Введение к работе
Актуальность темы. Металлургическое предприятие представляет весь спектр свойств промышленного предприятия (ПП). Занимая большую территорию, оно фондо- и энергоемко, использует многочисленное и сложное оборудование, много потребляет материальных и энергетических ресурсов, выпускает большие объемы металлопродукции, имеет многочисленные штаты. ПП проявляет свою множественную принадлежность, разным предметным областям, к ним относятся: функциональная принадлежность - металлургия, смежные области - строительство, энергетика, экология, экономика, безопасность жизнедеятельности, социология. Наравне с детерминизмом, ПП значимо проявляет свойства стохастической системы. ПП является эргатической системой - ее непременным эле-' ментом является человек, он же компонент производственной технологии - в терминах функционального назначения ПП и объект защиты - в терминах безопасности жизнедеятельности. Отвечая на новые социальные запросы общества,; эта производственно-техническая система усложняется, что вместе с факторами неопределенности инвестиционного цикла порождают на действующем ПП неопределенность - это проявляется в невыполнении проектных условий или в проявление на объекте ранее нерешенных в проекте вопросов. На стадии промышленной эксплуатации объект строительства (ОС) производственного назначения продолжает оставаться объектом научного исследования. Если в процессе выполнения производственной программы объект попадает в область этой неопределенности, то он становится частично непредсказуемым и нерегулируемым - факт нежелательный, а для некоторых объектов - недопустимый. Решение этой слабоструктурированной научной проблемы имеет важное народнохозяйственное значение - проблема присуща всем базовым отраслям промышленности- .
После анализа и структурирования плохоформализованных областей можно добиться лучшей управляемости объекта в новых проектах, для чего необходимо разработать методы и инструментальные средства моделирования факторов неопределённости ПП, а затем применить полученные математические и информационные модели в системе проектирования ПП.
Исходными материалами диагноза проблемы служит практика проектирования ОС производственного назначения в комплексных проектных институтах базовых отраслей промышленности, результаты предпроектного анализа, развития и использования с 1979 года
и по настоящее время САПР специализированных и комплексных проектных институтов (САПР-ПИ); собственный опыт проектирования в предметных областях металлургии, энергетики и экологии.
Цель диссертации: снижение научной и проектной неопределенности объекта строительства производственного назначения путем моделирования его слабоструктурированных областей.
Па защиту выносятся основные положения.
-
Методы непрерывного обследования и формализации сложившейся системы проектирования ПП; методы интеграции предметной области проектирования для размещения системы знаний и проектов в информационно-вычислительной среде.
-
Методы и инструментальные средства математического моделирования и информационного обеспечения предметной области проектирования и отдельных слабоструктурированных задач.
-
Оригинальные математические и информационные модели анализа и прогноза стохастических и системно-фрактальных свойств ПП/
-
Система жестких внешних ограничений на развитие функциональной принадлежности, объекта со стороны смежных предметных областей.
-
Взаимосвязи и соподчиненность инструментальной и предметной интеграции в системе проектирования ПП.
-
Диагноз текущему состоянию САПР-ПП и прогноз развития ее организационно-технологических форм с учетом общесистемных свойств ПП и рекомендуемых к использованию методов и инструментальных средств моделирования.
Объект исследования. Система проектирования ПП: собственно объект проектирования во всех эволюционных стадиях существования, технология проектирования этого объекта и используемые в технологии инструментальные средства. Важно к факторам неопределенности ПП адаптировать систему проектирования.
Методология исследования: общая теория систем; теория фракталов; методы распределения по разнообразию - целочисленные модели и закон Ципфа-Мандельброта; методы прогнозирования временных рядов на основе самоорганизации и временных фракталов; философия техники.
Научная новизна заключается в следующих положениях.
.1. Разработан и внедрен метод иерархическо-видовой классификации ОС производственного назначения в составе ПП. Объекты принятия проектных и управленческих решений упорядочены в терминах системного и фрактального подходов.
-
Систематизированы и математически описаны для использования в моделировании фрактальные свойства сложной производственно-технической эргатической системы.
-
Разработаны и .внедрены концептуально различные инструментальные средства моделирования - случайные и детерминированные, целочисленные и непрерывные в развитие теории фракталов, распределения по разнообразию и закона Ципфа-Мандельброта.
-
В решении проблем моделирования.и интеграции системы проектирования в соотношениях между функциональным назначением ПП со смежными предметными областями выделяется приоритет последних, как источник жесткой внешней системы ограничений, в которую попадает объект проектирования, далее объект капитального строительства, эксплуатации и управления развитием.
-
На основе свойства супердинамики фракталов концептуально усовершенствован алгоритм прогнозирования временных рядов для повышения точности получаемых оценок.
6. Структурировано информационное обеспечение системы
проектирования ПП. Слабоструктурированные области объекта и
решаемые с ним задачи описываются информационными моделями.
7. С учетом стохастических и фрактальных свойств ПП уточне
на концепция САПР-ПП, в аспекте ее интеллектуализации структу
рированы задачи лингвистического и научного обеспечения.
Внедрение результатов исследований проходило в процессе реализации заданий отраслевой программы работ 1-й очереди САПР-Чермет в форме организационно-методических документов для 30-ти проектных институтов черной металлургии. На основе сложившейся концепции САПР-ОС и уточнения концепция САПР-ПП были разработаны методические рекомендации для САПР-Гипромез. Разработанные модели в виде программно-информационных- компонентов вошли в соответствующие подсистемы САПР-Гипромез для ведения текущих проектных работ, что нашло отражение в конкретных результатах текущей проектной практики. Полученные результаты используются в МИСиС в учебных материалах по предметам "Основы САПР" и "Информационные системы и базы данных" в виде курсов лекций, практических занятий, лабораторного практикума и курсовых работ.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на. межотраслевых научно-технических конференциях по САПР-ОС в МДНТП в 1990-91 году, г. Москва; ежегодных отраслевых конференциях по САПР-Чермет и САПР-ПИ в 1987-92 годах; ежегодных научно-технических семина-
pax no электроснабжению в МДНТП и на кафедре электроснабжения ПП Московского энергетического института в 1986-93 годах; международной конференции «Прогнозы и циклы», 1994 г.
Публикации, Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 35 работах, в том числе одна депошгрованная рукопись.
Структура и объем работы. Все материалы работы изложены на 255 страницах текста, содержат 18 рисунков и 28 таблиц. Работа состоит из введения, семи глав, заключения, двух приложений на 25 страницах. Список использованной литературы включает 234 наименование работ отечественных и зарубежных авторов.