zhí)行基于計算機的仿真操作和基于計算機的優(yōu)化操作中的至少一個操作。
19.根據(jù)權利要求18所述的系統(tǒng)，其中在所述大規(guī)模處理系統(tǒng)的多個不同處理器之上分布所述仿真操作和所述優(yōu)化操作的計算任務。
20.根據(jù)權利要求19所述的系統(tǒng)，其中根據(jù)MapReduce框架并行執(zhí)行所述仿真操作和所述優(yōu)化操作的所述計算任務?！?br> 【文檔編號】G06F17/50GK103548027SQ201280022989
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年3月19日 優(yōu)先權日:2011年3月17日
【發(fā)明者】W·A·弗克魯伊塞, D·J·雅特里施, Z·魯貝爾 申請人:阿迪塔茲公司