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

Строительное проектирование – взаимоувязанный комплекс работ, результатом которых является техническая документация, необходимая для строительства зданий и сооружений.

Проектирование строительных организаций (предприятий) - представляет собой формирование такой организационной структуры строительной организации, которая оптимальным образом обеспечивала бы реализацию инвестиционного проекта. При этом обеспечивающей деятельность управления строительной организации в процессе реализации инвестиционной программы и выработку коллективных решений является информационная модель управления как подсистема организации. Соответственно проектирование информационной модели управления понимается как проектирование выработки коллективных решений. Итогом такого проектирования является организационная структура строительной организации, информационное и программное обеспечение, источники и потребители информации, временной режим и другие данные, необходимые для функционирования спроектированной организационной структуры.

Однако такое совершенствование возможно лишь при условии разработки соответствующих теоретических основ, которые позволили бы проектировать организации или информационные модели организационного управления. Очевидно, что применение новой управленческой техники невозможно без коренной перестройки управления строительством на основе методов проектирования организаций.

Разработка общих подходов к формированию организационных структур строительных организаций предполагает изучение различных действующих организационных форм и структур и их влияния на эффективность организации и управления. Изучение опыта показало, что в хозяйстве нашей страны для реализации инвестиционных программ необходимо использовать не только эмпирические локальные методы решения, получившие широкое применение в условиях рыночного регулирования экономики, но и традиционные для России общие или системные подходы. При постоянно возрастающей сложности экономических, технических, организационных, плановых, управленческих, социологических параметров строительных систем самостоятельное изучение проблем организационного управления, поиски локальных путей решения этих проблем в строительной науке и практике не привели до последнего времени в нашей стране к значительному увеличению эффективности капитального строительства. Решение проблемы преодоления сложности строительных систем лежит в плоскости рационального сочетания локальных и системных подходов.

Исследования, посвященные организационному управлению, показывают, что проектирование целых систем является крайне сложной задачей, требующей много времени и критического осмысления результатов. При этом необходимо учитывать реально существующие системы, которые не могут быть единовременно замещены новыми. В этой связи большие перспективы имеет создание общей теории организационного управления в строительстве, позволяющей сравнивать и оценивать альтернативные тенденции развития организационных структур. Данные тенденции представляют собой: специализацию и интеграцию, укрупнение и разукрупнение, соотношение административных и экономических методов, перенос ответственности на низшие или высшие уровни, различное количество уровней управления, обусловливаемое уровнем специализации. В настоящее время применение того или иного локального подхода на практике оказывается результатом не всегда компетентного, часто стихийного воздействия, как правило, указанные тенденции базируются на чисто эмпирическом подходе.

Проектирование структуры строительной организации требует решения научных и производственных проблем с учетом отечественного и зарубежного опыта создания, развития и совершенствования организаций, опыта проектирования автоматизированных систем управления строительством и новых информационных технологий. В проектируемых высокоэффективных организациях должна быть определена роль социального фактора, чтобы максимально использовать как стратегические, так и тактические способности руководителей и организаторов строительства. При проектировании организационная структура должна рассматриваться не только как производственная единица. Непременным условием развития самой организации является развивающийся коллектив, обеспечивающий каждому работнику профессиональный и социальный рост.

Оценка адекватности модели реальной действительности при информационном моделировании сложных систем значительно затруднена в связи с неизбежным компромиссом между упрощением модели и сложностью моделируемых объектов. Функционально-системный подход и оценка с позиции достижения результата могут оказаться весьма плодотворными в системах проектирования строительных организаций, у которых сложность иерархии, множество целей, несоподчиненность и ненадежность критериев по отдельным подсистемам на первое место выдвигают достижение конечного результата по вводу и функционированию объектов строительства. В системных условиях именно результат является системообразующим фактором в строительном производстве, что требует переориентации многих организационных, технологических и управленческих решений. Методология функциональных систем позволяет оценить адекватность модели по степени отражения (достоверности, надежности, комплексности) результата работы системы организационного управления.

Исполнение функционального подхода значительно облегчает такие этапы проектирования системы, как декомпозиция её на элементы и подсистемы и определение связей (степени свободы) между элементами. До последнего времени эти этапы выполняются на основе искусства и инженерной интуиции исследователя. Результативный подход предполагает декомпозицию системы только на такие элементы и с такими степенями свободы, которые содействуют достижению заданного результата. Остальные элементы и связи, в соответствии с данным подходом, неправомерны и не должны иметь место в системе. Таким образом, исключая несущественные для достижения результата элементы и связи, определяется методология формирования обоснованной организационной структуры организации.

Подходы к проектированию структуры строительных организаций требуют дальнейшего развития, создания комплекса практических методов оргпроектирования, охватывающих все типы структурных преобразований в системе реализации инвестиционных проектов, в том числе разработку системы и органа общего управления проектом, создание или совершенствование системы и органа реализации проекта, разработку или совершенствование средних и первичных звеньев реализации проекта (общестроительных, специализированных строительных, обслуживающих, проектных организаций, объединений и предприятий производственной базы), разработку или совершенствование организационной структуры элементов первичных звеньев.

Системы автоматизации проектирования в строительстве (САПР-C) – человеко-машинная организационно-техническая система, состоящая из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей САПР) и выполняющая автоматизированное проектирование объектов строительства. САПР создается в целях: повышения качества и технико-экономического уровня объектов проектирования; повышения эффективности объектов проектирования, уменьшения затрат на их создание и эксплуатацию; сокращения сроков, трудоемкости проектирования и повышения качества проектной документации. Основной функцией САПР является автоматизированное проектирование на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей на основе применения математических и др. моделей, автоматизированных проектных процедур и средств вычислительной техники. Подсистемой САПР называется выделенная по некоторым признакам ее часть, обеспечивающая получение законченных проектных решений и соответствующих проектных документов. Различаются объектно-ориентированные (объектные) и объектно-независимые (инвариантные) подсистемы САПР. В зависимости от взаимодействия с техническими средствами они могут быть пакетного, диалогового или смешанного типов. Объектная подсистема как функциональная подсистема осуществляет проектирование объекта или класса объектов (жилых, общественных и промышленных зданий, дорог и т.п.). Инвариантная подсистема выполняет функции управления и обработки информации (диалоговых процедур, численного анализа, оптимизации, ввода, обработки и вывода графической информации, информационно-поисковых процедур, размещения, компоновки, трассировки, прочностных расчетов строительных конструкций, решения задач строительной физики и др.). Организационной основой САПР могут служить технологические линии автоматизированного проектирования.

Жизненный цикл проекта создания САПР – временной интервал от момента появления замысла проекта до его завершения. Существующие модели ЖЦ информационно-технологических проектов определяют порядок исполнения этапов в ходе разработки и внедрения, а также критерии перехода от этапа к этапу. В соответствии с этим наибольшее распространение получили следующие модели:

• каскадная модель – предполагает переход на следующий этап после полного окончания работ по предыдущему этапу, для этой модели ЖЦ характерна автоматизация отдельных несвязанных задач, не требующая выполнения информационной интеграции и совместимости, программного, технического и организационного сопряжения. В рамках решения отдельных задач каскадная модель ЖЦ по срокам разработки и надежности оправдала себя. Применение каскадной модели к большим и сложным проектам вследствие большой длительности процесса проектирования и изменчивости требований за это время приводит к их практической нереализуемости;

• поэтапная модель с промежуточным контролем – итерационная модель разработки с циклами обратной связи между этапами. Создание комплексных САПР предполагает проведение увязки проектных решений, получаемых при реализации отдельных задач. Подход к проектированию «снизу-вверх» обусловливает необходимость таких итерационных возвратов, когда проектные решения по отдельным задачам комплектуются в общие системные решения и при этом возникает потребность в пересмотре ранее сформулированных требований. Преимущество такой модели заключается в том, что межэтапные корректировки обеспечивают меньшую трудоемкость по сравнению с каскадной моделью; с другой стороны, время жизни каждого этапа растягивается на весь период разработки. Как правило, вследствие большого числа итераций возникают рассогласования в выполненных проектных решениях и документации. Запутанность функциональной и системной архитектуры созданной САПР, трудность в использовании проектной документации вызывают на стадиях внедрения и эксплуатации необходимость перепроектирования всей системы. Длительный ЖЦ разработки САПР заканчивается этапом внедрения, за которым начинается ЖЦ создания новой САПР;

• спиральная модель – делает упор на начальные этапы ЖЦ: анализ требований, проектирование спецификаций, предварительное и детальное проектирование. На этих этапах проверяется и обосновывается реализуемость технических решений путем создания прототипов. Каждый виток спирали соответствует поэтапной модели создания фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, планируются работы следующего витка спирали. Таким образом углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Используется подход к организации проектирования САПР «сверху-вниз», когда сначала определяется состав функциональных подсистем, а затем постановка отдельных задач. Соответственно сначала разрабатываются такие общесистемные вопросы как организация интегрированной базы данных, технология сбора, передачи и накопления информации, а затем технология решения конкретных задач. В рамках комплексов задач программирование осуществляется по направлению от головных программных модулей к исполняющим отдельные функции модулям. При этом на первый план выходят вопросы взаимодействия интерфейсов программных модулей между собой и с базами данных, а на второй план – реализация алгоритмов.

К преимуществам спиральной модели относятся:

• накопление и повторное использование программных средств, моделей и прототипов;

• ориентация на развитие и модификацию системы в процессе ее проектирования;

• анализ риска и издержек в процессе проектирования.

Суть содержания ЖЦ проекта создания САПР сводится к выполнению следующих стадий:

1. Планирование и анализ требований (предпроектная стадия) – системный анализ. Исследование и анализ существующей системы, определение требований к создаваемой САПР, оформление ТЭО и технического задания на разработку САПР.

2. Проектирование (техническое проектирование, логическое проектирование). Разработка в соответствии со сформулированными требованиями состава автоматизируемых функций (функциональная архитектура) и состава обеспечивающих подсистем (системная архитектура), оформление технического проекта САПР.

3. Реализация (рабочее проектирование, физическое проектирование, программирование). Разработка и настройка программ, наполнение баз данных, создание рабочих инструкций для персонала, оформление рабочего проекта.

4. Внедрение (тестирование, опытная эксплуатация). Комплексная отладка подсистем САПР, обучение персонала, поэтапное внедрение САПР в эксплуатацию, оформление акта о приемо-сдаточных испытаниях.

5. Эксплуатация САПР (сопровождение, модернизация). Сбор рекламаций и статистики о функционировании САПР, исправление ошибок и недоработок, оформление требований к модернизации САПР и ее выполнение.