§ 14. Организация комплексной автоматизации проектирования

 

Автоматизация проектирования — новый прогрессивный развивающийся процесс, ведущий к значительному изменению существующей технологии в архитектурно-строительном проектировании. Изменяются существующая последовательность и время выполнения отдельных операций в проектировании, форма представления информации, эффективность при автоматизированном проектировании значительно зависит от организации взаимодействия человека с вычислительной машиной, системы представления справочно-информационного материала. При использовании отдельных программ технология традиционной системы проектирования заметно не меняется, однако появляются новые операции, например, подготовка исходных данных для машинной обработки, и сокращается время выполнения отдельных этапов.

Комплексная же автоматизация проектирования вносит коренные изменения в технологию проектирования, начиная от подготовки исходных данных, представления справочно-информационных материалов, методов решения и оценки и до конечных операций, т. е. до изготовления и размножения проектно-сметной документации.

В настоящее время значительное число проектных институтов страны уже имеет опыт использования программ для автоматизации отдельных этапов в процессе проектирования. Опыт комплексной автоматизации проектирования пока совершенствуется и поэтому еще окончательно не отработаны стабильные методы и процедуры такого проектирования. Однако переходным звеном между применением частных программ и комплексной автоматизацией процесса проектирования' являются технологические линии автоматизированного проектирования (ТЛП), которые разрабатываются в ряде научно-исследовательских институтов нашей страны и за рубежом. ТЛП объединяют несколько совместно работающих групп (бригад) автоматизированного проектирования. Основной задачей ТЛП является повышение качества проектно-сметной документации и производительности труда проектировщиков.

При разработке проектов ТЛП может выполнять определенный комплекс проектных работ. При этом структура ТЛП имеет две подсистемы: проектирующие и обеспечивающие. Проектирующие подсистемы непосредственно участвуют в процессах разработки проекта, а обеспечивающие — занимаются технологической подготовкой процессов автоматизированного проектирования (рис. II.7)

Организацию, управление и планирование процесса проектирования в ТЛП осуществляют с помощью разработанных технологических карт, которые имеют следующие три вида: технологические карты проектирования (ТКП), исполнительные технологические карты (ИТК) и организационные технологические карты (ОТК). Основной из них при составлении поточной технологии проектирования на ТЛП является ТКП (табл. II.3), которая составляется в процессе анализа всех операций, выполняемых на технологической линии, с определением сроков проектирования и трудозатрат на каждом этапе.

Основой организации процесса проектирования является ОТК (табл. П.4), которые предназначаются для представления сведений о наличии программного обеспечения и перечня проектных операций, составляющих рассматриваемый проектный процесс.

ТЛП использует комплекс технических средств, включающих вычислительную систему, организационную технику, средства связи.

Одной из первых в нашей стране была технологическая линия по проектированию несущих каркасов гражданских зданий на основе серии ИИ-04-КОРТ (каркас ортогональный).

Эта технологическая линия проектирования КОРТ обеспечила выпуск рабочих чертежей, монтажных схем фундаментов, перекрытий, опалубочных и арматурных чертежей индивидуальных элементов, а также спецификаций, расчетных листов и сметной документации, т. е. полный набор проектной документации каркаса. Проектировщик в процессе использования ТЛП КОРТ только принимает решения и анализирует результаты, а обработку принятых решений, хранение информации (постоянной и получаемой в процессе проектирования) выполняет ЭВМ.

Математическое обеспечение объединено в семи специальных блоках, каждый из которых выполняет определенные функции. В блоке КОРТ-1 формируется информация об идеализированной схеме проектируемого здания (сооружения), в блоке КОРТ-2 проверяется прочность и устойчивость здания, в блоке КОРТ-3 решается компоновка сооружения из сборных элементов, в блоке КОРТ-4 проектируются нестандартные элементы, блок КОРТ-5 обеспечивает получение чертежей на устройствах вывода графической информации, блок КОРТ-6 изготовляет сметную документацию, а блок КОРТ-7 представляет собой информационно-поисковую систему технологической линии автоматизированного проектирования. Структура математического обеспечения позволяет вносить в него изменения и дополнения в процессе эксплуатации. линии.

Разработана и экспериментально внедряется другая технологическая линия автоматизированного проектирования крупнопанельных жилых домов — КПД. Эта линия предназначена для проектирования крупнопанельных жилых домов ячеистой структуры с частым шагом поперечных несущих стен на стадии технического проекта. При этой технологической линии исходная информация для проектирования может быть разделена на постоянную и переменную. К постоянной относятся: нормы, каталоги архитектурно-строительных деталей и индустриальных изделий, каталог типовых элементов дома и т. д. К переменной информации — характеристики* которые определяют структуру объекта проектирования (пролеты, число этажей, число и типы квартир и т. д.). В результате работы линии КПД можно выбрать оптимальное архитектурно-планировочное и конструктивное решение и получить необходимую проектную документацию — чертежи, спецификации и сметы. Методика проектирования в КПД основана на широком использовании типовых решений. Проектирование проходит на шести уровнях: 1—индустриальные изделия и детали (типовые, общесерийные); 2 — конструктивно-планировочные ячейки (группы помещений, ограниченные несущими конструкциями); 3 — квартиры и лестнично-лифтовые узлы; 4 — этажи секций (группы квартир и лестнично-лифтовые узлы); 5 — блок-секции (совокупность этажей-секций, объединенных одним узлом вертикальных связей); 6 —дом (совокупность блок-секций).

Разработка проекта ведется последовательно от мелких элементов к более крупным, т. е. технология проектирования на каждом уровне состоит из компоновки элементов данного уровня из элементов нижележащего уровня. На каждом уровне определяются показатели, характеризующие элементы данного уровня. При этом па всех уровнях проектирования происходит оценка вариантов проектных решений.

Разработаны алгоритмы для выбора только тех вариантов, которые удовлетворяют требованиям, заранее заданным, например нормативным. С помощью программно-реализованных алгоритмов определяются показатели, характеризующие разные стороны проектного решения. Комплексную оценку проектных решений можно осуществить в ТЛП КПД двумя путями: проектировщиком, который может учитывать дополнительные показатели; алгоритмически, по специально разработанной методике. Технологический процесс предусматривает последовательную работу, состоусловий, где производится формулировка исходных данных для проектирования, включая предварительный анализ и выбор основных параметров проектирования; второй блок автоматизации поиска архитектурно-планировочного решения с отработкой планов, фасадов и перспективных изображений;

третий блок общего конструирования объекта и его расчета с выдачей монтажных чертежей и спецификаций;

четвертый блок разработки инженерного оборудования с выдачей проектной документации по этим решениям;

пятый блок определения сметной стоимости по единичным расценкам и укрупненным сметным нормам с выдачей сметы.

Проектирование в ТЛП КПД ведется в режиме диалога проектировщика и ЭВМ, что обеспечивает оперативный ввод команд с помощью телетайпа, клавиатуры пульта управления или светового карандаша и оперативного вывода информации на печатающее устройство или экран электронно-лучевой трубки (дисплей). Разработка чертежей основана на принципе сборки макетов чертежей из отдельных фрагментов и деталей по специальным макетам. На рис. П.8 показан фрагмент плана здания жилого дома |С расстановкой мебели в квартире, а в табл. П.6 — пример вывода информации о проектируемом объекте на печатающее устройство для контроля за-ходом проектирования и сравнения показателей. Комплекс технических устройств, обслуживающих КОРТ и КПД, состоит из ЭВМ БЭСМ-6 с набором внешних устройств и нестандартного оборудования.

В наше время разработан и внедряется технический проект

«Автоматизированных технологических линий проектирования

строительной части промышленных зданий (ТЛП-ПЗ)», которая

является подсистемой САП-ПИ промышленного профиля. Струк

турная модель ТЛП-ПЗ (см. рис. II.8) состоит из пяти проектиру

ющих и трех обеспечивающих подсистем. Рассмотрим подсистему

«Архитектурно-строительное проектирование», являющуюся веду

щей проектирующей подсистемой ТЛП-ПЗ, потому что в ней оп

ределяется основная структура объекта и разрабатываются зада

ния для остальных проектирующих подсистем ТЛП. В этой под

системе решается комплекс архитектурно-планировочных задач,

которые могут быть условно разделены на два этапа: поисковый

и деталировочный. 

В поисковом этапе большое место занимает взаимодействие с заказчиками проектов, системами более высокого ранга, смежными проектирующими подсистемами ТЛП. На этом этапе также решаются задачи: сбор справочно-нормативной информации; формирование результатов предварительной проработки проекта в графических и табличных видах (первые промежуточные результаты); формирование вариантов компоновочных и конструктивных решений, их оценка и выбор оптимальных проектных решений; формирование заданий смежных подсистем ТЛП. Решаемые задачи на этом этапе требуют большого участия архитекторов в процессе проектирования. Технические средства на поисковом этапе используют в основном для обработки информации по решениям, которые принимает архитектор.

В деталировочном этапе решаются следующие основные задачи: сбор нагрузок; выбор несущих и ограждающих конструкций; проектирование узлов и элементов; изготовление и выпуск проектной документации и подготовку задания на разработку смежной документации. На деталировочном этапе появляется возможность программного решения всех перечисленных выше задач. Однако этот этап не может производиться автоматически, без участия человека, за которым остаются функции контроля, корректировки и оценки получаемых результатов.

Необходимым условием комплексного взаимодействия всех подсистем является наличие единой цифровой модели промышленного здания (рис. 11,9), которая позволяет обеспечить системное единство всех информационных связей проектирующих подсистем. В модели каждый блок содержит определенный состав данных:

блок «Строительная ситуация» — информацию о районе строительства, ограничениях на имеющиеся ресурсы, технологические и социально-экономические требования к объекту проектирования;

блок «Структура объекта» — состав элементов объекта и их взаимосвязи;

блок «Типология объекта» — классификацию типов объектов промышленных зданий по назначению, этажности, условиям функционирования и т. д.;

блок «Топология объекта» — возможные конфигурации зданий, их частей и отдельных элементов;

блок «Метрика объекта» — значение параметров промышленных зданий: пролет, шаг, высота, размеры температурных блоков и т. д.;

блок «Качество объекта» — технико-экономические показатели, характеризующие стоимость объекта и удельных его показателей,, затрат труда, материалов, удобства планировки и. др.