WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Тарасенко Дмитрий Сергеевич

Автоматизация процессов ПЛАНИРОВАНИЯ строительного производства ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2008

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) на кафедре «Автоматизированные системы управления».

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент

Остроух Андрей Владимирович

доцент МАДИ(ГТУ)

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор

Суэтина Татьяна Александровна

профессор Московского института коммунального хозяйства и строительства

Кандидат технических наук, доцент

Сергеев Александр Сергеевич

доцент Московского государственного института электроники и математики (технического университета)

Ведущая организация: Московский государственный технический университет (МГТУ им. Баумана), г. Москва

Защита состоится «21» января 2009г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу:

125319, ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Текст автореферата размещен на сайте Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета): www.madi.ru

Автореферат разослан «19» декабря 2008 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент

Михайлова Н.В.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

До сих пор не решен широкий круг вопросов, связанных с автоматизацией подготовки строительства. Возникают трудности при обработке проектно-сметной документации, формировании перспективных и годовых планов строительно-монтажных работ, организации материально-технического снабжения и комплектации строительных процессов.

Первоначально разработанные строительные планы обычно не являются лучшими по срокам выполнения работ и использованию ресурсов. Поэтому они подвергаются анализу и оптимизации. При оптимизации с привлечением дополнительных ресурсов (материальных, технических, трудовых) требуется учитывать большое количество факторов, влияющих на принятие решения. Эти задачи сложны для человека и в тоже время их нельзя доверить ЭВМ. Системы поддержки принятия решений (СППР) позволяют решать такие задачи. Они поддерживают, а не заменяют, выработку решений, предлагая специалистам возможные варианты решений и указывая на возможные последствия. С помощью СППР можно решать неструктурированные и слабоструктурированные многокритериальные задачи.

Практика показывает, что эффективное планирование и использование ресурсов, в том числе и трудовых – важнейшие факторы, оказывающие влияние на повышение темпов строительства, рост производительности труда и ввод объектов в установленные сроки. Все это и определяет актуальность выбранной темы диссертационной работы.

Цель и основные задачи исследования

Целью настоящей работы является повышение эффективности календарного планирования строительного производства промышленных объектов за счет создания автоматизированной системы для оптимизации календарных планов с привлечением дополнительных ресурсов по времени и по затратам.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

  • анализ методов, моделей и программного обеспечения применяемых для создания и оптимизации строительных планов промышленных объектов;
  • исследование методов и подходов по вероятностному планированию и управлению производственными рисками в строительных проектах;
  • формализованное представление объектов системы поддержки принятия решений для оптимизации строительных планов;
  • создание моделей и алгоритмов системы поддержки принятия решений для оптимизации строительных планов;
  • разработка программного инструментария с визуально-графическим интерфейсом для создания и оптимизации строительных планов.

Методы исследований

При разработке формальных моделей компонентов автоматизированной системы для оптимизации строительных планов в диссертации использованы методы общей теории систем, теории важности критериев, теории графов, методы оптимизации строительных процессов, имитационное моделирование, теории баз данных и др.

Научная новизна работы состоит в разработке методов, моделей и алгоритмов оптимизации строительных планов по продолжительности и по затратам с учетом стохастического характера производственного процесса, на основе которых проводится оптимизация с изменением количества привлекаемых ресурсов.

Практическая значимость работы заключается в разработке программного комплекса, используемого в технологических процессах подготовки строительства. Он позволяет создавать и оптимизировать календарные планы, а также учитывать и отслеживать производственные риски строительных проектов.

На защиту выносятся:

  • метод и алгоритм автоматического построения ускоренной сетевой модели;
  • методы вероятностного планирования и управления производственными рисками при создании строительных планов;
  • метод и алгоритм оптимизации строительных планов с использованием СППР на основе теории важности критериев;
  • программный комплекс для создания и оптимизации строительных планов.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения разработок на нескольких предприятиях.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации процессов планирования строительного производства.

Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятиях ЗАО "СУ-7 Фундаментстрой" и ООО "Строймонолит", а также используются при организации учебного процесса на кафедре АСУ МАДИ(ГТУ).

Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

  • на международных, российских и на 6466 научно-методических конференциях МАДИ(ГТУ) (2005-2008 г.г.);
  • на совместном заседании кафедры АПП и АСУ МАДИ(ГТУ).

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процессов планирования строительного производства составляет актуальное научное направление.

Содержание работы

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей, алгоритмов и программного комплекса.

Во введении обосновывается актуальность работы, приведено краткое содержание глав диссертации, определена цель и поставлены основные задачи исследований.

В первой главе диссертации на основе исследований проведен системный анализ моделей и методов календарного планирования, которые применяют при строительстве промышленных объектов. Рассмотрены основные положения по созданию и использованию линейных календарных графиков и сетевых моделей, а также методы вероятностного планирования, такие как метод оценки и анализа программ, метод статистических испытаний или метод Монте-Карло, метод графической оценки и анализа программ.

Большая часть этой главы посвящена системному анализу методов оптимизации и коррекции проектных планов (табл. 1). Рассматриваются следующие методы:

  • метод минимизации стоимости проекта при заданной продолжительности;
  • метод условно-эквивалентной трудоемкости для оптимизации сетевой модели;
  • графический метод "время – затраты" для оптимизации сетевой модели;
  • метод сокращения сроков проекта при минимизации его общей стоимости;
  • методы приведения проекта в соответствие с ограничениями по ресурсам.

Таблица 1.

Сравнение методов оптимизации строительных планов

Метод оптимизации

Преимущества

Недостатки

Метод линейного программирования

1) Оптимизация по стоимости;

2) Оптимизация по продолжительности.

1) Высокая трудоемкость;

2) Минимизация только по одному критерию.

Метод условно эквивалентной трудоемкости

1) Оптимизация по продолжительности;

2) Оптимальное распределение трудовых ресурсов.

1) Отсутствие оптимизации по стоимости;

2) Не учитывается уровень механизации работ;

3) Применим только для работ с однородными трудовыми ресурсами.

Метод «Время – Затраты»

1) Оптимальное соотношение между стоимостью и продолжительностью.

1) Высокая трудоемкость;

2) Низкая точность.

Метод сокращения продолжительности проекта при минимизации его общей стоимости

1) Оптимизация по стоимости и продолжительности.

1) Высокая трудоемкость;

2) Трудность автоматизации.

В этой главе рассмотрены основные принципы организации командной разработки проектной документации и программные комплексы, используемые для планирования, оценки и управления проектами (Microsoft Office Enterprise Project Management Solution и Cyco Auto Manager Team Work).

Во второй главе приведены обоснования, общие принципы и основные алгоритмы построения системы поддержки принятия решений (СППР) для оптимизации строительных планов.

Пусть множество – комплекс работ, выполнение которых требуется для завершения проекта. Тогда множество – будет представлять комплекс событий, возникающих в процессе выполнения комплекса работ. Сетевая модель проекта будет задаваться ориентированным графом, в котором элементы множества E играют роль вершин, а элементы множества W – роль дуг, соединяющих вершины, причем каждой дуге можно поставить в однозначное соответствие пару вершин и, первая из которых будет определять момент начала работы, а вторая – момент окончания этой работы.

Каждая работа в свою очередь определяется следующим множеством:

,

где – набор материалов, – затраты, – набор исполнителей, – трудоемкость, – набор используемой техники, – набор рисков.

Затраты на проект, включают в себя, как прямые затраты, являющиеся суммой затрат на каждую работу, так и косвенные затраты, вычисляемые исходя из продолжительности проекта:

, (1)

где Т – продолжительность проекта.

Затраты на каждую работу включают в себя стоимость материалов, использования техники и оплату труда исполнителей:

, (2)

где - стоимость материалов работы i-j, - затраты на оплату труда исполнителям работы i-j, - стоимость использования техники в работе i-j.

Продолжительность работ проекта можно регулировать количеством ресурсов, выделяемых для их выполнения. Продолжительность работы соответствующая нормальному времени выполнения работы и ее минимальной стоимости – называется нормальной продолжительностью. Продолжительность работы соответствующая ускоренному до предела времени выполнения работы – называется сжатой, или укоренной продолжительностью. Стоимость выполнения работы в такие сроки максимальна.

Время выполнения работы прямо пропорционально ее объему и обратно пропорционально числу исполнителей и используемой техники, занятых на данной работе. Так как время выполнения работы зависит от задействованных ресурсов, то можно допустить, что стоимость работы в общем случае представляет собой функцию нелинейного вида, как показано на рис. 1.

Рис. 1. График зависимости продолжительности работы от ее стоимости

Для оптимизации проекта по продолжительности и по затратам целесообразно использовать теорию важности критериев. Математическая модель ситуации принятия решения при многих критериях включает в себя три элемента: множество вариантов V, векторный критерий C и отношения предпочтения и безразличия лица принимающего решения – ЛПР, которые обозначают P (от англ. Preference – предпочтение) и I (от англ. Indifference – безразличие).

Каждый вариант v из множества всех вариантов V характеризуется значениями критериев S – стоимости и T – продолжительности проекта, которые называются частными и которые составляют векторный критерий. Под критериями S и T понимаются функции, определенные на V и принимающие значения из множества, называемого шкалой, а также множеством оценок, градаций этих критериев.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»