Биография Отчет о поиске Библиотека Ссылки ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ
Магистр ДонНТУ Сергеева Елена Юрьевна

Сергеева Елена Юрьевна

Автореферат по теме:

"Компьютеризированная подсистема календарного планирования на строительном предприятии"

 

 

Содержание

Введение
Цель и задачи работы
Предполагаемая научная новизна
Предполагаемая практическая ценность
Обзор существующих исследований и разработок
Перечень нерешенных тем, задач
Планируемые результаты
Заключение
Список источников

Введение

На строительных предприятиях одной из важнейших задач планирования является установление календарного плана выполнения строительных работ по заранее заданной технологии. Важность этой задачи определяется не только стремлением оптимально использовать производственные возможности предприятия, но и необходимостью установления конкретных сроков выполнения работ.

КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА(К.п.с.п.) - один из основных этапов организационно-технологического проектирования и производства строительно-монтажных работ (СМР). К.п.с.п. выполняется в виде проектного документа, регламентирующего потребность во времени и в пространстве живого труда, строительных машин, материально-технических и энергетических ресурсов, транспортных средств, временных зданий и сооружений, а также поставку технологического оборудования и комплектующих изделий, разработку проектно-сметной документации, распределение капитальных вложений и объемов строительно-монтажных работ. Исходные документы К.п.с.п. - организационно-технологические схемы производства и решения. При выборе организационно-технологических схем и решений необходимо учитывать:

законченность отдельного технологического цикла (передела) в общей технологии строительного производства;

конструктивную завершенность объекта;

пространственную устойчивость конструктивного элемента;

параллельность (одновременность) строительства отдельных объектов в составе комплекса;

прямоточность выполнения работ, исключающих избыточные, дальние, возвратные, встречные направления перемещения производства; др. условия поточной формы организации строительства.

Основная задача К.п.с.п. - нахождение организационно-технологических вариантов с рациональной взаимосвязью элементов производства с целесообразной очередностью и взаимоувязкой работ в производстве и во времени при условии непрерывности их выполнения, непрерывности потребления ресурсов или непрерывности загрузки пространства производства (фронта работ).

В некоторых случаях решением данных задач удается достичь непрерывности использования двух факторов производства, например непрерывности загрузки фронта работ и потребления ресурсов. Весьма сложная и практически неразрешимая задача - достижение непрерывности использования всех факторов производства одновременно.

Очень важно, чтобы календарный план точно отражал производственную среду, а также все ограничения, внешнего и внутреннего порядка. Качество календарного плана целиком определяется точностью и своевременностью данных, на которые оно опирается. Эффективность и корректность планов, используемых для управления производственными процессами, оказывает прямое воздействие на успех промышленного предприятия. [4]

Из этого можно сделать вывод о том, что задача построения компьютерной системы календарного планирования для строительного предприятия является актуальной. Эта система позволит быстро и эффективно составлять календарный план для предприятия, что повысит его производительность и качество строительства.

Начало

Цель и задачи работы

Целью моей магистерской работы является создание компьютерной системы календарного планирования для строительного предприятия, которая бы максимально правильно составляла календарный план. Данная система будет построена с помощью современных методов и, в связи с этим, я постараюсь избежать в ней всех тех недостатков, которые присущи существующим системам.

Предполагаемая научная новизна

Предполагаемая научная новизна в моей магистерской работе заключается в том, что я буду использовать в ней один из современных методов – метод построения экспертной системы. Данная экспертная система должна будет удовлетворять всем требованиям, которые прилагаются к данному классу задач, устранять все существующие недостатки.

Начало

Предполагаемая практическая ценность

Возведение здания или сооружения представляет собой совокупность взаимосвязанных строительно-монтажных процессов, выполняемых в определенной технологической последовательности.

В современных условиях при участии в строительстве многочисленных специализированных организаций, использовании мощной техники, передовой технологии и организации комплексный процесс возведения объекта следует рассматривать как сложную систему.

Для того чтобы построить здание в короткие сроки и с наилучшими технико-экономическими показателями, необходимо заранее проанализировать и исследовать возможные варианты решения и найти наиболее целесообразные из них. Для этого процесс строительства объекта можно представить в виде модели, с помощью которой анализируются все возможные производственные ситуации. Такой моделью служит календарный план, представляющий собой технологическую, организационную модель строительства объекта, поскольку в нем взаимоувязываются все строительные и монтажные работы, выполняемые в определенной последовательности и в точно назначенные сроки.

Являясь основным документом проекта производства работ (ППР), календарный план охватывает весь комплекс работ по возведению объекта, начиная от подготовительных и кончая пусконаладочными работами, опробованием и испытанием систем горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, проведением благоустройств прилегающей к объекту территории и озеленения.

Календарный план разрабатывается в соответствии с принципами поточной организации строительства.

На основе календарного плана устанавливается общая продолжительность строительства объекта, определяется потребность в трудовых и материальных ресурсах, сроки поставки конструкций и оборудования, ведется оперативное планирование и составляются годовые, квартальные, месячные и суточные планы работ. В соответствии с календарным планом устанавливаются и размеры финансирования, необходимые для осуществления строительства, внедряется бригадный подряд.

Календарный план является руководящим документом при производстве работ и средством контроля за их ходом. [5]

Таким образом, календарное планирование – очень важная задача. Множество методов, которые использовались ранее, являются либо неточными, либо слишком громоздкими для выполнения. Создание компьютерной системы календарного планирования не только устранит все существующие недостатки в этой области, облегчит труд людей, но и позволит вовремя и точно получать календарный план. Это не только повысит качество строительства, но и позволит рационально использовать материальные и трудовые ресурсы. Следовательно, повысит доход предприятия.

Начало

Обзор существующих исследований и разработок

На данный момент существует множество методов для составления календарного плана:

1. Метод линейного плана-графика Ганта

2. Модель календарного плана в виде циклограммы

3. Сетевое планирование

4. Составление календарного плана при помощи экспертной системы

Каждый из этих методов имеет как свои достоинства, так и недостатки.

Наиболее простой и широко применяемой в строительстве организационно-технологической моделью являются линейные календарные графики (график Ганта) в виде ленточных диаграмм.

Модель календарного плана в виде линейного плана-графика (графика Ганта)

Организационно-технологическая модель строительства объекта или комплекса должна отражать взаимосвязь и последовательность выполнения строительных и монтажных работ в соответствии с принятыми методами их выполнения, содержать необходимую информацию, включая данные об объемах и сроках выполнения работ и строительства в целом.

На календарном графике отражаются номенклатура и объемы работ, и сроки их выполнения. Такой график может содержать и другую информацию (численный состав исполнителей, сметная стоимость работ и др.)

Правая часть графика имеет две шкалы времени — рабочую и календарную. Рабочие дни проставляются подряд, от начала строительства до его окончания; календарные дни месяца, за вычетом воскресных и субботних дней, проставляются после того, как будет определен срок начала строительства. [6]

При большой длительности выполняемых процессов полезно показывать не только их начало и окончание, но и последовательное перемещение рабочих бригад и техники с участка на участок, с этажа на этаж. Такой прием облегчает последующий контроль за ходом производства, позволяет получить точную информацию об отставании или об опережении тех или иных процессов. При небольшой длительности процесса участки выделять не следует.

Однако по мере усложнения строительного производства, развития специализации, расширения системы производственных связей линейный график для строительства крупного и сложного объекта не является достаточно удовлетворительным, поскольку не позволяет обоснованно планировать многочисленные взаимосвязи элементов производства, выбирать оптимальный вариант продолжительности выполнения всей программы, использовать резервы и оперативно корректировать график в ходе строительства. [1]

Модель календарного плана в виде циклограммы

Модель календарного плана в виде циклограммы также получила довольно широкое распространение в практике строительства.

Циклограмма особенно удобна при возведении однотипных зданий, так как дает возможность наглядно отразить развитие потока во времени и в пространстве.

Потоки, развиваемые в строгой технологической последовательности друг за другом, не допускает пересечения наклонных линий на циклограмме. Последнее возможно только для работ, выполняемых независимо друг от друга.

На рис.1 в качестве примера приведена циклограмма строительства 5-этажного кирпичного жилого дома по совмещенной технологии с комплектацией материалов в размере суточной потребности в нем.

 

 

 

 

        

 

 

                                 Рисунок 1                                                    Рисунок2

На циклограмме предусмотрена разбивка объекта на 3 захватки — е торцовых и одна средняя несколько меньшей трудоемкости.

Линия кирпичной кладки является определяющей для всех других видов работ, последовательно включаемых в циклограмму в зависимости от появления фронта работ, возможности выполнять эту работу непрерывно и соблюдение правил безопасности производства работ. Все процессы на циклограмме, за исключением санитарно-технических, выполняются по горизонтальной схеме.

При выполнении работ в зимний период учитывается первоочередность работ по монтажу отопительной системы, частичный пуск ее в действие и технологический прогрев здания (если кладка производилась при отрицательных температурах). Время, отводимое на технологический прогрев, также должно получить отражение на циклограмме.

Циклограмма отражает технологическую взаимосвязь всех работ, поэтому отклонение от нее в ту или другую сторону не должно допускаться. Повышение производительности труда в бригадах регулируется путем сокращения в них числа рабочих.

На рис.2 приведена циклограмма выполнения только отделочных работ, которые в противоположность предшествующему примеру развиваются по вертикальной схеме — сверху вниз. Отделка 9-этажного крупнопанельного 3-секционного дома осуществляется одновременно тремя потоками, тремя комплексными бригадами. Все отделочные работы разбиты на 16 процессов, объединенных в 12 частных потоков. Специализированные звенья (бригады) последовательно выполняют несколько процессов.

Согласно циклограмме (рис.2) отдельные бригады рабочих последовательно используются на разных процессах, благодаря чему обеспечивается непрерывность их загрузки в пределах одного здания.

При комплексной застройке района такие переводы бригад возможны и на другие однотипные объекты с последующим возвратом их на данный дом по мере готовности на нем фронта работ. Этим достигается непрерывная работа рабочих бригад на длительное время.

При строительстве сложных промышленных объектов с неоднородными конструкциями объемы работ распределены по отдельным участкам неравномерно и объект приходится возводить, организуя неритмичные потоки, характеризуемые ломаными линиями или полосами. В таких случаях, при сложных взаимосвязях работ, наглядность циклограммы существенно снижается и пользоваться ею становится неудобно.

Но при строительстве сложных промышленных объектов с неоднородными конструкциями объемы работ распределены по отдельным участкам неравномерно и объект приходится возводить, организуя неритмичные потоки, характеризуемые ломаными линиями или полосами. В таких случаях, при сложных взаимосвязях работ, наглядность циклограммы существенно снижается и пользоваться ею становится неудобно. [1]

Недостатки линейных календарных планов в значительной мере устраняются при использовании сетевых моделей, позволяющих не только рассчитать основные параметры графика, определяющие продолжительность выполнения программы в целом и сроки начала и окончания взаимосвязанных работ в составе комплекса, но и анализировать график, выявлять резервы и использовать их для его улучшения (оптимизации).

Сетевая модель календарного плана является наиболее удачной для отражения вероятностных производственных процессов. Она позволяет в более наглядной форме отобразить порядок возведения сложного объекта. [1]

Подробнее о составлении сетевого плана вы можете прочитать в библиотеке в статье

«Сетевая модель календарного плана».

При обсуждении задач календарного планирования и искусственного интеллекта (ИИ) важно понять, какие требования предъявляются к знанию. Знание, необходимое для выполнения функций календарного планирования, должно быть полным, хорошо определенным и тщательно структурированным. Методы для представления и использования этого знания должны иметь результатом расписания, достаточно эффективные и гибкие.

Среда, для которой создается расписание на базе ИИ, демонстрирует недетерминизм, означая, что возможен более чем один допустимый путь для выполнения каждой работы. Для решения здесь требуются немонотонные рассуждения, которые связаны с объектами, обладающими динамическими характеристиками.

Эта основная характеристика задачи календарного планирования делает автоматическое планирование очень трудным, а ручные решения менее ясно определенными. Вследствие такой недетерминированной природы задачи календарного планирования требуется производить сбор данных в наиболее благоприятное время, чтобы при построении расписаний гарантировать получение обоснованных, реализуемых решений. Динамизм и неопределенность производственной среды делают эту задачу трудной.

В связи с этим для своих будущих магистерских исследований я выбрала метод составления экспертной системы для составления календарного плана. Преимущество данного метода по сравнению с остальными в том, что он является новейшим и учитывает все возможные нюансы при составлении календарного плана. Результаты календарного планирования будут положительными согласно следующим руководящим принципам:

• решение задачи календарного планирования дает существенную выгоду, а экспертиза обеспечивает преимущество в конкурентной борьбе, причем хорошие решения не всегда возможны с другими подходами;

• для решения требуется знание эксперта, тогда как традиционные методы не были очень успешными;

• имеется эксперт, желающий оказать помощь в формализации знания, требующегося для решения задачи;

• существует много допустимых решений, что может вести к чрезмерному числу «предположений» эксперта и неопределенным результатам;

• знание может быть определено специфично внутри, данного контекста;

• проблема и знание о проблеме подвержены быстрому изменению, причем допустимые решения в календарном планировании могут варьироваться от среды к среде и от работы к работе;

• экспертиза является лимитированной, недостаточной, или слишком неструктурированной, чтобы быть использованной экономичным способом.

Одной из важных проблем разработки экспертных систем является то, что эксперты, которые должны передать свое знание, не представляют разницу между важным и менее важным знанием и данными, которыми они обладают. Отсюда следует, что правила, первоначально выработанные при создании экспертной системы, являются несовершенными. Результаты должны быть тщательно проанализированы, чтобы уточнить и отсеять неадекватные правила, т. е. отразить действительное знание эксперта. [2]

Подробнее об экспертных системах вы можете прочитать в следующих статьях библиотеки:

Применение искусственного интеллекта для составления календарного плана

Accounting expert systems.

Введение в экспертные системы. Основные понятия и определения  [3]

EXPERT SYSTEMS BUILDING TOOLS: DEFINITIONS

В своей магистерской работе я попытаюсь учесть все эти недостатки и разработать экспертную систему, которая бы была гибкой ко всем изменениям параметров, включала функцию прогнозного планирования в сочетании со способностью изменять планы в ответ на изменение условий производства.

Начало

Перечень нерешенных тем, задач

Специфика создания САПР и АСУ в строительстве определяется необходимостью использования сетевых методов для моделирования и оценки альтернативных конструктивных, объемно-планировочных и организационно-технологических решений в рамках единой развивающейся модели процессов создания готовой строительной продукции. Разработка такой модели средствами канонических сетей затруднительна из-за отсутствия возможностей представлять альтернативные варианты.

Существующие методы представления альтернативных сетей обладают достаточными возможностями для описания рассматриваемой предметной области. Однако в практике строительства их применение ограничено, поскольку представления сложных моделей весьма громоздки, трудно обозримы для человека, на которого в первую очередь ориентированы графические способы отображения информации, неестественны для описания ряда случаев, трудно формализуемы для конечного пользователя, слабо ориентированы на существующие приемы описания возникающих изменений, трудно диагностируемы для анализа корректности, требуют для формализации привлечения специалистов с опытом формирования альтернативных сетевых моделей, трудоемки при модификации.

Поиск преодоления этих сложностей осуществляется в различных направлениях.

В настоящее время в плане развития экспертных систем и новой информационной технологии ставится задача создания такого интеллектуального интерфейса между пользователем и компьютером, при котором исключается участие специалиста-посредника в формализации задач и эксплуатации систем.

Для формализации задач средствами логики высказываний и логики предикатов в ориентации на общение с конечным пользователем в рамках создаваемых профессиональных языков, близких по ряду свойств к естественным, уже накоплен достаточный опыт и развиты математические и программные средства.

Начало

Планируемые результаты

В своей магистерской работе я хочу построить экспертную систему календарного планирования для строительного производства, в которой бы учитывались следующие моменты:

1. Альтернативная сетевая модель произвольной сложности формулируется в виде линейной последовательности правил, составляющих базу знаний предметной области. Она может пополняться или модифицироваться в процессе исследований и на основе эксплуатации реальных систем.

2. Правила, первоначально выработанные при создании экспертной системы, могут быть несовершенными. Следовательно, результаты должны быть тщательно проанализированы, чтобы уточнить и отсеять неадекватные правила, т. е. отразить действительное знание эксперта.

3. «Привязка» общей базы знаний к реальному объекту пополняется обычно небольшим числом правил, отображающих состояние и специфику конкретного объекта. Этим рассматриваемый подход существенно отличается от графовых методов представления, где изменение или дополнение модели дополнительными правилами с «перекрестными» связями требует принципиальной и довольно значительной переработки.

4. Вследствие недетерминированной природы задачи календарного планирования требуется производить сбор данных в наиболее благоприятное время, чтобы при построении расписаний гарантировать получение обоснованных, реализуемых решений.

5. Если ситуация не раскрывается текущим содержанием базы знаний, то система должна уметь принимать решение на основе имеющейся информации. Система должна быть способна не только исправлять ситуацию вовремя, но и уметь пересматривать базу знаний по мере необходимости путем добавления, удаления или корректировки содержания. Все это должно осуществляться при вмешательстве человека или без него.

6. Формализация описаний в виде правил должна быть на некотором профессиональном языке. Это является привычным способом задания технологии для конечного пользователя.

7. Использование развитого аппарата логических методов позволяет эффективно проверить допустимость моделей и их фрагментов в автоматизированном режиме.

8. Неспособность прогнозировать будущее и необходимость принимать решения вслед за каждым событием может снизить эффективность системы, следовательно она должна обладать свойством прогнозирования.

Начало

Заключение

Таким образом, календарное планирование – очень важная задача. Множество методов, которые использовались ранее, являются либо неточными, либо слишком громоздкими для выполнения. Создание компьютерной системы календарного планирования не только устранит все существующие недостатки в этой области, облегчит труд людей, но и позволит вовремя и точно получать календарный план. Это не только повысит качество строительства, но и позволит рационально использовать материальные и трудовые ресурсы. Следовательно, повысит доход предприятия. Я надеюсь, что справлюсь с этой непростой задачей и моя система принесет немалую пользу ООО «Промстрой-Z», на котором я проходила практику.

Окончательно работа будет готова в январе 2007 года. Полный текст работы Вы можете получить у автора.

Начало

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список источников

1) «Организация, планирование и управление строительным производством» под общей редакцией профессора И.Г.Галкина, Москва, «Высшая школа», 1978г. стр. 89-121, 50-65

2) «Искусственный интеллект. Применение в интегрированных производственных системах». Под ред. Э.Кьюсиака. Москва «Машиностроение», 1991г. стр. 402-417

3) Хабаров Сергей Петрович "Введение в экспертные системы. Основные понятия и определения"

http://firm.trade.spb.ru/serp/main_es.htm

4) Б.В. Прыкин

"КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА"

http://www.iatp.am/vahanyan/systech/avtor-232+.htm

5) Сайт "MTM логистика"

На сайте представлена статья на тему "ОПЕРАТИВНО-КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ"

http://www.mtmlogistika.com/termslib/production_scheduling.htm

6) Краснянский Михаил Николаевич

"Автоматическое построение графиков функционирования оборудования (графики Гантта)"

http://gaps-gw.tstu.ru/win-1251/lab/gantt/win-1251/gantt_met.html

Начало

Биография Отчет о поиске Библиотека Ссылки ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ