Содержание к диссертации
Глава 1. Современные методы и средства инженерной подготовки организационных решений строительного производства при реконструкции промышленных объектов 13
Организационно-технологическое проектирование строительного производства с использованием информационно- вычислительных систем 13
Применение искусственного интеллекта в системах инженерной подготовки организационных решений строительного производства . 16
Методология и основные принципы разработки проблемно- ориентированных систем инженерной подготовки организационных решений строительного производства 28
Глава 2. Разработка методов реализации систем инженерной подготовки организационных решений строительного производства в условиях реализации взаимодействия проектных и строительно- монтажных организаций 65
Разработка методов защиты нормативно-технических документов от искажений при взаимодействии проектных и строительно-монтажных организаций 100
Глава 3. Разработка методов и средств инженерной подготовки организационных решений строительного производства с использованием аналитических поисковых систем в информационной среде 124
Разработка методов поиска нормативно-технических документов в процессе организационно-технологического проектирования реконструкции промышленных объектов 154
Глава 4. Разработка системы оперативного взаимодействия строительных организаций в процессе инженерной подготовки организационных решений с использованием интернет-технологий .. 178
Методологические основы организационно-технологического проектирования инженерной подготовки организационных решений
с использованием интернет-технологий 178
Методы и средства оперативного доступа к нормативно- техническим документам на различных этапах инженерной подготовки организационных решений с использованием интернет- технологий 206
Глава 5. Разработка методов и алгоритмов инженерной подготовки организационных решений строительного производства с учетом возможности появления отказов на промышленных объектах 216
5.1. Методы принятия решений в процессе планирования строительно-монтажных работ при реконструкции промышленных объектов Г... 216
Формирование структуры инженерной подготовки организационных решений строительного производства при эксплуатации технологических коммуникаций промышленных предприятий 227
Разработка системы инженерной подготовки организационных решений строительного производства для установления очередности строительно-монтажных работ в информационной среде 241
Разработка методов передачи графических модулей организационно-технологического проектирования реконструкции промышленных объектов в информационной среде 286
Литература 298
Приложение 1. Акты внедрения выполненных исследований 323
Приложение 2. Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ Роспатентом РФ
Введение к работе
Актуальность исследования. Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2010 года и дальнейшую перспективу определяют важнейшие направления государственной политики в области развития науки и технологий. Прогресс в области современных технологий строительного производства, а также объективная необходимость, обусловленная целым рядом техногенных и социальных причин, определяют актуальность решения комплекса научно-методологических и инженерно- технических задач, ориентированных на развитие и создание конкурентоспособных строительных технологий и организационно- технологических решений, обеспечивающих интенсификацию процессов разработки и оптимизации форм управления, а также совершенствования инженерной подготовки организационных решений (ИПОР) строительного производства при реконструкции промышленных объектов с одновременным снижением неблагоприятных воздействий на окружающую среду. В соответствии с концепцией стратегии развития строительного комплекса Российской Федерации в ближайшее время необходимо осуществить: разработку и внедрение на всех уровнях функционирования строительного комплекса локальных и глобальных информационных баз данных и сетей, обеспечивающих возможность подготовки и принятия организационных решений по реализации инновационных технологий в строительном комплексе, а также их информационное сопровождение; переход к новой системе нормативно-правовых регуляторов, обеспечивающих государственный контроль через систему строительных норм, лицензирование, стандартизацию и сертификацию продукции на всех этапах строительства. Повсеместное внедрение интеграции и системной поддержки ИПОР строительного производства обусловлено реализацией требований закона РФ "О техническом регулировании" (№ 184-93 от 01.07.2003 г.) в части проведения коренной реформы системы технического нормирования в строительной отрасли.
Научные основы организационно-технологической надежности (ОТН) строительного производства с реализацией технологий ИПОР были заложены трудами отечественных (A.A. Афанасьев, Б.Ф. Белецкий, В.А. Большаков, В.Б. Белевич, A.A. Волков, A.A. Гусаков, A.B. Гинзбург, H.H. Данилов, Л.Г. Дикман, В.Д. Копылов, А.И. Мохов, П.П. Олейник, С.А. Синенко, О.М. Терентьев, В.О. Чулков др.), а также зарубежных (С.Л. Куперуайт, Р.Г. Маршалл и др.) ученых. Был разработан комплекс ИПОР строительного производства, включающий взаимосвязанные информационные, аналитические, технические, технологические и иные решения, построенные на основе элементов существующего информационно-аналитического обеспечения строительного проектирования, производства и управления с широким набором вспомогательного программного обеспечения. Труды этих ученых являются основополагающими в решении методологических вопросов повышения эффективности ИПОР строительного производства. Вместе с тем, современный этап развития ИПОР и практика реализации строительного производства при реконструкции промышленных объектов определяют необходимость создания специализированного информационно- аналитического обеспечения ИПОР, составляющего компоненты систем поддержки процессов принятия решений при ИПОР строительного производства при реконструкции промышленных объектов (РПО).
Комплекс научных знаний, современные методы проектирования организационно-технологических процессов строительного производства, а также значительный прогресс в области ИПОР на всех стадиях проектирования, сооружения и эксплуатации промышленных объектов обуславливают необходимость использования систем инженерного анализа показателей ОТН строительного производства с учетом действующих нормативно-технических документов (НТД). Системный анализ существующей практики проектирования организационно-технологических процессов строительного производства позволяет говорить об отсутствии адекватной методологии, а также моделей и средств, позволяющих распространить концепцию использования современных информационных технологий ИПОР на всех этапах жизненного цикла строительных объектов.
Исследования проводились в соответствии со следующими приоритетными направлениями развития науки и техники: целевая программа "Электронное Понизовье" - развитие электронно-коммуникационных технологий в Астраханской области на 2004-2006 годы (утверждена постановлением губернатора Астраханской области № 140 от 25.03.2003 г.); федеральная целевая программа "Электронная Россия (2002-2010 годы)" (утверждена постановлением Правительства РФ № 65 от 28.01.2002 г.); федеральная целевая программа "Национальная технологическая база" на 19962006 гг. (утверждена постановлением Правительства РФ № 986 от 13.08.1996 г.); федеральные законы "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" (№ 116-ФЗ от 21.07.1997 г.), "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера" (№ 68-ФЗ от 21.12.1994 г.), "О техническом регулировании" (№ 18493 от 01.07.2003 г.).
Выполненные исследования связаны с реализацией задач по совершенствованию инженерной подготовки организационных решений строительного производства при реконструкции промышленных объектов в информационной среде. Разработанные методики, алгоритмы и пакеты прикладных программ (ППП) позволяют эффективно выполнять инженерную подготовку организационных решений строительного производства при реконструкции промышленных объектов и совершенствовать для этого нормативную базу. Изложенное определяет актуальность выбранной темы диссертационного исследования, которая соответствует п.п. 1, 4, 8 и 10, 11 паспорта специальности 05.23.08 - технология и организация строительства, представляет собой актуальную проблему, обладающую научной новизной и практической ценностью.
Цель диссертационной работы - разработка методов и средств инженерной подготовки организационных решений строительного производства при создании конкурентоспособных технологических процессов, обеспечивающих повышение организационно-технологической надежности строительного производства.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:
анализ современных методов проектирования ИПОР строительного производства в информационной среде с обоснованием подходов к разработке аналитических систем принятия решений;
разработка методологических основ реализации ИПОР строительного производства для реализации процессов использования НТД на различных этапах РПО с учетом взаимодействия проектных и строительно-монтажных организаций для обеспечения целостности и достоверности организационно- технологической информации при управлении строительным комплексом;
разработка методов и алгоритмов графического сопровождения систем ИПОР строительного производства, включая разработку средств моделирования пространственного расположения реконструируемых промышленных объектов и методов представления результатов расчетов показателей организационно-технологических процессов в виде графических модулей;
разработка методов и алгоритмов расчета организационно- технологических показателей реконструкции промышленных объектов в информационной среде с учетом анализа количественных и качественных параметров эксплуатации инженерных коммуникаций объектов;
разработка аналитических средств ИПОР строительного производства для совершенствования процессов нормативно-технического и информационно-поискового обеспечения РПО;
исследование и разработка методов повышения ОТН строительного производства путем использования информационных технологий ИПОР на предприятиях строительного комплекса с учетом процессов взаимодействия проектных и строительных организаций на различных этапах РПО;
разработка инженерных систем обеспечения организационно- технологической надежности РПО с последующей реализацией практических рекомендаций по применению результатов исследований в строительном комплексе.
Объект исследования: инженерная подготовка организационных и управленческих решений строительного производства при реконструкции промышленных объектов с реализацией организационно-технологических решений в информационной среде.
Предмет исследования: методы моделирования и алгоритмы принятия организационных решений строительного производства в процессе инженерной подготовки реконструкции промышленных объектов.
Методологические и теоретические основы исследования базируются на работах отечественных и зарубежных ученых в области теории функциональных систем и системотехники строительства, теории принятия решений, методах организационно-технологического проектирования, организации информационных баз данных, информационных технологий, обобщении исследований в области организации строительного производства.
Научно-техннческая гипотеза предполагает, что использование современных информационных технологий анализа показателей организационно-технологических процессов строительного производства при реконструкции промышленных объектов, существенно повышает технико- экономические показатели производственной деятельности строительных организаций и увеличивает организационно-технологическую надежность реализации строительно-монтажных работ.
В представленной диссертационной работе на основании выполненных исследований осуществлено решение научной проблемы, имеющей важное народнохозяйственное значение, изложены научно-обоснованные организационно-технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса путем научного обобщения по проблеме исследования организационно- технологической надежности процессов инженерной подготовки организационных решений при реконструкции промышленных объектов. Научная новизна исследования состоит в следующем:
разработаны методологические основы реализации ИПОР с учетом использования НТД на различных этапах строительного производства с учетом взаимодействия проектных и строительно-монтажных организаций, обеспечивающие системотехническую увязку функциональных подсистем и аналитических задач в информационной среде;
разработаны методы и алгоритмы графического сопровождения систем проектирования организационно-технологических процессов ИПОР строительного производства, что позволяет сохранять целостность и достоверность организационно-технологической информации при управлении реконструкцией промышленных объектов и представлять результаты расчетов показателей организационно-технологических процессов в виде графических модулей;
разработаны инженерные системы расчета организационно- технологических показателей реконструкции промышленных объектов в информационной среде с учетом анализа количественных и качественных параметров эксплуатации инженерных коммуникаций объектов;
разработаны аналитические средства нормативно-технического и информационно-поискового обеспечения ИПОР строительного производства при реконструкции промышленных объектов в информационной среде;
предложена концепция использования информационных технологий на предприятиях строительного комплекса с учетом процессов взаимодействия проектных и строительных организаций на различных этапах реконструкции промышленных объектов при необходимости повышения организационно- технологической надежности ИПОР строительного производства;
- разработаны пакеты прикладных программ для поддержки процессов принятия решений в системах ИПОР при реконструкции промышленных объектов с обеспечением последующей реализации практических рекомендаций по применению результатов исследований в строительном производстве.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке математических моделей, организационных и технологических решений ИПОР строительного производства при реконструкции промышленных объектов, алгоритмов программного обеспечения информационных систем организационно-технологического проектирования и управления строительным производством. Совокупность полученных результатов дает методику реализации ИПОР с одновременным обеспечением организационно-технологической надежности строительного производства в условиях системотехнической увязки функциональных подсистем и аналитических задач в информационной среде, а разработанные информационные технологии позволяют анализировать параметры организационно-технологических процессов ИПОР при реконструкции промышленных объектов с учетом полученных в работе подходов оценки эффективности принятия решений на основе целостной и достоверной НТД электронных архивов. Разработанные модели и алгоритмы предложены в качестве основы проектирования элементов реального аналитического обеспечения процессов организации и управления строительным производством, направлены на практическую реализацию предлагаемой концепции, научно-методологического и инженерно-технического обоснования рекомендаций в области совершенствования существующих схем ИПОР строительного производства, действующих государственных стандартов, строительных норм и правил.
Внедрение результатов. Результаты диссертационной работы (методология, модели, технические, технологические и иные решения, алгоритмы и элементы программного обеспечения) использованы: производственным предприятием ООО "Альянс-Академ", производственным предприятием ООО "Поляр-инжениринг", производственное предприятие ООО "Инжстрой-плюс", производственным предприятием ООО "Стройиндустрия", производственное предприятие ООО "БизнесСтройИндустрия", научно- производственным объединением НПО "Русская строительная компания "РУСКОМ"", производственным предприятием ООО "Севертрансэкскавация", производственным предприятием ЗАО "К. С. Корпорация". Практическая значимость основных результатов диссертации подтверждена соответствующими актами внедрения. Теоретические и практические результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе на курсах повышения квалификации учебно-методические руководства по курсам "Системотехника строительства", "Современные информационные технологии в строительстве" и "Информационное обеспечение процессов строительного проектирования и производства" и ориентированы на разработку и оптимизацию структур и состава широкого спектра аналитического обеспечения процессов ИПОР строительного производства.
На защиту выносятся положения, являющиеся научным обобщением по проблеме совершенствования методов разработки и реализации ИПОР строительного производства с обеспечением организационно-технологической надежности реконструкции промышленных объектов:
научно обоснованная методология проектирования аналитических средств проектирования ИПОР строительного производства при реконструкции промышленных объектов, которая обеспечивает концептуальную системотехническую увязку функциональных подсистем и аналитических задач организационно-технологического проектирования в информационной среде, что позволяет эффективно использовать разработанную информационную технологию формирования НТД на различных этапах организационно-технологического проектирования ИПОР строительного производства;
методы и средства реализации ИПОР строительного производства с учетом использования НТД на различных этапах реконструкции промышленных объектов при взаимодействии проектных и строительно- монтажных организаций с учетом обеспечения целостности и достоверности организационно-технологической информации при управлении реконструкцией промышленных объектов, практическое применение которых позволяет осуществлять многовариантное моделирование показателей инновационной деятельности строительных организаций на основе различных видов информационного поиска в базах НТД строительной индустрии;
концепция количественного анализа параметров эксплуатации коммуникаций промышленных объектов для ИПОР строительного производства в режиме планирования объемов и очередности выполнения ремонтно-строительных работ с учетом прогнозируемого состава материально- технических ресурсов, использование которой позволяет реализовать процедуры ИПОР на основе экспертных оценок возможности возникновения неблагоприятных воздействий на окружающую среду в условиях объективно существующей неопределенности исходных данных в информационной среде;
моделирование пространственного расположения и средства графического представления реконструируемых промышленных объектов для повышения организационно-технологической надежности ИПОР строительного производства с использованием информационных технологий преобразования результатов расчетов показателей процессов ремонтно- строительных работ в виде графических модулей;
практические решения по осуществлению оперативного взаимодействия проектных и строительных организаций на различных стадиях ИПОР строительного производства в процессе реконструкции промышленных объектов с использованием информационных технологий, которые позволяют
реализовать организацию оперативного доступа к НТД путем использования специализированного Интернет-портала и практических рекомендаций по применению результатов исследований в строительном комплексе.
Апробация работы.* Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Мингазпрома СССР (г. Киев, 1979; г. Ургенч, 1980; г. ' Баку, 1981); научно-технической конференции "Опыт эксплуатации и перспективы развития вычислительной техники в Узбекистане" (г. Ташкент, 1981); международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии в региональной инфраструктуре" (г. Астрахань, 1994, 1995, 1997, 2001); 7-ом международном симпозиуме "High pressure , pipeline reliability after a long time operation" (г. Прага, 1998); 4-ой научно- практической конференции "Информация и реклама - 98" (г. Москва, 1999); 2- ом международном симпозиуме "Наука и технология углеводородных дисперсных систем" (г. Уфа, 2000); международной конференции "Проблемы нефтегазовой отрасли" (г. Уфа, 2000); всероссийской научно-технической конференции "Современные методы и средства защиты и диагностики трубопроводных систем и оборудования" (г. Москва, 2000); всероссийской научной конференции "Научный сервис в сети Интернет" (г. Москва, 2000, 2001, 2003, 2004, 2005); международной научно-практической конференции "Производство, технология, экология (ПРОТЭК)" (г. Москва, 2001. 2002, 2003, 2004, 2005); 6-ой всероссийской научно-практической конференции "Биосфера и человек: проблемы взаимодействия" (г. Пенза, 2002); международной научно- практической конференции "Строительство" (г. Ростов-на-Дону, 2002, 2003, 2004, 2005); 11-ом Польско-Российском научном семинаре "Теоретические основы строительства" (г. Варшава, 2002); 2-ой международной научно- практической конференции "Информационные технологии в обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений" (г. Новочеркасск, 2002); 2-ой научно- практической конференции "Устойчивое развитие северо-запада России: ресурсно-экологические проблемы и пути их решения" (г. Архангельск, 2002); 6-ой международной конференции "Информационное общество, интеллектуальная обработка информации, информационные технологии (НТИ- 2002)" (г. Москва, 2002); научно-практической конференции "Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии" (г. Астрахань, 2002, 2003, 2004); международной научно- технической конференции "Трубопроводный транспорт - сегодня и завтра" (г. Уфа, 2002); 2-ой всероссийской научно-практической конференции "Энергетика, экология, экономика средних и малых городов. Проблемы и пути их решения" (г. Москва, 2003); 2-ой всероссийской научно-практической конференции "Нефтегазовые и химические технологии" (г. Самара, 2003); всероссийской научно-практической конференции "Техносферная безопасность. Надежность, качество, энергосбережение" (г. Ростов-на-Дону, 2003, 2004); всероссийской научно-технической конференции "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" (г. Ставрополь, 2004); 3-ей всероссийской
научно-практической конференции "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа" (г. Томск, 2004); всероссийской научной конференции "Математические модели и методы анализа и оптимального синтеза развивающихся трубопроводных и гидравлических систем" (г. Иркутск, 2004); международной научно-практической конференции "Реконструкция - Санкт-Петербург - 2005" (г. Санкт-Петербург, .2005); 5-ой международной научно-практической конференции "Методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике" (г. Новочеркасск, 2005 г.); 3-ей международной научно- практической конференции "Глобализация экономики и российские производственные предприятия" (г. Новочеркасск, 2005).