Шифр дисциплины ЕН.Р.02

Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Конспект лекций

"Системотехника строительства"

(Наименование дисциплины по учебному плану)

654600 "Информатика и вычислительная техника"

(№ и наименование направления)

230104 «Системы автоматизированного проектирования»

(№ и наименование специальности)

Конспект лекций составил: д.т.н., профессор Волков А.А.

МОСКВА 2009 г.

Содержание

Раздел 1. Общие понятия системотехники 3

Лекция 1-2. Общие понятия системотехники. 4

Лекция 3-4. Методологические принципы системотехники строительства. 7

Раздел 2. Объект строительства как система 23

Лекция 5-6. Объект строительства как система. 23

Лекция 7. Технологичность строительных объектов. 31

Лекция 8. Организационно-технологическая надёжность строительства (ОТН). 36

Раздел 3. Системотехника проектирования строительного объекта 40

Лекция 9-10. Системотехника проектирования строительного цикла. 40

Лекция 11. Системный анализ жилищного строительства. 46

Лекция 12. Строительное производство как система. 52

Лекция 13-14. Проектирование строительного предприятия (организации). 56

Раздел 4. Строительное проектирование как система 62

Лекция 14-15. Строительное проектирование как система. 62

Лекция 16. Проектирование проектной организации, её структуры и подсистемы 65

Лекция 17. Взаимосвязь строительного проектирования и производства. 73

Список литературы 75

Раздел 1. Общие понятия системотехники

Лекция 1-2. Общие понятия системотехники.

Системотехника – научно-техническая дисциплина, изучающая вопросы проектирования и функционирования больших систем. В кибернетике занимается вопросами проектирования и функционирования сложных информационных систем (больших систем), основу которых составляют электронные вычислительные машины. При решении этих вопросов Системотехника использует методы систем общей теории, в частности метод синтеза сложных, целенаправленных, искусственно организуемых человеком систем – метод системного проектирования. Системотехника оперирует большими системами, в которых помимо материальных, технических и энергетических факторов значительное место занимает информационный фактор, чей удельный вес возрастает по мере роста масштабов системы. Поэтому при проектировании систем основное внимание уделяется информационному аспекту, и он становится определяющим по отношению к другим.

Системный подход – комплексное изучение исследуемого объекта как единого целого с позиций системного анализа. Системный подход означает учет всех взаимосвязей, изучение отдельных структурных частей, выявление роли каждой из них в общем процессе функционирования системы и наоборот, выявление воздействия системы в целом на отдельные ее элементы. НТП в строительстве и др. отраслях народного хозяйства привел к быстрому и резкому усложнению строительных технологических процессов, к увеличению количества составляющих элементов организационных структур, к усложнению плановых, экономических и, особенно, управленческих решений. Все это исторически привело к необходимости появления и развития нового подхода в управлении сложными системами – Системный подход в управлении, позволяющего координировать и направлять действия различных элементов систем с разными, иногда даже противоречивыми, интересами в единую, эффективно и целесообразно действующую строительную систему.

Теория систем и системный анализ возникли сравнительно недавно, хотя истоки системного подхода есть еще у Аристотеля, Гегеля (“Целое есть нечто большее, чем сумма частей”; “Характер частей определяется целым”; “Невозможно познать части вне связи с целым”). В естествознании подходы, близкие к системному, развивались Бутлеровым и Менделеевым в химии, Федоровым в кристаллографии, Павловым и Беловым в физиологии. Однако до начала XX в. в науке господствующим мировоззрением был ньютоновский механицизм, согласно которому вся вселенная представлялась как огромный механизм, все части которой подчиняются законам Ньютона. При таком подходе всякое явление изучается путем расчленения его на отдельные части или процессы с дальнейшим исследованием.

В начале XIX в. многие ученые пришли к выводу, что механистический подход недостаточен при изучении таких сложных объектов, как человек, коллективы людей, экономические, социальные, политические системы. Т.о. не удается описать самосознание, развитие, старение, самоорганизацию, самосохранение, размножение и т.д. Большинство биологических, сложных технических, социальных и др. систем являются открытыми системами, тесно связанными с окружающей средой. Для изучения и понимания подобных систем необходима новая наука, которая учитывала бы как сложность внутреннего строения изучаемых объектов, так и многосторонние связи с окружающей средой, рассматривая их в единстве. При этом важной особенностью системных методов является то, что не только объект исследования, но и сам процесс исследования такого объекта выступает как сложная система. Исторически первый вариант теории системного анализа был создан в нашей стране в 20-е годы Богдановым. В 30-е годы идеи системности широко развиваются в работах Людвига фон Берталанфи. В 1954 г. им было создано общество содействия развития общей теории систем. Эту дату многие рассматривают как дату рождения направления. В 60-е годы был создан ряд оригинальных вариантов общей теории системного подхода (Месарович, Уманцев, Уемов), имеющей свой математический аппарат. В системном анализе можно выделить ряд этапов (процедур). Не все они достаточно строго формализованы. В то же время достигнутый уровень формализации системного подхода делает его эффективным средством решения сложных проблем. Выделяемые при этом основные этапы: постановка задачи; структуризация; построение модели; исследование модели.

Постановка задачи в системном анализе отличается от постановки задачи в математике. При постановке задачи в системном анализе прежде всего необходимо выяснить и сформулировать цель исследования. Необходимо также выяснить, что послужило причиной, вызвавшей данное исследование. Постановка задачи – один из самых ответственных этапов разработки. На этом этапе, как правило, привлекаются группы специалистов, которые могут осветить все основные стороны решаемой проблемы. Такие группы обычно работают под руководством специалистов по системному анализу (системотехников), что предъявляет к последним целый ряд серьезных квалификационных требований. В процессе работы такой группы необходимо обеспечение достаточной глубины изучения вопроса, умение организовать работу специалистов разных областей, умение объединить разные мнения, представленных на разных специализированных языках. При структуризации проводят границу между системой и внешней средой. Для этого вначале выделяют все элементы, связанные с проводимым исследованием, а затем отделяют существенные от несущественных Затем разделяют элементы на непосредственно систему и внешнюю среду. Всякая структуризация имеет условный характер и зависит от цели исследования. После разделения на систему и внешнюю среду проводят отдельную структуризацию для внешней среды и для системы. Во внешней среде выделяют моменты верхнего для данной системы уровня и элементы систем, находящихся на одном уровне с данной системой. В самой системе выделяют элементы подсистемы, основные связи, входы, выходы.

Модель представляет собой упрощенное представление реальных объектов и явлений, создаваемое с целью их изучения и возможного дальнейшего совершенствования. К модели предъявляют два основных противоречивых требования: она должна быть простой и достаточно точной (адекватной). Модель адекватна объекту, если при одинаковых входных воздействиях обеспечивается одинаковая реакция на выходе (экспериментальная проверка). При построении математической модели вначале описывают все элементы, подсистемы и связи при помощи набора параметров. Затем устанавливают количественные и функциональные связи между выделенными показателями. На этапе исследования модели выявляют интересующие свойства, закономерности в системе и проводят их сравнение с желаемыми. В случае несовпадения проводится анализ возможности изменения структуры и параметров модели для получения искомых результатов.

Ввиду сложности рассматриваемых систем количественные оценки возможны далеко не всегда. Довольно широко используются методы системного анализа, носящие качественный характер (метод Дельфи, метод “мозговой атаки”, метод сценариев и др.). В настоящее время системный анализ не является полностью сформировавшимся научным направлением. Однако достигнутое состояние позволяет успешно применять созданные методы и подходы для решения управленческих задач. Поэтому системный подход является неотъемлемой частью теоретического багажа системотехники строительства.