2.4.3. Автоматизированное решение задач строительного организационно-технологического проектирования

1. Объект и технология проектирования

Объектом проектирования в САПР ОТП является технологический процесс возведения зданий, сооружений.

Объект проектирования выбирается в следующей последовательности: анализ задания на проектирование; установка вида, характера организационно-технологической документации, которая разрабатывается с применением САПР; наличие необходимых условий для разработки; определение факторов, влияющих на свойства объекта проектирования; выявление свойств и выбор объекта.

На свойства объекта проектирования оказывают существенное влияние следующие факторы:

предмет строительства (новое строительство, реконструкция, расширение, ремонт, восстановление и техническое перевооружение);

отраслевая принадлежность объекта строительства (согласно общесоюзному классификатору отраслей хозяйства);

функциональное назначение объекта строительства (производственное, жилое, культурно-бытовое);

планировочный тип (сосредоточенный, рассредоточенный, линейно-протяженный);

объемный тип (малой, средней, повышенной этажности, высотный);

конструктивный тип (каркасный, бескаркасный, каркасно-панельный);

конструкционный тип (монолитный, сборный);

конструкционный материал (камень (естественный, искусственный), бетон, металл, дерево, пластмассы);

расположение объекта строительства (умеренная, северная зона строительства, горные, пустынные районы);

способ использования производственных ресурсов (вахтовый, экспедиционный, передвижной, стационарный);

метод возведения объектов строительства (поточный, параллельный, последовательный);

вид организационного строения трудовых ресурсов (специализированные, комплексные бригады, бригады конечной продукции);

порядок возведения объектов (комплексный, дифференцированный (наращиванием, подращиванием, подвижкой)).

Перед выполнением данного этапа проектировщик должен получить ответы на вопросы, часть которых приведены в табл. 2.4.5. После получения ответов на поставленные вопросы разработчик проверяет « непротиворечивость » различных данных, а также учитывает их изменчивость.

Табл. 2.4.5. Вопросы для организации рационального проектирования организации и технологии строительства

Вопросы	Кто дает на них ответ
Возможен ли перенос работ со строительной площадки на завод?	Поставщик (изготовитель) Заказчик
В какой мере возведение объекта изменит существующую ситуацию у подрядчика - создаст ли новые потребности, возможности, трудности?	Подрядчик
Какие требования выдвигаются к КП?	Заказчик
В какой мере возведение данного объекта будит согласовано с другими?	Подрядчик
Каковы основные архитектурно-строительные и конструктивные характеристики зданий, сооружений, их частей, элементов?	Заказчик
Имеется ли вычислительная и организационная техника и возможности ее использования?	Руководство проектной организацией
Существуют ли пакеты прикладных программ для решения проектирования КП?	Справочники, каталоги, проспекты, реклама

При решении практический задач организации и технологии строительства объект проектирования структурируется и расчленяется на иерархические уровни по степени детальности его описания. Примерная схема классификации объекта проектирования приведена в табл. 2.4.6. Данная схема отражает содержание, структуру объекта, соответствующие ему проектные и нормативные документы. Каждому уровню соответствуют смысловые понятия определенные конструктивные элементы либо их совокупность. Схема структурных соответствий и их взаимосвязь приведена в табл. 2.4.7.

В разных САПР принимаются разные уровни описания объектов проектирования. Например, за уровень описания объекта проектирования в подсистеме автоматизированного проектирования организации строительства, как правило, принимается номенклатура работ (уровень 3). Такой выбор объясняется наличием нормативных данных, необходимых для решения задач (ПОС) и возможностью перехода от конструктивных элементов к работам.

При традиционном проектировании организации и технологии строительства можно выделить следующие аспекты: организационный, предметный (ресурсный), временной, пространственный, управленческий. Выделение данных аспектов позволяет расчленить процесс на процедуры и операции, сформулировать принципы и положения их реализации, отразить характер всех сторон объекта проектирования и сопровождающих его проектных документов (результатов проектирования), описать методы и средства их изготовления и т.д. Укрупнено, технология проектирования предполагает выполнение следующих этапов. На основании анализа исходных данных (требований) проектирования выполняется анализ проектов-аналогов. При их наличии происходит оценка, контроль принятых решений, при отсутствии - осуществляется генерация решений, которые оцениваются и отбираются.

Табл. 2.4.6. Схема классификации объекта проектирования

Уровень описания	Наименование объекта проектирования	Тип структурной обособленности	Степень технологической завершенности строительного процесса	Тип документации, в которой содержится описание объекта
0	Элементарная работа	Элементарный процесс на конструктивном элементе	Операция, однородный технологический процесс	Калькуляция затрат труда и зарплаты
1	Единичная работа	Совокупность элементарных процессов на ед. объема конструктивного элемента или технологического модуля	Совокупность операций, составляющих технологический процесс	Единичные расценки
2	Детальная работа	Процесс на конструктивном элементе	Комплексный технологический процесс, выполняемый одним исполнителем	Суммарная сметная расценка на объем раб., технолог. карта, ППР
3	Вид работы (укрупненная работа технологического цикла)	Комплексный процесс на конструируемом элементе или технологическом модуле	Замкнутый технологический цикл	Раздел сметы, ПОС
4	Укрупненный комплекс работ (комплекс работ)	Совокупность комплексных процессов, комплекс работ на объекте	Комплекс технологических циклов, образующих этап строит. или готовую строительную продукцию	Смета на сооружение или раздел объект. сметы, зональный прейскурант цен, проект на объект, ПОС
5	Комплекс работ по возведению объекта здания, сооружения	Возведение объекта (здания, сооружения)	Технологический комплекс работ на объекте	Объектная смета «миллионник» - нормы на 1 млн. руб. годового объема СМР, проект на объект, ПОС
6	Комплекс работ по строит. компл. зданий, сооружений (стройка, комплекс работ на стройке)	Стройка	Технологический комплекс работ на объекте	Сводная смета, сводка затрат, ПОС

По принятым проектным решениям формируются варианты и выпускается проектная документация. Укрупненная схема технологического процесса разработки организации строительства приведена на рис. 2.4.1.

Существующая технология обладает целым рядом недостатков, основными из которых являются: необходимость решения разнохарактерных задач прогнозного характера, требующих значительного опыта и квалификации проектировщиков; обособленность процесса, отсутствие должной связи с разработкой других разделов проектно-сметной документации и, как следствие, необходимой преемственности принимаемых решений и т.д.

Новая технология автоматизированного проектирования опирается на современные технические средства. Примером может служить схема автоматизированной разработки документации по организации строительства, приведенная на рис. 2.4.2. По мере автоматизированной разработки архитектурно-строительных, конструктивных и сметных разделов проектно-сметной документации проводится описание объекта проектирования на заданном языке для решения задач и технологии строительства

Рис. 2.4.1. Укрупненная схема технологического процесса

Одновременно получаются необходимые исходные данные от заказчиков и генподрядных строительных организаций.

Далее для каждого элемента здания устанавливается множество альтернативных наборов работ, соответствующих разным методам строительства зданий и сооружений. Для каждого вида работ определяется набор машин и механизмов, которыми они выполняются. Затем проектировщик выбирает лучший вариант. По этому варианту определяется продолжительность строительства и график капиталовложений.

Табл. 2.4.7. Схема структурных элементов

	Урове-нь описа-ния	Наименование структурного элемента
	6	Стройка
	5	Пусковой комплекс Объект
	4	Часть объекта, захватка
	3	Проектно-технологический модуль (ПТМ)
	2	Часть ПТМ, делянка
	1	Конструктивный элемент
	0	Часть конструктивного элемента, конструктивный элемент

При автоматизации составления календарных планов задача определения "временных" и "стоимостных" параметров решается в одном цикле, что позволяет исключить имеющиеся настоящее время "просчеты", когда мероприятия по организации строительства, требующие затрат, уже не могут быть учтены в разрабатываемой смете.

Данные от заказчика

Данные от генподрядчика

Данные от архитектурно-строительных и конструкторских отделов ПИО

Описание объекта проектирования

Рис. 2.4.2. Укрупненная схема автоматизированной технологии разработки документации по организации строительства

Рассмотренные в этом разделе материалы постановки организационно-технологические задач формирования календарных планов, строительных генеральных планов, комплектования парка строительных машин и транспорта являются элементами математического обеспечения (алгоритмов) систем автоматизированного решения соответствующих задач. При проектировании систем автоматизированного решения этих задач необходимо также уделять серьезное внимание проектированию их информационного обеспечения, в том числе используемым для их решения базам данных.

Базы данных, необходимые для решения задач ПОС, должны содержать нормативную информацию ЕНиР и СНиП и расчетные нормативы для определения количества строительных машин, транспортных средств, электроэнергии, тепла, воды и других ресурсов. Такие расчетные нормативы предназначены для определения необходимых машин и ресурсов на основании сметной стоимости строительно-монтажных работ. Нормативы определяют величину показателей на 1 млн. руб. годовой сметной стоимости СМР. Там же нормируются поправочные коэффициенты к этим показателям в зависимости от отраслей промышленности и района строительства.

Базы данных для решения задач ППР должны содержать информацию о технических и технико-экономических характеристиках строительных машин, транспортных средств, временных сооружений строительных площадок, необходимых при использовании пакетов прикладных задач САПР на реальных строительных объектах.

Обеспечение информационной совместимости – важнейшее условие функционирования систем автоматизации. Под информационной совместимостью понимается возможность обмена информацией между вычислительными системами разных пользователей. К средствам реализации информационной совместимости относятся унифицированная проектная и экономическая документация, единые словари, составляющие понятийно-терминологическую базу общения, а также классификаторы информации, выполняющие функцию инструмента формирования наборов данных.

Проектные и строительные организации, а также в предприятия системы материально-технического обеспечения строительства в процессе проектирования и выполнения строительно-монтажных работ должны обеспечивать единые представления о строительных материалах, конструкциях и используемых строительных машинах. При формировании в строительстве проектных материалов средствами САПР только на основе применения классифицированной информации можно обеспечить необходимую совместимость соисполнителей проекта.

Большинство задач, решаемых в автоматизированных системах, характеризуются большими объемами обрабатываемой информации и логическим характером ее обработки. В таких задачах основными являются операции поиска и сортировки данных. Поиск и сортировка данных – одни из основных процедур при обработке их на ЭВМ. Поиск – это совокупность логических операций, в результате выполнения которых находят по заданным признакам требуемые данные в информационных массивах, а сортировка – размещение используемых данных в последовательности, определенной условиями их использования.

К задачам, требующим осуществление поиска и сортировки информации, относятся все задачи проектирования организации и технологии строительства, выбора методов выполнения работ и строительных машин, комплектации строительных конструкций и материалов и пр. Решение этих задач также невозможно без предварительной классификации множества используемых данных.

В зависимости от уровня обмена входной и выходной информацией применяются разные системы классификации и кодирования. Так для обмена данными между системами разных предприятий (проектный институт, проектная организация и поставщик строительных материалов) или между предприятиями и государственными органами управления (проектный институт и муниципальные организации, выделяющие землю под строительство) используются коды, определенные Общероссийскими классификаторами. Для обмена информацией между подсистемами и задачами внутри автоматизированной системы проектной организации или системы управления строительством могут использоваться системные классификаторы и коды, единые для всех задач системы, но не предназначенные для кодирования информации, выходящей из системы. Для отдельных задач или отдельных автоматизированных рабочих мест могут использоваться локальные системы кодирования.

В качестве примера Общероссийского классификатора рассмотрим Классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП). Данный классификатор представляет собой систематизированный свод наименований и кодовых обозначений продукции и ее группировок, установленных в соответствии с действующими в России принципами планирования, учета и управления производства. ОКП охватывает всю продукцию, на которую распространяются действующие стандарты, технические условия и равносильные им документы. Номенклатура промышленной и сельскохозяйственной продукции, содержащаяся в ОКП, принимается за единое классификационное множество. Каждый из элементов множества обладает определенными признаками, характеризующими продукцию с точки зрения производства и потребления. Признаки определяются однородностью видов и характера производственных процессов, свойств продукции (физических, химических, геометрических и др.) и производственного или потребительского назначения.

Исходя из этого, вся совокупность промышленной и сельскохозяйственной продукции делится на классы и подклассы, включающие продукцию определенных отраслей и видов производства.

Далее подклассы продукции делятся на группы и подгруппы, которые объединяют продукцию по признакам производства и ее свойствам. Затем продукция делится на виды, определяемые действующими стандартами и техническими условиями, а также на внутривидовые группировки по типоразмерам качественным показателям. В качестве нижнего предела классификации продукции в ОКП выступает готовая продукция и конкретизированном выражении как предмет потребления и поставки на продажу.

Классификатор ОКП содержит также Классификацию строительных машин. Это система, основанная на распределении машин по совокупности признаков их сходства и различия, а также взаимосвязей. Она делится на различные классификационные подразделения (уровни). Согласно общему классификатору промышленной продукции строительные машины отнесены к классу «Строительные и дорожные машины», который делится на подклассы, группы, подгруппы, виды, подвиды и индексы.

Класс — подразделение машин, объединенных общностью назначения в строительстве.

Подкласс — подразделение машин для определенного вида работ.

1. Машины для земляных работ

2. Машины для подъемно-транспортных работ

3. Машины для буровых работ

4. Машины для свайных работ

5. Машины для бетонных и железобетонных работ

6. Машины для отделочных работ

7. Ручные машины (механизированный инструмент)

Группа — подразделение машин, сходных по принципу действия.

Подгруппа — подразделение машин, объединенных принципом действия, методом выполнения технологической операции, конструктивной схемой, ограниченное величинами главного параметра.

Вид — разновидность данной подгруппы.

Подвид — разновидность данного вида, отличающаяся конструктивным исполнением, например, ходового устройства.

Индекс — конкретное обозначение модели машины данного подвида.

Все машины, применяемые для производства строительно-монтажных работ, делятся на машины строительные и машины дорожные.

Примером системной классификации может служить Классификация строительных работ возведения зданий и сооружений.

Классификация строительных работ — это система, основанная на распределении работ по совокупности признаков их сходства и различия, а также взаимосвязей. Она делится на различные классификационные подразделения (уровни). Согласно общему принципу построения классификаторов он делит работы на классы, подклассы, группы, подгруппы, виды, подвиды и индексы.

Класс — подразделение работ, объединенных общностью назначения в строительстве.

Подкласс — подразделение определенного вида работ.

10000 ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

20000 ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ

30000 САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

40000 СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Группа — подразделение работ, сходных по принципу действия.

Подгруппа — подразделение работ, объединенных принципом действия, методом выполнения технологической операции, конструктивной схемой, ограниченное величинами главного параметра.

Вид — разновидность данной подгруппы.

Подвид — разновидность данного вида, отличающаяся технологией исполнения

Индекс — конкретное обозначение работы данного подвида.

Ниже приведена выборка классификационных групп строительных работ:

10000 ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

10100 ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ

10200 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

10300 ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ:

10400 КАМЕННЫЕ РАБОТЫ

10500 УСТРОЙСТВО БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

10600 МОНТАЖ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

10700 МОНТАЖ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

10800 МОНТАЖ ЛЕГКИХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

10900 ИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАБОТЫ

11000 КРОВЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

11100 БЛАГОУСТРОЙСТВО ТЕРРИТОРИИ

11200 ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ ГЕНЕРАЛЬНОГО ПОДРЯДЧИКА

20000 ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ

20100 ОТДЕЛОЧНЫЕ РАБОТЫ

20200 УСТРОЙСТВО ПОЛОВ

30000 САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

30100 РАБОТЫ ПО УСТРОЙСТВУ НАРУЖНЫХ ИНЖЕНЕРНЫХ СЕТЕЙ И КОММУНИКАЦИЙ

30200 РАБОТЫ ПО УСТРОЙСТВУ ВНУТРЕННИХ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ И ОБОРУДОВАНИЯ

40000 СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

40100 СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАБОТЫ В ГРУНТАХ

40200 БУРОВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ

40300 СВАЙНЫЕ РАБОТЫ

40400 СПЕЦИАЛЬНЫЕ БЕТОННЫЕ РАБОТЫ

40500 МОНТАЖ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

40600 УСТРОЙСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИДОВ ПОЛОВ*

40700 ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ