авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Автоматизация и моделирование работы предприятий по строительству промышленных объектов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ОСТРОУХ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете)

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор,

Суэтина Татьяна Александровна

Доктор технических наук, профессор,

Марсова Екатерина Вадимовна

Доктор технических наук, ст.научн.сотр.,

Фоминых Игорь Борисович

Ведущая организация: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана).

Защита состоится “7” апреля 2009 г. в 1000 на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125319, г. Москва, Ленинградский проспект д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ)

Автореферат разослан “___”_______2009 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент Михайлова Н.В.

1. Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

Неизбежное повышение требований к темпам и качеству строительства, углубление специализации строительных объектов, усложнение техники, технологии, методов работ и многие другие факторы вызывают значительное увеличение объемов и усложнение задач в области организации, управления и технологии строительного производства промышленных предприятий. Актуальными являются проблемы совместимости (логической, методологической, информационной, математической и др.) подсистем организационно-технологического проектирования со смежными подсистемами архитектурно-строительного проектирования промышленных объектов и проектирования управленческих решений.

Отличительной чертой технологического процесса строительного производства помимо большого числа параметров, влияющих на конечную его стоимость, является использование большого количества различного вида ресурсов и возможность создания различных комбинаций этих ресурсов в виде жестких связок последовательностей. Ресурсы в строительном производстве включают в себя как материальные, так и ресурсы в виде услуг, а также одушевленные ресурсы в виде рабочей силы. Последнее предполагает наличие некоторой степени неопределенности в значении ключевых параметров, влияющих на стоимость производства.

Не решен широкий круг вопросов, относящихся к автоматизации подготовки производства, которые возникают при обработке проектно-сметной документации (ПСД), формировании перспективных и годовых планов строительно-монтажных работ (СМР), организации материально-технического снабжения и комплектации. Далека от совершенства организация взаимосвязей бригад, механизмов, автотранспорта и служб, обеспечивающих поставку конструкций, материалов и полуфабрикатов.



Практика показывает, что моделирование работы строительных предприятий по использованию ресурсов является важнейшим фактором, оказывающим влияние на повышение темпов строительства, рост производительности труда, ввод промышленных объектов в установленные сроки.

В основе настоящего исследования лежат результаты работ в области автоматизации и управления технологическими процессами и производствами (А.К. Шрейбер, В.А. Воробьев, А.А. Гусаков, А.Б. Николаев, А.В. Илюхин, Б.А. Кононыхин, В.И. Марсов, О.И. Максимычев), теории вероятностей и случайных процессов (Ю. К. Беляев, И. И. Коваленко, В. М. Шуренков, Б. А. Севастьянов, А. Д. Соловьев, Д. Кокс, В. Смит), теории массового обслуживания (А. Д. Соловьев, Г. П. Башарин, Я. Д. Коган, А. Д. Харкевич, М. А. Шнепс, В. Г. Беляков, А. Л. Толмачев, М. Шварц), теории сетей массового обслуживания (Г. П. Башарин, А. Л. Толмачев, В. А. Жожикашвили, В. М. Вишневский, Л. Клейнрок), методов анализа многопотоковых систем массового обслуживания сложной структуры (Г. П. Башарин, П. П. Бочаров, Ю. В. Гайдамак, К. Е. Самуйлов), методов управления процессами информационного обмена (Б. Я. Советов, С. А. Яковлев, О. Б. Низамутдинов, С. Л. Белковский, В. Т. Еременко, С. В. Костин).

В этих изданиях и специальных трудах имеются достаточные научные предпосылки для решения поставленной задачи. Между тем, до настоящего времени существующие подходы к решению проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству промышленных объектов на этапе проектирования и их адаптации к изменению параметров внешней среды на этапе функционирования носят, как правило, локальный по областям применений и разрозненный по методам характер.

Указанные обстоятельства предопределяют актуальность темы настоящей диссертационной работы, ориентированной на комплексное решение рассматриваемой проблемы автоматизации и моделирования технологического процесса строительства промышленных объектов.

Цель и объект исследования

Целью диссертации является решение проблемы автоматизации и моделирования процессов технологической подготовки строительного производства, управления технологическими процессами строительных работ, техническими средствами, материалами и изделиями для построения, исследования и реализации моделей строительного производства по всем объектам и комплексам, обеспечивающих соблюдение заданных ограничений (сроков сдачи объектов, лимитов ресурсов и финансирования и др.) и рациональное использование ресурсов по тому или иному критерию.

Объект исследования - типовая строительная организация, выполняющая строительство промышленных объектов различного назначения с полным комплексом строительных операций и взаимосвязанными технологическими процессами.

Предмет исследования – методы, модели и алгоритмы автоматизации предприятий по строительству промышленных объектов.

Задачи исследования

  1. Системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров производства и моделей управления технологическим процессом строительства промышленных объектов.
  2. Разработка моделей и методов автоматизации процессов технологической подготовки строительного производства на основе системы показателей, характеризующих все стороны организации производства работ и имеющих единую базу для расчетов.
  3. Разработка методов и алгоритмов решения задач планирования технологической подготовки строительного производства промышленных объектов и рационального распределения ресурсов.
  4. Разработка имитационной модели возведения промышленных объектов, учитывающих стохастический характер рассматриваемого технологического процесса.
  5. Оценка вычислительной эффективности предложенных методов и алгоритмов.
  6. Разработка структуры, модели данных и программная реализация интерфейса информационной системы(ИС) предприятия по строительству промышленных объектов.
  7. Разработка логической структуры и программная реализация системы поддержки принятия решений для автоматизации процесса проектирования и оптимизации календарных планов строительства промышленных объектов.

Методы исследования

В качестве теоретической основы для создания системы в условиях реального функционирования, многочисленных неопределенных факторов и неодинаковой степени информированности органов управления разных уровней использовалась общая теория иерархических многоуровневых систем. Для решения поставленных в диссертации задач используются современные информационные технологии и пакеты прикладных программ, методы математического программирования, теории графов, методы системного анализа, методы имитационного моделирования, математической статистики и математической логики, теория вероятностей.

Научная новизна

  1. Предложена и обоснована система показателей и методика выбора рациональных значений параметров организации процесса технологической подготовки строительства промышленных объектов, предусматривающая выбор соответствия между структурой работ, составом промышленных объектов и структурой ресурсов.
  2. Предложена новая постановка задачи по непрерывному и равномерному распределению ресурсов по программе работ в целом, которая возникает на этапе планирования технологической подготовки строительного производства промышленных объектов и разработан математический метод ее решения.
  3. Предложено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработана имитационная модель возведения промышленных объектов, учитывающей стохастический характер технологического процесса строительства.
  4. Разработан метод, алгоритм генерации комбинаций значений неопределенных параметров технологического процесса строительства промышленных объектов с целью получения максимального значения основного параметра.
  5. Разработана многоуровневая структурная схема технологических процессов и концептуальная модель данных ИС предприятия по строительству промышленных объектов.
  6. Разработана логическая структура и алгоритмы использования системы поддержки принятия решений для упрощения, ускорения процессов проектирования и оптимизации календарных планов возведения промышленных объектов.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется сочетанием корректным использованием современных формальных и неформальных методов исследования; обобщением накопленного опыта работы по автоматизации и моделированию работы предприятий по строительству промышленных объектов; верификации отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, широко используемых в теории сложных технических и информационных систем; непротиворечивости и воспроизводимости результатов, полученных теоретическим путем, а также проведения оценки адекватности разработанной модели.

Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы в ряде строительных предприятий.

Практическая значимость

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству промышленных объектов.

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятиях ООО «Бизнес-Консоль», ЗАО "СУ-7 Фундаментстрой" и ООО "Строймонолит".

Апробация и публикации

Содержание разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

  • на Российских, межрегиональных и международных научных конференциях, симпозиумах и семинарах (1999-2008 гг.);
  • на 59-й - 66-й научно-методических конференциях МАДИ(ГТУ) и V Межвузовской конференции РосНОУ;
  • на совместном заседании кафедр «Автоматизированные системы управления» и «Автоматизация производственных процессов» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству промышленных объектов составляет новое направление в области теоретических и практических методов принятия решений и выбора стратегий управления технологическими процессами строительного производства.

Положения, выносимые на защиту

  1. Система показателей и методика выбора рациональных значений параметров организации процесса технологической подготовки строительства промышленных объектов.
  2. Постановка задачи по непрерывному и равномерному распределению ресурсов по программе работ в целом и математический метод ее решения.
  3. Формализованное описание объекта строительства и программная реализация имитационной модели возведения промышленных объектов.
  4. Метод, алгоритм и программная реализация генерирования комбинаций значений неопределенных параметров технологического процесса строительства промышленных объектов с целью получения максимального значения основного параметра.
  5. Многоуровневая структурная схема технологических процессов и концептуальная модель данных, а также программная реализация пользовательского интерфейса ИС предприятия по строительству промышленных объектов.
  6. Логическая структура, алгоритмы использования и программная реализация системы поддержки принятия решений для проектирования и оптимизации календарных планов возведения промышленных объектов.

Структура и объем работы





Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения. Работа изложена на 352 страницах машинописного текста, включающего 1 приложение, библиографический список из 247 наименований.

2. Содержание работы

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей, алгоритмов и методик.

Во введении обоснована актуальность работы, определены границы предметной области, рассматриваемой в диссертации. Отмечено, что научно-технические достижения последних лет создают новые возможности для решения проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству промышленных объектов. Реализация этих возможностей требует новых научных разработок по ряду перспективных прикладных направлений, которым посвящены исследования диссертации. Сформулированы цель и задачи работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе основной акцент делается на выявление наиболее существенных проблем, возникающих при автоматизации всего цикла строительства промышленных объектов.

Показано, что в работе предприятий по строительству промышленных объектов большую роль играет создание оптимально построенной структуры взаимодействия ресурсов. Оптимальная структура обеспечивает поточность выполнения работы. Основными негативными факторами, мешающими обеспечению поточности выполнения работы, является простой ресурсов при сохраняющейся потребности в этих ресурсах в будущем и открытый фронт работ при недостатке ресурсов, то есть для продолжения производственного цикла требуется ресурс, который в данный момент занят на другом участке.

Таким образом, при всем многообразии постановок задач оптимального организационно-технологического проектирования с учетом ресурсов типа мощностей, отличающихся друг от друга выбором критериев, налагаемыми ограничениями, предположениями об условиях выполнения отдельных работ (постоянные, дискретно и непрерывно изменяющиеся, ограниченные или неограниченные интенсивности, допустимость перерывов и др.) предлагается выделить два основных типа:

  • задачи минимизации времени выполнения комплекса работ (или показателя отклонения от установленных сроков сдачи объектов) при заданных ограничениях по ресурсам;
  • задачи оптимизации некоторого показателя использования ресурсов при заданных сроках выполнения проектов.

Приводится анализ методов оценки организации строительного производства, исследование ее влияния на производительность труда, а также пути совершенствования методов оценки организации строительного производства, посредством дальнейшей автоматизации выбора оптимальных значений исследуемых параметров.

Особенности методологии подхода к оценке организации строительного производства состоят в следующем:

  • в качестве модели организации строительного производства принимается генеральный план производства работ;
  • взаимоувязка информационных и материальных строительных потоков оценивается определенным составом параметров;
  • критерии организации строительного производства рассчитываются на основе принятого состава исходных данных и имеют связь с определенными факторами потерь в производительности труда в процессе производства работ;
  • в качестве системы показателей оценки приняты параметры организации производства строительных работ.

Рассмотрена модель управления, представленная в виде проектного треугольника, основными элементами которого являются объемы работ, сроки выполнения работ, и финансовые ресурсы, необходимые для выполнения этого объема работ в заданные сроки. И хотя для проекта в равной степени важны все три элемента, как правило, только один из них в зависимости от приоритетов имеет наибольшее влияние на другие.

Показано, что при оптимизации календарных планов, необходимо постоянно помнить обо всех элементах треугольника и о том, что когда изменяется одна из сторон, это затрагивает две другие - позитивно или негативно, в зависимости от конкретного проекта. Необходимо также проверять два других элемента треугольника, чтобы быть уверенными, что изменения не делают план невыполнимым.

Балансируя тремя элементами проектного треугольника можно получить оптимальные параметры возведения промышленных объектов.

Проект строительства отдельных объектов или комплексов объектов включает в себя согласование смет, чертежей и планов проведения работ, в комплексе это составляет почти 70% времени и 25% стоимости строительства. Поэтому автоматизация на ранних стадиях может принести большой эффект.

Составление плана проекта в общем виде заключается в описании задач проекта, доступных ресурсов и определении взаимосвязей между ними с помощью назначений.

Планирование начинается с определения проекта, то есть описания его ключевых характеристик. Затем составляется список фаз и задач и список необходимых для их выполнения ресурсов. После этого в план вносится дополнительная информация о задачах и ресурсах, которая будет использоваться при определении назначений и в дальнейшем при проведении работ по плану (отслеживании плана). Наконец, осуществляются назначения, после чего проект оптимизируется, если длительность или бюджет оказываются больше ожидаемых.

Составление плана работ невозможно без определения проекта, то есть задания его ключевых характеристик, таких как общая длительность, рабочее время и методика планирования.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.