автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Направленный мониторинг соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям

На правах рукописи

КАРИКОВ Дмитрий Александрович

НАПРАВЛЕННЫЙ МОНИТОРИНГ СООТВЕТСТВИЯ ПРОЦЕССОВ И РЕЗУЛЬТАТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРОЕКТНЫМ РЕШЕНИЯМ

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Научный руководитель:

доктор технических наук Волков Андрей Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Чулков Виталий Олегович

кандидат технических наук Куликова Екатерина Николаевна

Ведущая организация:

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет(ННГАСУ).

Защита состоится 06 июля 2004 года в 16.00 на заседании диссертационного совета Д212.138.01 при Московском государственном строительном университете по адресу: 115114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 528.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 04 июня 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Ориентация современного строительного производства на перспективные направления научно-технического прогресса, предполагающие проектирование и создание зданий и сооружений, отвечающих актуальным требованиям безопасности, надежности, ресурсосбережения, экологии, эргономики и комфорта жизнедеятельности и обитания человека, определяет необходимость проектирования и функционирования широкого спектра оригинальных инженерных и информационно-технических систем строительных объектов, направленных на решение задач в рамках перечисленных направлений. Исходя из анализа современных научных работ в обозначенной области (А.А. Гусаков, А.А. Волков и др.), подобные системы носят выраженный функциональный характер, а возможность и эффективность их использования определяется, в первую очередь, основными качествами исходных и изменяемых тематической информации и данных: репрезентативностью, содержательностью, достаточностью, доступностью, актуальностью, своевременностью, точностью, достоверностью и устойчивостью. Действительно, адекватность всех видов моделирования объектов и процессов управления, применяемого в составе информационно-аналитического обеспечения функциональных систем управления зданиями и сооружениями (А.А. Волков), зависит от качества подготовки и представления входных параметров. Решение подобной задачи на системотехническом уровне предполагает перманентный контроль исходных и изменяемых тематической информации и данных в контексте специфики перечисленных качеств. Одной из основных проблем при этом становится достоверность тематической информации и данных, оценить которую на эксплутационной стадии представляется весьма проблематичным. Дело в том, что непосредственно в процессе строительного производства, в силу целого ряда объективных причин, часть проектных решений тем или иным образом изменяется, что не всегда адекватно отражается в соответствующей проектно-технической и иной сопроводительной документации. Кроме того, специфика и особенности строительной отрасли в современных условиях хозяйствования накладывают свой отпечаток на реальный процесс строительства, что, к сожалению, сегодня как нельзя более характерно и для нашей страны. Речь идет о том, что часть вопросов, решение которых регламентируется установленным порядком (СНиП, ГОСТ и пр.), на практике никак с ним не соотносится. Например — подмена строительных и отделочных материалов, несоблюдение основных параметров технологических циклов и пр. В большинстве случаев, подобная "самостоятельность" может значительно влиять на качество функционирования оригинальных инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений, изменяя его не в лучшую сторону. Следует отметить, что существующая практика авторского надзора (комплекса мероприятий, осуществляемого для обеспечения соответствия технологических, архитектурно-стилистических, строительных и других технических решений и показателей вводимого в эксплуатацию объекта решениям и показателям, предусмотренным" в утвержденной 'заказчиком проектной документации) способствует решению обозначенных задач далеко не во всех случаях.

НОС'бИ6ЛИОТ1.КА ,

Особое значение в современной практике организации строительного производства рассматриваемая проблема приобретает в свете "Федерального закона о техническом регулировании", регламентирующего отношения, возникающие при установлении обязательных требований и добровольных правил и характеристик в отношении продукции, процессов и методов производства, эксплуатации, выполнения работ и оценке соответствия. Дело в том, что в общем случае, технические регламенты (в том числе - в области строительства), используемые в рамках нового закона, содержат лишь требования к эксплутационным характеристикам продукции, процессам производства и пр., но не содержат требований к конструкции и исполнению.

Исходя из сказанного, можно утверждать, что проблема достоверной оценки исходных и изменяемых данных для проектирования и функционирования инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений на основе использования направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям является актуальной и важной научно-технической задачей организации строительства.

Научно-техническая гипотеза предполагает возможность достоверной оценки исходных и изменяемых данных для проектирования и функционирования инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений на основе использования направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям.

Цель работы: разработка методики построения систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие основные задачи:

• анализ практики исполнения проектных решений и проблем несоответствий;

• анализ необходимости и возможностей направленного мониторинга строительного производства;

• классификация и анализ областей направленного мониторинга процессов и результатов строительного производства;

• разработка методики построения и анализ систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям;

• анализ структур, состава и полноты систем направленного мониторинга;

• анализ функций систем направленного мониторинга в организации строительного производства;

• разработка схем информационных потоков в системах направленного мониторинга, рекомендаций по выбору программного обеспечения, операционных платформ и сетевых решений.

Объект исследования: мониторинг строительного производства.

Предмет исследования: направленный мониторинг соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям.

В основу методологии исследования положены общая теория функциональных систем, системотехника строительства, теория и практика организации строительного производства, математическое моделирование, тематические работы отечественных и зарубежных ученых, прикладные исследования в области создания систем мониторинга, информационного и аналитического обеспечения строительства.

Научная новизна исследования состоит в следующем:

• предложено понятие, построена классификация и выполнен анализ областей направленного мониторинга процессов и результатов строительного производства;

• предложена методика построения систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям;

• исследованы проблемы практики проектирования и функционирования систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям.

Практическая значимость диссертации заключается в создании методов, средств и разработке практических рекомендаций для построения систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям, позволяющих качественно повысить уровень достоверной оценки исходных и изменяемых данных для проектирования и функционирования инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений. Предложенный подход позволяет:

• качественно расширить функции существующей практики авторского надзора;

• более эффективно решать задачи создания строительных объектов в соответствии с актуальными требованиями, предъявляемыми к современным зданиям и сооружениям в рамках концепции "интеллектуального дома".

Практическая значимость диссертационного исследования подтверждается внедрением полученных результатов.

Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы (подход к построению систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям, методы, средства и практические рекомендации в части создания подобных систем) внедрены в отдельных проектах, реализуемых Обществом с ограниченной ответственностью "Инженерная фирма ГИПРОКОН", что позволило предложить новые схемы информационных потоков оригинальных приложений и существующих программных комплексов на уровне проектирования и организации систем контроля производственных процессов, а также в Государственном унитарном предприятии "Управление по реконструкции и развитию уникальных объектов" при совершенствовании практики технического надзора в области строительства и реконструкции зданий и сооружений.

Отдельные части диссертационной работы использованы в процессе подготовки и переподготовки специалистов на кафедрах системного анализа в строительстве и информационных систем и технологий управления строительством Московского государственного строительного университета (МГСУ).

Внедрение результатов работы подтверждено соответствующими документами.

Апробация работы. Содержание и результаты диссертационного исследования неоднократно докладывались на российских и международных конференциях (Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные вопросы строительства. Вторые Соломатовские чтения", Саранск, МГУ им. Н.П. Огарева, 2003 [2]; IV Международная научно-практическая конференция "Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах", Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2003 [4]; VII (международная) научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и докторантов "Строительство - формирование среды жизнедеятельности", Москва, МГСУ, 2004 [б]; XIII Российско-польско-словацкий семинар "Теоретические основы строительства", Словакия, Университет г. Жилина, 2004 [7]), обсуждались и одобрены на заседаниях и семинарах кафедры системного анализа в строительстве (2003-2004гг.) МГСУ, секции "Строительство" Российской инженерной академии (2003-2004гт.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в семи научных работах, общим объемом 1,0 п.л., в том числе лично соискателем - 0,75 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, отражающих содержание выполненного исследования, основных выводов и предложений, библиографического списка, состоящего из 147 наименований, и приложений.

На защиту выносятся положения, составляющие научную новизну диссертационного исследования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение диссертационной работы содержит обоснование актуальности темы исследования; новизны научно-технической гипотезы о возможности достоверной оценки исходных и изменяемых данных для проектирования и функционирования инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений на основе использования направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям; формулировку цели, задач, решение которых определяет достижение поставленной цели на системотехническом уровне, объекта и предмета диссертационного исследования. Сформулирована научная новизна и практическая значимость результатов работы.

Методологическая схема, отражающая взаимосвязь основных составляющих диссертационного исследования, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Методологическая схема исследования

Первая глава диссертационной работы содержит анализ практики исполнения проектных решений, авторского надзора проектных организаций, исследование проблем несоответствий процессов и результатов строительного производства проектным решениям, а также анализ необходимости и возможностей мониторинга строительного производства в контексте рассматриваемых проблем.

Следует начать с того, что проблема контроля реального исполнения проектных решений при строительстве и на начальных этапах эксплуатации возводимых зданий и сооружений далеко не нова, несмотря на что, продолжает оставаться актуальной и сегодня. Более того, во многих случаях, именно сегодня рассматриваемый вопрос выходит на первый план в практике организации строительного производства.

Действительно, от соответствия конструктивных и иных решений здания или сооружения исходному проекту зависит множество аспектов его дальнейшей эксплуатации, на первое место среди которых можно поставить безопасность строительного объекта в условиях возможных чрезвычайных ситуаций, а также адекватность работы его инженерных систем.

Среди причин, следствием которых становятся подобные несоответствия можно выделить следующие основные группы (рис. 2):

1) организационные;

2) технологические;

3) экономические;

4) прочие.

ПРОЕКТ СТРОИТЕЛЬСТВО ЗДАНИЕ (СООРУЖЕНИЕ)

ГРУППЫ ПРИЧИН, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ НЕС00ТВЕС7ВИЕ ПРОЕКТУ

ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ » ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ «—* ПРОЧИЕ

Рис. 2. Группы причин, определяющих несоответствие проекту

К организационным причинам относятся ситуации, когда продолжение строительства в соответствии с проектом сопряжено с нарушением (или объективно вероятным прогнозом нарушения в обозримом будущем) одного или нескольких основных параметров,-характеризующих процесс строительства в целом. К таким параметрам могут быть отнесены, в первую очередь, сроки строительства (завершения того или иного этапа работ).

Технологическими причинами характеризуются ситуации, когда соблюдение требований проекта невозможно исходя из объективных требований используемой технологии. В этом контексте речь может идти, прежде всего, о случаях, когда в процессе строительства выявлены обстоятельства или возникли объективные причины, требующие изменений на уровне проектных решений,

либо когда на предыдущих стадиях строительства в проект были внесены санкционированные изменения, определяющие необходимость его дальнейшей коррекции.

Экономические причины определяют изменение проекта в соответствие с текущим состоянием его финансирования. Следует отметить, что изменение объемов финансирования, колебание цен на те или иные строительные материалы, изделия и строительно-монтажные работы может привести к описываемым несоответствиям в случае, как увеличения, так и уменьшения цен и/или объемов финансирования.

К прочим относятся причины, следствием которых становятся несоответствия конструктивных и иных решений здания или сооружения исходному проекту, не включенные в описанные выше группы, но, тем не менее, к сожалению, имеющие место в существующей строительной практике. Это -весьма широкий класс причин, начиная от халатности в части соблюдения основных параметров технологических циклов и конструктивных требований проекта и заканчивая их сознательным изменением с целью получения той или иной выгоды.

Можно обосновано утверждать, что первые три группы причин тесно взаимосвязаны на уровне практики как организации строительного производства в целом, так и конкретной строительной площадки в частности, что, во многих случаях, дает возможность некоторой свободы выбора альтернатив при оперативном решении таких задач в зависимости от сложившихся условий.

При решении проблем контроля реального исполнения проектных решений при строительстве и на начальных этапах эксплуатации возводимых зданий и сооружений сегодня ~ широко применяется авторский надзор — комплекс мероприятий, осуществляемый для обеспечения соответствия технологических, архитектурно-стилистических, строительных и других технических решений и показателей вводимого в эксплуатацию объекта решениям и показателям, предусмотренным в утвержденной заказчиком проектной документации.

Следует отметить, что существующая практика организации авторского надзора, предполагающего плановое (как правило - один раз в несколько дней) посещение объекта для уточнения деталей проекта и внесения соответствующих замечаний в журнал производства работ, а также решение отдельных вопросов по проектной документации, предоставляет возможность адекватного мониторинга реального объекта далеко не во всех случаях. Это связано не только с особенностями технического и информационного обеспечения подобных процессов, но и, в первую очередь, с методологией построения систем мониторинга в соответствие с современным представлением о функциональных системах в строительстве.

Оговоримся, что собственно факт наличия несоответствий проектных решений действительным, применяемым на том или ином этапе строительства, в большинстве случаев не столь трагичен, как отсутствие своевременной и достоверной информации о подобных изменениях. Основанием сказанного является системотехнический анализ проблемы на уровне условной классификации подобных несоответствий как "выявленных" и "не выявленных" в процессе строительства (рис. 3).

Рис. 3. Выявленные и не выявленные несоответствия проекту

Основное отличие состоит в том, что выявленные несоответствия, как правило, находят отражение в проекте на уровне их исправления и/или соответствующей коррекции проектной документации (см. рис. 3). Как следствие, инженер получает возможность анализа факта влияния возможных последствий выявленных несоответствий на характер (а в некоторых случаях - способность) функционирования инженерных систем здания или сооружения всех уровней, результатом которого может (должно!) стать внесение в проект таких систем адекватных изменений или учет результатов подобного анализа иным образом в соответствие с особенностями конкретного строительного объекта и другими, объективно важными, факторами.

В случае наличия к моменту завершения строительства не выявленных несоответствий, инженер лишен возможности их анализа в описанном смысле, что, в большинстве случаев, негативно отражается на функционировании современных инженерных систем, в том числе - систем управления, в процессе эксплуатации здания или сооружения.

Можно обоснованно утверждать, что класс выявленных составляют, в основном, несоответствия - следствия причин, принадлежащих к первым трем из описанных выше групп, тогда как не выявленные несоответствия являются, как правило, следствиями причин, относящихся к "прочим" в рамках приведенной классификации (см. рис. 2).

Заметим, что, в некоторых случаях, не выявленные несоответствия могут быть тем или иным образом непроизвольно исправлены в процессе строительства (пунктирная стрелка на рис. 3), либо степень их влияния на процесс дальнейшей эксплуатации столь ничтожна, что ею можно пренебречь.

Проведенный в диссертации анализ позволил обозначить возможные проблемы несоответствий процессов и результатов строительного производства проектным решениям, основные из которых можно отнести к следующим классам:

1) функциональное соответствие;

2) эксплутационное соответствие;

3) экологическое соответствие;

4) соответствие критериям безопасности.

Таким образом, очевидно актуальной становится проблема выявления и оценки описанных несоответствий всех классов в процессе строительства зданий и сооружений, системотехнический анализ которой позволяет позиционировать решение большинства составляющих ее задач на плоскость организации строительного производства.

Решение задач в подобной формулировке в общем случае относится к проблемной области мониторинга объектов и процессов строительного производства - перспективного направления фундаментальных и прикладных исследований, активно развивающегося сегодня силами отечественных научных школ (В.О. Чулков, ИЛ. Мастуров, А.А. Волков и др.).

Необходимость мониторинга строительного производства в контексте диссертационного исследования особенно остро прослеживается в случае, когда речь идет о создании т.н. "интеллектуальных зданий", методология комплексного подхода к проектированию и эксплуатации которых - многоуровневая модель инженерных функциональных систем на основе гомеостатических принципов проектирования и управления (А. А. Волков).

Кроме того, многие теоретические и прикладные аспекты существующей практики авторского надзора и мониторинга объектов и процессов в строительстве требуют качественного переосмысления в свете вступившего в силу "Федерального закона о техническом регулировании".

Таким образом, проведенный в первой главе диссертации анализ, позволяет сделать обоснованный вывод о том, что обозначенные актуальные проблемы не могут быть решены сегодня на уровне существующей практики авторского надзора, а общий подход к построению систем мониторинга в строительстве должен быть пересмотрен в соответствие с принципами проектирования проблемно-ориентированных функциональных систем.

Вторая глава диссертационной работы посвящена формулировке, описанию и обоснованию предлагаемого понятия "направленного мониторинга" процессов и результатов строительного производства, предложены классификация и анализ областей направленного мониторинга, рассмотрены основные проблемы создания систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям.

Для решения проблем, обозначенных в результате системотехнического анализа объекта исследования в диссертации предлагается использовать понятие "направленного мониторинга" соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям. Введем соответствующее определение. Направленный мониторинг — перманентный или периодический контроль части объекта или составляющей процесса, как процесс и результат исполнения целевой функции анализа выделенных параметров наблюдаемой системы.

Суть методики организации мониторинга в соответствие с приведенным определением состоят в том, что наблюдение (контроль) того или иного характера распространяется лишь на обоснованно выделенные параметры системы в обозначенный период времени. Сказанное определяет возможность гибкого подхода к построению реальных систем направленного мониторинга в соответствие с актуальными требованиями конкретного проекта, определяющими

необходимость контроля некоторого набора параметров объекта или процесса. Выбор таких параметров осуществляется на стадии автоматизированного проектирования строительного объекта с учетом особенностей создания и функционировании используемых инженерных и иных систем, в том числе — систем управления элементами зданий (сооружений) или технологических циклов.

Результатом выполненного во второй главе исследования возможных областей направленного мониторинга строительного производства стало обоснование классификации, отражающей объекты и процессы приложения мониторинга в рамках следующих укрупненных групп (рис. 4):

1) конструктивные решения;

2) строительные материалы и изделия;

3) технологии строительного производства.

Рис. 4. Классификация областей направленного мониторинга процессов и результатов строительного производства

Приложения систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям создаются на основе следующей формальной модели.

ПуСТЬ Р - непустое множество процессов производственной среды: Рф(д, где - идентификатор процесса - количество процессов.

Каждый процесс можно описать некоторым вектором, элементы которого -суть изменяемые параметры процесса:

Ри Рг,

уР*)

где: - идентификатор параметра процесса - величина

допустимого отклонения значения параметра при выполнении процесса установленная в единицах, приведенных к условно принятым.

Пусть О - непустое множество элементов (объектов) здания или сооружения: 0*0, О, еО\1 = где I — идентификатор объекта О,, Ъ з -

количество объектов. Каждый объект О, также можно описать некоторым вектором, элементы которого - суть изменяемые параметры объекта:

где: к - идентификатор параметра объекта Оп t = l,...,A; оы

величина

допустимого отклонения значения параметра к объекта установленная в единицах, приведенных к условно принятым.

Очевидно, контроль отклонений любого параметра любого процесса интересует нас лишь в случае, когда такое отклонение связано с недопустимым отклонением некоторого параметра некоторого объекта.

Очевидно, также, что говорить об исключительном соответствии элемента О, множества О некоторому подмножеству элементов Р*, Р'сР, непосредственно изменяющих объект в смысле влияния на величину

отклонений не приходится в силу наличия многоуровневых косвенных связей элементов векторов

Решение задачи организации направленного мониторинга как аналитического контроля соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям может быть математически, описано следующей общей последовательностью действий (алгоритмом).

1. Разбиение последовательности всех строительных работ на непустые множества производственных процессов Р и результатов (объектов) О.

2. Формирование векторов допустимых отклонений по каждому из множеств Р и О'.

для VP, еР, j = \,...,n и VO, еО, / = l,...,i.

3. Выявление взаимных зависимостей VoueO, V0(e0 И Vp^eP^V/yeP. Построение преобразования исходных множеств Р-*Р\ Р'аР, Р,'еР';/ = 1.....q l{

связанных изменяемыми параметрами, где мощности соответствующих множеств.

4. Формирование векторов Ру и О, контролируемых величин допустимых отклонений параметров процессов и объектов из множеств Р' И О' соответственно:

\Рч>) ^

Таким образом, предметом направленного мониторинга являются

г I

параметры процессов и объектов, составляющие в е к т {Р) И О, —тоненты множеств Р' И О' соответственно.

Резюмируя сказанное, можно говорить о достоверности и целесообразности вводимого понятия "направленный мониторинг" в строительстве, а также об обоснованности подхода к построению общей методики решения проблем проектирования систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям в рамках предложенной классификация его областей на основе представленной формальной модели, описывающей последовательность определения предмета мониторинга.

Третья глава диссертационной работы - изложение основ практики проектирования и функционирования систем направленного мониторинга. Рассмотрены вопросы формирования структур и состава систем направленного мониторинга, предложен подход к анализу полноты систем направленного мониторинга, обозначено место и роль таких систем в организации строительного производства, уделено внимание возможности использования систем направленного мониторинга для решения третьих задач.

Проектирование систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям -сложная системотехническая проблема, решение которой в диссертации предлагается • строить на основе многокомпонентной структурной модели, отражающей топологию и связи отдельных функционально ориентированных блоков. Общая блок-схема такой модели представлена на рис. 5.

ПРОЕКТ СТРОИТЕЛЬСТВО ЗДАНИЕ (СООРУЖЕНИЕ)

КОРРЕКЦИЯ ПРОЕКТА МОНИТОРИНГ ПРОЦЕССОВ *- -* МОНИТОРИНГ ОБЪЕКТОВ «—» БАЗА АНАЛОГИЙ

* 1

АНАЛИЗ МОДЕЛИ СБОР ДАННЫХ СБОР ДАННЫХ «—* БАЗА ДАННЫХ

: ;

МОДЕЛЬ АНАЛИЗ ДАННЫХ БАЗА ЗНАНИЙ

;

ВНЕШНИЕ СИСТЕМЫ, РАСШИРЕНИЯ, ИНТЕРФЕЙСЫ

Рис. 5. Структурная модель системы направленного мониторинга

Структурная модель системы направленного мониторинга содержит функциональные блоки мониторинга параметров процессов и объектов,

г *

составляющих вектора осуществляющие сбор данных в автоматическом,

полуавтоматическом или ручном режимах. Выбор режима сбора данных по каждому параметру обусловлен спецификой и условиями производства тех или иных строительных работ на конкретном объекте. По результатам мониторинга формируется, а впоследствии - постоянно актуализируется, база данных наблюдаемых параметров процессов и объектов.

Существенную помощь в решении технических, технологических и организационных вопросов создания и функционирования систем направленного мониторинга может оказать база аналогий, формируемая (а впоследствии -используемая) при проведении мониторинга. Основная задача базы аналогий -оптимизация структур и состава систем направленного мониторинга для типовых зданий и сооружений, а также объектов, содержащих типовые конструктивные или иные решения.

Один из ключевых блоков представленной схемы - анализ данных мониторинга, осуществляемый по мере их поступления на основе модели соответствующего объекта или процесса, а также предметно ориентированной базы знаний, содержащий факты и правила вывода новых фактов как результатов анализа наблюдаемых параметров. Результатом такого анализа становится решение об уровне отражения его результатов на проект и дальнейший процесс создания здания или сооружения.

Важной проблемой создания и эффективности применения систем направленного мониторинга при строительстве зданий и сооружений является анализ функциональной и содержательной полноты подобных систем. Речь идет о том, что обоснованность и успех внедрения предложенных решений зависит от того, насколько реальные результаты (возможности мониторинга) будут соответствовать требуемым условиям контроля исходных данных для адекватного функционирования автоматизированных инженерных систем, т.е. -если мы декларируем необходимость мониторинга некоторого набора параметров здания или сооружения, то такой набор должен быть исчерпывающим в смысле контроля этих параметров как исходных данных для внешних систем.

Анализ полноты систем направленного мониторинга осуществляется на стадии их проектирования параллельно с автоматизированным проектированием здания или сооружения.

В диссертации акцентировано внимание на интеграции предложенных решений в процесс организации строительного производства на уровне анализа и совершенствования отдельных составляющих. Рассмотрена возможность использования результатов и элементов систем направленного мониторинга строительного производства для решения третьих задач.

Четвертая глава диссертационной работы отражает особенности создания информационного обеспечения систем направленного мониторинга. Рассмотрены вопросы проектирования схем соответствующих информационных потоков, создания программного обеспечения информационных систем, выбора операционных платформ и сетевых решений.

На основе анализа информационных потоков в системах направленного мониторинга в соответствии с рассмотренной моделью (см. рис. 5), в диссертации предложена схема их организации на основе выделения приоритетных и вспомогательных информационных линий обеспечения процесса мониторинга, в том числе — автоматического — в режиме реального времени.

В диссертации предложен ряд решений, адаптирующих технологии класса Continuous Acquisition and Life Cycle Support (CALS) - непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла, для решения задач информационной поддержки процессов направленного мониторинга.

Основной особенностью применения технологий CALS для информационной поддержки направленного мониторинга является наличие развернутых средств сбора, обработки, анализа и хранения информации об объекте, регламентированных соответствующими стандартами. В контексте предмета диссертации используются следующие средства, оперируемые как объекты CALS:

• информация об изделии;

• конструкторские данные об изделии;

• технологические данные об изделии;

• производственные данные об изделии;

• данные о качестве изделия;

• логистика изделия;

• эксплуатационные данные об изделии.

В рамках исследования рассмотрены основные вопросы создания программного обеспечения функциональных элементов систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям на основе современных операционно-аппаратных платформ и комплексных сетевых решении. Общая методика практики проектирования систем направленного мониторинга выдержана в соответствие со схемой практики программирования элементов функциональных систем управления зданиями и сооружениями (А.А. Волков) (рис. 6).

Рис. 6. Практика проектирования систем направленного мониторинге

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ II ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Изучение и системотехнический анализ практики исполнения проектных решений, авторского надзора проектных организаций, а также исследование проблем возможных несоответствий процессов и результатов строительного производства проектным решениям, позволили сформулировать научно-техническую гипотезу, заключающуюся в предположении возможности достоверной оценки исходных и изменяемых данных для проектирования и функционирования инженерных и информационно-технических систем зданий и сооружений на основе использования направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям. Выявлены основные группы причин, следствием которых становятся несоответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям: организационные, технологические, экономические и прочие. Предложено и обосновано понятие "направленного мониторинга" в области строительного производства.

2. На основе комплексного анализа проблемы на уровне условной классификации несоответствий как "выявленных" и "не выявленных" в процессе строительства, установлено, что собственно факт наличия несоответствий проектных решений действительным, не столь трагичен, как отсутствие своевременной и достоверной информации о подобных изменениях. Определены основные классы возможных проблем несоответствий процессов и результатов строительного производства проектным решениям: функциональное соответствие; эксплутационное соответствие; экологическое соответствие; соответствие критериям безопасности. Предложена классификация областей направленного мониторинга процессов и результатов строительного производства.

3. Разработана методика построения и выполнено исследование систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям, структур, состава и полноты, а также функций систем направленного мониторинга в организации строительного производства. Предложена многокомпонентная структурная модель, отражающая топологию и связи отдельных функционально ориентированных блоков в системах направленного мониторинга.

4. Выполнен анализ средств и методов практики реализации систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям, разработана схема информационных потоков в составе таких систем на основе выделения приоритетных и вспомогательных информационных линий обеспечения процесса мониторинга, в том числе -автоматического - в режиме реального времени. Предложен ряд решений, адаптирующих технологии класса CALS для решения задач информационной поддержки процессов направленного мониторинга. Рассмотрены основные вопросы создания программного обеспечения функциональных элементов систем направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям на основе современных операционно-аппаратных платформ и комплексных сетевых решений.

-185. Выполненная работа, полученные теоретические и практические результаты позволяют определить основные направления дальнейших исследований в рамках рассматриваемой предметной области:

• дальнейшее совершенствование теории и практики направленного мониторинга соответствия процессов и результатов строительного производства проектным решениям в целях широкого внедрения предложенных в диссертации решений;

• • выявление особенностей направленного мониторинга процессов и результатов строительного производства, характерных для организации реконструкции зданий и сооружений;

• разработка методов автоматизации оперативной оценки результатов направленного мониторинга и ситуационное моделирование сложных сценариев;

• совершенствование математических моделей уровня "мониторинг -система".

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Кариков Д.А. Особенности мониторинга в организации строительства: направленный мониторинг // Сб. науч. тр. "Системный анализ, управление и обработка информации в строительстве". - Вып. №2. - М.: МГСУ, 2003. - с. 7-9.

2. Кариков Д.А. Направленный мониторинг строительного производства: аналитический контроль соответствия проектным решениям // Материалы Всерос. науч.-техн. конф. "Актуальные вопросы строительства. Вторые Соломатовские чтения". - Саранск: МГУ им. Н.П. Огарева, 2003. - с. 365-366.

3. Кариков Д.А. Аналитический контроль проектных решений в процессе строительного производства // Сб. науч. тр. каф. ИСТУС МГСУ / Информационные системы и технологии управления строительством. - Вып. № 1. -М.:МГСУ, 2003.-с. 104-105.

4. Кариков Д.А. Компьютерные технологии направленного мониторинга -строительного производства // Материалы IV междунар. науч.-практ. конф.

"Компьютерные технологии в науке, производстве, социальных и экономических процессах". - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), - 2003. - Ч. 3. - с. 20-21.

5. Волков А.А., Кариков Д.А. Направленный мониторинг строительства // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2003. - №12. -с.49.

6. Кариков Д.А. Направленный мониторинг строительного производства: проблемы и решения // Материалы VII (международной) науч.-практ. конф. "Строительство - формирование среды жизнедеятельности". - М.: МГСУ, 2004. -Кн. 2.-с. 332-334.

7.'Волков А.А., Кариков Д.А. Направленный мониторинг в практике организации технического надзора // Сборник докладов XIII российско-польско-словацкого семинара "Теоретические основы строительства". - М.: МГСУ, 2004. -с. 385-390.

Лицензия ЛР №020675 от 09.12.1997г. МОСКОВСКИЙ государственный строительный университет Подписано в печать 01.06.2004. Формат 60x84 1/16 Печать КВООКАРИ

Объем 1,0п.л._Тираж 100_Заказ № б/н_

КОПИ-ЦЕНТР св. 77:07:10429 Москва, ул. Енисейская, 36

Р11 9 8 î