автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Разработка метода проектирования инвестиционно-строительных процессов на основе имитационного моделирования

Введение

Глава 1. Анализ методов и информационных технологии проектирования инвестиционно-строительных процессов

1.1. Анализ отечественной теории и практики проектирования инвестиционно-строительных процессов

1.2. Анализ зарубежных методов и информационных технологий управления проектами

1.3. Организационно-технологические особенности лиисппо-нротяженных объектов и общая постановка задачи исследования

1.4. Выводы

Глава 2. Методологические основы исследования инвестиционно-строительных процессов

2.1. Системотехнические принципы

2.2. Обоснование объекта представителя линейно-протяженных объектов

2.3. Методические основы проектирования инвестиционно-строительных процессов и методологическая схема исследования

2.4. Выводы

Глава 3. Разработка метода проектирования инвестиционно-строительных процессов на основе имитационного моделирования

3.1. Синтез имитационной системы проектирования инвестиционно-строительных процессов линейно-протяженных объектов

3.2. Разработка имитационной модели технико-экономического проектирования инвестиционно-строительных процессов линейно-протяженных объектов

3.3. Разработка математической модели экономического проектирования инвестиционно-строительных процессов линейно-протяженных объектов

3.4. Блок-схема алгоритма проектирования инвестиционно-строительных процессов линейно-протяженных объектов

3.5. Выводы

Глава 4. Разработка структуры САПР ИСП ЛПО и внедрение результатов исследования

4.1. Содержание САПР ИСП ЛПО

4.2. Апробация технологии проектирования инвестиционно-строительных процессов на линейно-протяженных объектах

4.3. Выводы

Актуальность темы. Повышение эффективности проектирования инвестиционно-строительных процессов (ИСП) возможно на основе применения системного подхода, современных методов и информационных технологий проектирования. Необходимость совершенствования методов и информационных технологий проектирования ИСП обусловлена развитием рыночных отношений в капитальном строительстве, когда важнейшими факторами становятся своевременный ввод объектов в эксплуатацию и надежность реализации ИСП. Поэтому востребованность САПР и методов математического моделирования очевидна и актуальна особенно на строительстве линейно-протяженных объектов (ЛПО), которым принадлежит особая роль в современной экономике Российской Федерации, с известной протяженностью своих энергетических и транспортных коммуникаций (трубопроводов, Л'Л I, ло-рог и др.). Наиболее представительными ЛПО, которые имеют широкую номенклатуру зданий, сооружений и видов работ, являются газо-пефге-транспортные системы, требующие строительства трубопроводов п объектов наземной инфраструктуры. ИСП в этой области открывают новые возможности притока отечественных и иностранных инвестиций, обеспечивают значительный экономический эффект на всех уровнях управления. При этом актуальным является совершенствование проектирования ИСП па основе эффективных методов САПР и имитационного моделирования, учитывающего вероятностный характер ИСП ЛПО, позволяющего сокращать сроки строительства ЛПО и обеспечивать организационно-технологическую надежное м-(ОТН) ИСП путем эффективной увязки деятельности инвесторов, заказчиков и подрядчиков капитального строительства. Разработка и внедрение инноваций в этой ключевой области должна учитывать передовой отечественный п зарубежный опыт, международные требования и стандарты. Развитие моюдов проектирования ИСП предполагает адаптацию и создание современных САПР ЛПО. При этом необходимо учитывать прогрессивные информационные технологии, разработанные в других отраслях, а также специфические особенности ЛПО, связанные с их отраслевой направленностью, крупномас-штабностыо, особенностями технических и технологических решении, значительным территориальным размещением, природно- климатическими условиями строительства.

Цель диссертации: разработка метода автоматизированного проектирования инвестиционно-строительных процессов на основе имитационного моделирования (на примере линейно-протяженных объектов).

Задачи исследования:

1. Анализ отечественной и зарубежной теории и практики проектирования ИСП;

2.Обоснование объекта-представителя ЛПО;

3. Разработка методических основ проектирования ИСП ЛПО;

4. Разработка имитационной модели проектирования ИСП ЛПО;

5. Разработка структуры САПР ИСП ЛПО на основе имитационной модели;

6. Внедрение результатов исследований при строительстве ЛПО i азо-вой промышленности.

Объект исследования — инвестиционно-строительный процесс по созданию ЛПО.

Предмет исследования — метод проектирования инвестиционно-строительных процессов ЛПО на основе имитационного моделирования.

Методологические и теоретические основы исследовании базируются на работах отечественных и зарубежных ученых в области системотехники строительства, имитационного моделирования, САПР, математической статистики и информатики, а также на обобщении опыта научно-исслсдовательских, проектных и строительных организации по ипвеетпцпопио-строительному проектированию объектов различного назначения.

Научная гипотеза предлагает возможность и необходимость повышения эффективности инвестиционно-строительного процесса создания Л110 в современных рыночных условиях на основе САПР и имитационного моделирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты:

1.Метод проектирования ИСП ЛПО на основе имитационного модели рования организационно-технологической увязки деятельности заказчпкг.п г подрядчиков капитального строительства;

2. Имитационная модель оптимизации ИСП ЛПО;

3. Структура САПР ИСП ЛПО.

Практическая значимость и внедрение результатов исследования.

Разработанный метод проектирования в среде САПР ИСП ЛПО получил широкое применение при строительстве объектов газовой промышленности, г. частности при сооружении газопроводов "Ямал-Европа", "СРТО-Торжок". Заполярного и Песцового месторождений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, чс1ы-рех глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержи!

§ 4.3. Выводы

1. Разработаны состав и методы системотехнической увязки информационно-аналитических задач ИСП ЛПО, которые необходимы и достаточны для создания САПР ИСП ЛПО. Разработанная структура САПР обеспечивает формирование подсистем проектирования ИСП, оценку ОТН строп-;олв-ного производства и подготовку производственной документации с задаваемым уровнем ОТН технико-экономических показателей строительства. САПР ОС ЛПО запроектирована как открытая система и включает отечсс i -венные и адаптированные зарубежные программные продукты, которые объединяются единым интегрированным банком данных.

2.Разработанная имитационная система ИСП использована для рейв; ния информационно-аналитических задач по проектированию ИСП ЛПО с использованием интегрированного банка данных.

3.Разработан состав и структура интегрированного банка данных, обеспечивающего унификацию и стандартизацию информации, увязку решаемых задач календарного проектирования для различных уровней и периодов управления по входной и выходной информации.

4.Разработана методика проектирования календарных планов строительства ЛПО, учитывающие особенности сооружения линейно-протяженных объектов и направленная на системное решение организационно-технологических задач, возможность создания современной отечсс i-венной интегрированной информационной технологии проектирования ИСП ЛПО.

5.Обоснован порядок оптимизации календарных графиков поточного строительства ЛПО сверху вниз на основе заключенных строительным предприятием договоров подряда и регулирования хода работ на основе фактической информации, поступающей снизу вверх.

6. Результаты проведенных исследований и разработок нашли практическое применение и показали свою эффективность в процессе подготовки и реализации крупномасштабных проектов, в частности, газопроводов, "Ямал-Европа" и "СРТО-Торжок", использованы при разработке ведомственных нормативных документов, проектной и производственной документации в интересах ОАО "Газпром".

Заключение

1. Анализ отечественной и зарубежной теории и практики проектирования инвестиционно-строительных процессов (ИСП) показал, что в современных рыночных условиях применяемые методы их проектирования т ребуют совершенствования на основе системотехнического рассмотрения вссх элементов ИСП, применения новых информационных технологий.

Решение этой научно-практической проблемы крайне актуальна для строительства крупномасштабных линейно-протяженных объектов (ЛПО), которым принадлежит особая роль в экономике Российской Федерации, известной своими протяженными энергетическими и транспортными коммуникациями.

Анализ особенностей ИСП ЛПО позволил выделить в качестве приоритетных проектные задачи оптимизации продолжительности, падежное;и. и эффективности реализации ИСП. Выбор в качестве объекта -предста1 i и т е. и; ЛПО газотранспортной системы позволил сформулировать научную гипотезу о возможности повышения эффективности ИСП ЛПО на основе САПР и имитационного моделирования.

2. Разработаны методические основы проектирования ИСП ЛПО на основе средств САПР и имитационного моделирования, учитывающие особенности строительства линейно-протяженных объектов и системное решение задач проектирования инвестиционно-строительных процессов, позволяющие создать отечественную интегрированную САПР ИСП ЛПО в условиях рыночной экономики.

3. Разработана имитационная модель оптимизации ИСП ЛПО, которая, в отличие от известных методов, позволяет учитывать специфику ЛГЮ. а также возможность более эффективной увязки интересов заказчиков и подрядчиков капитального строительства в ИСП за счет более полного учета их интересов, направленных на досрочный ввод объектов в эксплуатацию и максимально возможную экономическую эффективность деятельности различных участников инвестиционного процесса.

4. Разработаны состав и системотехническая увязка информационно-аналитических задач проектирования ИСП, которые необходимы и достаточны для создания САПР ИСП ЛПО. Разработанная для этого структура подсистем САПР обеспечивает взаимосвязь организационно-технологического планирования ИСП по заказчикам и подрядчикам на основе интегрированного банка данных.

Структура САПР ИСП ЛПО сформирована открытой и может дополняться новыми информационными и программными продуктами по мере надобности и развития САПР.

6. Результаты проведенных исследований и разработок нашли практическое применение и показали свою эффективность в процессе проектирования и строительства крупномасштабных газотранспортных проектов, в частности, газотранспортных систем "Ямал-Европа" и "СРТО-Торжок", использованы при разработке ведомственных нормативных и проектных документов ОАО "Газпром".

7. Определены следующие направления дальнейших исследований:

• расширение состава факторов, влияющих на качество проектирования ИСП ЛПО;

• определение организационно-технологической и экономической надежности ИСП ЛПО с учетом количественной оценки влияния различных факторов;

• разработка в составе САПР ИСП ЛПО интегрированного банка данных для расширения и эффективного применения прикладных программных продуктов

127

1. Федеральный закон РФ "Об инвестиционной деятельности в Российской едерации, осуществляемой в форме капитальных вложений" № 39-Ф3 от .02.1999 г.

2. Федеральный закон РФ "Об иностранных инвестициях в Российской Фс-рации" № 160-ФЗ от 9.07.1999г.

3. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утвср-*ения и составе проектной документации на строительство предприятий, здании вооружений от 30.06.1995г. №18-64. М., 1995г.

4. СниП 3.01.01.85. Организация строительного произволства.-М.: Строй и ■ т, 1985г.

5. СП 81-01-94. Свод правил по определению стоимости строительства в со аве предпроектной и проектно-сметной документации (введен в действие о, .04.1995г.).-М., 1994г.

6. МДС 81 1. 99. Методические указания по определению стоимост и эоительной продукции на территории Российской Федерации (введены в дейст-е постановлением Госстроя России от 26 апреля 1999г. № 31). - М., 1999г.

7. Положение о конкурсах на выполнение работ, оказание услуг в строп-1ьстве и жилищно-коммунальном хозяйстве в Российской Федерации. М., 00г.

8. Правила проведения подрядных торгов (тендеров) на строительство и ре тструкцию объектов топливно-энергетического комплекса в Российской Феде-дии (утверждены Минтопэнерго 15.05.1996г.). М., 1996г.

9. Методические рекомендации по составлению договоров подряда па юительство в Российской Федерации. М., Госстрой России, 1998г.

10. Временные рекомендации по принятию и реализации решений о размс-нии, проектировании и строительства объектов нефтегазовой промышленности едены в действие приказом Минтопэнерго России от 1.09.97г. № 250). М„ >7г.

11. Положение о едином порядке предпроектной и проектной подготовки гроительства в Москве. М., 1995г.

12. Руководство по единой системе подготовки строительного производи г-i.-M.: Стройиздат, 1979г.

13. ВРД 39-1.12-001-98. Порядок разработки, согласования, утверждения и 1ета нормативных документов для проектирования, строительства и эксплуата-ии объектов ОАО "Газпром".

14. АН СССР, Оптимизация программы линейного строительства. Новосп-<фск, Изд. «Наука», 1981г.

15. Антонавичюс К.А., Бивайнис Ю.И. Современная технология управления :роительным производством. -М.: Стройиздат, 1990г.

16. Алешин А.В. Управление рисками совместных проектов зарубежно!! ^операции в России.- М.: Колсалтинговое Агенство "КУБС Групп-Коолсращп, изнес-Сервис", 2001г.

17. Аганбегян А.Г. Планирование отраслевых систем (модели и методы он гмизации).- М.: Экономика, 1974г.

18. Афанасьев В.А. Поточная организация строительства. Л., Стройиздат,90г.

19. Багриновский К.А. Имитационные модели в народнохозяйственном 1анировании.-М.: Экономика, 1980г.

20. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научпо-;хнические аспекты. Безопасность трубопроводного транспорта. М.: МГФ 1нание", 2002г.

21. Безкоровайный В.П. Технология проектирования и управления объектов »анспорта нефти и газа. / Диссертация на соискание ученой степени доктора icx-!ческих наук.-М.: Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкпиа, '92г.

22. Березин В.Л. Громов Н.И. Поточное строительство магистральных гпу->проводов. М., Недра, 1988г.

23. Билецкий О.Б. Исследование вопросов надежности строительного пото-а:/Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук.- Киев. 970г.

24. Большой экономический словарь,- М.: Книжный мир, 2000г.

25. Будников М.С., Недавний П.И., Рыбальский В.И. Основы поточного гроительства.- Киев: Госстройиздат УССР, 1961г.

26. Булгаков С.Н. Технологические инновации в инвестиционно • гроительном комплексе.-М.: РААСН, 1998г.

27. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем.- М.: Наука, 1978г.

28. Бушуев С.Д., Михайлов B.C., Лянко С.Д. Автоматизированные систем!.! правления строительством.- Киев: Буд^вельник, 1989г.

29. Васильев В.М. Управление строительным производством. Л.: Строиз-1Т, 1990г.

30. Васильев В.М., Панибратов Ю.П., Резник С.Д., Хитров В.А. Управление строительстве.- М.: изд. Ассоциации строительных вузов, 1994г.

31. Варламов Н.В. Система автоматизированного проектирования в ст роп :льстве.- СПб.: ЛИСИ, 1992г.

32. Вайнгорт В.Л., Голуб Л.Г. Сбалансированное планирование в строп-:льных организациях. -М.: Строиздат, 1985г.

33. Веремеенко С.А. Управление инвестициями на трубопроводном трапс-)рте.-М.: Международная инженерная академия, 1993г.

34. Виленский П.Л., Лившиц В.Н., Смоляк С.А. Оценка эффективности имитационных проектов. Теория и практика. М.: Дело, 2001г.

35. Воропаев В.И. Управление проектами в России.- М.: Алане, 1995г.

36. Воропаев В.И. Модели методы календарного планирования в автомат-рованных системах управления строительством. М.: Строиздат, 1975г.

37. Гинзбург А.В. Автоматизация проектирования организационно хнологической надежности строительства.- М.: СИП РиА, 1999г.

38. Глушков В.М. Введение в АСУ. Киев. Техника, 1974г.

39. Грабовый П.Г., Петрова С.Н., Полтавцев С.И. и др. Риски в современном изнесе.-М.: Алане,1994г.

40. Гусаков А.А. Поточное строительство главного корпуса тепловой элек-эостанции. М., 1963г.

41. Гусаков А.А. Системотехника строительства.-М.: Стройиздат, 1983г. торое издание в 1993г.

42. Гусаков А.А. Организационно-технологическая надежность строптель-эго производства в условиях автоматизированных систем проектирования.- М.: тройиздат, 1974г. Второе издание в 1994г.

43. Гусаков А.А., Ильин Н.И., Эдели X. и др. Экспертные системы в проек-фовании и управлении строительством.- М.: Стройиздат, 1995г.

44. Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством. .: Статистика, 1973г.

45. Градов А.П. Резервы эффективности специализации производства.-.)!.: гниздат, 1983г.

46. Жученко И.А., Промыслов Б.Д. Организация и планирование систем фавления в газовой промышленности (новые технологии). М.: Газоил пресс, ЮОг.

47. Иванец В.К., Резниченко B.C., Богданов А.В. Управление проектами и >едприятиями в строительстве.-М.: Издательский дом Слово, 2001г.48! Ильин Н.И. Системный подход в строительстве. М.: Стройиздат, 1994г.

48. Искусственный интеллект: Справочник: В 3 кн./под ред. Э.В. Попова. .: Радио и связь, 1990г.

49. Киевский Л.В. Комплексность и поток. М., Стройиздат, 1987г.

50. Киевский В.Г. Экономическая эффективность новой техники в строн-ггьстве.М.: Стройиздат, 1991г.

51. Комплексная оценка эффективности мероприятий, направленных па уе рение научно-технического прогресса: Методические рекомендации и коммеи-шй по их применению. М.,1989г.

52. Куликов Ю.А. Имитационные модели и их применение в управлении троительством.- Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1983г.

53. Куликов Ю.А. Оценка качества решений в управлении строительством.-L: Стройиздат, 1990г.

54. Лапидус А. А. Организационное проектирование и управление круп по-асштабными инвестиционными проектами.- М.: 1997г.

55. Лубенец Г.К. Подготовка производства и оперативное управление роительством.-Киев: Будивельник, 1976г.

56. Майклен Р.Х., Мичи Д., Буланчко А. Экспертные системы / В кн.: Про-юзы и реальность искусственного интелекта. М.: Мир, 1995г.

57. Мамед-Заде Н.А. Методы расчета строительных потоков. М.: Стройпз-it, 1975г.

58. Мельникас Б.И. Совершенствование планирования строительства в ре-юне. Л.: Стройиздат, 1985г.

59. Менеджмент в строительстве/ под ред. И.С. Степанова. М., ООО Орайт", 1999г.

60. Методические рекомендации по оценке оферт и выбору лучшего продления из представленных на подрядные торги.- М.: ЦНИИЭУС, 1994г.

61. Методические рекомендации по проведению предварительной квалпфи-дии претендентов на участие в подрядных торгах.- М.: ЦНИИпроект, 1994г.

62. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных про-тов.-М. 2000г.

63. Нагинская B.C., Попов И.И., Синенко С.А. и др. Основы автоматизации юектирования в строительстве.- М.: Высшая школа, 1992г.

64. Нейлор Т. Машинные имитационные эксперименты с моделями экот>-зческих систем.-М.: Мир, 1987г.

65. Новожилов В.В. Проблемы измерения затрат и результатов при оптп-шьном планировании.-М.: Наука, 1972г.

66. Норенков И.П. Системы автоматизированного проектирования. Принты построения и структуры.-М,: Высшая школа, 1986г.

67. Олейник П.П. Организация индустриального строительства объектов.-Стройиздат, 1990г.

68. Организация строительного производства /под общей ред. Т.Н. Цая. -Ассоциация строительных вузов, 1999г.

69. Организационно-технологическая надежность строительства и капп-льного ремонта магистральных трубопроводов. Учебное пособие для студентов ШГ имени И.М. Губкина. М., 1999г.

70. Панибратов Ю.П., Меркин P.M., Клюев В.Ф. Комплексная система ношения эффективности строительного производства.-JI.: Стройиздат, Ленин-адское отделение, 1985г.

71. Попов Э.В. Экспертные системы: Решение неформализованных задач в (алоге с ЭВМ (пробл. искусственного интеллекта).- М.: Наука, 1987г.

72. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика- М.: Паука. 86г.

73. Программный комплекс "Primavera Systems, Inc."-M.: Консалтинг Прим. 98г.

74. Программный комплекс "Spider Project". М., 1999г.

75. Резниченко B.C. Современная технология управления инвестиционными сектами.- М.: ЦРДЗ, 1993г.

76. Рекитар Я.А., Кондратьев В.В., Сидорова Н.А. и др. Строительный ком-екс в капиталистической экономике.- М.: Наука, 1991г.

77. Рыбальский В.И. Автоматизированные системы управления строитель-вом.- Киев: Вища школа, 1979г.

78. Синенко С.А. Новая информационная технология проектирования opia-зации строительства.-М.: НПО "Системотехника и информатика", 1992г.

79. Система моделей оптимального планирования. Под редакцией Н.Ф. Фе-ренко М.: Наука, 1975г.

80. Системотехника. Под редакцией А.А.Гусакова.- М.: Фонд " Новое ты 1елетие". 2002г.

81. Солунский А.И., Авдеев В.Н., Дмитриев Д.И. Оценка тендерных пред-жений при проведении торгов по объектам капитального строительства. Инвенции в России №1. 1994г.

82. Спектор В.А. Определение потребности строительства в материальных сурсах. -М.: Стройиздат, 1969г.

83. Спектор В.А. Выбор оптимальных вариантов организации и технологии роительства. -М.: Стройиздат, 1980г.

84. Сутт Ю.В. Имитационное моделирование экономического механизма роительной организации.- Таллин.: ВАЛГУС, 1985г.

85. Телегин Л.Г., Васильев Г.Г., Орехов В.В. и др. Организационно-хнологическая надежность строительства и капитального ремонта магистраль-IX трубопроводов. Учебное пособие для студентов ГАНГ им. И.М.Губкина.-М.: "С-оргпроектэкономика, 1999г.

86. Ткаченко В.Я., Матвиенко B.C. Организация железнодорожного строи-льства. Учебное пособие.- Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2000г.

87. Толстолугов В.А. Методы многовариантного организациоино-техлогического проектирования сооружения магистральных трубопроводов иссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.-,:МИНХ и ГП им. И.М.Губкина, 1984г.

88. Томаев Б. М. Надежность строительного потока.-М.:Стройиздат, 1983 г.

89. Уотерман, Дональд. Руководство по экспертным системам: Пер. с англ. / )д ред.В.Л.Стефанюка.- М.: Мир, 1989г.

90. Управление инвестициями. Справочное пособие /под общей редакцией В.Шеремета.-М.: Высшая школа, 1998г.

91. Управление проектами. Справочник для профессионалов / под обшей дакцей И.И. Мазура/. М.: Высшая школа, 2001г.

92. Уткин Э.А. Управление фирмой,- М.: Акалис, 1996г.

93. Фролов Ю.А. Методы и модели управления и информационного обсечения научно-технического прогресса на нефтепродуктовом транспорте./ Дне-ртация на соискание ученой степени доктора технических наук.-М.:МГСУ, 1995г.

94. Хибухин В.П., Величкин В.З., Втюрин В.И. и др. Математические мето-,1 планирования и управления строительством.-JL: Стройиздат, Ленинградское •деление, 1990г.

95. Цай Т.Н., Грабовый П.Г., Марашда Бассом Сайел. Конкуренция и управ-;ние рисками на предприятиях в условиях рынка.- М.: Алане, 1997г.

96. Шапиро В.Д. Научные основы организации и технологии сооружения вемных объектов магистрального нефтегазопроводного транспорта./ Диссерта-ш на соискание ученой степени доктора технических наук.-М.:МИНХ и ГИ неф- и газа им. И.М. Губкина, 1983г.

97. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука, зревод с английского. -М.: Мир, 1978г.

98. Шкляров А.Ф. Надежность систем управления в строительстве.-Л.: гройиздат, 1974г.

99. Яровенко С.М. Диссертация на соискание ученой степени доктора тех-ческих наук.- М.: МГСУ, 1996г.

100. Harvey Maylor. Project Management. Second edition, Financial mes/Pitman Publishing, 1999r.

101. Harold Kerzner. Project Management. Six edition, John Wiley Sons, inc.99r.