Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва

Стаття присвячена проблемам організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва з використанням інформаційних технологій та інтерактивного режиму. Розглянуті існуючі підходи до цієї проблеми (мережеві графіки та графіки Гантта, циклограми, мережі Петрі тощо) та побудовані на їх основі...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Бабич, В.І., Перевертун, І.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Інститут програмних систем НАН України 2005
Теми:	Прикладне програмне забезпечення
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1306
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва / В.І.Бабич, І.М.Перевертун // Проблеми програмування. — 2005. — N 2. — С. 52-63. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859761070357348352
author	Бабич, В.І. Перевертун, І.М.
author_facet	Бабич, В.І. Перевертун, І.М.
citation_txt	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва / В.І.Бабич, І.М.Перевертун // Проблеми програмування. — 2005. — N 2. — С. 52-63. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
collection	DSpace DC
description	Стаття присвячена проблемам організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва з використанням інформаційних технологій та інтерактивного режиму. Розглянуті існуючі підходи до цієї проблеми (мережеві графіки та графіки Гантта, циклограми, мережі Петрі тощо) та побудовані на їх основі програмні продукти. Вказано на переваги та недоліки цих підходів для промислового використання. Запропоновано власний підхід, що базується на поєднанні етапів технологічної підготовки будівельного виробництва (ТПВ), комплексного балансування (КБ) та оперативно-календарного планування (ОКП) в одну схему, використанні лінгвістичних засобів для опису складних технологій будівництва та зручному балансуванні потреб у ресурсах за наявними потужностями.
first_indexed	2025-12-02T03:20:46Z
format	Article
fulltext	Прикладне програмне забезпечення © В.І. Бабич, І.М. Перевертун, 2005 52 ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2005. № 2 УДК 004.415:69 В.І.Бабич, І.М.Перевертун ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ ПІДХОДІВ ДО ІНТЕРАКТИВНОГО ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ БУДІВЕЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА Стаття присвячена проблемам організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва з використанням інформаційних технологій та інтерактивного режиму. Розглянуті існуючі підходи до цієї проблеми (мережеві графіки та графіки Гантта, циклограми, мережі Петрі тощо) та побудовані на їх основі програмні продукти. Вказано на переваги та недоліки цих підходів для промислового використання. Запропоновано власний підхід, що базується на поєднанні етапів технологічної підготовки будівельного виробництва (ТПВ), комплексного балансування (КБ) та оперативно-календарного планування (ОКП) в одну схему, використанні лінгвістичних засобів для опису складних техно- логій будівництва та зручному балансуванні потреб у ресурсах за наявними потужностями. Вступ Більшість сучасних програмних ком- плексів для інтерактивного організаційно- технологічного моделювання (будівель- ного) виробництва («Open Plan 3.1», «Microsoft Project 2003», «Primavera Project Planner 3.1», «Spider Project 8.08» та інші) не відповідають вимогам інтерактивної гнучкості програмних систем у сфері пла- нування, бо не взмозі легко переходити між рівнями перспективного й поточного планування, описувати складні технології будівництва (технології з фрагментами та циклами тощо), враховувати їх багатоварі- антність та динаміку будівельного вироб- ництва. Це пояснюється тим, що на практиці задача оперативного та календарного пла- нування погано піддається формалізації [1], а більшість розробок у цій сфері є по суті добре вдосконаленими графічними редакторами зі зручним багатоманітним інструментарієм і наступими ознаками: 1. Відсутність елементів штучного інте- лекту (в т. ч. лінгвістичних засобів імітаційного моделювання), що при- зводить до невикористання цілого пласту можливостей, які надають ін- формаційні технології. 2. Використання лише економіко-мате- матичних моделей (ЕММ), таких, як мережеві та лінійні графіки, циклог- рами, матричні моделі, мережі Петрі тощо. 3. Відсутність фрагментного та цикліч- ного моделювання технологій, на- приклад, серійного будівництва, що унеможливлює їх компактне відо- браження. Отже, метою статті є аналіз підходів та інструментальних засобів для розв’язання цих проблем, а також власні пропозиції з цього приводу. 1. Економіко-математичні моделі технологічного планування До економіко-математичних моделей технологічного планування будівельного виробництва насамперед відносяться лінійний графік, циклограмма, мережевий графік та матричні моделі. Лінійна форма календарного плану (лінійний календарний графік) була запро- понована наприкінці 19 століття Г.Л.Ганттом. Вісь ординат цього графіка – це перелік в технологічній послідовності процесів (етапів, ТКР, УВР, ВТМ чи опе- рацій) з їх характеристиками (обсягом, вартістю, трудо-, ресурсо- й маши- ноємностями, складом виконавців та ін.). Вісь абсцис – прийняті порядкові або ка- лендарні одиниці часу періоду виконання виду робіт. Під сіткою графіка випи- сується потреба в матеріальних ресурсах і виконавцях. На сітку календарного графіка наносяться горизонтальні лінії, що відображають період виконання кожного виду робіт [2]. Прикладне програмне забезпечення 53 Календарний план у формі цикло- грами запропоновано в середині 30 років 20 століття М.С.Будніковим у період роз- гортання масового будівництва в СРСР. Вісь ординат циклограми – це одиничні фронти робіт у порядку їх освоєння. Вісь абсцис і потреба в ресурсах ідентичні з лінійним календарним графіком. Період виконання виду робіт – ламана лінія, кожна точка якої визначає одиничний фронт, на якому в даний час виконується робота [2]. Календарний графік у формі графа (мережевий графік) був уперше запропо- нований в 1925 році А.А.Ерасмусом, але найбільшого поширення набув після 1957 року, коли Дж.Е.Келлі та М.Р.Уолкер роз- робили методику його розрахунку на ЕОМ, спираючись на теорію графів [2]. До найбільш поширених видів цього підходу належать: мережевий графік у вигляді «робота − дуга», де вершини у вигляді кружечків – це події, а дуги – роботи та мережевий графік у вигляді «робота − вер- шина графа», де вершини у вигляді прямо- кутників – це роботи, а дуги – зв’язки між ними. Близькими до мережевих є також матричні моделі технології будівництва (рис. 1) [3]. Вони включають ресурсні, фронтальні та організаційні зв’язки техно- логії. Ресурсні зв’язки – це переміщення ресурсів (трудових, матеріально-техніч- них, грошових) по окремих фронтах робіт. Фронтальні зв’язки – це послідовність ви- конання робіт на окремому фронті, тото- жні технологічним зв’язкам. Організаційні зв’язки – це різні технологічні обмеження. Системи відліку матричних моделей: ОФР (ордината – фронти робіт) та ОВР (орди- ната – види робіт). Елементами (верши- нами) ж матрично-мережевої моделі мо- жуть бути роботи або події. Записати подібний фрагмент моделі (рис. 1, б) за допомогою запропонованої авторами статті технічної мови «КАРТС» («Комплекс автоматизованого розрахунку технологічних схем») [4] можна наступ- ним чином: <§1(4 ¤20 2 ¤60 6) §2(3 �20 ¤50 5 �60 ¤80 8 ¤51 5) §3(7 �50 ¤40 4 �51 3) §4(7 �80 3 �40 7)>. Викладені підходи до технологічного планування є відомими, тому, не розгля- даючи їх детальніше, наведемо лише пере- ваги та недоліки (табл. 1). Для включення технологічних варіантів було запропоновано багато над- будов і комбінацій зазначених підходів, у т.ч. подвійний мережевий графік, альтер- нативна мережева модель [3], мережі Петрі тощо, але трудоємкість побудови та час перебудови таких моделей значно зро- стали [5] (табл. 2). Мережі Петрі (рис. 2) – чудовий апа- рат імітаційного моделювання, розробле- ний Карлом Петрі в 60-х роках [6]. Ме- режа Петрі – це орієнтований граф, кожна вершина якого відноситься до одного з двох класів: позиція (окружність) або пе- рехід (відрізок прямої). Дві вершини цього графа, з’єднані дугою (або дугами), обов’язково належать до різних класів. Кожна позиція (окружність) має деяке чи- сло «фішок» (крапок). Вхідні позиції кон- кретного переходу – це позиції, з яких виходять дуги, що входять у даний пе- Рис. 1. Матрична модель технології будівництва: а – у вигляді таблиці; б – у вигляді матрично-мережевої моделі типу ОФР по роботах; в – види зв’язків Фронт робіт I II III IV Потік робіт A 4 3 7 7 B 2 5 - 3 C - 8 4 - D 6 5 3 7 а 4 3 7 7 2 5 3 8 4 6 5 3 7 б 5 Ресурсний зв’язок Фронтальни й Організаційний зв’язок в Прикладне програмне забезпечення 54 рехід. Відповідно вихідними позиціями назвемо позиції, в які входять дуги, що ви- ходять з даного переходу. Спрацювання мережі Петрі полягає у вилученні «фішок» з кожної вхідної позиції і переміщенні їх у кожну вихідну позицію. Причому кількість «фішок», вилучених з конкретної позиції або переміщених в конкретну по- зицію, рівне кількості дуг, що з’єднують працюючий перехід з даною конкретною позицією. 2. Економіко-математичні методи техніко-економічного планування До економіко-математичних методів техніко-економічного планування будівельного виробництва насамперед відносяться методи «калібрування» та «згладжування». Ці методи мають безліч надбудов, але розглянемо їх суть. Таблиця 1. Переваги та недоліки ЕММ технологічного планування № Параметр Графік Гантта Цикло- грама Мережевий графік Матрична модель Мова «КАРТС» 1 Характеристики робіт (обсяг, вартість, тривалість тощо) + - - - + 2 Зв’язки між роботами - - + + + 3 Потреба в ресурсах на одиницю часу + + - - + 4 Одиничні фронти робіт - + - + + 5 Одиничні потоки робіт - + - + + 6 Альтернативи в моделі Не можливі Можливі 7 Трудоємкість побудови складної моделі Значна Незначна 8 Швидка перебудова моделі Так Ні Ні Так Так «+» – відображає, «-» – не відображає. Таблиця 2. Деякі види технологічних варіантів у вигляді альтернативної мережевої моделі та мови «КАРТС» [3, 4] № Вид технологіч- ного варіанту Декілька детермінованих мережевих моделей Альтернативна мережева модель Мова «КАРТС» 1 Зміна окремих робіт ! 1 2 3 ! 4 5 6 7 8 9 . 2 Зміна часового суміщення робіт ! 30%1 ¤1 70%1 / ! ¤1 2 40%2 ¤2 60%2 / ¤2 1 . 3 Зміна зв’язків між роботами та організація циклів ! 1 <(2 3)(4 5 6)> 4 <(2 1)(3^2 5)> . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 7 8 9 4 5 6 1 2 3 4 5 6 4 2 1 3 3 5 4 5 6 3 3 5 1 2 3 4 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 Прикладне програмне забезпечення 55 Алгоритм типу «калібрування» вико- ристовується з метою виконання заданого комплексу робіт у найкоротший термін, включає наступні операції. На кожному запланованому елементарному відрізку часу роботи впорядковуються за їх пріоритетами, утворюючи чергу. Роботам почергово надаються ресурси. Якщо для останніх у черзі робіт не вистачає ре- сурсів, то їх початок переноситься на на- ступний відрізок часу. Такі ж операції ви- користовуються на всіх елементарних відрізках часу. В результаті розрахову- ються ранні строки виконання всіх робіт плану. Як правило, алгоритм типу «каліб- рування» використовується для техно- логічно незалежних робіт. Алгоритм типу «згладжування» підвищує рівномірність використання ре- сурсів при збереженні заданих строків за- вершення робіт. На основі розрахунку ба- зисного плану (наприклад, методом «калібрування») у межах резервів часу ви- конується зсув робіт, вибраних за встанов- леними правилами пріоритету з метою до- сягнення оптимального використання ре- сурсів. Основним недоліком зазначених методів є оптимізація лише дифе- ренційованого дефіциту по одному ре- сурсу. Зазначені підходи є також загаль- новідомими, тому, не розглядаючи їх де- тальніше, наведемо деякі переваги та не- доліки (табл. 3). 3. Сучасні програмні продукти для календарного планування Розглянемо найбільш поширені в наш час програмні комплекси для кален- дарного планування «Open Plan 3.1», «Microsoft Project 2003», «Primavera Project Planner 3.1» та «Spider Project 8.08» (табл. 4). Програмний продукт «Open Plan 3.1» включає засоби розробки моделі проекту та аналізу комплексу робіт за методом критичного шляху, гнучкі засоби ресурс- ного планування, засоби розрахунку, кон- тролю і аналізу витрат по проекту на ос- нові фактичної виробітки, аналіз ризиків за методом Монте-Карло. Архітектура си- Таблиця 3. Переваги та недоліки ЕММ техніко-економічного планування № Параметр «Калібрування» та «згладжування» Комплексне балансування «КАРТС / КАРКАС» 1 Розподіл ресурсів між об’єктами та захист ресурсів + ++ 2 Балансування по всіх ресурсах - + 3 Врахування всіх видів дефіциту, в т.ч. складування - + 4 Розрахунок тривалості для кожної роботи - + 5 Врахування технологічних зв’язків між роботами + ++ 6 Необхідність зсуву кожної роботи + - 7 Прив’язка до ринку - ++ «+» – включає, «-» – не включає, «++» – включає з високою гнучкістю. Рис. 2. Технологія монтажу поверху 9-секційного житлового будинку трьома кранами: а – у вигляді мережі Петрі; б – у вигляді мови «КАРТС» а б Fragment 1: <(1 2 ¤3 3)(4 �3 5 ¤6 6) (7 �6 8 9)>; Мова «КАРТС» «Фішка» – готовність крану до монтажу блок-секції Позиція – завершення монтажу блок-секції Перехід – монтаж блок-секції Прикладне програмне забезпечення 56 стеми дає змогу в порівняно невеликі строки здійснювати розробку єдиної сис- теми управління в корпорації. Система має декілька рівнів відповідальності: рівень керівників (стратегічний аналіз ходу вико- нання всіх проектів корпорації, можли- вість визначення рівнів пріоритетності об’єктів), рівень керівників підрозділів (ефективне використання ресурсів на об’єктах і аналіз завантаженості виконав- ців) та рівень менеджерів проекту (швидке планування об’єктів з урахуванням бага- тьох факторів, оперативний аналіз ходу виконання проекту). Програмний продукт «Microsoft Project 2003» забезпечує інформаційну підтримку менеджера на всіх стадіях жит- тєвого циклу (будівельного) проекта: іні- ціалізація (визначення цілей та обмежень, можливість планування трудових ресурсів, матеріалів і механізмів, використання ша- блонів планів), планування (структурна декомпозиція складу, тривалості та обме- жень за строками робіт, призначення по- треб робіт у ресурсах, планування робіт з урахуванням календарів виконання робіт, ручне й автоматичне вирівнювання рівня завантаження ресурсів тощо), реалізація і контроль виконання (створення базового плану, облік фактичних строків виконання робіт і витрат ресурсів, використання на- глядних індикаторів, експорт даних) та за- вершення (формування підсумкових звітів тощо). Програмний продукт «Primavera Project Planner 3.1» призначений для кале- ндарно-мережевого планування та управ- ління з урахуванням потреб у матеріаль- них, трудових і фінансових ресурсах. Мо- делювання за допомогою цього продукту дає змогу використовувати фрагменти, на- дає гнучкий та потужний механізм для відстежування робіт і точного розрахунку розкладу. Є можливість аналізу типу «що- якщо». Програмний продукт дає змогу планувати в умовах невизначеності з час- тим коригуванням даних. При виникненні проблеми можна легко перебрати десятки можливих шляхів для найшвидшого та найкращого її розв’язання і найбільш ефе- ктивного використання критичних ресур- сів. Програмний продукт «Spider Project 8.08» має деякі особливості, що вигідно відрізняють його від аналогічних розро- бок, а саме: оптимізація розкладів вико- нання проектів при обмежених ресурсах різного типу, можливість планування, обліку та аналізу фінансів проекту, вико- ристання одиничних розцінок, широкі можливості моделювання роботи ресурсів, включаючи неповне та змінне заванта- ження, групова та незалежна робота, змінна робота, можливість створення не- обмеженої кількості ієрархічних структур робіт та ресурсів тощо. На переконання авторів, базуючись на мережевих графіках, графіках Гантта та їх комбінаціях (рис. 3), програмні проду- кти «Open Plan 3.1», «Microsoft Project 2003», «Primavera Project Planner 3.1» та «Spider Project 8.08» не підходять для спе- цифіки будівельного виробництва, бо не взмозі легко (!) описувати та перебудову- вати технологію на десятки тисяч опера- цій, застосовувати цикли та фрагментне моделювання (приклад – монтаж типового поверху), зручно переходити між рівнями директивного планування строків декіль- кох сотень об’єктів (обсяг великих будіве- льних корпорацій) та планування на рівні технологічних операцій. Разом з тим ціна впровадження цих розробок коливається від декількох сотень до декількох тисяч доларів. Цей недолік ускладнює детальне вивчення, тож використана інформація взята з виставок, Іnternet-сайтів, а також з наукових робіт [7]. Рис. 3. Комбінація мережевого графіка та графіка Гантта Концептуальнй підхід сучасних розробок Робота №1 Робота №2 Робота №3 Робота №4 Робота №5 Ділянка №1 Ділянка №2 700 м3 грунту 250 м3 бетону 400 м3 бетону 65 м3 паль 75 м3 паль Прикладне програмне забезпечення 57 4. Лінгвістичні методи імітаційного моделювання Серед основних методологічних під- ходів до імітаційного моделювання буді- вельного виробництва слід виділити: мови імітаційного моделювання, агрегативні си- стеми та моделі «індустріальної динаміки» [1]. Якщо звернутися до історії кібернетики, то існували такі найбільш поширені мови імітаційного моделювання (класифіковані за методом генерування модельного часу): 1) безперервний метод ДИНАМО; 2) дискретний метод СИМСКРИПТ, СЛЕНГ, СИМУЛА-1, СИМУЛА-67; 3) безперервно-дискретний метод НЕДИС. Розглянемо лінгвістичний метод імітаційного моделювання будівельного виробництва, запропонований у 80-х роках ленінградським ученим Ю.А.Куліковим [1]. Цей метод повністю описує процес будівельного виробництва. Зупинимося на тих засобах цього методу, які призначені для опису технології домобудівного про- цесу (рос.): СТРУКТУРА (участок) ЭЛЕМЕНТЫ (работа: закладка фундамента) (работа: отделка) (работа: монтаж оборудования) ОТНОШЕНИЯ технологический граф Таблиця 4. Деякі показники сучасних розробок для календарного планування [4, 7] № Параметр «Open Plan Professiona l 3.1» «Microsof t Project Professio nal 2003» «Primave ra Project Planner 3.1» «Spider Project Professiona l 8.08» «КАРТС / КАРКАС 1.0» 1 Фірма-розробник Welcom Software Technologies Microsoft Corporation Primavera System «Технологии управления Спайдер» МП «Диспут» 2 Країна США США США Росія Україна 3 Рік першої розробки 1990 рік 1995 рік 1989 рік 1993 рік 1989 рік 4 Досвід роботи Високий Середній Високий Середній Початковий 5 Ціна (1 ліцензія) 6000 $ 600-1000 $ 2500-4000 $ 1500-3000 $ 250 $ Технологія будівництва об’єкта Інструмент для побудови Маніпулятор типу «миша» комп’ютера Клавіатура комп’ютера Представлення Графік Гантта, мережевий графік, таблиця Мова опису, графік Гантта Опис фрагментів - - + + ++ Використання циклів - - - - ++ Розтягування, зсув та розбиття робіт Візуальне Візуальне Візуальне Візуальне Не візуальне 6 Призначення для робіт тривалості робочого дня та виконавця + + + + ++ Роботи об’єкта Максимальна кількість Необмеж. Необмеж. До 100 тис. Необмеж. До 50 тис. 7 Ієрархічна структура + + + + + Ресурси об’єкта Максимальна кількість Необмеж. Необмеж. Необмеж. Необмеж. До 50 тис. 8 Агрегування одночасно по багатьох ознаках - - - - ++ Планування Від годин до місяців + + + + + На рівні робіт + + + + ++ 9 Комплексне балансування ресурсів - - - - ++ «+» – включає, «-» – не включає, «++» – включає з високою гнучкістю. Прикладне програмне забезпечення 58 (работа: закладка фундамента) предшествует (работа: отделка) (работа: отделка) ----- (монтаж оборудования). Отже, ми бачимо, що опис навіть простої технології є доволі громіздким. Записати подібну модель за допомогою мови «КАРТС» із включенням коментарів типу «{»…«}» можна наступним чином (рис. 4): Розглянемо лінгвістичний метод імітаційного моделювання розроблений також у 80-их роках київським вченим С.Д.Бушуєвим [8]. Для опису зв’язків ви- користовуються відношення СЕТЬ, ГРАФ, ГЕНЕРАТОР, АЛЬТЕРНАТИВА та інші. Розгля- немо приклад (рис. 5): Відношення СЕТЬ описує в рамках локальної групи мережеву організаційно- технологічну модель в формі: події-вузли графа, роботи-дуги графа. При цьому кожній роботі моделі ставиться у відповідність події її початку і завершення. Розглянемо приклад з використанням багаторівневого імітатора «МІСС» (рос.): 1 ФРАГМЕНТ – МОДЕЛИ – ВОЗВЕДЕНИЯ – ОБЪЕКТА СЕТЬ; 2 МОНТАЖ – ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ – ИЗДЕЛИЙ – ФУНДАМЕНТА Т=27 С=(1,5); 2 УСТРОЙСТВО – ПОДЗЕМНОЙ – ЧАСТИ – ДО – ОТМЕТКИ - 0 Т=37 С=(1,3); 2 МОНТАЖ – КРАНОВЫХ – ПУТЕЙ Т=7 С=(5,6); 2 КИРПИЧНАЯ – КЛАДКА – СТЕН – ПЕРЕГОРОДОК Т=13 С=(3,4); 2 СТЕНОВОЕ – ОГРАЖДЕНИЕ Т=46 С=(1,8); 2 ФИКТИВНАЯ РАБОТА – 1 С=(6,3); 2 ФИКТИВНАЯ РАБОТА – 2 С=(4,8); Відношення ГРАФ описує ор- ганізаційно-технологічні моделі на основі операцій «>»(після), «<»(перед), «\|\|»(паралельно) та «¬»(не паралельно). В розглянутому прикладі викори- стані відношення «>-1» – слідує за попе- редньо описаною роботою та «>(-1,-2)» – слідує за двома попередніми роботами: 1 ФРАГМЕНТ – МОДЕЛИ – ВОЗВЕДЕНИЯ – ОБЪЕКТА ГРАФ; 2 МОНТАЖ – ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ – ИЗДЕЛИЙ – ФУНДАМЕНТА Т=27; 2 МОНТАЖ – КРАНОВЫХ – ПУТЕЙ Т=7 >- 1; 2 УСТРОЙСТВО – ПОДЗЕМНОЙ – ЧАСТИ – ДО – ОТМЕТКИ - 0 Т=37; 2 КИРПИЧНАЯ – КЛАДКА – СТЕН – ПЕРЕГОРОДОК Т=13 >(-1,-2); 2 СТЕНОВОЕ – ОГРАЖДЕНИЕ Т=46; Навіть з такого простого приклада видно, що використання відношення ГРАФ забезпечує більш компактну форму опису відношень, не всі з яких можуть бути відображені на канонічній мережевій мо- делі (відношення СЕТЬ). Ця властивість забезпечує вищу мобільність і адап- тивність відношення ГРАФ при перебудові організаційно-технологічної моделі. Але, записавши подібну модель за допомогою запропонованої авторами статті мови «КАРТС», можна уникнути описання в Рис. 4. Опис моделі мовою «КАРТС» Закладка фундамента Отделка Монтаж оборудования Роботи 1 2 3 Object: §1 {участок №1 - комментарий} 1 2 3 «технологический граф». {номера работ из таблицы} Технологія будівництва мовою «КАРТС» Участок №1 Участок №2 Виконавці 1 2 1 5 3 4 6 8 Монтаж сборных железобетонных изделий фундамента Монтаж крановых путей Устройство подземной части до отметки 0 Кирпичная кладка стен и перегородок Стеновое ограждение Рис. 5. Фрагмент мережевої моделі Прикладне програмне забезпечення 59 технології подій, повних назв робіт, їх рівнів і тривалостей (рис. 6). 5. Пропозиція авторів Автори пропонують об’єднати 3 функціональні підсистеми АСУ будівель- ним виробництвом (технологічної підгото- вки виробництва, комплексного балансу- вання та оперативного управління) після їх спрощення в загальну підсистему (рис. 7) у межах єдиного програмного комплексу (рис. 8). Це дасть змогу: − координувати всі будівельні роботи корпорації мінімумом людей (1-2 фа- хівці), в тому числі через віддалений доступ з використанням Intranet-за- собів; − інтерактивно гнучко переходити між рівнями директивного та оперативно- календарного планування; − спростити документообіг між трьома названими підсистемами, в тому числі за рахунок використання влас- ного «економного» формату даних. Для спрощення підсистем техно- логічної підготовки та оперативного управління автори пропонують викори- стовувати технічну мову «КАРТС» [4, 9] як організаційно-технологічну модель до- мобудівного процесу. Це дасть змогу: Рис. 6. Фрагмент мережевої моделі мовою «КАРТС» Монтаж железобетонных изделий фундамента Монтаж крановых путей Устройство подземной части до отметки 0 Кирпичная кладка стен перегородок Стеновое ограждение Роботи 27 7 37 13 46 1 2 3 4 5 Fragment 1: <(3 ¤10 4) 5> / = 1 2 �10; Object: @1. { = начало сети; / конец сети <> паралл. () последовательно } Технологія будівництва мовою «КАРТС» Рис. 7. Об’єднання 3-х функціональних підсистем АСУ ні так ні так Розрахунок потреби в ресурсах об’єкта Діалогове заповнення Моделі «КАРТС» Моделі комплектації Розрахунок за кошторисом Захист ресурсів і виз- начення директивних строків Опис обмежень потужностей та складування ресурсів Оперативно-календарне планування об’єктів та виконавців Моделі «КАРТС» Потреба в ресурсах і матеріалах Линійні та мережеві графіки Технагляд та оперативний облік виробництва Активізація і паси- візація БМР об’єкта Моделі «КАРТС» Потрібно перерахову- вати ресурси об’єкта Комплексне балансування за ресурсами типу «потужність» Модель «КАРКАС» Прикладне програмне забезпечення 60 Рис. 8. Схема роботи програмного продукту … 2 – Забиття паль КП- 01 … 6 – Торцева ліва 1 пов. КП-01 7 – Рядова 1 пов. КП-01 Роботи Палі залізобетонні Наголовники металічні … Норми витрат (Забиття паль КП- 01) 45 8 40 4 м3 кг … 50.0 0 50.0 … … Палі залізобетонні КБ-5-8 М150 ФЛ-10.24-2 С-7-30 М400 … Ресурси … 458 573021061 1 581051100 2 581581160 … м3 шт шт шт … 100 м3 збірних конструкцій тис. грн. 0.01 0.07 5 Потужність (Палі залізобетонні) Fragment 1: <(6 7^2 ¤1 7)(7^2 �1 8)>; Fragment 2: <(9 10^2 ¤1 10)(10^2 �1 11)>; Fragment 6: <(12 10^2 ¤1 10)(10^2 �1 11)>; Fragment 7: <(13 13)(13)>; Object: 1 “Котлован” 2^7 “Палі” 4^7 “Фундамент” @1 @2^4 @6 @7 “Монтаж” 24^7 “Покрівля” 26^45 “Внутрішнє опорядження” <28^6 29^33 30^6> “Зовнішнє опорядження”. Технологія будівництва мовою «КАРТС» 6 7 7 7 8 9 10 10 10 11 9 10 10 10 11 12 10 10 10 14 13 13 9 10 10 10 11 9 10 10 10 11 7 7 10 10 10 10 10 10 13 10 10 10 10 1 кран 2 кран Схема житлового будинку ==================================== ======== 1 Котлован 01.01- 29.01.04 : 2 Палі 29.01- 26.05.05 : 3 Фундамент 26.05- 21.02.06 : ... ==================================== ======== 1 Влаштування котловану 01.01- 29.01.04 : 2 Забиття паль КП-01 29.01- 06.04.04 : 3 Забиття паль КП-01 06.04- 14.06.04 : Календарний план за реальними датами =================================== ======= ... 28 Пісок, гравій : 50.0 ... чи щебінь ... 33 Бруски для : 4.6 44.2 44.2 ... складування паль ... 38 Палі залізобетонні : 2.3 22.1 22.1 ... ... =================================== Об’єктна норма за технологічними місяцями Січень 2005 Лютий 2005 Березень 2005 Квітень 2005 … Наявність (100 м3 збірних конструкцій) 2.52 2.12 13.53 16.33 … тис. грн. 100 м3 збірних конструкцій 100 шт. збірних конструкцій 100 м3 бетона … Одиниці виміру актив. актив. Дефіцити (100 м3 збірних конструкцій) місяці потужніст ь потреб дефіцит складу дефіцит потужності Прикладне програмне забезпечення 61 − описувати моделі лише за допомо- гою клавіатури; − призначати фактичну тривалість ро- біт або розраховувати її через виро- біток підключеного виконавця; − компактно та швидко описувати мо- делі через використання кодів робіт; − описувати фрагменти технології та викликати їх у циклі; − оперативно обраховувати (до відсо- тка) стан виконання робіт через їх пасивізацію; − за декілька секунд змінювати інтенсивність значних масивів робіт, тобто використовувати «ділову гру» при захисті ресурсів; − комплексно балансувати сумісно з «КАРКАС» («Комплекс автоматизо- ваного розрахунку календаря сис- тем»). Також є можливість підключати ви- конавців, технологічні перерви, вставляти мітки та використовувати фіктивні роботи, описувати зв’язки між роботами за допо- могою блоків символів типу «(»…«)», «<»…«>», «^» тощо. Запропоновані лінгві- стичні засоби можна представити у ви- гляді Бекусових нормальних форм (БНФ) наступним чином: <програма>::=<опис об’єкта>\|<блок фрагментів><опис об’єкта> <блок фрагментів>::=<опис фрагмента>\|<опис фрагмента><блок фрагментів> <опис фрагмента>::="Fragment"<код фрагмента>":"<ряд операторів>";" <опис об’єкта>::="Object"":"<ряд спецоператорів>"." <ряд операторів>::=<оператор>\|<оператор><р яд операторів> <ряд спецоператорів>::=<спецоператор>\|<спе цоператор><ряд спецоператорів> <оператор>::=<робота>\|<технологі чна перерва>\|<виклик фрагмента> <оператор>::=<мітка>\|<фіктивна робота> <оператор>::=<мітка початку>\|<фіктивна робота на завершення> <оператор>::=<віднош. послід.>\|<віднош. парал.> <віднош. послід.>::="("<ряд операторів>")" <віднош. парал.>::="<"<ряд операторів>">" <спецоператор>::=<оператор>\|<дод атковий оператор> <додатковий оператор>::=<етап>\|<перемикач змін>\|<перемикач виконавців> <спецоператор>::=<спецвідношення послід.>\|<спецвідношення парал.> <спецвідношення послід.>::="("<ряд спецоператорів>")" <спецвідношення парал.>::="<"<ряд спецоператорів>">" <робота>::=<код роботи>\|<відсоток>"%"<код роботи> <робота>::=<код роботи>"%"<число повторів> <робота>::=<відсоток>"%"<код роботи>"%"<число повторів> <технологічна перерва>::="+"<години перерви> <виклик фрагмента>::="@"<код фрагмента> <виклик фрагмента>::="@"<код фрагмента>"^"<число повторів> <мітка>::="&"<код мітки>\|"¤"<код мітки> <фіктивна робота>::="�"<код мітки> <мітка початку>::="=" <фіктивна робота на завершення>::="/" <етап>::="”"<назва етапу>"”" <перемикач змін>::="#"<години на добу> <перемикач виконавців>::="*"<код виконавця>\|"§"<код виконавця> Нетермінальні символи <код фраг- мента>, <код роботи>, <відсоток>, <число повторів>, <код виконавця>, <код мітки>, <години перерви> та <години на добу> – це числа 2-байтового розряду, а <назва етапу> – довільний текст. Для спрощення підсистеми комплексного балансування (техніко-еко- номічного планування) будівельного ви- робництва пропонується метод «закла- дання» в ресурси їх показників, виражених в одиницях виміру. Це дасть змогу: − уніфікувати обробку трудових, ма- теріально-технічних, грошових та інших ресурсів; − легко агрегувати довільну кількість ресурсів за будь-якою ознакою; − включати в баланс лише необхідні ресурси за рахунок ак- тивізації/пасивізації одиниць виміру. Суть підходу полягає в тому, що кожний трудовий, матеріальний або гро- Прикладне програмне забезпечення 62 шовий ресурс має набір показників типу «м3», «кг», «тис. грн.», «маш.-год.», «мех. грн.», «м3 паль», «100 шт. зб. констр.» тощо, які зберігаються в базі даних. Ак- тивізуючи/пасивізуючи ці показники в за- гальному класифікаторі одиниць виміру, ми включаємо лише необхідні нам укруп- нені ресурси для комплексного балансу- вання. Балансування з кольоровим нагляд- ним інтерфейсом (рис. 9) може виконува- тися в ручному режимі (найбільш пошире- ний спосіб) методом зсуву об’єктів або в автоматичному режимі (методом динаміч- ного програмування) з урахуванням пріо- ритету об’єктів і допустимості їх строків. Основною перевагою в порівнянні з існу- ючими методами є те, що балансування виконується на рівні об’єктів, а не робіт. У разі потреби балансування на рівні робіт використовується інструментарій мови «КАРТС» (включення технологічних пе- рерв, зміна інтенсивності робіт тощо). Комплексне балансування виконується доти, доки не зникнуть з екрану всі дефі- цити та не дійдуть згоди всі учасники ін- женерного моніторингу. Перспективи розробок. Висновки Програмно-технологічний комплекс «ДІАПОС / КАРТС / КАРКАС 1.0» (рис.9) реалізовано в середовищі Delphi 5.0 з вла- сною СКБД, яка дає змогу обробляти нор- мативні й оперативні дані. Початкова вер- сія комплексу була випробувана в будіве- льних фірмах (інститут «Київоргбуд» Го- ловкиївміськбуду та інститут НДІАСБ (м. Київ), організації м. Хабаровська (Росія) та ін.). Нині комплекс також експлуатується в лабораторних умовах для студентів КНУБіА та розвивається в рамках нау- кової роботи аспіранта цього вузу. Він роз- вивається в тісному практичному та нау- ковому зв’язку з програмно-методичним комплексом «Облік стану та прогнозу- вання ремонту будівельних конструкцій». Рис. 9. Інтерфейс програмного пакету комплексного балансування «КАРКАС» Прикладне програмне забезпечення 63 Основними концептуальними заса- дами програмно-технологічного компле- ксу «ДІАПОС / КАРТС / КАРКАС 1.0» є: − обробка інформаційного об’єкта в реальному часі. Під «інфор- моб’єктом» розуміється повний або частковий опис об’єкта будівництва; − наскрізний цикл підготовки та управління будівельним виробниц- твом; − гнучке перспективне і поточне планування в інтерактивному ре- жимі. На сьогодні комплекс має такі пере- ваги в порівнянні з існуючими розробками для календарного планування будівель- ного виробництва: − оперативне обрахування обсягів виробництва з урахуванням складних багаторівневих технологій та різних обмежень (потужність, склад тощо); − зручний облік ресурсів і матеріалів; − мінімальні вимоги до електронно-об- числювальної техніки з орієнтиром на мобільні та Intranet-засоби (вико- ристовується власний «економний» формат даних) ; − координування всіх будівельних робіт і можливість обслуговування комплексу одним фахівцем з будів- ництва. Планується розвиток комплексу для підключення розрахунку та кольорового представлення транспортно-накопичу- вальних систем, а також реалізація в сере- довищі Linux. 1. Куликов Ю.А. Имитационные модели и их при- менение в управлении строительством. — Ле- нинград: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1983. — 224 с. 2. Афанасьев В.А. Поточная организация строи- тельства. — Ленинград: Стройиздат, Ленингр. отд—ние, 1990. — 303 с. 3. Хибухин В.П. Математические методы планирования и управления строительством: 2-е изд., доп. и перераб. — Ленинград: Стройиздат, Ленингр. отдние, 1990. — 184 с. 4. Бабич В.І., Перевертун І.М. Методика ор- ганізаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва в сучасних інформаційних технологіях // Проблемы про- граммирования. — 2004. — №4. — C. 80—92. 5. Товченко В.И., Михайлов В.С. Модели и алго- ритмы управления строительным производст- вом. — Київ: Вища школа, 1991. — 151 с. 6. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. — 264 с. 7. Каюк П.В. Методы и средства управления сложными проектами на примере объекта «Ук- рытие» Чернобыльской АЭС // Управління проектами та розвиток виробництва. Зб. Наук. праць. — Луганськ, 2000. —№1 (1). — С. 161—168. 8. Бушуев С.Д. Автоматизированные системы управления строительством. – К.: Будівельник, 1989. — 255 с. 9. Величко В.А., Бабич В.И. Система организации городского строительства. – К.: Будівельник, 1989. — 160 с. Отримано 24.12.04 Про авторів Бабич Віталій Іванович канд. техн. наук, доцент Тел.: 8 (068) 321 6153 (моб.) e-mail: babich@realtel.net.ua Перевертун Ігор Михайлович аспірант Тел.: (044) 512-4634 (дом.), 8 (066) 224 3662 (моб.) Місце роботи авторів: Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, Україна, 03037, просп. Повітрофлотський, 31, кафедра інформаційних технологій.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1306
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1727-4907
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-02T03:20:46Z
publishDate	2005
publisher	Інститут програмних систем НАН України
record_format	dspace
spelling	Бабич, В.І. Перевертун, І.М. 2008-07-25T15:00:18Z 2008-07-25T15:00:18Z 2005 Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва / В.І.Бабич, І.М.Перевертун // Проблеми програмування. — 2005. — N 2. — С. 52-63. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 1727-4907 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1306 004.415:69 Стаття присвячена проблемам організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва з використанням інформаційних технологій та інтерактивного режиму. Розглянуті існуючі підходи до цієї проблеми (мережеві графіки та графіки Гантта, циклограми, мережі Петрі тощо) та побудовані на їх основі програмні продукти. Вказано на переваги та недоліки цих підходів для промислового використання. Запропоновано власний підхід, що базується на поєднанні етапів технологічної підготовки будівельного виробництва (ТПВ), комплексного балансування (КБ) та оперативно-календарного планування (ОКП) в одну схему, використанні лінгвістичних засобів для опису складних технологій будівництва та зручному балансуванні потреб у ресурсах за наявними потужностями. uk Інститут програмних систем НАН України Прикладне програмне забезпечення Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва The comparative analysis of existing approches to interactive organizational and technological simulation of construction Article published earlier
spellingShingle	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва Бабич, В.І. Перевертун, І.М. Прикладне програмне забезпечення
title	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
title_alt	The comparative analysis of existing approches to interactive organizational and technological simulation of construction
title_full	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
title_fullStr	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
title_full_unstemmed	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
title_short	Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
title_sort	порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва
topic	Прикладне програмне забезпечення
topic_facet	Прикладне програмне забезпечення
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/1306
work_keys_str_mv	AT babičví porívnâlʹniianalízísnuûčihpídhodívdoínteraktivnogoorganízacíinotehnologíčnogomodelûvannâbudívelʹnogovirobnictva AT perevertuním porívnâlʹniianalízísnuûčihpídhodívdoínteraktivnogoorganízacíinotehnologíčnogomodelûvannâbudívelʹnogovirobnictva AT babičví thecomparativeanalysisofexistingapprochestointeractiveorganizationalandtechnologicalsimulationofconstruction AT perevertuním thecomparativeanalysisofexistingapprochestointeractiveorganizationalandtechnologicalsimulationofconstruction

Порівняльний аналіз існуючих підходів до інтерактивного організаційно-технологічного моделювання будівельного виробництва

Репозитарії

Схожі ресурси