Инфографическое проектирование поточного строительства с использованием системоквантов строительных процессов

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Волков А.А. советник РААСН, д.т.н., профессор, Московский государственный строительный университет

ЛебедевВ.М. к.т.н., доцент, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ИНФОГРАФИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОТОЧНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМОКВАНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Разработана инфографическая модель системоквантов поточного строительства на примере возведения нулевого цикла многоэтажного каркасного здания.

Ключевые слова: поточные методы строительства, информационная графика, нулевой цикл, планы-графики, сетевой график, сетевая циклограмма, системокванты процессов, информационные технологии.

В проектировании поточных методов строительного производства широко используется информационная графика (инфографика) для наглядного изображения (визуализации) промежуточных и окончательных результатов планирования. Использование достижений инфогра-фии - науки об информационной графике весьма актуально при возрастающей сложности проектов и методов их реализации.

Инженерам - организаторам организационно-технологического проектирования строительного производства всегда будут нужны наглядные календарные графики, карты и другие планы-графики (ПГ), обладающие необхо-

димой и достаточной информацией для оперативного руководства строительством объектов и комплексов. Традиционные формы ПГ, методы их построения и применения часто не соответствуют назначению планов-графиков. В течение многих десятилетий создавались многочисленные формы ПГ (линейные, циклограммы, сетевые, комбинированные, сопутствующие), которые учитывали в основном их организационно -технологическое содержание и отражали в графической форме лишь время и место производства работ, организационные и технологические связи процессов.

Рис. 1 План - график поточного производства работ на возведение нулевого цикла многоэтажного каркасного здания.

Рис. 2 Циклограмма поточного возведения нулевого цикла каркасного здания: 1 - отрывка котлована экскаватором; 2 - зачистка дна котлована вручную, устройство песчаной подушки под фундаменты; 3 - монтаж сборных ж/б фундаментов; 4 - обратная засыпка грунта в пазухи котлованов.

Графическое представление ПГ является формой, а зафиксированные в ней организационно-технологические решения представляют собой содержание.

Форма неразрывно связана с содержанием, однако она его не определяет. Например, взаимная увязка строительных процессов одного и того же способа их выполнения может быть отображена в виде линейного ПГ (рис. 1), циклограммы (рис. 2), поточно-сетевых графиков (рис. 3,4), сетевой циклограммы (рис. 5) и си-стемоквантов процессов (рис. 6,7,8,9).

Каждая из этих форм отображает одно и то же содержание, позволяет моделировать органи-

зационно-технологическую подготовку и выбирать наиболее целесообразный вариант по продолжительности возведения объекта, совмещению работ, потреблению ресурсов или другому критерию эффективности. Вместе с тем форма способствует раскрытию содержания ПГ, показывает увязку работ во времени и пространстве, какие при этом налагаются и учитываются связи и ограничения, определяет возможность хранения в памяти ЭВМ и вызова информации. Таким образом, взаимосвязь формы и содержания является необходимой характеристикой всех рассмотренных ПГ поточного строительства, выполняющих самые разные назначения.

Рис. 3 Поточно - сетевой график адекватный линейному

Рис. 4. Поточно - сетевой график

По мере создания новых форм ПГ их моделирующие возможности расширились. Циклограммы позволили моделировать выполнение работ как во времени, так и в пространстве, сетевые графики широко применять ЭВМ для сопоставления и выбора наиболее эффективного варианта организации строительства. Сетевые циклограммы соединили в себе преимущества циклограмм и сетевых графиков перед графиками Г. Л. Ганта, позволили наглядно отобразить системокванты строительных процессов и объектов в графической форме. Моделирующее назначение ПГ способствует эвристическим методам решения многокритериальных задач строительного производства. Сроки, стоимость, трудоемкость, интенсивность работ, равномерность потребления ресурсов, непрерывность занятости рабочих и машин, совмещение работ далеко не полный перечень критериев оценки, которые необходимо учитывать в организационно-технологических решениях. Каждому из этих критериев отдается предпочтение в зависимости от производственной ситуации или от поставленных целей. Для поиска варианта технологии и организации работ, удовлетворяющего тому или иному критерию, могут быть использованы формы ПГ, наиболее наглядно характеризующие этот критерий.

Практика применения планов-графиков в т.ч. в поточном строительстве подтверждает, что каждая форма ПГ имеет свое назначение, для которого она создана. Поэтому противопоставление либо приспособление одних форм к дру-

адекватный циклограмме (рис 2) гим, разработка гибридных, сложных, универсальных форм без достаточного учета содержания ПГ оказываются нецелесообразными. Относительная самостоятельность формы ПГ приводит к иерархическому отставанию ее развития от содержания, а противоречие между содержанием и формой ПГ выступает как один из источников совершенствования проектирования организации строительного производства. Сформировавшееся в последние десятилетия противоречие между старыми формами ПГ, методами их построения и применения, с одной стороны, и требованиями технологии, организации и управления в современных условиях создания АСУ на базе ЭВМ и интерактивных графических систем с другой стороны, предопределили необходимость и актуальность совершенствования форм, методов построения и применения планов-графиков в строительстве.

Применение принципа системотехнического единства всех организационно-технологических, инженерно-графических и вычислительно-технических требований позволило определить удовлетворяющую им форму ПГ, которую условно можно назвать модульной (си-стемоквантной). Такие планы-графики должны состоять из отдельных простых модулей (систе-моквантов) или элементов, изображающих последовательность и пространственный фронт работ, критического пути, относительные значения равномерности, непрерывности, интенсивности расхода ресурсов и других параметров. Семейство дополняющих друг друга модульных

(системоквантных) ПГ, имея общую временную ось абсцисс и различные (масштабные и безмасштабные ) оси ординат, позволит выполнить композицию и декомпозицию, сопоставление и наложение таких ПГ. Каждому модулю (систе-мокванту) ПГ будет соответствовать программный модуль для ЭВМ, позволяющий производить необходимые операции ввода-вывода и обработки данных. Далее следует остановиться на укрупнении и разукрупнении ПГ, а также выбо-

ре информации для соответствующих иерархических уровней руководства. Такая возможность интерактивно-графических систем является необходимым условием их эффективности, поскольку недостаток информации так же вреден как и ее избыток. Поэтому каждый уровень руководства должен получать желаемую информацию, а модульность ПГ предоставляет такую возможность.

5з

и

Зз

2 з

1 з

Л

2

/) О

1-2

М) Об) (38) ПО]

33) (35) ОТ) (39

26) (28) 00) 02

25) (27) (29

31

18) (20) (22) (21

17) (19) 21

23

10) (12) Г/О (16

11) (13

15

4

8

34

5-6

7-8

9-10

11-12

13-11

15-16

17-18

Дни

Рис. 5 Сетевая циклограмма возведения нулевого цикла: 1-34 поток отрывки котлованов экскаватором; 3-36 поток доработки грунта вручную, устройства песчаной подушки; 5-38 поток) монтажа сборных ж/б фундаментов; 7-40 поток обратной засыпки грунта.

Рис. 6 Системокванты процессов поточного возведения нулевого цикла по захватам: 1-5, 6-10, 1115, 16-20, 21-25- направляющие информационные векторы; 1-2, 6-7, 11-12, 16-17, 21-22- системокванты отрывки котлованов экскаватором; 2-3, 7-8, 12-13, 17-18, 22-23- системокванты доработки грунта вручную; 3-4, 8-9, 13-14, 18-19, 23-24- системокванты монтажа сб. ж.б. фундаментов; 4-5,

9-10, 14-15, 19-20, 24-25- системокванты обратного засыпки грунта; -—}-\rrj~-V, ^ ''' '"*" логисти'

ческие цепочки системоквантов, обвивающие по восходящим спиралям информационные векторы; _____ организационно-технологические переходы системоквантов процессов с захватки на захватку.

Рис. 7 Системокванты процессов возведения нулевого цикла: 1-2-4-7-11-15 - системокванты отрывки котлованов экскаватором; 3-5-8-12-16-19 - системокванты доработки грунта вручную; 6-9-13-17-20-22 - системокванты устройства фундаментов; 10-14-18-21-23-24 - системокванты обратной засыпки грунта; 1-24 - информационный вектор, направленный на достижение цели - устройство нулевого цикла; —' ^ - логистические цепочки системоквантов, обвивающие информационный вектор по восходящим спиралям с зажимной

намоткой.

Рис. 8 Системокванты процессов возведения нулевого цикла: 1-2-4-7-11-15 - системокванты отрывки котлованов эксковатором; 3-5-8-12-16-19 - системокванты доработки грунта вручную; 6-9-13-17-20-22 - системокванты устройства фундаментов; 10-14-18-21-23-24 - системокванты обратной засыпки грунта; 1-24 - информационный направленный вектор; - логистические цепочки системоквантов, обвивающие информационный вектор по восходящим спиралям с последовательной намоткой. Адаптация концепции системоквантов К.В. ницы интегративной системной деятельности по

Судакова [1, 2] весьма перспективна при разработке и внедрении проектов поточного строительства (I II 1С) объектов и комплексов. Системокванты рассматриваются как дискретные еди-

выполнению строительных процессов в пространственно-временном континууме. Для самых разных строительных объектов общность концепции системоквантов характеризуется тем,

что каждый системоквант проявляется узловыми цептор результата действия, эфферентный син-механизмами теории функциональных систем тез и его оценка) [1, 3]. (афферентный синтез, принятия решения, ак-

Рис. 9 Укрупненные системокванты нулевого цикла: 1-2 - информациооный направляющий вектор; 1-2' - логистические цепочки системоквантов строительных процессов, обвивающие информационный вектор по восходящей спирали.

Адаптация теории функциональных систем П.К. Анохина и концепции системоквантов К.В. Судакова к системе строительного производства включает следующие положения:

- наличие приспособительного результата во всякой саморегулирующейся и самоорганизующейся системе радикально ориентирует все потоки информации в системе на этот результат;

- любой элемент системы проводит или преобразует информацию только в эквиваленте какой-то доли этого результата;

- каждый элемент системы, информация которого не отражает параметров результата, делается помехой для системы и немедленно преодолевается пластическими перестройками всей системы в целом [1, 3].

Строительство является собирательным комплексом разных отраслей материального производства и служит плацдармом для системотехнической стыковки многих направлений инженерной и научной деятельности. Методологические принципы системотехники и теории функциональных систем, концепция системок-вантов легко адаптируются для решения проблем разработки и внедрения ППС объектов и комплексов.

Концепция системоквантов, их торсинный принцип саморегуляции значительно обогащают методологию разработок в области организационно-технологической надежности строительства, мониторинга, гомеостата строительных объектов, гомеостазиса строительного производства и др. Торсинный принцип мобилизует составные компоненты системокванта на деятельность по возвращению отклоненного результата на заданный вектор, что сопровождается информационным сигналом (по аналогии с

отрицательной или положительной эмоцией) [1, 3]. Концепция системоквантов дает нам методологический аппарат для исследования и проектирования технологических процессов и объектов в условиях новых информационных технологий.

Выводы.

1. Организационно-технологическое моделирование поточного строительства производится членением (квантованием) пространственных, временных и технологических параметров процессов с последующим соединением в общий совокупный процесс с достижением цели - результата - сдачи объекта в эксплуатацию.

2. Наилучшее графическое отображение системоквантов строительных процессов и объектов получается на основе сетевых циклограмм в виде информационных векторов и обвивающих спиралей, показывающих движение в пространственно-временном континууме и позволяющих применять средства вычислительной техники при разработке и внедрении в строительном производстве.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Информационные модели фунциональных систем. (под ред. К.В. Судакова и А.А. Гусакова) -М. Фонда «Новое тысячелетие», 2004, -304с.

2. Судаков К.В., Агаян Г.Ц. и др. Системокванты физиологических процессов. -М. : Межд. Гума-нит. фонд арменоведения им. Академика Ц.П. Агая-на, 1997.

3. Гусаков А.А. Новая парадигма строительной деятельности защитит нашу жизнь. Строиельные материалы, оборудование, технологии XXI века. №5, 2004.