CC BY
16Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова
2009, № 1
jea@intbel.ru Лебедев В.М. к.т.н., доцент,
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
ПРИМЕНЕНИЕ СИТУАЦИОННОГО МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ИМИТАЦИОННОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Основой построения имитационных моделей возведения объектов может служить теория ситуационного управления большими системами, изложенная в [1,2]. Сложная система может быгть представлена в виде совокупности управляемого объекта и устройства управления. Для прогнозирования ее поведения с помощью ЭВМ необходимо в памяти вычислительной машины создать некоторую модель, имитирующую структуру изучаемого объекта, а также процесс решения задачи управления на этой структуре (рис. 1). Процесс отыскания управления, обеспечивающего экстремум оценочного функционала, сводится к решению определенных уравнений или систем уравнений (алгебраических, дифференциальных, функциональных и т.д.). При исследовании сложных систем строительного производства на возведении объектов и комплексов в связи с трудностями, возникающими при построении точных математических моделей таких систем, а также из-за большой размерности пространства поиска оптимального решения указанный подход применять либо вообще нельзя, либо практически нецелесообразно.
В этом случае более перспективными является применение ситуационного метода управления, при котором каждому состоянию (микроситуации), возникающему в процессе функционирования системы, ставится в соответствие определенная цепочка команд управления (решений) [3]. Реализация ситуационного принципа связана с решением задач обобщения ситуаций для разбиения множества микроситуаций на классы в соответствии с числом принимаемых решений. В модели ситуационного управления моделирование связи между раз-личныши элементами осуществляется с помощью дискретной сети, вершины которой соответствуют статическим элементам системы (пространственным участкам), и ребра- коммуникационным связям между ними. Упорядоченное множество статических элементов, определенным образом связанных между собой, образуют статическую систему, по которой производится перемещение оперативных элементов (бригад, звеньев, машин, механизмов). Оперативные элементы: в каждый момент времени t локализуются в вершинах дискретной сети, а с течением времени могут перемещаться из одних вер-
Рис. 1. Топологическая структура модели системы возведения
2009, № 1
Вестник БГТУим. В. Г. Шухова
шин в другие, изменяя при этом свои характеристики. Для имитации процесса решения задачи управления на дискретной ситуационной сети служит система семиотических моделей, описывающих ее состояние в терминах ситуаций, корреляцию ситуаций для установления ситуативных отношений между элементами системы, а также обобщения и экстраполяцию ситуаций на заданном временном интервале [3].
Имитационная модель сложной системы строительного производства считается построенной, если имеется ее описание в виде дискретной ситуационной сети и сформулированы правила корреляционной и трансформационной грамматик. Метод ситуационного управления дает единый подход к формированию имитационных моделей функционирования сложных строительных систем, аналитическое исследование которых не представляется возможным.
К преимуществам имитационного моделирования, позволяющим на новом системно-методологическом уровне подойти к постановке и решению задач разработки и внедрения проектов поточного строительства объектов и комплексов по Ю.А. Куликову [4] можно отнести:
-динамический характер отображения организационно-технологических и экономических систем строительного производства;
- возможность учета дискретного характера функционирования элементов и системы в целом;
- учет действия случайных факторов, влияние которых в организационно- технологических системах велико;
- высокую адекватность имитационных моделей, так как их структура близка функциональной и логической структурам моделирующих систем;
-возможность комплексного исследования различных альтернатив поведения системы на множестве модельных реализаций ее функционирования, т.е. проведение статистических экспериментов;
-широкую возможность применения различных средств математического описания.
Особенностью разработанной Ю.А. Куликовым методики формирования имитационных моделей является принцип дискриптивности: в первую очередь тщательно описывается реальная ситуация, а затем выявленные зависимости используются для решения конкретных задач [4]. Методология имитационного моделирования предусматривает выделение трех элементов при построении модели: формализованное описание объекта моделирования, приводящее к построению модели- объекта; формулировка на модели -объекте классов задач (моделей-задач); разработка алгоритмов, позволяющих получить требуемое решение (модель-решение) На основании этой методологи разработаны три типовые имитационные модели строительного комплекса: (1) имитационная модель реализации целевых строительных программ строительства промышленных объектов, используемая при
организационно-технологическом проектировании и подготовке производства; (2) имитационная модель на уровне генподрядной строительной организации, составляющая основу технико-экономического планирования и являющаяся средством решения группы задач по формированию реальной сбалансированной годовой производственной программы подрядной строительной организации; (3) имитационная модель согласования решений различных уровней управления инвестиционным циклом, которая осуществляет функциональную интеграцию участников строительства и характеризуется развитыми средствами моделирования управленческих процедур, высоким уровнем агрегирования показателей и информации, а также сокращением процедур имитации собственного строительного производства. Каждая типовая имитационная модель и соответствующий ей класс задач решается с помощью одного из е-алгоритмов или алгоритмов ограниченного ветвления. Разработанные имитационные модели реализуются по единой схеме с использованием унифицированной нормативно-справочной базы данных, что создает условия дл их концептуальной информационной интеграции [4, 5].
В поточном строительстве (1) имитационная модель адаптируется при разработке и внедрении ППС объектов и комплексов, (2) имитационная модель применяется при разработке и внедрении ППС на годовую программу СМР строительно-монтажных организаций, (3) имитационная модель реализуется при определении иерархических уровней управления и соответствующей детализации разработки ППС [6].
На стадии разработки проектов поточного строительства объектов и комплексов имитационные модели с использованием принципов ситуационного управления позволяют оценивать последствия принятия тех или иных организационно-технологических проектов, а так же решать по выбранным критериям эффективности широкий круг задач оптимизации организации и управления строительством.
ЛИТЕРАТУРА
1. Клыков Ю.И. Ситуационное управление большими системами.- М.: Энергия, 1974.- 135 с.
2. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика.- М.: Наука, 1986.- 288 с.
3. Гусаков А.А. Основы проектирования организации строительного производства (в условиях АСУ). - М.: Стройиз-дат, 1977.- 285 с.
4. Куликов Ю.А. Имитационные модели и их применение в управлении строительством.- М.: Стройиздат, 1983.224 с.
5. Гусаков А.А. Системотехника строительства. М.: Стройиздат, 1993.- 368 с.: ил.
6. Лебедев В.М. Системотехника поточных методов строительства: Монография /Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2006.- 208 с.
