автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Инфографическое моделирование цикла реорганизации средств механизации и транспортирования в автоматизированном организационно-технологическом проектировании строительного производства

кандидат технических наук
Козьяков,
Андрей Владимирович
город
Москва
год
2005
специальность ВАК РФ
05.13.12
Автореферат по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Инфографическое моделирование цикла реорганизации средств механизации и транспортирования в автоматизированном организационно-технологическом проектировании строительного производства»

Автореферат диссертации по теме "Инфографическое моделирование цикла реорганизации средств механизации и транспортирования в автоматизированном организационно-технологическом проектировании строительного производства"

На правах рукописи

козьяков

Андрей Владимирович

ИНФОГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИКЛА РЕОРГАНИЗАЦИИ СРЕДСТВ МЕХАНИЗАЦИИ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность:

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2005

Работа выполнена в лаборатории «Информационные технологии, экономика и безопасность жизнедеятельности» Центрального научно-исследовательского и проектно-экспериментального института организации, механизации и технической помощи строительству (ЦНИИОМТП).

Научный руководитель: кандидат технических наук

Бурьянов Павел Дмитриевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Щеголь Анна Евгеньевна

кандидат технических наук Кузнецов Сергей Викторович

Ведущая организация: ПКТИ Промстрой

Защита состоится 28 декабря 2005 г. в 11:00 в аудитории 703 на заседании диссертационного совета Д 303.012.01 в Центральном научно-исследовательском и проектно-экспериментальном институте организации, механизации и технической помощи строительству по адресу: 127434, Москва, Дмитровское шоссе, д.9.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонде ЗАО ЦНИИОМТП.

Автореферат разослан 25 ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.И. Мохов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Инфография - новое научное направление исследований циркуляции информации в обществе и единая инвариантная обслуживающая деятельность по комплексному моделированию, документированию, интеграции и организации взаимодействия разработчиков и пользователей инженерных решений в проектировании, управлении и организации производства По ключевым словосочетаниям, включающим в себя термин «инфография», в 2001 г можно было найти 20-30 сайтов, а в 2005г их число превышает шестьсот, что свидетельствует о реальном интересе к этой новой области научных знаний и стремительном расширении ее границ Одна из популярных в настоящее время теорий психологии деятельности условно систематизирует людей на три категории *аудисты» (наиболее эффективно воспринимающие информацию по слуховому каналу), «визу алы» (наиболее эффективно воспринимающие информацию по зрительному каналу) и <гкинестетики» (люди, наиболее эффективно воспринимающие информацию по тактильному каналу, им необходимо все «потрогать», увидеть в материальной реализации) Большинство людей инженерных профессий являются визуалами, именно поэтому в строительном проектировании важную роль играет визуальное (зрительно воспринимаемое образное) инфографическое моделирование

Отдельные компоненты строительного производства, инфографически моделируемого как система «человек-техника-среда, ЧТС», постоянно подвергаются реорганизации и переустройству, находятся в движении и изменении, это особенно заметно сказывается на таком компоненте системы ЧТС, как техника Одним из самых распространенных видов техники в отрасли строительства являются средства механизации и транспортирования (СМИТ), которые из-за постоянного воздействия на них внешних условий меняются (реагируют на внешние условия) Такое изменение принято называть реорганизацией

Организационно-технологическая надежность (ОТН) СМИТ, которую регистрируют в процессе инженерной квалиметрической оценки и мониторинга производственной деятельности, является важной объективной характеристикой качества реорганизации СМИТ и системы ЧТС в целом Для объективации, учета обсуждения и использования показателей ОТН СМИТ и системы ЧТС необходимы модели наглядной инфографической оценки реорганизации СМИТ, позволяющей производить ее мониторинг и проектирование в среде САПР организационно-технологического проектирования строительного производства

Поэтому тема диссертации актуальна по своей научной и практической направленности для строительного автоматизированного проектирования при осуществлении реорганизации СМИТ

Научно-техническая гипотеза предполагает возможность методами инфографи-

Г Ррс. НАЦИОНАЛЬК

ческого моделирования сформировать рационалыныи ц^^эддтш^ции СМИТ, которые

вследствие этого будут соответствовать заданным условиям конкретного проекта производства работ (ППР) по критерию ОТН

Цель диссертации разработка совокупности базовых и композиционных инфогра-фических моделей рациональной реорганизации СМИТ на этапе формирования ППР в САПР ОТН

Объект исследования цикл реорганизации СМИТ Предмет исследования

инфографическое моделирование специфики реорганизации СМИТ в САПР ОТП строительного производства

Методологические и теоретические основы исследования: работы отечественных и зарубежных ученых в области системотехники строительства, реорганизации строительных объектов, теории функциональных систем, моделирования, инфографии, математической статистики, прикладные исследования системы ЧТС в целом и ее отдельных компонентов в строительстве

Задачи исследования:

анализ строительного производства с точки зрения реорганизации систем «человек-техника-среда, ЧТС»,

анализ особенностей функционирования компонентов системы ЧТС в строительстве на основе выбранного объекта-представителя СМИТ,

разработка методологических основ и методологической схемы диссертационного исследования, организационно-функциональной технологии исследования реорганизации системы ЧТС, ее параметризации, диагностики, мониторинга оценки и анализа,

разработка базовых и композиционных (интегральных) инфографических моделей' многоаспектной оценки динамики изменения функционирования исследуемого параметра реорганизуемого СМИТ цикла реорганизации СМИТ, оценки эффективности реорганизации СМИТ с учетом заданного уровня ОТН,

разработка методики и алгоритма автоматизированного проектирования организации цикла реорганизации СМИТ с заданным уровнем критериев организациионно-технологичес-кой надежности (ОТН),

экспериментальное внедрение и обоснование эффективности результатов диссертационного исследования

Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечена применением обоснованных теоретических и экспериментальных методов, результатами мониторинга реорганизации СМИТ при их эксплуатации в реальных условиях строительного производства

Научная новизна выносимых на защиту результатов диссертационного исследования состоит в том, что впервые

разработана научно-техническая гипотеза, цель диссертации и задачи для ее решения,

базовая модель цикла реорганизации интерпретирована в виде инфографической модели цикла реорганизации СМИТ,

разработана инфографическая модель оценки процесса реорганизации СМИТ строительного производства;

разработана оригинальная инфографическая модель оценки параметров процесса реорганизации СМИТ строительного производства

Практическая значимость и внедрение результатов работы. Разработанный автоматизированный метод композиционного инфографического моделирования получил применение при реорганизации СМИТ и мониторинге параметров их эксплуатации в процессе строительного производства Это позволяет осуществлять выбор такого варианта реорганизации СМИТ, который позволяет добиться наибольшего значения организационно-технологической надежности, снижения затрат на проектирование и обеспечить своевременный возврат ресурсов, инвестируемых в реорганизацию СМИТ Полученные результаты теоретических исследований, инфографические модели, алгоритмы, программы и организационно-функциональная информационная компьютерная технология моделирования цикла реорганизации СМИТ в строительстве использованы при реорганизации СМИТ в 2003-2005гг в производственных объединениях ОАО «РИАТ», ООО «Фирма АВТЭКС» (г Набережные Челны, Республика Татарстан) и ООО «Центртранстехмаш» производящих и реорганизующих СМИТ с саморазгрузкой для нужд строительных организаций России и использующем их на строительных площадках, что подтверждено соответствующими документами о внедрении результатов диссертационного исследования

Апробация работы. Результаты диссертационной работы были обсуждены на- семинаре секции «Системотехника строительства» Научного Совета по комплексной проблеме «Кибернетика» РАН (2002-2005гг), Московском городском семинаре «Системология и системотехника комплексной обработки данных и документации» (2003-2005 гт); X и XI ежегодном семинаре «Сертификация спецавтотранспорта, коммунальных строительных, строительно-дорожных машин и оборудования» в 2004-2005 гт научных семинарах лаборатории «Информационные технологии экономика и безопасность жизнедеятельности» ЦНИИОМТП, на научных и научно-методических семинарах проектных организаций отрасли строительства РФ

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано в 2002-2005

-6гг пять печатных научных работ общим объемом 3,2 п л (доля соискателя 1,55 п л )

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений Основной текст диссертации содержит 109 страниц машинописного текста, 25 рисунков и 7 таблиц Список использованной литературы содержит 138 наименований отечественных и зарубежных источников

Выражается благодарность научному консультанту доктору технических наук профессору Чулкову В О

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проведено обоснование актуальности темы диссертационной работы, определены объект и предмет исследования, цель и задачи исследования, указана научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе проведен системный анализ особенностей функционировании системы «человек-техника-среда, ЧТС» в условиях строительного производства В результате выявлено, что система ЧТС постоянно находится в состоянии реорганизации состоящей из ряда этапов яустройство - дезорганизация - переустройство - соорганизация, УДПС» и происходящей с определенной цикличностью Такая инфографическая модель предложена в 1997г д т н профессором Чулковым В О для базового цикла реорганизации системы ЧТС («колесо реорганизации УДПС») по аналогии с «колесом Деминга» в теории корпоративного менеджмента (рис 1а и 16)

Реорганизация системы ЧТС или её компонентов проявляется по разному в зависимости от ее инициатора будь то отдельные компоненты системы ЧТС - человек, техника или среда («монаднов возмущение»), одновременное возмущение двух компонентов («диадное возмущение») или сразу всех трех компонентов системы ЧТС («триадное возмущение»)

Выполнен системный анализ особенностей моделирования и параметризации инфог-рафических моделей четырехточки «колеса реорганизации УДПС» (рис 16) и ее составляющих (устройство, дезорганизация, переустройство, соорганизация); при необходимости четы-рехточка «колеса реорганизации УДПС» может быть представлена совокупностью либо четырех монад (У,Д,П,С), либо шести диад (УД, ДП, ПС, СУ, УП, ДС) либо четырех триад (УДП, ДПС, ПСУ, УДС) Перечисленную совокупность инфографических моделей, интерпретирующую четырехточку УДПС, используют при проведении анализа цикла реорганизации СМИТ в системе ЧТС по критериям организационно-технологической надежности (ОТН по Гусакову А А ), организационно - антропотехнической надежности и организационно-антропотехничес-кой безопасности (ОАН и ОАБ по Чулкову В О) и организационно-технологической безопасности (ОТБ по Мохову А И) Одним из важных результатов выполненного анализа особенностей функционирования строительного производства, как системы ЧТС, является вывод о

а) Колесо Деминга

Устройство (У)

Дезорганизация (Д)

Сооргаиизация (С) ^

Переустройство (П)

б) Колесо реорганизации, УДПС

Рис.1 Инфографические модели «четырехточек», демонстрирующие непрерывность и последовательность процессов

главенствующей роли компонента «техника» в процессе реорганизации системы ЧТС, в рамках диссертационного исследования компонент «техника» представлен средствами механизации и транспортирования (СМИТ) строительного производства

Анализ работ предшественников, посвященных исследованию функционирования системы ЧТС в строительстве (Чулков В О , Чулков Г О , 1989-2005, Мастуров И Я , 1999; Кобыш С А , 2001, Смирнов П Н ,2002; Жуков Д С , 2003, Бурьянов П Д , 2004, Макаренцев А В , 2005 и др), позволил выявить в качестве базовой инфографическую модель иерархической структуры «строительное производство - технические средства строительного производства -средства механизации и транспортирования строительного производства» эта инфографи-ческая модель разработана Бурьяновым П Д , на основе «этажерки» Чулкова В О

Предметной областью научных исследований в диссертационной работе является автоматизированное формирование организационно-технологических проектных решений реорганизации СМИТ на стадии разработки проекта производства работ (ППР) Применительно к системе ЧТС и её наиболее подверженному реорганизации компоненту (технике) проведенные исследования достоверной совокупности организационно-технических систем строительного производства показали необходимость выбора объекта представителя системы ЧТС Анализ методологических подходов к выбору объекта-представителя позволил выявить такие объекты-представители для каждого компонента системы ЧТС (по компоненту «техника» Бурьянов П Д выявил самопогрузчик и этот выбор принят без изменения, по компоненту «человек» Макаренцев А В выявил усредненные требования к водителю-оператору самопогрузчика) В процессе анализа не удалось обнаружить современных публикаций по научному обоснованию типизации внешних условий функционирования СМИТ, что подтвериедает необходимость и актуальность выбора объекта-представителя среды в системе ЧТС, а также объекта-представителя всей системы ЧТС комплекса строительного производства

Сущностью проектирования систем ЧТС строительного производства, его важнейшим компонентом является моделирование промежуточных и окончательных вариантов организационно-технологических проектных решений Моделирование предполагает согласование и итерационную доработку таких организационно-технологических проектных решений с учетом ограничений и воздействий, накладываемых функционирующим оператором СМИТ и техногенно-природной производственной средой обитания в процессе их взаимодействия

В результате анализа существующих представлений о моделировании функционирования СМИТ, параметризации его моделей, методах и средствах диагностики и мониторинга, а также форм отображения результатов такого исследования выявлена потребность и возможность адаптации существующих моделей, методов их параметризации и диагностики, мониторинга и анализа результатов, а также разработки новых композиционных инфографи-ческих моделей взаимосвязи параметров реорганизуемых СМИТ.

Выполнен анализ проблем инфографического моделирования характеристик в системах автоматизации проектирования (САПР) технологии и организации строительного производства Строительные работы включают в себя ряд взаимосвязанных процессов, которые, в зависимости от способа их выполнения и сложности разделяют на комплексно-механизированные, механизированные, ручные и выполняют с применением технических средств строительного производства (ТССП)

Анализ публикаций по моделированию строительного производства как системы ЧТС выявил, что, как правило, отечественные исследователи рассматривают каздый компонент системы отдельно и моделируют его взаимосвязь с двумя другими компонентами усредненными нормативами. Например, технический компонент системы ЧТС, частный случай которого - СМИТ в строительстве, исследуют по показателям надежности и эффективности реализуемых с применением СМИТ процессов строительного производства (Великанов Д П., Грифф М И , Журавлев А А , Илларионов В А., Платонов 6.Ф., Ротенберг Р.В , Токарев А А , Фаробин Я.Е., Фахсиев ХА, Шейнин A.M. и др). Человек-оператор, осуществляющий процессы строительного производства, не всегда способен самостоятельно однозначно ощутить и адекватно сформулировать, какое воздействие (патогенное, рекреационное и т д) оказывает на него трудовая деятельность Однако, именно от него в большинстве случаев исходит инициатива реорганизации системы ЧТС строительного производства.

Разнообразие объективных характеристик компонентов системы ЧТС, цикла ее реорганизации или реорганизации её технического компонента, как объектов инфографического моделирования и исследования, рекомендуют сводить к единой комплексной интегральной оценке, характеризующей качество реорганизации СМИТ, и отображать динамику изменения этой «свертки» с помощью комплексных инфографических моделей цикла реорганизации СМИТ в САПР технологии и организации строительства

Во второй главе проведено исследование отдельных локальных инфографических моделей процессов реорганизации в строительстве, применительно к системе ЧТС в общем и СМИТ в частности.

В процессе исследования цикла реорганизации проведена его структуризация Выделены четыре этапа реорганизации и даны определения терминам - «устройство», «дезорганизация», «переустройство» и «»организация» (цикл УДПС, рис. 16).

Устройство - состояние объекта (в данном случае СМИТ), при котором все его определенные реакции на внешнее возмущение постоянны (либо не выходят за определенный интервал), во времени определимы, прогнозируемы и моделируемы Все параметры среды, процессов и организационных структур устраивают всех участников взаимодействия (в нашем случае - соответствуют всем деятельностным позициям системы ЧТС).

Дезораанизация - процесс осознания несовершенства устройства СМИТ, нарастания количества, интенсивности и значимости конфликтов строительного производства

Переустройство - устройство чего-то заново, на новых основаниях (для достижения новых целей новыми средствами), процесс переделки, изменения СМИТ Это может быть как модернизация СМИТ (замена отдельных узлов, агрегатов), так и замена на новое средство

Соорганизация - процесс привыкания, адаптации всех взаимодействующих с объектом участников деятельности к новым параметрам объекта

Сформирована «тетрада» (четырехточечная модель) элементов цикла реорганизации СМИТ Исследованы инфографические модели взаимосвязи отдельных компонентов цикла УДПС На начальном этапе исследования цикла УДПС во главу угла ставили один из этапов реорганизации, такой подход называется одноточечным или «монадным» Следующим шагом в исследовании цикла УДПС стал двухточечный или «диадный» подход, позволяющий рассматривать две отдельных «монады» в их взаимосвязи Следующим этапом стал переход к теории многоточечных логик, где в инфографическом моделировании рассмотрены объекты любой размерности и исследована возможность эквивалентной замены логик более высокой размерности совокупностями логик низших размерностей Так, трехточечная логика (триада), наиболее свойственна психологии и мышлению современного человека (философские триады Гегеля, «масса-энергия-информация», «ресурс-процесс-продукт», «представление-знание-умение» и т д.), поэтому следующим шагом в структуризации тетрады УДПС является диадный синтез монады и триады Перечисление возможных вариантов полученных таким образом систем «монада-триада» не имеет смысла до тех пор, пока не выявлены содержательный смысл и практическое приложение точное внутреннее содержание всех взаимодействий между ними и т.д.

В процессе анализа инфографических методов оценки многопараметрических систем выявлен ряд работ, авторы которых сведят решение к созданию триады так называемых «звездчатых» моделей, где все параметры приведены к безразмерной величине, варьируемой от 0 до 1 и сгруппированы в зависимости от того, к какому значению стремится тот или иной параметр (к минимуму возможного значения, к его максимуму или не имеет ярко выраженной тенденции изменения) В процессе доработки существующих моделей и их математического аппарата соискателем предложена новая базовая инфографическая модель многоаспектной оценки динамики изменения исследуемого параметра (рис 2).

Конкретное значение оцениваемого параметра в предложенной модели определяют по формуле

I Х|(факт) ~ Х.(эт) I

*1моО (фвкт)~

•А, где

Рис 2. Базовая инфографическая модель многоаспектной оценки динамики изменения исследуемого параметра реорганизуемого СМИТ

Хцэт) - эталонное, оптимальное (те предельно достижимое или конкретное, фиксированное) значение того же параметра, выраженное в единицах его измерения,

*кФа«т> - фактическое значение параметра, выраженное в единицах его измерения, = I " Х| тах / тт |

Р| - значимость параметра.

В результате системотехнического анализа специфики функционирования СМИТ на строительной площадке разработана методологическая схема исследования (рис 3) В процессе формирования методологической схемы диссертационного исследования определены цель (блок 1), объект (блок 2) и предмет (блок 3) исследования На основании выбранных цели, объекта и предмета исследования проведен анализ практики инфографического моделирования в САПР строительства (блок 4) Сформулированы задачи исследования (блок 5), их решение обеспечивает разработку совокупности базовых (элементарных) и композиционных инфографических моделей рациональной реорганизации СМИТ на этапе формирования проекта производства работ в САПР технологии и организации строительного производст-ва Исследованы методологические основы (работы отечественных и зарубежных ученых в области системотехники строительства, реорганизации строительных объектов и СМИТ строительного производства, моделирования, инфографии, математической статистики, прикладные исследования системы ЧТС в целом и её отдельных компонентов в строительстве) из множества применяемых в строительстве (блок 6) Исследования методов инфографическо-

1. Цель: разработка совокупности базовых и композиционных иинфогра-фических моделей рациональной реорганизации СМИТ на этапе ППР в САПР ОТН

2. Объект: цикл реорганизации СМИТ

3. Предмет: инфографичес-кое моделирование специфики реорганизации СМИТ в САПР ОТП СП.

4. Анализ практики инфографичес-кого моделирования в САПР строительства

6. Методологические и теоретические основы исследования:

работы отечественных и зарубежных ученых в области системотехники строительства, реорганизации строительных объектов, теории функциональных систем, моделирования, инфографии, математической статистики; прикладные исследования системы ЧТС в целом и ее отдельных компонентов в строительстве.

7. Разработка методов решения задач исследования средствами САПР

8. Экспериментальная проверка результатов исследования при оценки результатов реорганизации СМИТ в строительстве

5. Задачи:

анализ строительного производства с точки зрения реорганизации систем «человек-техника-среда»;

анализ особенностей функционирования компонентов системы ЧТС в строительстве на основе выбранного объекта-представителя;

разработка методологических основ и методологической схемы диссертационного исследования, организационно-функциональной технологии исследования реорганизации системы ЧТС, ее параметризации, диагностики, мониторинга, оценки и анализа;

разработка базовых и композиционных (интегральных) ин-фографических моделей: многоаспектной оценки динамики изменения функционирования исследуемого параметра реорганизуемого СМИТ; цикла реорганизации СМИТ; оценки эффективности реорганизации СМИТ с учетом заданного уровня ОТН;

разработка методики и алгоритма автоматизированного проектирования организации цикла реорганизации СМИТ с заданным уровнем критериев ОТН;

экспериментальное внедрение и обоснование эффективности результатов диссертационного исследования.

9. Внедрение результатов диссертационного исследования в САПР

Рис 3 Методологическая схема исследования

го моделирования в САПР строительства позволили сформировать алгоритмы и технологии решения поставленных задач средствами САПР (блок 7) Полученные результаты (блок 8) прошли экспериментальную проверку при анализе нескольких вариантов реорганизованных СМИТ с самопогрузкой (блок 9)

В третьей главе разработаны методики и алгоритмы композиционного моделирования цикла реорганизации СМИТ, обеспечивающих при функционировании заданный уровень критериев ОТН, ОАН, ОАБ и ОТБ

В развитие инфографической модели цикла реорганизации («колеса реорганизации, УДПС») в диссертации предложена трехмерная (объемная) модель которая позволяет графически отображать качественное развитие СМИТ во времени

На основе предложенной во второй главе базовой инфографической модели многоаспектной оценки динамики изменения исследуемого параметра (рис 2) продолжено развитие разработанной ранее «звездчатой» инфографической модели многопараметрической оценки объекта в направлении формирования композиционной модели многоаспектной оценки динамики изменения исследуемого параметра (рис 4) Особенностью полученной модели является возможность оценки исследуемого объекта на одной модели (ранее, как было сказано выше, строили три модели, в зависимости от характера изменения параметра), а также на ней учитывается весомость каждого параметра, путем изменения угла сектора Поэтому полученную модель предложено назвать не «звездчатой», а «секторной», т к здесь идет сравнение двух объектов именно по секторам а не по треугольникам как на звездчатых моделях Чулкова Г О , Голованова Р В , Бурьянова П Д и др

Площадь любой из этих фигур Р представляет собой сумму площадей составляющих его секторов

Комплексной количественной оценкой рассматриваемого множества параметров будет отношение суммы площадей фактических секторов, к площади эталонного круга

^ _ фша

При конкурентном сопоставлении нескольких объектов лучший из них определяют по степени приближения площади фактических фигур к площади эталонного круга на рассмотренной выше модели

Рис 4 Композиционная инфографическая модель многоаспектной оценки динамики изменения исследуемого параметра

Осуществлен аргументированный выбор объекта-представителя среды функционирования СМИТ в условиях строительного производства. С этой целью адаптирован алгоритм выбора объекта-представителя СМИТ Выделен ряд параметров, характеризующих условия функционирования СМИТ (маршрут движения, вид груза, климатические условия и др), по которым оценивалась среда.

Выбор параметров объекта-представителя осуществлен с учетом специфики территориальных и региональных ограничений места апробации работы (г Набережные Челны, Республика Татарстан) Была сформирована совокупность наиболее распространенных маршрутов движения СМИТ, из числа которых затем были отобраны и параметризованы наиболее типичные

Предложена комплексная интегральная оценка эффективности реорганизации СМИТ при формировании проекта производства работ в САПР технологии и организации строительного производства и разработана визуальная инфографическая модель отображения полученных результатов В качестве основного критерия использована организационно-технологическая надежность, хотя с равным успехом предложенная модель может быть использована и для оценки по критериям ОАН, ОАБ и ОТБ

-15В качестве инфографической модели отображения интегральной оценки использована разработанная соискателем следующая инфографическая модель декартова система координат, где в качестве трех взаимноперпендикулярных осей заданы, значение параметра оцениваемого реорганизуемого СМИТ, значимость соответствующего параметра, время, как наиболее простой вариант отображения того или иного этапа реорганизации СМИТ

В четвертой главе проведен анализ результатов апробации и внедрения основных положений диссертационного исследования на ряде предприятий г Набережные Челны, Республика Татарстан, занимающихся разработкой, производством, реорганизацией и эксплуатацией СМИТ

Одной из организаций, внедряющей результаты диссертационного исследования, является Открытое акционерное общество «РИАТ» (ОАО «РИАТ»), производящее ряд СМИТ с самопогрузкой и выполняющее, по потребности, их реорганизацию и модернизацию

Эксплуатация СМИТ с самопогрузкой производства ОАО «РИАТ», производило ООО «Фирма АВТЭКС», которая доставляла к строительному объекту различные стройматериалы в упаковке (ящики со стеклом, короткомерные трубы, кирпичи, бетонные блоки и т п ) Водители-операторы СМИТ являются сотрудниками ООО «Фирма АВТЭКС» Условия функционирования СМИТ были подобраны в соответствии с выбранным объектом - представителем системы ЧТС

При выборе места апробации результатов исследования значительную роль сыграл размер г Набережные Челны, где изготовитель СМИТ с самопогрузкой, организация, эксплуатирующая указанный СМИТ, строительные объекты, на которых они эксплуатируются, и операторы техники находятся на небольшом расстоянии друг от друга Благодаря этому была облегчена работа по мониторингу за исследуемым объектом, а допущения по «акклиматизации» операторов и техники сняты

В соответствии с планом проведения работ, были отобраны три системы ЧТС, на которых проводили внедрение Все СМИТ использовались для доставки грузов на строительную площадку по адресу г Набережные Челны бульвар Академика Рубаненко, 12

В качестве представителя компонента «человек» системы ЧТС отобраны три профессиональных водителя-оператора, со стажем работы от 10 до 15 лет и возрастом от 30 до 38 лет

В качестве представителя компонента «техника» системы ЧТС отобраны СМИТ с самопогрузкой на шасси КамАЗ (КамАЭ-43118 с гидроманипулятором «Синегорец-75» КамАЗ-43118 с гидроманипулятором МКС-4032, КамАЭ-43114 с новой кабиной «Стайер» и с гидроманипулятором МКС-4032).

-16В качестве представителя компонента «среда» системы ЧТС были выбраны два маршрута по доставке двух различных грузов (кирпич в поддонах (груз № 1) и оконные блоки (груз № 2) соответственно с двух складов расстояние до первого склада 5,9 км (маршрут N8 1), до второго 9,3 км (маршрут № 2).

Данные по исследованным системам ЧТС приведены ниже в таблице.

Таблица

№ системы ЧТС Описание компонентов системы ЧТС

«Ч» (оператор СМИТ) «Т» (СМИТ с самопогрузкой) «С» (среда работы СМИТ)

Система ЧТС-1 Тендеров Л.С. КамАЭ-43118 с гидроманипулятором «Синегорец-75» 1руз(1) Маршрут (1)

Система ЧТС-2 Ибраев С.В. КамАЭ-43118 с гидроманипулятором МКС-4032 Груз(2) Маршрут (2)

Система чтс-з Навражин Г.А. КамАЭ-43114 с новой кабиной «Стайер» и с гидроманипулятором МКС-4032 Груз (2) Маршрут (2)

Мониторинг СМИТ был начат с момента начала их работы на объекте Это были новые СМИТ, поэтому первым этапом стала «соорганизация» (см рис 1).

Продолжительность данного периода составила от 2-х до 3-х недель для различных водителей-операторов, после чего начался период «устройства», который для каждой системы длился различное время Период «устройства» для различных систем продолжался от 2-х до 6-ти месяцев, в зависимости от интенсивности работы оператора К концу этапа «устройства» операторы накопили определенное количество претензий к СМИТ, которые начали устранять силами организации-изготовителя СМИТ Устранение недочетов и замечаний операторов к СМИТ частично происходило во время работы, в результате чего наступал простой и снижалась производительность Поэтому можно сказать, что этап «дезорганизации» плавно перешел в «переустройство», по окончании которого снова наступил этап «со-организации», когда оператор привыкал к реорганизованному (переоборудованному) СМИТ

В процессе мониторинга за реорганизацией СМИТ происходила фиксация значений параметров СМИТ, условий функционирования СМИТ, состояние оператора, учитывалась стабильность показателей производительности

Результаты подробного анализа полученных данных сведены в таблицы, которые отображены на разработанной соискателем визуальной инфографической модели отображения полученных результатов, фрагмент которой приведен на рисунке 5

Рис 5 Фрагмент инфографической модели оценки параметров реорганизуемых СМИТ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Анализ зарубежного и отечественного опыта формирования систем автоматизированного проектирования (САПР), предназначенных для моделирования и исследования реорганизации объектов в строительном производстве, выявил, народу с известными успехами, необходимость разработки новых современных подходов к изучению циклов реорганизации систем ЧТС в строительстве и их подсистем, к формированию совокупности требований к реорганизуемым СМИТ, к организации и поддержанию баз данных мониторинга значений параметров ОТН для разных видов СМИТ Открытое многообразие систем ЧТС в строительстве является серьезным основанием для применения при их анализе и синтезе методологии выбора типичных объектов-представителей по каждому из компонентов системы ЧТС (человеку, техническому средству, среде обитания)

2 Анализ работ предшественников, выявивших и обосновавших возможность и необходимость разработки и использования в САПР строительства локальных инфографических моделей многопараметрической оценки СМИТ в строительстве, в строительных системах обработки документации и данных, организационно-технологического проектирования подготовки строительного производства и других предметов и процессов в строительстве, позволил выявить потребность совершенствования базовых моделей оценки и перехода от локальных (фрагментарных) к композиционным

инфографическим моделям оценки реорганизации СМИТ с заданным уровнем ОТН , ОАН ОАБ или ОТБ.

3 Выполнено структурирование открытого множества единичных локальных инфографиче-ских моделей отдельных компонентов системы МТС, сочетаний таких компонентов, сформированы циклические структурные графы («порфирианы» параметров) систем ЧТС, моделирующих строительное производство Определены процессы, входящих в цикл реорганизации, сформирована модель полного базового цикла реорганизации СМИТ строительного производства («колесо реорганизации СМИТ») Такое направление в САПР технологии и организации строительного производства получило развитие только в последнее десятилетие, оно представляет значительный научный и практический интерес.

4 Выдвинута и получила подтверждение научно-техническая гипотеза о возможности методами инфографического моделирования сформировать оптимальный (рациональный) цикл реорганизации СМИТ строительного производства, после которого эти СМИТ соответствуют заранее определенным условиям конкретного проекта производства работ (ППР) на строительном объекте по критерию ОТН, а также по критериям ОАН, ОАБ и ОТБ

5 Разработаны и доведены до уровня компьютерной информационной технологии автоматизированного проектирования инфографические модели формирования рационального цикла реорганизации СМИТ строительного производства Многообразие критериев рациональности (обеспечение максимальной скорости доставки грузов, минимизация расхода топлива при работе СМИТ' максимальная производительность труда; минимизация сроков строительного переустройства и др ) формулируемых разработчиком или пользователем («эксп-луатантом» по Мохову А И ) конкретной системы ЧТС, позволяет при реорганизации СМИТ проектировать формировать и использовать их в строительном производстве, сопровождая все эти производственные процессы сопутствующими технологиями системотехнической инженерной диагностики и мониторинга с оценкой результатов по критериям ОТН, ОАН, ОАБ и ОТБ

6 Апробация и экспериментальное внедрение основных положений диссертационного исследования, предложенной соискателем технологии автоматизированного проектирования рациональной реорганизации СМИТ строительного производства и разработанных автором инфофафических моделей отображения и оценки результатов такой рациональной реорганизации СМИТ строительного производства выполнены на ряде производственных предприятий и строительных организаций в г Набережные Челны, Республика Татарстан

Среди них ОАО «РИАТ», которое занимается разработкой, производством, реорганизацией, модернизацией и переоборудованием СМИТ с самопогрузкой, эксплуатационно-производственная организация ООО «Фирма АВТЭКС», которая занимается эксплуатацией и реорганизацией СМИТ в строительном производстве В части одного из этапов реоргани-

зации СМИТ (их переустройства) результаты диссертационного исследования внедрены в ООО «Центртранстехмаш»

7. Дальнейшее развитие диссертационного исследования направлено на изучение многообразия алгоритмов и технологий формирования инфографических моделей применительно к анализу, оценке и проектированию циклов реорганизации системы ЧТС в целом, с одновременным учетом изменения состояния этой системы во времени.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах соискателя:

1 Козьяков А В Возможность расширения представлений о комплексной многопараметрической оценке систем ЧТС при их сопоставлении на плоских звездчатых инфографических моделях // Методы прогнозирования параметров технологических процессов строительного производства. Научно-технич. сборник - М ЦНИИОМТП, 2002 - №2 - С 14-16

2 Козьяков А.В. Базовая и композиционная плоские секторные инфографические многопараметрические модели сопоставления систем ЧТС // Моделирование и прогнозирование параметров технологических процессов строительного производства - Научно-технич сборник,-М ЦНИИОМТП, 2003-С.13-14

3 Козьяков А В. Трехмерные ортогональные инфографические модели комплексной оценки и сопоставления систем человек - техника - среда (ЧТС) II Методологические подходы к реализации инвестиционных и организационно-технологических процессов строительного производства - Научно-технич сборник - М • ЦНИИОМТП, 2004 - С 18-20

4 Козьяков А В Инфографические модели цикла реорганизации средств механизации и транспортирования в динамике их развития // Труды секции «Инженерные проблемы стабильности и конверсии» Российской инженерной академии Методы анализа эффективности организационных систем строительного производства - М РИА, 2004 - С 10-13

5 Композиционное инфографическое моделирование организационно-технологической надежности строительного переустройства // Промышленное и гражданское строительство -2005 -№10 -С.30-31 (в соавторстве, доля соискателя 0,25 п л )

Формат 60x90 '/ц Бумага писчая № 1 Тираж 100 экз. Объем 0,63 п л

127434 Москва, Дмитровское шоссе, 9 ФГУ11 «Институт общественных зданий»

I'* V , , Ц к

РНБ Русский фонд

2006-4 29071

Оглавление автор диссертации — кандидат технических наук Козьяков, Андрей Владимирович

Введение 2005 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Козьяков, Андрей Владимирович

Заключение диссертация на тему "Инфографическое моделирование цикла реорганизации средств механизации и транспортирования в автоматизированном организационно-технологическом проектировании строительного производства"

БиблиографияКозьяков, Андрей Владимирович, диссертация по теме "Системы автоматизации проектирования (по отраслям)"