автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Организационно-технологическое проектирование механизации строительно-монтажных работ с применением экспертных систем

РГБ ОД

БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

УДК 69.002.5 : 658.512.012.122

ПЕТРЕНКО ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗАЦИИ СТРСИТЕЛЬН0-М0НТА1НЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ

05.23.08 - Технология и организация промышленного и гражданского строительства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации

на соискание ученой степени кандидата технических наук

г. Минск - 1994.

Работа выполнена на кафедре организации и управления строительством Белорусской государственной политехнической акаде)

Научный руководитель - кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Богомолов Ю.М.

Официальные оппоненты : Заслуженный деятель науки и техники

Ведущая организация - Проектный институт "Минскгражданпроект"

Защита состоится ".К," ОКТЯБРЯ 1994г. в 44 -00 на заседании совета по защите диссертаций Д 056.02.06 в Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, г.Минск, пр-т Ф.Скорины, 65, главный корпус, ауд.202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусской государственной политехнической академии.

Автореферат разослан "_" _ 1994 года.

Ученый секретарь совета_____— ___^

по защите диссертаций у :.Н.ГромоЕ

Республики Беларусь, заслуженный строитель Республики Беларусь, доктор технических наук, профессор Атаев С.С.

Кандидат технических наук, доцент Игнатенко Г.Н.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из узких мест в системе подготовки строительного, производства является механизация строительно-монтажных работ (СМР). Недостатки существующего порядка проектирования механизации ясно прослеживаются на результатах деятельности строительных организаций в части выполнения механизированных работ. Выполненное автором исследование показало, что традиционная методика проектирования механизации не обеспечивает Еыбор рационального комплекта машин, и механизмов для производства СМР, не позволяет обоснованно определить затраты на его эксплуатацию и не дает возможности своевременно учитывать и реагировать на изменение условий строительства и рёальную обстановку на стройке. В итоге фактические затраты на меха- ' низацию в 2-5 раз' превышают сметные (и планово-расчетные).

Задача формирования организационно-технологического проекта механизации СМ3, включающего выбор техники, расчет затрат на ее эксплуатацию, составление, схем движения машин и механизмов, графиков их работы и др., является актуальной как. при наличии, так и при отсутствии смет на производство механизированных работ. Это объясняется тем, что ни сметы, ни расчеты самих строительных организаций в большинстве своем не отражают реальной ситуации, связанной с производством механизированных работ.

Невозможность корректировки проекта механизации при изменении условий производства (е силу отсутствия методики и средств такой корректировки), а, 'следовательно, и определения финансовых показателей строительства ведет к нарушению плановых показателей, убыткам и непроизводительным потерям строительных организаций.

Целью данного диссертационного исследования является разработка методики организационно-технологического проектирования механизации СМР, обеспечивающей снижение фактических затрат на использование машин и механизмов. Исследование не ставит целью устранить действие всех причин, приводящих к росту фактических затрат на производство СМР, а лишь уменьшить влияние ряда внутренних факторов строительного производства, возникающих а строительных организациях и организациях, занятых механизацией СМР.

Предметом диссертационного исследования являются методы организационно-технологического"проектирования, обоснования и принятия .решений по механизации СМ3, а также расчета затрат ка . механизацию.

Для достижения цели исследования решаются следующие задачи:

,1. Анализ причин несоответствия фактических затрат сметным (плановым) затратам на механизацию. СМР;

2. Исследование возможностей применения средств вычислительной техники для повышения качества проектирования механизации СМ3 в ходе подготовки строительного производства;

3. Разработка методики организационно-технологического проектирования механизации СМР с помощью информационных технологии на базе ЭВМ;

4. Разработка методики определения затрат на механизацию СМР;

5. Разработка программных средств организационно-технологического проектирования механизации СМР и определения затрат на механизацию СМР;

6. Экспериментальное и производственное внедрение программных средств е строительных и проектных организациях.

Научная новизна исследования заключается в разработке методики (включая проектирование, внедрение и оценку эффективности), основанной на использовании знаний экспертов и позволяющей в диалоговом режиме "человек-ЭВМ" сформировать экономически выгодный проект механизации строительства.

Практическое значение исследования заключается в возможности использования его методических положений в различных организациях (строительных, проектных и занятых эксплуатацией машин) для совершенствования системы организационно-технологи-

ческого проектирования механизации СМР на стадий подготовки строительного производства. Методика позволяет проектировщику-технологу оперативно (в течение нескольких кинут) подобрать машины и механизмы для производства работ на объекте »

строительства в зависимости от условий производства, а также рассчитать затраты на производство механизированных работ в зависимости от выбранного варианта механизации.

Внедрение разработки. Результаты исследования были апробированы в трестах NN 20 и 26, проектных институтах "Минскгражданпроект" и "ЕелНЖГОППРОЕКТ". В полном объеме рабочая версия программного комплекса по организационно-технологическому проектированию механизации СМР была внедрена в подразделениях треста N 20, что позволило получить ощутимое повышение экономических и качественных показателей работы указанной организации. Например, по итогам первого года работы программного комплекса (1990) производительность труда проектировщика-технолога повысилась на 26,3Z, годовой ёкономический эффект составил 30900 руб., или 3,9 руб. на 1 руб. затрат.

Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы. Кроме того, материалы диссертации доложены и обсуждены на семинаре и научно-технической конференции (список см.ниже).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, характеристики работы, трех глав, выводов по каждой главе, заключения, списка использованных источников, содержащего 65 наименований, и приложений. Содержание работы изложено на 139 страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц и 18 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе приводятся результаты анализа исследований, посвященных проблеме организационно-технологического проектирования механизации СМР. Как оказалось, попытки усовершенствовать процесс организационно-технологического проектирования механизации СМР пока не привели к существенному сокращенно затрат на механизацию (в том числе на проектирование и производство). Это связано с такими недостатками существующих разработок, как

отсутствие в разработках исследователей возможностей оперативно] корректировки проекта механизации работ при изменяющихся производственных условиях, отсутствие или несовершенство учета качественных факторов строительства, отсутствие оперативного учета взаимосвязи между проектными разработками и финансовыми результатами строительства. Однако разработки многих авторов содержат, несомненно, полезный опыт для решения задачи проектирования механизации СМР.

С целью получения картины формирования затрат на эксплуатащ машин выполнен анализ структуры затрат и'системы взаимоотношений ряда строительных и эксплуатационных организаций (трестов и управлений механизации). Исследование показателей деятельности трестов 1,. 4, 7 концерна "Минскстрой" и трестов 9, 20, 27, 41 корпорации "Белбуд" позволило определить существенное расхсищени между фактическими и сметными затратами на механизацию (фактические затраты в 2-5 раз превышают сметные). Причем фактическая и плановая себестоимость СМ3 в приведенных ценах практически отличаются не более чем на 20X. То есть можно говорить о том, что основной прирост стоимости СМР достигается з счет увеличения-стоимости механизированных работ.

В качестве объекта более тщательного исследования был выбран строительный трест N 20 г. Светлогорска Гомельской области, специализирующийся на выполнении общестроительных работ.

Как оказалось, принятый порядок организационно-технологического проектирования механизации работ позволяет точно определить затраты на производство механизированных работ лишь после завершения всех работ на объектах путем специальных выборок учетных данных за весь период строительства. При таком порядке практически невозможно оперативно принять меры как по внесению изменений в проектно-сметную и организационно-технологическую документацию, так и по корректировке хода строительства.

Полученные в результате обследования данные были подвергнуты анализу с целью изучения показателя "удельный вес фактических затрат на механизации в сметных прямых затратах" (X) и сравнения его с показателем "удельный вес сметных затрат на механизацию в сметных прямых затратах" за несколько лет. Проведенный с помощью методов математической статистики анализ показал, что значение X

в генеральной совокупности сосредоточено в интервале 5,4<аХ<=15,9.

С целью выяснения причин несоответствия между сметными (плановыми) и фактическими затратами на механизацию проведено анкетирование руководителей различных служб строительных организаций гг. Минск, Витебск, Светлогорск.' Опрос с помощью специально разработанных анкет проведен среди 32 работников различных служб подрядных организаций. Исследование порядка формирования затрат на механизацию работ выявило 9 основных причин превышения фактическими затратами' на эксплуатацию машин сметных затрат. Анализ указанных причин позволил выделить те причины, которые не зависят от внешних факторов и могут быть устранены силами строительных организаций. Среди них:

- предоставление техники без учета оптимального её соответствия условиям производства работ;

- несовершенство системы учета фактических затрат на механизацию и внесения изменений в сметы;

- отсутствие или. неудовлетворительное качество графиков перемещения машин с объекта на объект;

- оплата строителями затрат на выполнение механизированных работ силами сторонних организаций без детальной проверки их обоснованности.

В поисках путей приближения расчетных показателей по механизации ШР к реальным условиям проведен анализ расчетных (планово-расчетных) цен, применяемых в некоторых строительных организациях. Однако, и в случае применения расчетных цен наблюдается значительное (в 2-5 раз) расхождение в величине плановых цен и фактических затрат на механизацию, вызываемое невозможностью в условиях существующего порядка исчисления расчетных цен предусмотреть предстоящие изменения условий производства, непосредственно влияющих на величину расчетных цен.

Расхождения в величине сметных, проектных (по проекту организации строительства (ПОС)) и фактических затрат на механизацию, выявленные в ходе исследования, подтверждают, что ни ПОС,ни проект производства работ (ППР) в существующей системе экономических отношений между строительными, эксплуатационными организа-

циями и управлениями механизации (УМ) при отсутствии соответствующей методики и инструмента их оперативной корректировки не могут служить основанием для исчисления реальных затрат на механизацию.

•Во второй главе раскрываются недостатки и достоинства действующего порядка проектирования механизации работ в строител ных организациях. Недостатки, в том числе несовершенство учета реальных условий строительства, отсутствие механизма оперативной корректировки ПОС, отсутствие современной вычислительной техники и аффективных программных средств, приводят к тому, что раочетны показатели (сметная стоимость производства работ, показатели затрат времени и труда и др.) оказываются явно заниженными по сравнению с фактическими.

Таким образом, отсутствие необходимой методологии и средств . решения задачи определения рационального варианта механизации приводит к тому,, что она остается нерешенной практически в •большинстве строительных организаций Республики'Беларусь.

В работе приводятся основные положения разработанной методики организационно-технологического проектирования механизации СМР . (ОТПМ СМР), позволяющей снизить себестоимость производства СМР и повысить' качество принимаемых решений по подготовке строительного производства (в том числе концепция, схемы информационных связей и информационных потоков, алгоритм) (рис. 1).

Сущность методики заключается в оперативной разработке экономически выгодного проекта механизации СМР с учетом производственных условий и неформализуемых знаний практиков-строителей. Таким образом, формируемый в результате многовариантной проработки проект механизации СМР полностью соответствует условиям строительной организации и объекта строительства и, в отличие от разрабатываемых в настоящее время проектов механизации СМР, является реальным инструментом для планирования и финансирования работ. Данная методика сближает процессы проектирования и строительства объекта путем оперативного обмена между участниками этих процессов информацией как количественного, так и качественного характера.

Методика организационно- технологического проектирования механизации СМР

Экспертная система I (база знаний, база данных, механизм логических выводов)

["проектирование -> | (ПОС)

/

_Ч/__

->0 Расчет сметы

\ /

М/ /|\

| Корректировка проекта [

Определение затрат УМ на механизацию

Учет фактических затрат на механизацию

\]7

Окончательный расчет затрат на механизацию

\

Рис. 1

Преодоление недостатков существующего порядка проектирования механизации работ только на базе новых расчетных процедур практически не осуществимо, гак как основной недостаток - отсутствие механизма учета реальных условий строительства порожден именно неспособностью традиционных средств учесть влияние на ход строительства массы объективных и субъективных факторов.

В существующей нормативно-справочной литературе отсутствует методика или рекомендации.по оперативной корректировке проекта работ в реальных условиях строительства. Традиционные математические и программные средства не предусматривают наличие неформальных процедур, которыми характеризуются действия строителей и проектировщиков. Выход из этой ситуации был найден в применении принципиально новых программных средств, -экспертных систем, - позволяющих учитывать "и обрабатывать эмпирические знания и опыт строителей и проектировщиков. Применение экспертных систем на основе баз знаний дает возможность постоянно совершенствовать процесс организационно-технологического проектирования механизации СМ3, так как база знаний и база данных открыты для пополнения, корректировки и модернизации. Кроме того, применение экспертных систем решает вопросы организации работы пользователя на основе новой методики, приближая эту работу к привычному для пользователя порядку. Новая методика ОТШ СМР включает два этапа - проектирование и корректировку. Характерными ее элементами являются обязательное взаимодействие проектировщика и строителя с внешней средой, многовариантная проработка решений и накопление опыта. Согласно методике:

1. На этапе проектирования:

- активно используются опыт и знания экспертов, специалистов в конкретных областях строительного производства;

- учитываются реальные условия строительной организации, возможности привлечения техники и средств из других организаций, конъюнктура рынка, характер строительства и условия конкретной стройки;#

- с учетом вышеперечисленных факторов составляются рациональные схемы движения средств механизации, рассчитываются затраты

времени и средств на производство работ в тех или иных условиях;

- для вариантной проработки применяются программные средства;

2. На этапе корректировки проекта:

- после расчета затрат по необходимости вносятся изменения в исходные показатели для расчета (состав машинного парка, наличие финансовых средств, эксплуатационные затраты и т.п.)

с целью рационализации подбора механизмов;

- с помощью компьютера пересчитываются затраты на эксплуатацию машин, что позволяет оперативно моделировать различные ситуации, связанные с назначением техники на объекты строительства;

- на основании результатов подбора техники формируется справочник аналогов, в котором накапливаются данные о технике и затратах на ее эксплуатацию для объектов определенного типа. Указанный справочник может служить базой для назначения техники на объекты, аналогичные по своим характеристикам.объектам справочника.

С помощью ПЭВМ определяется стоимость эксплуатации машин, рассчитывается производительность и параметры машин, определяются показатели для взаиморасчетов строителей с УМ.

Свое обоснование находит в исследовании применение средств вычислительной техники и специальных программных средств, позволяющих соединить расчетные процедуры и практические знания■(в том числе логические правила). Обязательными элементами в ходе решения задачи ОТПМ СМР являются: учет множества внешних факторов; постоянный обмен информацией с внешней средой (т.е. оперативное реагирование на изменение условий строительства); обширная норма- ' тивная база; выбор из множества вариантов решения одного, наиболее эффективного. Без применения средств вычислительной техники обеспечить выполнение этих элементов невозможно.

Соединение расчетных процедур и практических знаний обеспечивается использованием экспертных систем. Задача ОТПМ СМР . является подходящим объектом для создания и применения для ее решения экспертной системы (ЭС). Причинами этого являются: сжатые сроки решения задачи; возможность решения задачи без

кардинального вмешательства в другие области подготовки строительного производства; невозможность создания жесткого алгоритм проектирования механизации строительства; наличие формальных и неформальных процедур в процессе решения задачи и необходимое учета опыта и знании практиков-строителей и проектировщиков.

С целью определения областей вероятного применения средств автоматизации проведено обследование строительных организаций Республики Беларусь (трест.1 (концерн "Минскстрой")» тресты 9, 20, 27 (корпорация "Белбуд")). В результате оказалось, что в первую очередь применения средств автоматизации требуют: 1) определение потребности в строительных машинах и механизмах для производства различных видов работ; 2) выбор рационального комплекта машин для возведения объекта строительства; 3) определение стоимости эксплуатации машин для конкретного объекта.

В исследовании описывается технология, использованная при построении экспертной системы для задачи ОТПМ СМ3 и включающая восемь этапов: идентификация, концептуализация, формализация, выполнение, тестирование, опытная эксплуатация (внедрение), модернизация, сопровождение.

В ходе практической работы с экспертами определились основнь условия, соблюдение которых позволяет получить высококачественну экспертную информацию. Среди них: определение требований к экспертам и экспертной информации; определение способов заинтересовать экспертов в работе; тестирование экспертов; непосредственный подбор экспертов.

При построении базы экспертных знаний учитывались следующие требования к ней: обоснованность; полнота; надежность; непротиворечивость. На рис.2 пригодится фрагмент базы знаний экспертной системы по выбору строительных машин для разработки траншей.

Установлены критерии выбора экспертов, в том числе:

- привлечение в качестве экспертов специалистов различных уровней административной иерархии строительных и проектных организаций;

- максимизация объема экспертной информации;

- компетентность экспертов, достоверность информации;

- заинтересованность экспертов в решении задачи.

Пра вила

Зз-клю че-ния

Фрагмент базы знаний экспертной системы по выбору

строительных машин для разработки траншей —Ширина траншеи по дну, м-------------------------

<3 I >-3

Глубина

_разработки,м_

<=4 I >4

Грунт _мокрый ?_

<3

Глубина разработки, м -1>Г

—3 - ё Грунт „мокрый ?

Машина,Шашина, хар-ка Iхар-ка

да I нет I да I нет I

Рекомендуемая техника------------------

I Машина, IМашина, IМашина, IМашина, IМашина, Iхар-ка Iхар-ка 1хар-ка Iхар-ка 1хар-ка

I-

I-

■I-

ЭО,Е<=11ЭО,Е<*1,251ЭО,Е<=1 1Э0,Е<=1 1Э0,Е<=1 1Э0,Е<»1 I ЗГ,Е<=11ЭГ,Е<в1,251ЭГ,Е<и1 1ЭГ,Е<«1 1ЭГ,Е<»1 1ЭГ,Е<-1 1ЭГ,Е<-1,25 ЭП,Е<=11ЭП,Е<«1,25IЗП,Е<ж1 1ЭП,Е<«1 13П,Е<«1 1ЭП,Е<«1 !ЭП,Е<»1,25 МЭ I 1ЭД,Е<»1 1ЕД,Е<=1 1ЭД, Е<"1 1ЭД,Е<»1 1ЭД,Е<-1,25

I 1Б,Т<»1001Б,Т<-1001Б,Т<-1501Б,Т<-1501Б ,Т<»200

I I 1С ,Е<«101 1С ,Е<-101С ,Е<«10

Условные обозначения:

Рис. 2

МЭ - многоковшовый экскаватор; ЭП - экскаватор-планировщик; ЭО - экскаватор обратная лопата; Б - бульдозер[ С - скрепер; ЭГ - экскаватор-грейфер; ЭД - экскаватор-драглайн; Е - емкость ковша, мЗ; Т - тяговое усилие, кН.

Принципиальная схема формирования организационно-технологического проекта механизации СМР

(Тачало }

Работа с НСИ (справочники)

Определение сметных и фактических затрат по объекту

—4-

Конец 3 Рис.3

Выбор машин по технико-экономическим показателям

В ходе исследования применялись прямые методы йриобретения знаний экспертов, в'том числе интервью и простое наблюдение.

С целью расширения описательных возможностей представления знаний и сочетания в механизме выводов ясности и простоты в качестве формы представления знаний при построении базы знаний выбраны системы продукций. Разработаны схема задачи ОШМ СМР (во взаимодействии с пользователем) и принципиальная схема формирования организационно-технологического проекта механизации СМР.

Разработанный программный комплекс позволяет подбирать машины и механизмы для выполнения определенных видов работ и определять стоимость эксплуатации строительной техники в условиях конкретного объекта строительства и, таким образом, формировать такой вариант организационно-технологического проекта механизации СМР, при котором достигается необходимый экономический эффект.

■ Разработанный обобщенный алгоритм формирования организационно-технологического проекта механизации СМР, реализующий прямую цепочку рассуждений (рис.3), сводится к следующему:

Во-первых, осуществляется формирование справочной информации, включая ввод, корректировку и удаление данных, в режиме "Работа с нормативно-справочной информацией (НСИ)", в том числе - справочники: объектов; строительных машин; норм продолжительности строительства объектов; смет; расчетных результатов; норм времени работы машин; укрупненных видов работ (УВР).

Во-вторых, определяются сметные затраты на производство механизированных работ. Данная операция проводится с целью сравнения полученных данных с фактическими затратами на механизацию.

В-третьих, осуществляется выбор строительных машин для производства конкретных видов работ по технико-экономическим показателям с учетом возможностей строительной организации. При этом пользователь в диалоге с компьютером задает условия производства работ, а ЭС предлагает наиболее эффективную в данных условиях технику. Выбрав одну из предложенных системой

машин, пользователь, задав дополнительные характеристики объекта строительства, получает данные о фактических затратах на производство определенного вида работ.

Таким образом, пользователь, последовательно подбирая машины для различных видов работ, формирует набор машин для производства работ на объекте в делом.

Принципиальное отличие разработанной методики ОТПМ СМР от действующего порядка проектирования механизации работ заключается в возможности практически мгновенного получения и оценки того или иного варианта проекта механизации работ (включая набор техники, расчет затрат на ее эксплуатацию и схемы перемещения) в зависимости от условий строительства, выбора из нескольких вариантов одного, наиболее эффективного. Высокая эффективность проектирования достигается за счет применения экспертной системы, позволяющей учитывать как разнообразный прошлый опыт строителей й проектировщиков, так и новые знания, адаптируя программный комплекс к постоянно изменяющимся условиям строительного производства. Применение ЭС дает возможность определять методы выполнения работ, формировать комплект машин и рассчитывать эффективность его применения для производства работ на объекте, учитывать такие факторы строительного производства, как конфигурация здания, рельеф местности.

В качестве системы программирования выбрана реляционная система управления базами данных (СУБД) FOXBASE, удовлетворяющая следующим свойствам задачи ОТПМ СМР:

- логическая (ЭС) и расчетная часть неразрывно связаны между собой, причем имеют примерно одинаковый удельный вес как в объеме программного обеспечения, так и в затратах машинного времени;

- большое количество исходной информации требует специальных средств для хранения и обработки данных;

- ввод и вывод данных и комментариев (пользовательский интерфейс) должны осуществляться на языке, понятном пользователю;

- задача должна легко подвергаться модификации при изменении экспертной информации и потребностей пользователя.

СУБД FOXBASE (а, соответственно, и реализованный на ее базе

программный комплекс) функционирует на 16-разрядных (и выше) ПЭВМ типа IBM PC XT/AT с объемом ОЗУ не менее 256 Кбайт под управлением MS DOS версии 3.30 и выше.

Третья глава посвящена результатам практического внедрения методики ОТПМ СМР на производстве.

Практика внедрения методики позволила выработать ряд требований к объекту внедрения, соблюдение которых повышает эффективность применения методики ОТПМ СМР, в том числе

- тесная информационная связь с объектом строительства;

- максимальная самостоятельность (в планировании работ, распоряжении техникой, финансовом отношении и др.);

- заинтересованность во внедрении методики ОТПМ СМР;

- наличие опыта в области механизации строительства у работников, участвующих во внедрении методики ОТПМ СМР в своей организации.

Кроме того, разработана методика внедрения методики ОТПМ СМР и рекомендации, которые следует учитывать при внедрении методики в конкретной организации, в том числе

- необходимость наличия информационной базы о ценах в строительстве, парке машин, рыночной конъюнктуре и др.;

- внедрение вначале на одном участке производства с перспективой внедрения в организации в целом;

- необходимость учета мнения максимального количества специалистов-экспертов.

Оценка эффективности применения разработанной методики ОТПМ СМР по сравнению с традиционным порядком ОТПМ СМР является многокритериальной задачей, требующей сочетания методов оценки как качественных, так и количественных показателей. Применение методики непосредственно улучшает показатели качества, времени и стоимости разработки проектно-сметной документации. При этом улучшаются показатели эффективности использования данных и качества обработки информации и всех управленческих решений, связанных со строительством объекта. В связи с отсутствием методики такой оценки была разработана специальная методика определения эффективности внедрения методики ОТПМ СМР (МОЭВМ).

При разработке МОЭВМ учитывались критерии оценки эффективности-мероприятий, улучшающих качество принимаемых решений и снижающих стоимостные и временные затраты на производство, строительной продукции - внедрение ЭС и мероприятии, повышающих уровень квалификации работников строительных' организации. При оценке эффективности ЭС использовались следующие методы: проверка на адекватность логике рассуждений эксперта; проверка на прошлых реальных практических ситуациях; проверка на согла-' сованность с правилами других экспертов. Также была использована . система расчета экономической эффективности, внедрения психологи-, ческих и социально-психологических мероприятий на производстве. В результате было выделено 13 основных критериев.оценки эффективности методики ОТПМ СМР, в том числе: стоимость; время реализации; продуктивность; качество решений; функциональная полнота; полезность; удобство работы; частота применения; производительность труда; годовой экономический эффект; трудоемкость разработки и др.

Экономическая эффективность от внедрения методики определена на основании данных по объемам проектных работ, выполняемых в общестроительном тресте (И 20) в 1991 году.

В результате внедрения методики ОТПМ СМР:

- прирост производительности труда проектировщика-технолога составил 26,ЗХ;

- процент снижения трудоемкости продукции (проектных решений по механизации СМР) составил 20,8%;

- годовой экономический эффект составил 30900 руб., что составляет 3,9 руб. на 1 руб. затрат (в ценах 1990 года);

- снижение трудоемкости продукции (формирования проекта механизации) составило 54 чел.-дня и достигло 18 чел.-дней, что составляет 25Х от уровня 1990 года;

- относительная экономия численности работников составила 0,32 чел.;

- качество решений повысилось;

- стоимость организационно-технологического проектирования механизации СМР сократилась на 22400 руб., что составляет 41,5 7.

от уровня 1990 года;

- время реализации проектов механизации в тресте снизилось на 11, IX.

ВЫВОДЫ

. 1. В результате проведенного исследования обнаружено несовершенство традиционного подхода к подбору и назначению техники на объекты строительства и определению затрат на ее эксплуатацию, выражающееся, во-первых, в значительном несоответствии рассчитанных традиционными методами затрат на механизацию реальным затратами и, во-вторых, в необоснованном увеличении фактических затрат на механизацию вследствие нерационального подбора техники, отсутствия вариантной проработки с экономической оценкой альтернатив.

2. Вскрыты основные причины такого положения, среди которых ■ несовершенство порядка предоставления техники, учета реальных ■ услочий производства, системы учета фактических затрат на механизацию и корректировки в связи с этим смет и календарного плана работ.

3. Анализ научных и практических работ, посвященных решению проблемы организационно-технологического проектирования СМР, показал, что последняя до сих пор не решена, и решить ее можно лишь комплексно, на основе сочетания количественных и качественных процедур.

4. Разработана оригинальная методика организационно-технологического проектирования механизации СМ3 (ОТПМ СМР), базирующаяс! на использовании экспертных систем и средств вычислительной техники. Сущность методики заключается в оперативной разработке экономически выгодного проекта механизации СМР с учетом производственных условий и неформализуемых знаний практиков-строителей. Методика позволяет сблизить процессы проектирования и строительства объекта путем оперативного обмена между участниками этих процессов информацией как количественного, так и качественного характера. Основу методики составляют справочники,

'база знаний и рекомендации, формируемые как на базе нормативных материалов, так и на базе опыта и знаний практиков-строителей и данных о реальных условиях строительной организации.

5. Методика ОТПМ СМР реализована в виде программного комплекса, позволяющего подбирать машины и механизмы для выполнения определенных видов работ и определять стоимость эксплуатации строительной техники в условиях конкретного объекта строительства и, таким образом, формировать организационно-технологический проект механизации СМР.

6. Для задачи ОТШ СМР разработаны схема информационных потоков, схема информационных связей, схема (во взаимодействии с пользователем), а также принципиальная схема формирования организационно-технологического проекта механизации СМР. Данные материалы составляют теоретическую основу применения методики ОТШ СМР на практике и могут служить руководством при распространении положений этой методики на различные виды работ.

7. Результаты реализации программного комплекса показали, что при условии наличия в строительной (проектной) организации или УМ средств вычислительной техники внедрение комплекса требует минимума затрат (на обучение персонала и,адаптацию программных средств к новым условиям).

8. Значение разработанной методики ОТПМ СМР особенно возрастает в условиях перехода к рыночным отношениям, поскольку она обеспечивает снижение затрат на производство механизированных работ. Дешевизна и простота программного комплекса, реализующего основные положения методики, позволяют применить его как в самостоятельных строительных организациях, так и в трестах механизации и специализированных проектных организациях.

9. Неразрывно связаны с методикой ОТПМ СМР и два других важных элемента, - методик, - разработанных в ходе исследования, - внедрения (МВМ ОТПМ СМР) и определения эффективности внедрения методики ОТПМ СМР (МОЭВМ ОТПМ СМР). Методика внедрения определяет основные этапы внедрения методики ОТШ СМР и дает ряд рекомендаций, учет которых значительно упрощает и удешевляет процесс внедрения последней. Показатели, используемые в МОЭВМ,

достаточно широко охватывают область строительства и при неболь шой модернизации могут применяться для определения эффективное! внедрения методики ОТПМ СМР в организациях различного профиля.

10. В ходе исследования получены и некоторые промежуточные результаты. Гак, критерии выбора экспертов могут быть использованы при подборе экспертов .для решения других задач строительно производства. Причины превышения фактической стоимостью сметной стоимости механизации работ могут послужить толчком к поискам путей дальнейшего снижения 'затрат на производство СМР. Важное значение имеет созданная на основании анализа большого количест. экспертной информации база знаний экспертной системы, позволяют производить выбор техники с учетом конкретных условий строительства. Используя базу знаний, даже имеющий мало опыта в .выборе строительных машин пользователь может предложить достаточно квалифицированный набор рекомендаций по рациональной расстановга машин на объекты строительства.

Разработанная методика ОГПМ СМР опробована на двух наиболее весомых в стоимостном отношении видах механизированных работ -земляных и монтажных. Реальным является распространение ее и на другие виды работ. Необходимыми предпосылками для применения методики ОТПМ СМР в конкретной организации являются лишь самостоятельность этой организации (в формировании программы работ, финансовом отношении и др.), наличие вычислительной техники и возможность использования определенного парка строительных машин.

МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ДОЛОЖЕНЫ И ОБСУЖДЕНЫ НА :

1. Семинаре "Альтернативные пути развития базы стройиндустрии - основное направление экономики инвестиционного курса" (г.Севастополь, 11-13 апреля 1991 г.);

2. Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Белорусского политехнического института (г.Минск, 1991 г.).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Петренко Д.В. Автоматизация контроля за выполнением договорных работ с использованием персональной ЭВМ. Минск: БелНИИНТИ Госплана БССР, 1989.. - 4 с.

2. Петренко Д.В. Выбор рационального варианта механизации работ в строительстве с помощью персональной ЭВМ. Минск: БелНИИНТИ Госэкономплана БССР, 1991. - 4 о.

3. Петренко Д.В. Экспертная система по выбору технологии зимнего бетонирования. Минск: БелНИИНТИ Госплана БССР, 1990. - 3 с. ' '

20 РЕЗЮМЕ

Пятрэнка Д.У.

Арган1вацыйна-тзхналаг1чнае праектаванне механ1зацьа будаУн1ча-мантажных работ г ужываннем экспертных с1стзм

Арган1зацыя, тэхналог1я, механ1зацыя, варыянт, выбар, каыпутар, праект, эфектыУнасць.

Аб'ектам дысертацыйнага даследавання з'яУляюцца метады арган1аацнйна-тахнадаг1чнага праектавання, абгрунтавання 1 прыняцця рашэнняУ па механ1зацы1 будаун1ча-ыантажных работ, а таксаыа раад1ку стратау на механ1вацыю.

Мэтай даследавання з'яуляецца распрацоука методыга. арган1зацыйна-тахналат1чнага праектавання мехашзацы1 будаун1ча-мантажных работ, якая забяспечвае гн1жэнне фактичных стратау на выкарыстанне машын 1 мехашзмау.

Навуковая нав1зна даследавання заключаецца у распрацоУцы методы« (Уключаючы праектаванне, укараненне 1 ацэнку эфектыунасцг), заснаванай на выкарысташи ведау эксперта? 1 дазваляючай у дыялогавым рэжьше "чалавек-ЭВМ" сфарм1раваць эканатчна выгадны праект ыехан1зацы1 будаУнщтва.

1ншым1 вьшкам1 даследавання з'яУляюцца: распрацоука методык укаранення 1 вызначэння эфектыунасщ укаранення вышэйназванай методыкл.; вызначэнне прычын перавышэння фактичным коштаи сметнага кошту механхзацьп работ; раопрацоУка крытэрыяу выбару экспертаУ; стварэнне базы ведау экспертная с1стзмы па выбару будаун1чых машын.

Вын1к1 даследавання прашш1 эксперыментальнае Укараненне у будаУн!чых 1 праектных арганхзацыях, 1 вытворчае Укараненне -У будаУн1чым трэсце.

Гал1на узшвання - будауичыя, праектныя 1 занятия эксплуатацыяй будаун1чых машын арган1зацьп..

21

Петренко Д.В.

Организационно-технологическое проектирование механизации строительно-монтажных работ с применением экспертных систем

Организация, технология, механизация, вариант, выбор, компьютер, проект, эффективность.

Объектом диссертационного исследования являются методы ' организационно-технологического проектирования, обоснования и принятия решений по■механизации СМР, а также расчета затрат на механизацию.

Целью исследования является разработка методики организационно-технологического проектирования механизации СМР, обеспечивающей снижение фактических затрат на использование машин и механизмов.

Научная новизна исследования заключается в разработке методики (включая проектирование, .внедрение и оценку эффективности), основанной на использовании знаний экспертов и позволяющей в диалоговом режиме "человек-ЭВМ" сформировать экономически выгодный проект механизации строительства.

Другими результатами исследования являются: разработка методик внедрения и определения эффективности внедрения вышеуказанной методики; определение причин превышения фактической стоимостью сметной стоимости механизации работ; разработка критериев Еыбора экспертов; создание базы знаний экспертной системы по выбору строительных машин.

Результаты исследования прошли экспериментальное внедрение в строительных и проектных организациях, и промышленное внедрение - в строительном тресте.

Область применения - строительные, проектные и занятые . эксплуатацией строительных машин организации.

22

Petrenko D.

Organizational and technological engineering- of the construction and assembly work mechanization with the application of the expert systems

Organization, technology, mechanization, variant, choice, computer, project, efficiency.

The object of the dissertation research are the methods of the organizational and technological engineering, discussions and taking resolutions for construction and assembly work mechanization, and also calculation of the expenditures for the mechanization. *

The target of the research is to develop the method of the organizational and technological engineering of the construction and assembly work mechanization, producing decreasing of the factual expenditures for the application of the machines and me'chanizms.

The scientific know-how of the research is concluded in the development of the method (including engineering, application and asessment of the efficiency), based on the application of the knowledge of the exper.ts and allowed in the dialog regime "person-computer" to form economically profitable project for the construction mechanization.

The other results of the research are: development of the methods for application and definition of the efficiency of the application of the aboved methods, the definition of the reasons of the overvalue by the factual cost the cost of the construction works; development of the characteristics to choose experts; establishment of the base for expert system to choose construction machines.

The results of the research were applicated by experiments in the construction and project organizations and also were applicated in industry in the construction trust.

The environment of the application - constructional, project organizations and also the ones engaged'in the application of the construction machines.

Петренко Дмитрии Владимирович

Организационно- технологическое проектирование механизации строительно-монтажных работ с применением экспертных систем

05.23.08 - Технология и организация.......

промышленного и гражданского строительства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 21.07.94г. Формат 60x90 1/16 Бумага тип. 2. Печать офсетная. Усл.печ.листов 1,5. Усл.краско-оттисков 1. Учетно-издат. листов 1,2. Тираж 100 экз. Заказ N 001. Бесплатно.

НТФ "АСТРОН", 220004, г.Минск, пер.Я.Коласа, 4. Отпечатано на копировальном аппарате НТФ "АСТРОН".