автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры

На правах рукописи

Ярулин Рустам Назипович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА РЕМОНТНЫХ РАБОТ ДЛЯ ЗДАНИЙ И ИНЖЕНЕРНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Специальность:

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2012

1 8 ОКТ 2012

005053504

005053504

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Московский государственный строительный университет" (ФГБОУ ВПО

"МГСУ").

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Волков Андрей Анатольевич

Официальные оппоненты:

Чулков Виталий Олегович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО "Московская государственная академия коммунального хозяйства и строительства" (МГАКХиС), заведующий кафедрой Организации, планирования и управления в строительстве (ОПУС)

Казаков Алексаидр Александрович, кандидат технических наук, Открытое акционерное общество (ОАО) "Моспроект", ведущий инженер-конструктор

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" (РГСУ).

Защита состоится 15 ноября 2012 года в 11.00 на заседании диссертационного совета Д212.13 8.01 при ФГБОУ ВПО "Московский государственный строительный университет" по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, "Открытая сеть образования в строительстве", ауд. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО "Московский государственный строительный университет".

Автореферат разослан 28 сентября 2012 года.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В настоящее время, для установления технического состояния зданий и сооружений, проведению профилактических мер и ремонтов конструкций и оборудования, осуществляемых в строго установленные сроки, для обеспечения сохранности и эксплуатационной пригодности, предупреждения преждевременного износа и предотвращения аварийных ситуации применяются, как правило, следующие системы технической эксплуатации зданий и сооружений:

- система технического обслуживания и ремонта жилых зданий и объектов коммунального и социально-культурного назначения в соответствии с ВСН 58-88(р) "Положение об организации, проведении реконструкции, ремонта и технического обследования жилых зданий объектов коммунального хозяйства и социально-культурного назначения";

- система планово-предупредительного ремонта зданий и сооружений производственного назначения.

Обе системы сходны по содержанию и обязательны для всех министерств и ведомств, которые могут их дополнять в соответствии со спецификой объектов. Таким образом, задачи эксплуатации зданий и сооружений представляют собой комплекс мероприятий, обеспечивающих комфортное и безотказное использование их элементов и систем для определенных целей согласно их предназначения в течение нормативного срока службы. Данный комплекс мероприятий подразделяется на технологическую эксплуатацию (обслуживание зданий и сооружений согласно их предназначения) и техническую (поддержание их в исправном состоянии).

Задачей мероприятий технической эксплуатации зданий является устранение физического и морального износа конструкций и обеспечение их работоспособности. Надежность элементов обеспечивается при выполнении комплекса мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту зданий.

Надежность здания определяется надежностью всех его элементов. При этом, надежность - это свойство, обеспечивающее нормативный температурно-влажностный и комфортный режим помещений, сохраняющее при этом эксплуатационные показатели (тепло-, влаго-, воздухо-, звукозащиту) в заданных нормативных пределах, прочность и декоративные функции в течение заданного срока эксплуатации.

К мероприятиям технической эксплуатации относятся следующие осмотры и ремонты:

- общий осмотр;

- частичный осмотр;

- внеочередной осмотр;

- текущий профилактический ремонт;

- текущий непредвиденный ремонт;

- выборочный и комплексный капитальный ремонты.

Главная цель проведения осмотров и ремонтов в зданиях и сооружениях -частичное и полное восстановление износа отдельных конструктивных элементов. Инженерного оборудования и отделка. Они должны проводиться периодически в плановом порядке и в строго установленные сроки. Общий осмотр проводится два раза в год (весной и осенью). При этом здания и сооружения обследуются в целом, включая конструкции, инженерное оборудование, отделку и элементы внешнего благоустройства. Внеочередной осмотр зданий и сооружений проводится после стихийных бедствий (ливней, снегопадов, сильных ветров, ураганов и т.д.). Текущий ремонт заключается в систематическом и своевременном проведении работ по предохранению частей зданий и сооружений, а также оборудования от преждевременного износа и устранения мелких повреждений и неисправностей. Главная задача текущего ремонта - это восстановление защитных покрытий конструкций и их элементов, а также устранение мелких повреждений. Работы по текущему ремонту подразделяются на плановые (профилактические) и непредвиденные. Главной задачей капитального ремонта является проведение работ по замене и усилению конструкций. Комплексный капитальный ремонт является основным видом ремонта зданий и сооружений и предусматривает одновременную замену изношенных конструкции и инженерного оборудования. Выборочный капитальный ремонт предусматривает полную или частичную замену или усиление отдельных изношенных конструкции и элементов инженерного оборудования

Таким образом, проектирование и технологическая подготовка производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры должны рассматриваться как сложный и комплексный процесс, требующий автоматизации в части проектирования технологической подготовки производства соответствующих строительных работ.

Необходимость практического решения указанной задачи и ее недостаточное научно-методическое обеспечение определили выбор темы диссертационной работы и рассматриваемый в ней круг вопросов.

Научно-техническая гипотеза диссертации предполагает объективную возможность совершенствования теории и практики организации производства при проведении ремонтных работ на основе использования автоматизированных систем проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры.

Цель диссертации - автоматизация проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры.

Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:

- анализ существующей практики организации ремонтных работ;

- анализ существующих решений автоматизированного проектирования и информационной поддержки ремонтных работ;

- разработка модели автоматизации проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры;

- разработка алгоритма принятия решений в случае возникновения аварийной ситуации;

- разработка алгоритма синтеза планов ремонтных работ;

- разработка организационно-технологической схемы проведения процесса ретроспективы;

- исследование проблем практики внедрения предложенных решений;

- формулировка перспективных направлений исследования в рамках избранного направления.

Объектом исследования являются технологические подготовительные и производственные процессы при проведении плановых и срочных ремонтных работ для зданий.

Предметом исследования являются объекты и процессы автоматизированного проектирования и технологической подготовки строительного производства при проведении ремонтных работ.

Теоретические и методологические основы исследования. Для достижения поставленной цели использованы системотехнический подход, теория и практика построения систем автоматизированного проектирования в строительстве, теория принятия решений, теория организации и технологии строительного производства, а также тематические научные работы отечественных и зарубежных авторов.

Научной новизной обладают следующие результаты представленной диссертации:

- модель автоматизации проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры;

- алгоритм принятия решений в случае возникновения аварийной ситуации;

- алгоритм синтеза планов ремонтных работ;

- организационно-технологическая схема проведения процесса ретроспективы.

Практическая значимость диссертации заключается в возможности практического применения совокупности созданных модели, алгоритмов и схем для построения и использования функциональных расширений систем автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры, позволяющих повысить эффективность планирования расхода материально-технических и иных ресурсов при проведении плановых и аварийных ремонтных работ.

Апробация результатов исследования. Результаты исследований докладывались на международных научных конференциях "Строительство -Формирование среды жизнедеятельности" (г. Москва, 2010-2012 гг.), Международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в

строительной науке и образовании" (г. Москва, 2011 г.), секции Научно-методического совета по информационным системам и технологиям науки и образования в области строительства (НМС ИСТ) при Международной Ассоциации строительных вузов (АСВ) и Учебно-методическом объединении (УМО) вузов Российской Федерации в области строительства (2010, 2011 гг.), заседаниях и семинарах кафедры "Информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве" ФГБОУ ВПО "МГСУ".

Результаты диссертации опубликованы в 2010-2012 гг. в 7 научных работах, в том числе - в 4 работах в научных изданиях, входящих в действующий перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук, утвержденный Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.

В результате проведенных исследований автором (в составе авторского коллектива) получено Свидетельство о государственной регистрации базы данных (2010 г.).

Экспериментальное внедрение результатов исследования выполнено в Обществе с ограниченной ответственностью (ООО) "Инженерная фирма Гипрокон". Отдельные результаты диссертации использованы в учебном процессе кафедры ИСТАС ФГБОУ ВПО "МГСУ".

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста, общих выводов и предложений, библиографического списка и приложений.

Содержание диссертации соответствует п.п. 2,3,6 Паспорта специальности 05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство).

ОСНОВНЫЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, объект предмет, научная новизна и практическая значимость исследования.

Методологическая схема исследования представлена на рис. 1.

В первой главе проведен анализ существующей практики организации и планирования ремонтных работ, специфика и проблемы существующих решений автоматизированного проектирования и информационной поддержки планирования и организации ремонтных работ в целом, а так же исследования отечественных и зарубежных литературных источников по организации, проектированию и технологической подготовке производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры.

В процессе исследования установлено, что комплекс мероприятий, обеспечивающих комфортное и безотказное использование зданий и сооружений, их элементов и систем для определенных целей согласно их предназначения в течение нормативного срока службы подразделяется на технологическую и техническую эксплуатацию (рис. 2).

Рис.1. Методологическая схема исследования

- Эксплуатация зданий и сооружений (-

Технологическая эксплуатация *

использование (обслуживание) согласно предназначению

Техническая эксплуатация -подав ржание в исправном состоянии

1. Повеянный уход за конструкциями.

2. Техническое обслуживание и наладка инженерного оборудования.

Техническое обслуживание

; Осмотры и диагностика ; технического состояния

..J______

Ремонт конструкций и инженерного оборудования

Текущий ремонт > • профилактический (плановый); • непредвиденный.

Капитальный ремонт:

- выборочный;

- комплексный..

Частые осмотры

I Внеочередные ! (выборочные) осмотры

Общие (сезонные) осмотры

Визуальная оценка

Ни струм ента л ьн ы контроль

Рис. 2. Состав мероприятий по эксплуатации зданий к сооружений

Технологическая эксплуатация (обслуживание) конструкций и инженерных систем предусматривает проведение необходимых мероприятий по созданию проектных эксплуатационных условий работы всех элементов зданий и сооружений.

К мероприятиям технической эксплуатации относятся работы по обеспечению нормативных режимов и параметров, регулированию и доводке оборудования и систем здания, благоустройству территории, выявлению появившихся в них неисправностей, устранению в процессе контроля мелких повреждений.

Информационная поддержка этапа эксплуатации осуществляется автоматизированными системами управления предприятием (АСУП) и автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУТП). К АСУП относятся системы планирования и управления предприятием Enterprise Resource Planning (ERP), планирования производства и требований к материалам Manufacturing Requirement Planning (MRP-2), производственная исполнительная система Manufacturing Execution Systems (MES), а также Supply Chain Management (SCM) - управление материальными и соответствующими им информационными потоками от поставщика материалов, сырья и полуфабрикатов через производство продукции к потребителю.

Наиболее развитые системы ERP выполняют различные бизнес-функции, связанные с планированием производства, закупками, сбытом продукции, анализом перспектив маркетинга, управлением финансами, персоналом, складским хозяйством, учетом основных фондов и т.п. Системы MRP-2

ориентированы, главным образом, на бизнес-функции, непосредственно связанные с производством, а системы MES - на решение оперативных задач управления проектированием, производством и маркетингом. На этапе эксплуатации применяют также специализированные компьютерные системы, занятые вопросами ремонта, контроля, диагностики эксплуатируемых систем.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами контролируют и используют данные, характеризующие состояние технологического оборудования и протекание технологических процессов. Именно их чаще всего называют системами промышленной автоматизации. Для выполнения диспетчерских функций (сбор и обработка данных о состоянии оборудования и технологических процессов) и разработки программного обеспечения (ПО) для встроенного оборудования в состав АСУТП включается систему SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Непосредственное программное управление технологическим оборудованием осуществляют с помощью системы CNC (Computer Numerical Control) на базе контроллеров (специализированных компьютеров, называемых промышленными), которые встроены в технологическое оборудование. В состав развитых систем автоматизированного проектирования (САПР) входят в качестве составляющих системы конструкторского проектирования (Computer-Aided Design - CAD), технологических процессов (Computer-Aided Manufacturing - САМ), а так же системы расчетов инженерного анализа (Computer-Aided Engineering - CAE).

Во второй главе рассмотрены организационные вопросы проведения ремонтных работ с учетом организационных решений при возникновении аварийных ситуаций в конструктивных элементах зданий и инженерной инфраструктуры, рассмотрены существующие методы автоматизации организации строительного производства в целом и ремонтных работ в частности, на основе полученных результатов разработана модель системы автоматизированного проектирования производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры.

Проведенный анализ существующих методов организации и автоматизации ремонтных работ показал:

- проектирование и технологическая подготовка производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры должны рассматриваться как сложный и комплексный процесс, требующий автоматизации;

- процесс автоматизации должен быть "прозрачным" и регулируемым экспертом на любом шаге;

- при автоматизации важное место занимают аварийные ситуации, возникающие в конструктивных элементах зданий и инженерной инфраструктуры, предупреждение или своевременное устранение которых позволяет существенно уменьшить материальные затраты в ходе эксплуатации;

- существенную экономию материальных и трудовых затрат может принести совместное проведение аварийных и плановых ремонтных работ. Вариант организационных решений проведения "гибридного" плана ремонтных работ должен предлагаться автоматизированной системой, корректировку плана и решение о проведении работ должен производить эксперт;

- для нормального функционирования информационной системы необходимо, чтобы концептуальная модель адекватно отображала реалии той предметной области, для которой она разрабатывается. Методологии, позволяющие эффективно отображать существующую смысловую содержательность реальности в конструкции модели, относятся к так называемым, семантическим методологиям. Наиболее подходящей семантической моделью для рассматриваемой автоматизированной системы является модель "сущность -связь";

- при автоматизации должна быть предусмотрена возможность использования любых нормативных баз при проектировании и технологической подготовки ремонтных работ, а так же при расчете их себестоимости.

В рамках изучения нормативных расчетов согласно методике определения стоимости строительной продукции на территории Российской Федерации (МДС 81-35.2004), при участии автора, была разработана и зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности РФ база данных (ЬД) "Оценка себестоимости затрат на содержание и ремонт объектов жилой и нежилой недвижимости". БД включает подобранные и систематизированные оригинальным образом справочники и перечни зданий, частей и конструктивных элементов зданий, коммунальной инфраструктуре частей и имуществе зданий. Содержащаяся в БД информация используется при автоматизированном расчете себестоимости затрат на содержание и ремонт объектов жилой и нежилой (коммерческой) недвижимости. Размещенные предложенным образом в базе данных материалы, дают возможность определить нормы производства работ по содержанию и ремонту (эксплуатации) объектов жилой и нежилой (коммерческой) недвижимости, представляющие собой совокупность трудовых, материальных и финансовых норм, на основании которых определяются расходы и стоимость ресурсов, а так же расчет стоимости работ. БД позволяет повысить степень обоснованности принимаемых решений, сократить расходы на проведение операций по анализу и актуализации информации о состоянии конструктивных элементов, инженерных систем и оборудования, зданий и прилегающей территории, минимизировать бумажный документооборот и обеспечить оперативный доступ к информационным ресурсам.

На основании результатов вышеприведенного анализа и исследования предлагается создать САПР, которая обеспечивает проектирование организации, технологической подготовки и проведения ремонтных работ. Предлагаемая модель учитывает внеплановые мероприятия и помогает эксперту в принятии оперативных решений, направленных на экономию материальных, временных и человеческих ресурсов. Представляя планы ремонтных работ (плановых и внеплановых), ремонтные работы, состав строительных материалов, изделий, машин и механизмов (далее - номенклатура), участвующие в ремонтных работах, а так же конструктивные элементы на которых ведутся работы в виде отдельных сущностей, системе проектирования обеспечивается необходимая "гибкость".

Проектирующую подсистему САПР производства ремонтных работ обеспечивают: база данных, система управления БД, реестры основных сущностей, составление плана работ (внепланового и планового), подсистема

принятия решений, подсистема синтеза планов ремонтных работ, подсистема анализа решений (ретроспектива решений).

Модель САПР производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры (САПР ПРР) представлена на рис. 3.

Рис. 3. Модель САПР производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры (по обшей схеме И.П. Норенкова, A.A. Волкова)

Основу проектирующих подсистем САПР ПРР составляют 7 блоков:

1) База данных. Данный блок представляет собой организованную в соответствии с определенными правилами и поддерживаемую в памяти компьютера совокупность данных, используемую для удовлетворения информационных потребностей системы.

2) Система управления базами данных (СУБД). Представляет собой совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

3) Реестр сущностей. Эксперт составляет реестр номенклатуры и реестр плановых работ, причем в данном блоке ремонтная работа ограничена только кодом и наименованием работы, а единица номенклатуры ограничивается кодом, наименованием и единицей измерения элемента. После заполнения реестров эксперт указывает связь работы и единиц номенклатур. Количество единиц номенклатур в этом блоке специально игнорируется.

Далее заполняется реестр конструктивных элементов, которые ранжируются по иерархии, то есть для каждого элемента указывается его родительский и дочерние элементы. У элементов наивысшей иерархии родительские элементы отсутствуют, соответственно, у элементов самой низкой иерархии отсутствуют дочерние элементы. Конструктивный элемент состоит из следующих атрибутов: код элемента, наименование элемента, коэффициент важности (Кв). Коэффициент важности - функциональная значимость элемента для всего объекта в целом, находится в диапазоне от 0 до 1, где 1 - важность объекта в целом. Коэффициент важности указывается, руководствуясь принципом метода анализа иерархий.

4) Составление плана ремонтных работ. С помощью заполненных ранее реестров заполняем новую сущность - "плановая работа". В эту сущность входит набор конструктивных элементов (над которыми ведутся работы) и набор единиц номенклатур с указанием их количества. Далее, заполняется сущность - "план ремонтных работ". Он ограничивается кодом, наименованием сроком начала и окончания плана ремонтных работ, периодичностью плана, а так же типом плана ремонтных работ (плановый или аварийный, на данном этапе ограничиваемся первым). Далее необходимо указать связь плана работ и плановой ремонтной работой. Таким образом, план ремонтных работ можно представить схемой на рис. 4.

5) Принятие решении. Данный блок необходим в случае возникновения аварии в конструктивном элементе. Эксперт составляет план проведения внеплановых ремонтных работ (руководствуясь блоком "Составление плана работ") и назначает срочность ремонтной работы. Срочность ремонтной работы(С/р/>) - максимально допустимое время простоя элемента в безремонтном состоянии и не влияющего на функциотгрование объекта в целом. Так же в данном блоке анализируются планы ремонтных работ и план проведения внеплановых ремонтных работ, а так же срочность ремонтных работ, указанная экспертом. Выносится решение о совмещении аварийных работ с планом ремонтных работ или о срочном проведении аварийных ремонтных работ.

6) Синтез плана ремонтных работ. В случае принятия блоком "Принятие решений" решения о совмещении аварийных работ с планами ремонтных работ. Система приступает к синтезу планов ремонтных работ, а именно, перераспределению аварийных ремонтных работ по планам ремонтных работ. Алгоритм синтеза планов ремонтных работ классифицирует аварийные работы по определенным категориям.

7) Ретроспектива принятых решений. В соответствии с организационно-технологической схемой проведения процесса ретроспективы, анализируются данные, полученные из планов работ, а так же статистика прошлых аварий.

[' ,;П"л'ан рётдонтны* работу:

Работа N

—Код предыдущей работы —Под работы

- Продолжительность работы

- Ранний срок начала

- Ранний срок окончания

- Резерв времени(полный}

- Резерв времени(свободный)

Рис. 4. Схема сущности плана ремонтных работ

В третьей главе предложен алгоритм принятия решений в случае возникновения аварийной ситуации в конструктивных элементах здания, разработан алгоритм синтеза планов ремонтных работ (аварийных и плановых), предложена организационно-техночогическая схема проведения процесса ретроспективы

Приведенный в работе алгоритм принятия решения необходим в случае возникновения з конструктивных элементах аварийных ситуаций и помогает эксперту в выборе способа производства внеплановых ремонтных работ:

- частично либо полностью проводить аварийные ремонтные работы в рамках плановых ремонтных работ;

- приступать к внеплановым ремонтным работам отдельно от плана ремонтных работ.

При возникновении аварии, поломки на конструктивном элементе, эксперт составляет план аварийных ремонтных работ, согласно модели САПР ПРР. Алгоритм, анализируя данный план, сравнивает его с последующими планами ремонтных работ:

ттЦ*т£} (1)

где:

Рп— планы ремонтных работ; тА

"- время возникновения аварии (поломки) в конструктивных элементах

(дата);

Т,"- время начала г'-го плана работ (дата).

Отбираются только те планы, которые соответствуют срочности аварийных ремонтных работ Чк, которые оценил эксперт - разность между датой начала плана ремонтных работ и датой происшествия аварии (поломки) в конструктивных элементах должна быть меньше либо равна срочности аварийных ремонтных работ:

{Рп\Т?н<ирк) (2)

где:

и'- срочность к-я аварийной ремонтной работы (количество дней). Далее, из выбранных планов ремонтных работ, необходимо выбрать только те, которые будут проходить на тех же конструктивных элементах либо в их составе будут те же виды работ:

Г Ол = Оп

.4 (3)

где:

О* - 5-й конструктивный элемент, над которыми выполняется я

внеплановая ремонтная работа;

О^ - г'-й конструктивный элемент, над когорыми выполняется п-я внеплановая работа, к-го плана ремонтных работ; А* -д-я внеплановая ремонтная работа; А" - ¿-я ремонтная работа, «-ого плана ремонтных работ. Исходя из изложенного, получаем следующую систему ограничений:

у А ^ у/7

(4)

Если находятся планы ремонтных работ, удовлетворяющие условиям Рс[г], то принимается решение о проведении аварийных ремонтных работ в рамках плановых ремонтных работ. В другом случае, если множество [г] = О принимаем решение приступать к внеплановым ремонтным работам отдельно от плана ремонтных работ (рис. 5).

В случае если алгоритмом принятия решений принято решение о проведении аварийных ремонтных работ в рамках плановых ремонтных работ />с[г]>0, система переходит к синтезу планов ремонтных работ - а именно, перераспределению аварийных ремонтных работ по планам ремонтных работ.

Алгоритм синтеза планов ремонтных работ классифицирует аварийные работы по следующим категориям:

Начало

I Реестр планов ремонтных работ Р"Ц], где ] - количество планов [ ремонтных работ зарегистрированных в системе.

План проведения аварийных работ Р*

Планы ремонтных работ, совпадающие с аварийными Рс[в], где g-количество планов ремонтных работ проходящих по критериям

Срочность аварийных ремонтных работ иРь где к-количество работ в плане РА

~~Сэпоставление времени начала планов Р"», Р*

срочности временных работ ,,

- Анализ совпадения конструктивных элементсв--"—в планах РП,иР*

Сопоставление времени начала планов Р*и Р*

¡Добавление плана Р" в массив РСИ;

Решение: Совместить аварийные работы с плановыми ремонтными работами. Рс1в1, Р*. и"

8>0

Конец

Решение: Проводить аварийные

ремонтные работы { внепланово, Р*, ив_{

Рис. 5. Алгоритм принятия решений в случае возникновения аварийной ситуации в конструктивных элементах здания

- A/"['h] ~ аварийные работы, рекомендованные на полное замещение соответствующими работами в соответствующем плане ремонтных работ;

- л-Ы - аварийные работа, рекомендованные на добавление в соответствующий план ремонтных работ, на данном конструктивном элементе;

- ~ аварийные работы, рекомендованные на добавление в соответствующий план ремонтных работ, по данному виду ремонтных работ;

_ А"с[п,] - аварийные работы, которые не соответствуют ни одному из режимов проверки ремонтных работ системы.

Задача синтеза планов ремонтных работ, состоит в том, чтобы помочь эксперту распределить аварийные ремонтные работы на последующие планы ремонтных работ, для экономии материальных, человеческих и прочих ресурсов (рис 6).

В алгоритм синтеза входит метод проверки на соответствие, анализирующий проектные решения по заданному режиму проверки ремонтных работ (matchMode):

1. Full - режим, который анализирует аварийные работы на соответствие планам ремонтных работ, по конструктивным элементам, на которых проходят работы, а так же по кодам работ, которые содержатся в плане ремонтных работ.

2. Element - режим, который анализирует аварийные работы на соответствие планам ремонтных работ только по конструктивным элементам, на которых проходят работы.

3. Work - режим, который анализирует аварийные работы на соответствие планам ремонтных работ только по кодам работ, которые содержаться в плане ремонтных работ.

Алгоритм метода проверки на соответствие представлен на рис. 7.1-7.2.

Аварийные ремонтные работы поочередно проходят проверку на соответствие режимам, начиная с режима Full и заканчивая Work. Те работы, которые соответствуют заданному режиму не проходят последующей проверки.

Вне зависимости от полученного системой решения о синтезе аварийных работ необходимо выполнить ретроспективу произошедших внеплановых ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры. На этапе ретроспективы анализируется время и место (конструктивный элемент) происшествия аварии, работы которые выполняются на этапе ремонта, какие номенклатуры участвовали в этих работах, а так же происходит анализ статистики прошлых аварий на данных конструктивных элементах. На рис. 8 представлена организационно-технологическая схема проведения процесса ретроспективы на основе вышеперечисленных запросов.

В четвертой главе исследованы проблемы практики внедрения предложенных решений. Изучены современные технологии организации интерактивных, автоматизированных систем. Выделены основные требования к системе, обеспечивающие возможность создания автоматизированной системы проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры:

\аа'[}]-все аварийные рзботы

- планы проведения ремонтных

¡работ

! , Метод проверки на соответствие №1

| !Вход:

'Выход:

| А 'Ы- Аиееоств [т1] -работы, не прошедшие соответствие № 1

г----------------------* __ .

! ' Метод проверки на соответствие №2 : ;Вхед:

1тегЬоаМос1е = Е1_ЕМЕМТ; ^[дЬА4*™0™-^!];

■ Выход:

\А '[пЖ АНесоот*[т2] -работы, не прошедшие соответствие № 2

! Метод проверки на соответствие №3

!Вход;

'гпегЬо^Мойе = \VORK; ^[д]; АНе<:оот*-[т2};

'Выход:

ААв[г.з}; АНесост* [тЗ] -работы, не прошедшие соответствие № 3

> г

\АА'[п4} = АНе "тЧт31 !

Конец

Рис. 6. Алгоритм синтеза планов ремонтных работ

• Планы ремонтных работ,где д-Количеств о планов ремонтных | работ;

>Аа'Ц]- Аварийные ремонтные работ, где ^-количество аварийных ! ремонтных работ;

\matchMode- Режим поиска совпаденний;

\А"ша'[2}=0 • Ремонтные работы, соответствующие поиску;

1Апоет*м[п1=0 - Ремонтные работы, не соответствующие поиску;

11=0;

[таГсЛ№Ыг=/а/зе - Совпадение ремонтных I работ(имеет значение ложь по умолчанию) 1л7а(сЛ£/е/77=Лэ/5е-Совпадение по конструктивным элементам (имеет значение ложь по умолчанию)

Ранжируем Р°[д] по дате начала работ от самой ранней до самой поздней

Асд М - Ремонтные работы, плана ^[д], где V/ -! количество ремонтных работ

Рис. 7.1. Алгоритм метода проверки на соответствие (часть 1)

( а ;

__Х—^

\ Работы a e[ij не вои/едшие в' | массив AmaKJ,[z) добавляются в: • массив АпвПакТ1{п] I

AmaKh[z] A^^ln] /

. i ^

X

; Конец ;

Рис. 7.2. Алгоритм метода проверки на соответствие (часть 2)

1) доступ к системе должен обеспечиваться с помощью широкополосного интернет канала, с соответствующими ограничениями по безопасности;

2) система должна иметь возможность обрабатывать большие объемы структурированных и хранение неструктурированных данных. При этом доступ извне, непосредственно к хранилищу данных должен быть физически закрыт, а обеспечивать возможность работы с данными должна система;

3) система должна предоставлять набор сервисов, взаимодействующих параллельно с комплексом зданий и инженерной инфраструктуры. Набор сервисов должен соответствовать специфике каждого из участников;

4) система должна предоставлять возможность доступа к своим сервисам при помощи общедоступных интерфейсов определенных на расширяемом языке разметки Extensible Markup Language (XML). Взаимодействие должно осуществляться согласно описанным форматам сообщениями основанных на XML, и передаваемых с помощью интернет протоколов;

5) система должна предоставлять возможность использовать свои сервисы с помощью общедоступного пользовательского интерфейса, который в свою очередь, в полной мере должен обеспечивать возможность решения задач, описанных в методике.

Составление плана работ

Принятие решений

Ретроспектива

Синтез планов ремонтных

работ

Прогнозирование ^ возможных аварий зданий и инженерных сооружений

Составление плана профилактических работ

Формирование плана резерва номенклатур

; Помощь в принятии J решений Эксперту [ при возникновении | типовыхавэрий

Корректировка последующего плана | ремонтных работ с учетом профилактических | работ г

Рис. 8. Организационно-технологическая схема проведения процесса ретроспективы

Перечисленные ограничения позволяют определить спектр технологий, которые способны решить поставленные задачи. Облачные вычисления могут стать технологической платформой, обеспечивающей возможность создания автоматизированной системы проектирования и технологической подготовки производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры. Облачные технологии - это инновационная технология, которая предоставляет динамично масштабируемые вычислительные ресурсы и приложения через Интернет в качестве сервиса под управлением поставщика услуг. В случае изменения потребностей системы, мощности информационного центра могут гибко перестраиваются, при этом вычисления организованы внутри "облака", пользователю системы достаточно оперировать данными и результатами.

На рис. 9 показана предполагаемая архитектура решения САПР ПРР. Внутри "облака" находятся модули, несущие в себе коммутативную, вычислительную функцию, а так же функцию хранения и обработки данных:

- Служба коммутации - служба для обмена данными между приложениями (службами, базами данных). Делает возможным построение безопасных и надежных транзакционных систем через упрощенную унифицированную программную модель межплатформенного взаимодействия;

• - Сервис (служба логики, веб-сервис) - служба, идентифицируемая веб-адресом, программная система со стандартизированными протоколами взаимодействия. Выполняет логические и математические расчеты системы. Является единицей модульности;

^Облачная» платформа

Веб-сервисы

Служба коммутации

Файловое хранилище

СУБД Г"

^ Базы данных

■

Приложения Пользователя

Приложение Администратора

Рис. 9. Предполагаемая архитектура решения САПР ПРР

- Система управления базами данных - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных;

- База данных - совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных;

- Файловое хранилище - обеспечивает хранение структурированных и неструктурированных данных (файлы конфигурационных настроек, изображения и пр.);

- Приложение администратора - пользовательское приложение, выполняющее ряд административных функций: создание, настройка и управление решениями системы, распределение прав доступа к решениям системы, журнализация работы системы;

- Приложение пользователя - осуществляет работу с входными, выходными данными, проводит ввод или коррекцию входной информации для расчетов.

Следует отметить, что для использования данной системы со стороны пользователя необходим лишь доступ к сети Интернет на компьютере любой мощности, что существенно снижает затраты на использование системы в организациях, а с появлением на рынке информационных технологий планшетных компьютеров, решение может стать наиболее портативным.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕШШ

1. Выполнен анализ практики организации ремонтных работ, показавший, что задачи эксплуатации зданий представляют собой комплекс мероприятий, обеспечивающих их комфортное и безотказное использование, эксплуатацию элементов и систем для определенных целей согласно их предназначения в течение нормативного срока службы. Проектирование и технологическая подготовка производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры должны рассматриваться как сложный и комплексный процесс, требующий автоматизации.

2. Выполнен анализ существующих решений автоматизированного проектирования и информационного обеспечения ремонтных работ в^ целом, показавший, что на современном информационном рынке, несмотря на большое разнообразие программных продуктов, и средств автоматизации в строительной отрасли, отсутствуют решения связанные с проектированием и технологической подготовкой ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры.

3. Разработана модель САПР производства ремонтных работ для зданий и инженерной инфраструктуры. Предлагаемая модель учитывает внеплановые мероприятия по ремонту зданий и инженерной инфраструктуры и помогает эксперту в принятии оперативных решений, направленных на экономию материальных, временных и человеческих ресурсов.

4. Разработан алгоритм принятия решений в случае возникновения аварийной ситуации, который необходим в случае возникновения в конструктивных элементах аварийных ситуаций, и помогает эксперту в выборе способа производства внеплановых ремонтных работ: частично либо полностью проводить аварийные ремонтные работы в рамках плановых ремонтных работ или приступать к внеплановым ремонтным работам отдельно от плана ремонтных работ. При возникновении аварии, поломки на конструктивном элементе, эксперт составляет план аварийных ремонтных работ, согласно модели САПР ПРР.

5. Разработан алгоритм синтеза планов ремонтных работ. В случае если алгоритмом принятия решений принято решение о проведении аварийных ремонтных работ в рамках планов ремонтных работ, алгоритм синтеза планов ремонтных работ классифицирует аварийные работы по определенным категориям, а так же перераспределяет аварийные ремонтные работы по планам ремонтных работ, что позволяет экономить материальные, человеческие и прочие ресурсы.

6. Разработана организационно-технологическая схема проведения процесса ретроспективы. На этапе ретроспективы анализируется время и место (конструктивный элемент) происшествия аварии, работы которые выполняются на этапе ремонта, виды номенклатур, участвующие в этих работах, а так же происходит анализ статистики прошлых аварий на данных конструктивных элементах.

7. Практическое внедрение разработанных в диссертации методических рекомендаций и предложений заметно упрощает процесс проектирования ремонтных работ и позволяет существенно снизить затраты на их проведение.

Основное содержание диссертации опубликовало в следующих работах:

1. Ярулин Р.Н. Современные проблемы ЖКХ // Сб. науч. тр. кафедры "Информационные системы и технологии управления в строительстве" Вып. 1 / Московский государственный строительный университет. - М • МГСУ 2010 -0,5/0,25 п.л.

2. Ярулин Р.Н. Особенности построения АСУ для предприятий строительной отрасли // Сб. науч. тр. кафедры "Информационные системы и технологии управления в строительстве" Вып. 1 / Московский государственный строительный университет. - М.: МГСУ, 2010. - 0,5/0,25 п.л.

3. Ярулин Р.Н. Современные подходы, используемые в автоматизированных системах управления и эксплуатацией зданием [текст] // Вестник МГСУ. - 2010. - №4. - Т. 2. - 0,5 п.л.

4. Ярулин Р.Н. Применение современных технологий при построении системы, обеспечивающей функционирование виртуальных предприятий [текст]

// Вестник МГСУ. - 2011. - №6. - 0,5/0,25 п.л. *

5. Ярулин Р.Н. Применение облачных технологий при автоматизации документирования учета и контроля отходов строительства [текст] // Вестник МГСУ. - 2011. - №6. - 0,5 пл.

6. Ярулин Р.Н. Применение облачных технологий при автоматизации документирования учета и контроля отходов строительства [текст] // Сб. науч. тр. Международной научной конференции "Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании". - М.: МГСУ, 2011. - Т. 1. - 0,5 п.л.

7. Ярулин Р.Н. Автоматизация проектирования производства ремонтных работ зданий и инженерной инфраструктуры [текст] // Вестник МГСУ. - 2012. -№9.-0,5/0,25 п.л.

Интеллектуальная собственность, созданная в процессе исследования, защищена свидетельством:

8. Св. 2010620731 Российская Федерация. Оценка себестоимости затрат на содержание и ремонт объектов жилой и нежилой недвижимости [Текст] / Грабовый П.Г., Кириллова А.Н., Королев С.А., Матвеев А.О., Петрова С.Н., Теличенко В.И., Чернышев JI.H., Ярулин Р.Н.- №2010620664; заявл. 16.11.10;

per. 14.12.10. *

- 4 работы, опубликованные в научных изданиях, входящих в действующий перечень ВАК Минобрнауки России.

Лицензия ЛР №020675 от 09.12.1997 г.

_ФГБОУ ВПО "Московский государственный строительный университет"

Подписано в печать: 25.09.2012. Формат: 60x84 1/16 Печать: XEROX

Объем: 1,0 п.л._Тираж: 100_Заказ №: б/н

НОЦ ИСИАС, 129337, г. Москва, Ярославское ш., 26, ФГБОУ ВПО "МГСУ"