3. ОБОСНОВАНИЕ КОМПЛЕКСА МАШИН ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ

3.1. Автоматизация проектирования технологических процессов

Вразработках Центрального научно-исследовательского и проект- но-экспериментального института организации и технической помощи строительству (ЦНИИОМТП) Госстроя РФ и А.А. Гусакова [73, 74] задачи организационно-технологического проектирования разделены на расчетные, оптимизационные и оформительские. Их разработкой заняты ведущие институты России и других государств. Проанализируем состояние вопроса, где и какое программное обеспечение разрабатывалось в последние 40–50 лет и для решения каких задач оно предназначалось.

ЦНИИОМТП разработаны программы: формирования плана строительства комплекса объектов, расчета технико-экономических характеристик одноэтажных промышленных зданий «ORSS», выбора крана по его параметрам «PVK», поперечного метода монтажа покрытий «POPER», определения оптимального комплекта кранов «OKKO», расчёта показателей технологичности проектных решений каркасных зданий «ARGO».

ЦНИИ проектом Госстроя РФ разработан комплекс программ, который включает в себя: формирование организационно- технологических моделей календарного планирования, оценку экономичности и технологичности проектных решений «Этап-1» [75]; прогнозирование технико-экономических показателей строительства объектов и комплексов «Прогноз»; сетевое планирование «АРС-1, 2, 3, 4»; расчёт обобщенных сетевых моделей «ОСМ» во времени; поиск места расположения временных сооружений на стройгенплане «План»; определение продолжительности строительно-монтажных работ «ПОСМ»; определение расхода материалов на 1 млн. рублей стоимости строительно-монтажных работ.

ВНИИАСС разработано программное обеспечение, включающее: расчёт потребности в строительных материалов, конструкциях и полуфабрикатах; расчёт потребности в автотранспорте; составление календарных графиков строительно-монтажных работ, расчёт потребления ресурсов, соответствующих заданному уровню надежности («Надёжность-2», «Надёжность-3»); расчёт потребности в строительных машинах и механизмах.

Расчетные задачи основаны на несложных вычислительных схемах

сбольшим объемом вычислений, автоматизация решения которых позволяет сократить трудоемкость и сроки разработки проектов. Оптимизационные задачи позволяют выбрать наиболее эффективные решения с учетом заданных ограничений. Решением задачи

75

оформительского характера является графическое отображение и оформление проектных разработок.

Для автоматизации составления проектов организации строительства широко используются экономико-математические методы и элек- тронно-вычислительная техника.

Разработка комплексного укрупненного сетевого графика особо сложных объектов осуществляется ИВЦ Главзапстроя Минстроя РФ с помощью программы «Поиск-2» и ИВЦ Главмурманскстроя Минтяжстроя РФ по разработанному ими программному обеспечению. Для определения продолжительности основных этапов проектирования объекта ЦНИИ Проектом Госстроя РФ разработаны компоненты «АРС-1», «ОСМ» и НИИАСС составлен комплекс программ. Определение продолжительности основных этапов строительства объекта производится с помощью программ ЦНИИпроекта «АРС-1», «Прогноз», «ОСМ» и с использованием программного обеспечения НИИАСС и ЦНИИОМТП Госстроя РФ. Определение рациональной очередности строительства отдельных зданий и сооружений в составе пускового комплекса осуществляется с применением компонент «АРС- 1», «ОСМ».

Для формирования календарного плана строительства разработаны программы «А-План», «Аккорд». Установление рациональной очередности строительства основных и вспомогательных зданий и сооружений, а также определение сроков строительства основных и вспомогательных зданий и сооружений оуществляется с помощью компонент «АРС-1» и «ОСМ». Для установления очередности строительства пусковых комплексов, сроков строительства пусковых комплексов, очередности работ подготовительного периода, сроков работ подготовительного периода используются процедуры «АРС-1» и «ОСМ».

Разработка строительного генерального плана с рациональным размещением на нём временных инвентарных зданий и сооружений производится по процедуре «План».

Разработка ведомости объемов строительных, монтажных и специальных строительных работ (включая монтаж технологического оборудования) осуществляется с помощью программного обеспечения разработанного Главсевкавстроем РФ.

Формирование графика потребности в строительных конструкциях, изделиях, деталях, полуфабрикатах, материалах и оборудования производится по программе «Аккорд». Для определения потребности в материально-технических ресурсах используется программное обеспечение Челябинского политехнического института, НИИАСС, АСУС, ЦНИИОМТП, ЦНИИпроект и ВЦ Минстроя Латвии. Для расчета графика потребности в основных строительных машинах по строительству в целом применяется программа «OKKO».

76

Разработка графика потребности в рабочих кадрах вычисляется с помощью программ НИИАСС и ВЦ Минстроя Латвии.

При составлении пояснительной записки также широко используется вычислительная техника. Например, расчет состава парка основных строительных, дорожных и погрузочно-разгрузочных машин на основании годовых объемов работ в физических измерителях и годовой выработки машин по отчету строительно-монтажных организаций об использовании машин в строительстве с учетом планируемого роста их производительности вычисляется по программе «PVK». Расчет потребности в транспортных средствах на основании годового грузооборота и годовой выработки транспортных средств по отчету строи- тельно-монтажных организаций об использовании транспорта в строительстве с учетом планируемого роста повышения и производительности труда осуществляется с помощью программ «Супер» и «Спрут». Для расчёта потребности в складском хозяйстве, обосновании потребности в жилье и культурно-бытовом обслуживании исполь- зуются компоненты «Надёжность-2» и «Надёжность-3». Обоснование потребности в строительных кадрах, определенной на основании годовых объемов строительно-монтажных работ, участвующих в строительстве организаций и годовой их выработки на одного работающего (с учетом численности работников обслуживающих и прочих хозяйств, взятых по отчетам строительно-монтажных организаций, с учетом планируемого роста повышения производительности труда) также рассчитывается с помощью компонент «Надёжность-2» и «Надёжность-3». Расчет объемов работ для определения дополнительных затрат, обусловленных принятой организацией и технологией строительства, в том числе на стесненность строительной площадки, производство работ в зимних условиях, разработку специальных приспособлений, необходимых для монтажа уникальных конструкций и оборудования по перевозке работников строительства, на подсобно- вспомогательные и обслуживающие строительное производство здания и сооружения, а также других затрат с указаниями по отнесению их к определенным главам сметы или статьям накладных расходов и об организациях-разработчиках документации по этим решениям производится с помощью программного обеспечения, разработанного Оргтрансстрой Минстроя РФ. Решения по оперативно-диспетчерскому управлению в случае строительства особо сложных объектов осуществляется с помощью программ «А-План», «Аккорд», «Супер» и «Спрут».

Расчет технико-экономических показателей производится по программам «Этап-1», «Прогноз», «ORSS» и «POPER». Определение объемов строительно-монтажных работ, (в том числе: производственной базы, стоимости временных зданий и сооружений; соотношения

77

стоимости оборудования, включая приспособления и производственный инвентарь, и строительно-монтажных работ; продолжительности строительства, в том числе подготовительного и основного периода) осуществляется с помощью компоненты «ПОСМ». Максимальная численность работающих (в пиковый год по кварталам); производительность труда, исчисленная по нормативной условно-чистой продукции; трудоемкость строительно-монтажных работ; удельная трудоемкость строительно-монтажных работ (на единицу производственной мощности или товарной продукции); материалоемкость строительства, в том числе расход металла, цемента, лесоматериалов производится с помощью программного обеспечения, разработанного на ВЦ Минстроя Латвии. Удельная материалоемкость строительства (на единицу производственной мощности или товарной продукции), в том числе: металла (включая конструкции и изделия), цемента, лесоматериалов осуществляется по программам, разработанным ЦНИИпроектом.

Разработка комплексного сетевого графика производства работ осуществляется с помощью программ «Поиск-2» и «Аккорд». Установление на основе объемов строительно-монтажных работ и разработанной технологии последовательности выполнения работ, сроков выполнения работ, потребности в трудовых ресурсах рассчитывается по программному обеспечению, разработанному в НИИАСС.

Формирование графика поступления на объект (здание, сооружение) строительных конструкций, деталей, полуфабрикатов, материалов и оборудования (унифицированной нормативно-технологической документации по производственно-технологической комплектации) осуществляется по программе АСУС Минстроя РФ. Определение объемов поставки на объект (здание, сооружение) строительных конструкций, деталей, полуфабрикатов, материалов и оборудования; определение сроков поставки на объект (здание, сооружение) строительных конструкций, деталей, полуфабрикатов, материалов и оборудования; разработка карточки реквизитов объекта в составе унифицированной нормативно-технологической документации; формирование комплектовочно-технологической карты рассчитываются с помощью программ ВЦ Минстроя Латвии.

Разработка графика потребности в рабочих кадрах по объекту (зданию, сооружению) осуществляется по программе «Аккорд».

Расчет графика потребности в основных строительных машинах по объекту (зданию, сооружению) производится с помощью программного обеспечения «PVK».

Формирование технологических карт или технологических схем на выполнение отдельных видов работ, определение последовательности производства работ, методов производства работ, сроков работ, стоимости работ, трудозатрат, потребности в материалах осуществляется с помощью программного обеспечения, разработанного Челябин-

78

ским ПКБ АСУ, АСУС Минстроя РФ, ВЦ Минстроя Латвии и ЦНИИпроектом. Определение потребности в машинах оценивается с помощью компонент «OKKO» и «ARGO».

Составление пояснительной записки (расчет потребности в электроэнергии, расчет потребности в воде) производится по программе «Сеть-1».

Расчет технико-экономических показателей (определение объемов строительно-монтажных работ, продолжительности строительно- монтажных работ) осуществляется с помощью компоненты «ПОСМ». Определение трудоемкости строительно-монтажных работ произво- дится с помощью программного обеспечения, разработанного на ВЦ Минстроя Латвии.

Для оргтехнического обслуживания процессов составления, копирования, хранения, поиска данных на основе электрографии и микрофильмирования создана автоматизированная система обработки данных и документов «АСОД» [76–79].

Одной из первых разработок на ЭВМ по автоматизации проектирования промышленных предприятий является система «GRAFT» [80], разработанная в США. Она позволяет улучшить решение, выполненное проектировщиком, с помощью дополнительной информации, введенной в ЭВМ вместе с исходными данными о проекте. Далее происходит сравнение возможных вариантов по заданной целевой функции и выбирается лучшее решение.

Для автоматизации проектирования гражданских зданий на эскизной стадии в США разработана система «GSP», позволяющая в диалоговом режиме оценить заданные варианты сооружений [81]. Для компоновки административных зданий с минимизацией протяженности пешеходных путей между помещениями на эскизной стадии в Швеции применяется система «Generator» [81].

Проектирование промышленных предприятий на эскизной стадии в США осуществляется с помощью системы «Image». Она позволяет автоматизировать процесс размещения зданий и помещений в них с оптимизацией связей между ними [82].

ВБолгарии создана система «Здание», позволяющая автоматизировать процесс проектирования одноэтажных промышленных зданий на эскизной стадии [83]. Программное обеспечение позволяет найти оптимальное объемно-планировочное решение промышленного здания с координатами помещений и здания в целом по критерию минимума площади застройки.

Рассмотренные в [80–83] системы автоматизированного проектирования позволяют определить габаритные размеры сооружения. В качестве критерия оптимальности в этих системах служит площадь застройки.

ВГермании разработана система «PERD», предназначенная для

проектирования на эскизной стадии жилых комплексов и отдельных

79

зданий [84]. Программное обеспечение представлено в диалоговом режиме. Предварительное решение проектировщиков заносится в память ЭВМ, затем, изменяя габариты отдельных помещений и конструкций находят лучший вариант здания по стоимости.

Для проектирования зданий общеобразовательных школ в Великобритании создана система «Spaces», позволяющая по заданной конструкции здания оценить проектное решение и выдать проектную документацию в виде чертежей и таблиц [85].

Система автоматизированного проектирования «PERD» и «Spaces» предназначены для определения габаритов помещений и разработки планировочных решений объектов. В качестве целевой функции рассматривается стоимость здания.

ВЦНИИ Проект Госстроя РФ разработана система «СОКРАД-75» для оценки компоновочных решений промышленных зданий на стадии рассмотрения вариантов [86]. Программное обеспечение позволяет

спомощью справочно-информационного фонда для автоматизированного проектирования оценить различные варианты проектных решений компоновки промышленных зданий и выбрать лучший вариант.

ВХарькове специалистами института НИОХИМ создается система «СОДА», предназначенная для компоновочных решений зданий на эскизной стадии. Программное обеспечение разрабатывалось для ЭВМ в диалоговом режиме. При решении задач оптимального проектирования предполагалось использовать информационное обеспечение на основе машинных фондов [87].

ВВеликобритании разработана система «West Sussex» для проектирования жилых зданий, которая использует банк данных с закодированными графическими каталогами стандартных элементов [85]. Составленное программное обеспечение позволяет в диалоговом режиме выбрать необходимую функциональную группу, найти для неё набор элементов и рассчитать их количество и стоимость.

ВЧехословакии создана система «Sapro» для проектирования отдельных частей промышленных объектов [88]. Система создается открытой и постоянно совершенствуется.

ВВеликобритании создана система «HSLP», которая используется для проектирования городской застройки в диалоговом режиме на основе обработки на ЭВМ решений проектировщиков [89].

ВЦНИИПроекте Госстроя РФ создается система «Форпроект», позволяющая осуществить выбор объемно-планировочных решений одноэтажных промышленных зданий [90–92]. Подготовку сравниваемых вариантов проектных решений осуществляет проектировщик. Основную сложность представляет сбор технико-экономических показателей проектных решений, которые является исходными данными. При этом предполагается, что они имеются в каждой проектной организации и

80

получены из отчетных или нормативных источников. В работе [90] подчеркнуто, что слабым звеном системы является ненадежность собранных технико-экономических показателей.

Рассмотренные в [80–92] системы автоматизированного проектирования промышленных и гражданских зданий обладают разными возможностями и являются трудно сопоставимыми. По степени автоматизации процесса проектирования системы можно разделить на два вида. К первому виду относятся системы, в которых формирование проектных решений выполняется проектировщиком. Здесь следует выделить два способа формирования вариантов. К первому способу можно отнести систему «СОКРАД-75», формирование и оценка решений в которой осуществляется традиционным путем в автоматизированном режиме. Ко второму способу следует отнести системы («GRAFT», «West Sussex», «SAPRO», «HSLP»), формирование решений, в которых осуществляется в диалоговом режиме между человеком и ЭВМ. Эти системы имеют развитую информационную базу, специальное математическое обеспечение, позволяющее в режиме диалога разрабатывать и оценивать проектные решения вариантов.

Ко второму виду относятся системы, в которых оптимизируются разработанные проектировщиком предварительные решения. Здесь, так же как и для первого вида, следует выделить два способа формирования решений. К первому способу можно отнести системы («Здание», «Generator»), предназначенные для оптимизации предварительных решений в пакетном режиме. Они характеризуются наличием пакета прикладных программ, предназначенных для формирования и оценки архитектурно-планировочных решений на ЭВМ. Ко второму способу следует отнести системы («GSP», «Image», «PERD», «Spaces», «СОДА»), предназначенные для оптимизации предварительных решений в диалоговом режиме. Они имеют развитую информационно-поисковую систему и программное обеспечение, предназначенное для проведения работ по оптимизации в диалоговом режиме с предоставлением результатов в графическом виде.

Часть рассматриваемых систем для упрощения вариантного проектирования архитектурно-планировочных решений промышленных зданий на ЭВМ использует эскизные проекты, большинство же систем ориентировано на проектирование реальных объектов. Отсюда проистекает и многообразие разработанных САПР. К сожалению, эти системы не рассматривают вопросы прогнозирования рациональных областей применения материалов, конструкций, машин и механизмов при строительстве реальных зданий.

Одним из основных этапов проектирования сборных железобетонных конструкций и зданий из них является технико-экономическая оценка проектных решений. Следует отметить, что оптимальное проектирование таких конструкций и сооружений в настоящее время производится с широким применением ЭВМ. В этом случае обосно- ванный выбор и правильное описание целевой функции важны для

81