автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Разработка методов формирования экспертной системы проектирования и строительства линейной части магистральных трубопроводов

Введение

1. Анализ современных экспертных систем проектирования и строительства

1.1. Анализ технологии и общих принципов построения экспертных систем

1.2. Оценка отечественного опыта экспертизы проектирования и строительства ЛЧМТ

1.3. Оценка зарубежного опыта проектирования и строительства 19 Выводы

2. Исследования формирования ЭС проектирования и строительства ЛЧМТ по структурам базы данных и базы знаний

2.1. Определение функций базы данных и базы знаний

2.2. Исследование нормативных документов на предмет включения их в базу данных ЭС проектирования и строительства ЛЧМТ

2.3. Исследование существующей базы знаний на предмет включения ее в "ЭС-Проект" и "ЭС-Строительство" 43 2.3.1. Исследование существующей базы знаний

2.3.2. Исследование существующей базы знаний на предмет включения ее в "ЭС-Проект" и "ЭС-Строительство"

2.4. Исследование технологичности сооружения ЛЧМТ

2.4.1. Исследование монтажной технологичности сооружения ЛЧМТ

2.4.2. Исследование строительной технологичности сооружения ЛЧМТ

2.4.3. Исследование комплексной технологичности сооружения ЛЧМТ

2.5. Исследование применения ЭС для разработки нормативов трудоемкости проектной документации

2.6. Количественная оценка уровня организации строительства ЛЧМТ

2.7. Количественная оценка уровня управления строительством ЛЧМТ 82 Выводы

3. Разработка и применение методов формирования ЭС проектирования и строительства в подрядных торгах (на примере строительства системы магистральных газопроводов Ямал-Европа)

3.1. Формирование концепции организации подрядных торгов

3.2. Разработка методики отбора претендентов для участия в конкурентных торгах на строительстве ЛЧМТ

3.3. Анализ вариантов выбора претендентов для участия в подрядных торгах на строительство ЛЧМТ.

3.4. Оценка вариантов отбора претендентов для участия в подрядных торгах на строительство ЛЧМТ и формирования окончательных экспертных оценок

3.5. Разработка методических рекомендаций по оценке оферт и выбору лучшего предложения из представленных на подрядные торги на строительство ЛЧМТ 130 Выводы

4. Экономическая эффективность результатов исследования 145 Общие выводы 147 Литература

Продолжающийся интенсивный переход капитального строительства, в т.ч. и строительства магистральных трубопроводов, на рыночные отношения потребовал использования новых подходов к основным проблемам - повышению производительности труда и уровня потребительских качеств выпускаемой продукции - полностью законченных строительством объектов.

Перестройка хозяйственного механизма в целом, практическая самостоятельность проектных, строительных, монтажных и специализированных строительных организаций (государственных, кооперативных, акционерных, арендных, частных, совместных и т.д.), резкое изменение форм взаимоотношений между ними, усложнение процессов управления строительным производством, включая проектирование, поставки материалов и оборудования и строймонтаж, потребовали использования современных информационных и компьютерных технологий, включающих новые аппаратные и программные средства, системы коммуникаций и вычислительные сети, банки данных и базы знаний, экономико-математические методы и модели, экспертные системы и др., обеспеченные квалифицированным персоналом и объединенные в целостные информационные технологии" [1].

В последние 5-7 лет, как в отечественной, так и в зарубежной практике заметно углубление разрыва между пользователями информации и информационными службами, причем многими исследователями доказано, что этот разрыв не может быть преодолен лишь за счет совершенствования технологических средств обработки информации и коммуникации. В России (Н.И.Ильин), в США (Х.Эдем, Стивен Дж. Фенвек), в Японии (Ш. Ин) и других странах появились исследовательские работы в области искусственного интеллекта, признаваемые, особенно в области строительства, неким "полигоном для взаимодействия науки, информации, техники и технологии". Такая взаимосвязь наилучшим образом демонстрируется современными экспертными системами, которые представляют собой программно-информационные комплексы, где сконцентрированы знания специалистов-экспертов в определенной предметной (иногда довольно узкой специфической) области проектирования, управления или строительства как производственного процесса. Эти знания приводятся к определенным структурам, между ними устанавливаются сложные связи определенной направленности, т.е. формируется определенная база знаний.

Так, в США уже почти 40 лет применяется практика подрядных торгов (в РФ Положение о подрядных торгах введено в действие распоряжением Госкомимущества и Минстоя РФ 13.04.93 г., с исправлениями и дополнениями от 18.10.94 г.) в капитальном строительстве, в т.ч. в строительстве магистральных трубопроводов. Именно тогда в США начала формироваться база знаний (на основе полученных от экспертов знаний) в области строительства магистральных трубопроводов. В настоящее время в России распределение подрядов на строительство отдельных участков линейной части газопровода "Ямал-Европа", КС, объектов инфраструктуры осуществляется созданным РАО "Газпром" Тендерным комитетом. Для выбора квалифицированных претендентов, независимой и всесторонней оценки их предложений были приглашены высококвалифицированные специалисты в области трубопроводного строительства в качестве экспертов. Анализ результатов первых подрядных торгов показал, что наиболее предпочтительными были предложения претендентов, которые зарекомендовали себя как производители строительной продукции высокого качества, создатели объектов высокой эксплуатационной надежности, хотя стоимость выполняемых им строительно-монтажных работ (СМР) была несколько выше, чем у других соискателей. В таких случаях роль независимых специалистов-экспертов резко возрастала. Это явилось первой предпосылкой выполнения настоящего исследования.

Второй предпосылкой явились работы автора диссертации по программам ассоциации "Высоконадежный трубопроводный транспорт", а также по линии Тендерного комитета РАО "Газпром" [2, 3, 4, 5, 6, 7]. Автор пришел к следующим выводам:

• Формирующаяся в настоящее время в РФ система выбора подрядных организаций на тендерной основе способствует привлечению к строительству отдельного участка линейной части магистрального трубопровода (JI4MT) наиболее квалифицированных исполнителей, в наибольшей степени способных обеспечить качество и эксплуатационную надежность объекта строительства.

• Практика подрядных торгов пока не охватывает этапы, на которых формируются все элементы организационно-технологической надежности (ОТН) строительного производства при сооружении J14MT, т.е. лишь частично способствует формированию эксплуатационной надежности ЛЧМТ;

• Существующая практика подрядных торгов должна быть дополнена общей экспертной системой проектирования и строительства ЛЧМТ, обеспечивающей строительство высоконадежных магистральных трубопроводов, охватывающей все этапы формирования их эксплуатационной надежности.

Третьей предпосылкой выполнения настоящего исследования явились основополагающие работы профессора Гусакова A.A., профессора Ильина Н.И., а также зарубежных авторов: доктора философии X. Эдем (США), доктора философии Хесуса М. де ла Тарзы (США), профессора Стивена Дж. Фенвеса (США), бакалавра, магистра Гэвина Финна (США), профессора Шуичи Фукуды (Япония), профессора Джеймса X. Герета и других [1, 8, 9, 10] В работе были использованы, главным образом в целях сопоставительного анализа, труды Ю.Т.Седых, В.М.Лизетника, Б.М.Томаева, Г.И.Болотникова, А.Ф.Колосова, Л.И. Нурлиева, В.А.Олейникова и др. (см. список литературы).

Автором диссертации учтено то немаловажное обстоятельство, что фундаментальный труд профессора А.А.Гусакова по организационно-технологической надежности (ОТН) строительного производства, вышедший в свет в 1974 г., дает наиболее полное классическое определение ОТН как "способность организационных, технологических и экономических решений с заданной вероятностью обеспечивать достижения заданного результата функционирования строительного производства в условиях случайных возмущений, присущих строительству". Это особенно актуально сейчас, в переходный период от плановых методов управления к рыночным механизмам регулирования отношений в ходе строительного производства при сооружении высоконадежных магистральных трубопроводов. В этой связи нам представляется, что экспертная система проектирования и строительства ЛЧМТ во многом должна базироваться на этапах формирования ОТН, если целью экспертной системы мы будем видеть создание высоконадежного трубопроводного транспорта.

Общие выводы

1. Анализ современных экспертных систем (ЭС) проектирования и строительства показал: а) интеллектуализация их является одним из важных и перспективных направлений в области строительства линейной части магистральных трубопроводов (ЛЧМТ), учитывая его вероятностный характер; б) основным в формировании ЭС является постоянное расширение и обновление базы данных и базы знаний при совершенствовании методов экспертных оценок.

Автором исследования:

•определены направления и обоснованы причины необходимости совершенствования базы данных в части расчетов проложения трасс, толщины стенки и норм испытания магистральных трубопроводов (в рамках программы создания высоконадежного трубопроводного транспорта);

•разработаны (или дополнены) методики для включения в базу знаний в части определения:

•оптимального числа комплексных трубопроводостроительных потоков;

•разработки транспортной схемы строительства ЛЧМТ;

•учета связи монтажной, строительной и комплексной технологичности сооружения ЛЧМТ в его организационно-технологической надежности (впервые);

•уровня управления строительством ЛЧМТ (впервые).

2. Формирование концепции организации подрядных торгов при проектировании и строительстве ЛЧМТ должно быть основано на четком разделении функций в предложенной автором схеме: "заказчик - проектные организации - экспертная система - вероятные фирмы-подрядчики".

3. Разработана методология и концепция организации подрядных торгов на проектирование и строительство ЛЧМТ, основанная на четком разделении функций в предложенной автором схеме: "заказчик - проектные организации - экспертная система - вероятные фирмы-подрядчики".

4. Предложен метод отбора фирм-претендентов, который целиком базируется на функционировании экспертной системы как основы в разработанной автором схеме: "индивидуальные показатели (критерии) -обобщенный (интегральный) показатель - методика балльной оценки фирмпретендентов". На базе данного метода с участием автора разработано ныне действующие "Положение по проведению конкурентных торгов в РАО "Газпром" и "Методические рекомендации по оценке предложений фирм-соискателей".

1. Экспертные системы в проектировании и управлении строительством (Под редакцией академика Международной инженерной Академии А.А.Гусакова). М., Стройиздат, 1995.

2. Мезенов В.М. Рынок нефтегазового строительства в России и странах бывшего СССР. Состояние, тенденции, перспективы. "Строительство трубопроводов", № 3, 1995.

3. Особенности организации строительства трубопроводов в России в условиях переходного периода к рыночным отношениям. Доклад на 3-й Московской международной конференции "Нефть и газ", 20-21.04.94, Москва.

4. Мезенов В.М. Подрядные торги как элементы PROJECT MANAGEMENT (на основе опыта трубопроводного строительства) Доклад на семинаре Российской ассоциации управления проектами, М., 27.12.94.

5. Мезенов В.М. Предложения по расширению использования тендеров в РАО "Газпром". М., "НГС-оргпроектэкономика", 1995

6. Мезенов В.М. Тендеры в нефтегазовом строительстве. М., "НГС-оргпроектэкономика", 1995.

7. Гусаков A.A. Организационно-технологическая надежность строительного производства. М., Стройиздат, 1974.

8. Гусаков A.A. Система техники строительства. М., Стройиздат,1983.

9. Гусаков A.A. Основы проектирования организации строительного производства. М., Стройиздат, 1977.

10. Выявление экспертных знаний. Сборник трудов ВНИИ системных исследования АН СССР. М., Наука, 1989.

11. Попов Э.В. Экспертные системы: решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ (проблемы искусственного интеллекта). М., Наука, 1987.

12. Экспертные системы. № 47. Серийная информатика. М., ВИНИТИ,1989.

13. Минский М. Фреймы для представления знаний. М., Энергия,1979.

14. Богомолов Ю.Н. Применение экспертных систем в строительстве. Минск, 1990.

15. Ильин Н.И., Костюхин О.С. Перспективы применения экспертных систем в управлении строительством производственных комплексов и объектов. М., "Промышленное строительство", № 5, 1990.

16. Экспертные системы: состояние и перспективы. Сб. научных трудов. Институт проблем передачи информации АН СССР. М., Наука, 1989.

17. Словарь иностранных слов. М., "Русский язык", 1984.

18. Батилин Ю.П., Березин В.Л. и др. Организация строительства магистральных трубопроводов. М., Недра, 1980.

19. С.-Ю.В. Марчюкайтис. Измерение трудоемкости проектирования и управления строительством. М., Стройиздат, 1983.

20. Кочетков В.И., Чаринцева В.А. Применение метода экспертного исследования для нормирования инфенерного труда. М., об-во "Знание" РСФСР, 1976.

21. Организация производства на промышленных предприятиях США. М., "Прогресс", 1960, 1969, 1987.

22. Томаев Б.М. Надежность строительного потока. М., Стройиздат,1983.

23. Будников М.С. и др. Основы поточного строительства. Киев, "Будівельник", 1961.

24. Телегин Л.Г. и др. Оценка уровня (эффективности) организации строительства линейной части магистральных трубопроводов. Сб. "Экономика, организация и управление". Выпуск 5. м., ВНИИПК техоргнефтегазстрой. 1987.

25. Луканин Б.В. и др. Количественная оценка повышения эффективности организации строительного производства. М., Стройиздат, 1961.

26. Бешелев С. Д. и др. Математико-статистические методы экспертных оценок. М., Статистика, 1980.

27. Баранов П.Ю., Кучма О.А. Оценка надежности строительной фирмы в условиях перехода к рынку. М., "Экономика строительства", № 4, 1995.

28. Газопровод "Ямал Европа". Тендерная документация (базовый пакет). М., СЖС "Энергодиагностика", АО "НГС-оргпроектэкономика". На правах рукописи. Книги I-V. 1994.

29. Технические требования по строительству магистральных газопроводов. М., АО "НГС-оргпроектэкономика". На правах рукописи.1994.

30. Гаврилов В.М. Методы многокритериальной оптимизации. М., МАДИ, 1982.

31. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М., Сов. радио, 1975.

32. Пособие по отбору претендентов и оценке их предложений при проведении подрядных торгов. М., Минобороны, 1996.

33. Малыгин А. Рейтинг организаций в инвестиционной сфере. Обозреватель. Информационно-аналитический журнал. М., "Обозреватель".

34. Мезенов В.М. Особенности организации и проведения подрядных торгов в газовой промышленности. М., АО "НГС-оргпроектэкономика",1995.

35. Мезенов В.М. Тендеры в нефтегазовом строительстве. "Строительство трубопроводов" № 4-5 1996.

36. Мезенов В.М. Тендеры как рыночный элемент в трубопроводном строительстве. Российский инвестиционный бюллетень. М.,1996.