CC BY
81
ВЕСТНИК 4/2Q16
инженерная геометрия и компьютерная графика
УДК 658.5:69
М.В. Царева
НИУМГСУ
AUTOCAD В СИСТЕМАХ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТРОЙКОЙ
Рассмотрена технология визуализации хода строительства объектов с помощью отображения ситуации на чертежах AutoCAD, преобразованных в интерактивный формат. Акцентировано внимание на несовершенстве существующих технологий информационного обеспечения руководителей. Предложено создание единой ИТ-платформы на базе систем автоматизированного проектирования (САПР) для построения интегрированного информационного хранилища и визуализации обстановки с использованием электронных чертежей и схем, на которых с помощью интерактивных методов можно проиллюстрировать состояние практически любой составляющей строительного проекта.
Ключевые слова: AutoCAD, САПР, информационно-аналитические системы, визуализация, интерактивность, оперативное управление, технологии, строительство, ресурсы, проект, программный продукт, приоритеты, компоненты, чертежи, мониторинг, параметры, исходные данные, менеджмент
Оперативное управление стройкой, как правило, базируется на информационно-аналитических системах (ИАС), ориентированных на мониторинг выполнения сроков и объемов работ в соответствии с утвержденными графиками. Естественным результатом работы подобных систем является традиционная информационная графика (диаграммы, графики и др.), обеспечивающая некоторое представление о текущем состоянии стройки и имеющихся отклонениях от плановых параметров.
В большинстве случаев при создании ИАС для оценки хода реализации инвестиционных проектов [1] используются различные ИТ-системы класса BI (Business Intelligence), включающие инструменты аналитической обработки данных, в частности, OLAP-технологии (On-Line Analytical Processing) [2]. Хотя данные системы разрабатываются на базе программных продуктов ведущих мировых производителей, таких как IBM Cognos Business Intelligence, Oracle Business Intelligence Enterprise Edition, Microstrategy BI, Pentaho BI Enterprise Edition, Ataccama, SAS, SAP Business Objects, Project [3], и ориентированы на анализ данных в любом требуемом разрезе (по периоду, подрядчикам, объемам работ, финансовым показателям и прочим показателям), их внедрение чаще всего носит формальный характер и в не полной мере отвечает потребностям руководства в быстрой оценке обстановки и принятии соответствующих решений.
Большинство руководителей, несмотря на наличие перечисленных систем, в силу различных причин считают личную работу на компьютере обременительным занятием и для принятия решений часто требуют провести аналитический анализ по каким-либо конкретным параметрам. традиционные таблицы, выводимые на экран, содержат много столбцов, в каждом из которых представлены
определенные приоритеты, но охватить их одним взглядом практически невозможно [4]. Экранные формы-отчеты в силу размерности и сложности восприятия требуют специальных навыков и даже обучения для их чтения и осмысления, на что у руководителей не хватает ни времени, ни желания, поэтому работа с распечатанными на принтере документами более предпочтительна. Объем информации о состоянии дел, который представлен в аналитических отчетах и предлагается руководителю, чаще всего избыточен, интерфейсы «навязаны» разработчиками программных продуктов [5]. Кроме того, руководитель чаще всего не является «хозяином» данных, формируемых и обрабатываемых в НАС, и при необходимости решить какую-либо новую управленческую задачу вынужден обращаться к ИТ-специалистам.
Потребность постоянно привлекать специалистов в компьютерных технологиях и ощущение собственной беспомощности при реальной административной и финансовой власти приводит к отказу от услуг системы, тем более что по вышеперечисленным причинам дорогостоящие результаты в большинстве случаев не удовлетворяют руководителя.
Поскольку автоматизированная система не всегда выгодна подчиненным структурам, так как может более прозрачно характеризовать сложившуюся ситуацию, малейшая погрешность в результатах вызывает массовую критику и, как результат, приводит к отторжению системы в целом. Даже такой необходимый инструмент, как сетевые графики, из-за объемов информации и длительности строительства, особенно крупных промышленных объектов, трудно воспринимается руководителями в условиях дефицита времени и необходимости оперативной координации деятельности многочисленных подрядчиков [6].
Механистические расчеты сетевых графиков, информация о предполагаемых расчетных отклонениях, которые могут произойти через несколько лет, и сложность прогнозирования возможных причин срыва обязательств в будущем практически не влияют на эффективность оперативных действий руководителя, который, как правило, располагает информацией о реальном ресурсном обеспечении лишь на достаточно короткий обозримый период. математические модели выбора варианта решения чаще всего не используются, так как не учитывают психологические особенности и уровень активности, присущие конкретному руководителю, и создаются в отрыве от реальных ценностей и сложной структуры координации взаимодействия со многими внутренними и внешними связями.
категорические утверждения о невозможности информирования руководства без подъема информации снизу и реализации транзакционных технологий не совсем соответствуют реальности, так как на самом деле руководитель работает не столько с низовыми структурами, сколько с близким окружением и соратниками, которые располагают «карманной» информацией, действительно необходимой для принятия решений.
В литературе подробно описаны принципы информационного обеспечения стратегического корпоративного менеджмента в строительстве [7], но вопросам совершенствования оперативного управления строительством уделяется недостаточно внимания.
Учитывая вышесказанное, представляется целесообразным дополнить существующие системы оперативного управления строительством визуальными технологиями, использующими в качестве информационной основы электрон-
ВЕСТНИК
4/2016
ную проектную документацию САПР (генплан, рабочие чертежи, планы отметок, технологические схемы, материалы проекта организации строительства, технологии проектирования производства работ и др.), привычную и понятную подрядчикам и руководителям любого уровня.
Другими словами, если активизировать компоненты чертежа (выделение соответствующим цветом, пульсация и др.) [8] как наиболее информационно-емкого ресурса, содержащего необходимые исходные данные (объемы, спецификации и др.), и добавить отчетную информацию о ходе строительства (например, выполнение объемов работ), то обеспечивается реальная возможность иллюстрировать текущий ход строительства, состояние поставок ресурсов, готовность строительных и технологических узлов, наличие отклонений от заданных плановых параметров и другие процессы, используя чертеж в качестве основы визуального модуля (рис.).
Принципиальная схема формирования модуля визуализации
В частности, преобразовав электронные чертежи, разрабатываемые с помощью системы AutoCAD, в определенный формат, обеспечивающий интерактивность структурных элементов чертежей (фундаменты под оборудование, технологические помещения, оборудование, коммуникации, планы и разрезы объектов, конструктивные узлы, подлежащие сдаче), и используя определенную цветовую индикацию (например, зеленый цвет будет означать, что ситуация складывается нормально и соответствует согласованным обязательствам; жел-
тый — имеются отклонения в пределах расчетных резервов времени, поэтому ситуация требует управленческого вмешательства; красный — ситуация чрезвычайная, так как возникли недопустимые отклонения от плановых параметров) в зависимости от результатов аналитической обработки поступающей информации (например, документация передана заказчику, оборудование поставлено, фундаменты сданы под монтаж оборудования, технологическая система укомплектована, смонтирована и готова для пуско-наладочных работ и т.д.), руководитель может одномоментно оценить обстановку и понять ситуацию в целом в любых интересующих его разрезах [9].
Визуализация любых аспектов анализа хода строительства с помощью отображения контролируемых показателей на электронных чертежах и схемах позволит значительно сократить затраты, сроки разработки и внедрения подобных систем, используя единую ИТ-платформу на всех этапах жизненного цикла строительного объекта и базируясь на «дереве целей» [10] — ключевых событиях, готовность которых подтверждается исполнительной документацией.
Представляется, что наиболее существенными индикаторами состояния целей строительства, которые формируются на основе отчетных данных, фиксирующих текущий ход строительства (факт/план с начала строительства, с начала года, с начала месяца, за неделю и т.д.), могут быть следующими [11]:
отношение объемов освоенных финансовых средств к общей сметной стоимости в разрезе видов работ и участников строительства;
динамика темпов выполнения оставшихся объемов работ — земляных, бетонных, монтажных, отделочных, специальных и др.;
динамика темпов трудозатрат по видам работ и участникам строительства (чел./день);
отношение количества фундаментов, сданных под монтаж оборудования, к общему количеству фундаментов под оборудование;
отношение количества технологических помещений, сданных под отделку, под монтаж оборудования и в оперативное обслуживание, к общему количеству технологических помещений;
отношение количества технологических систем (специальных, сантехнических, электротехнических и пр.), сданных под пусконаладочные работы, к общему количеству систем;
отношение количества реализованных целей (подписанные исполнительные документы) к общему количеству ключевых целей и др.
Отчетные данные для модуля визуализации и электронные чертежи аккумулируются в интегрированном информационном хранилище [12]. Сбор данных осуществляется по согласованному регламенту функционирования системы. Если существуют действующие информационно-аналитические системы, то создаются специальные интерфейсы сопряжения модуля визуализации с существующими системами или обеспечивается выгрузка необходимых данных в соответствующий фрагмент информационного хранилища. На основании отчетных данных и осуществляется расчет индикаторов, обеспечивающих сопоставимость оценок деятельности различных участников строительства [13].
визуальное представление индикаторов для быстрой оценки ситуации, как уже отмечалось, иллюстрируется на интерактивных чертежах, схемах и других визуальных средствах, выполненных на платформе AutoCAD.
вестник 4/2016
Предлагаемый подход к использованию визуальной аналитики для оценки состояния строительства применим на любой стадии инвестиционного проекта: проектирования;
заключения договоров, организации поставок и взаимодействия с поставщиками;
мониторинга договорных обязательств; выполнения строительно-монтажных и специальных работ; контроля исполнения приказов, решений совещаний и поручений; сдачи объектов в эксплуатацию и т.п. [14].
В качестве примера рассмотрим вариант реализации AutoCAD [15] в системе управления стройкой. так, в процессе анализа состояния строительства на чертеже генплана один из объектов был окрашен в желтый цвет. Это означает, что в ходе строительства данного объекта возникли какие-то проблемы и необходимо управленческое вмешательство. При подведении курсора к объекту и нажатии на клавишу мыши на экран выводится таблица индикаций конкретной позиции оборудования, по которому нарушены плановые сроки (возможны различные варианты, иллюстрирующие фактическую ситуацию с данным оборудованием: либо не проведен конкурс, либо не заключен договор на поставку и т.д.). Для того чтобы адресно определить месторасположение данного оборудования в здании, достаточно нажать на значок интересующего оборудования, тогда на экран выводится планировка нужного этажа (отметки) с цветной индикацией (или с пульсацией) конкретного помещения, в котором данное оборудование должно быть смонтировано, и индикацией, характеризующей готовность помещения для сдачи под монтаж данного оборудования. В зависимости от критичности ситуации принимается оперативное решение, компенсирующее возникшее отклонение.
таким образом, использование платформы AutoCAD в процессах оперативного управления стройкой обеспечивает визуальное представление состояния дел практически для всех участников строительства — руководителей, подрядчиков, диспетчерских служб и др.
Комплекс задач с использованием описанной визуальной аналитики может включать [16, 17]:
визуализацию хода строительства и состояния готовности объектов на генплане (объекты), по объектам (отметки, «захватки», помещения), технологическим системам (оборудование, коммуникации), инженерным сетям и благоустройству;
визуальный анализ структуры критических событий (конструктивных узлов, оборудования и технологических систем), выявленных по результатам оперативных рroject-расчетов;
визуальный анализ индикаторов, характеризующих деятельность подрядчиков, с цветовой индикацией на структурной схеме участников строительства;
визуальный анализ состояния процедур заявочной компании и реализации поставок материально-технических ресурсов;
визуальный анализ плановых показателей по подведомственным структурам в разрезах, соответствующих структуре плана, например, управленческие расходы, инвестиционные расходы и др.;
визуальный анализ готовности технологических помещений для обеспечения возможности начала работ по монтажу оборудования и коммуникаций, отделке, пуску-наладке и сдаче.
Основными преимуществами данного подхода к визуализации ситуации являются:
наличие простого, понятного профессионалам интерфейса, не требующего специального обучения;
одновременный вывод на экран различных индикаций, характеризующих ситуацию и обеспечивающих оценку оперативной обстановки одним взглядом;
исключение трудоемких процедур и принципиальное упрощение операций, связанных с обработкой значительных объемов информации, необходимой для анализа состояния целей.
Особенно эффективным является реализация описанных принципов визуализации хода строительства объектов при наличии электронных чертежей в формате 3D [18].
Библиографический список
1. Царева М.В. Ситуационная система для инвестиционного проекта // Объединенный научный журнал. Экономика и финансы (Economics&Finances). 2004. № 27.
2. CoddE.F., CoddS.B., Salley C.T. Providing OLAP (On-Line Analytical Processing) to user-analysts : аn IT mandate. Technical report. 1993. Режим доступа: http://www.minet. uni-jena.de/dbis/lehre/ss2005/sem_dwh/lit/Cod93.pdf.
3. Бажин И.И. Информационные системы менеджмента. М. : ГУ ВШЭ, 2000. 687 с.
4. Боумен У.Дж. Графическое представление информации / пер. с англ. А.М. Па-шутина ; под ред. В.ф. Венда. М. : Мир, 1971. 225 с.
5. Воронин В.А. Формирование интегрированных субъектов хозяйствования в строительстве с применением метода когнитивного моделирования // Вестник Университета (ГУУ). 2010. № 7. С. 102—110.
6. Грачев В., Самоделов В. Применение современных технологий управления в совершенствовании деятельности предприятий // финансовая газета. 2007. № 31.
7. Зотов В.А. Проблема разработки когнитивных средств визуализации экономической информации в динамике // Информационные технологии в XXI веке : материалы науч.-практ. конф. к 100-летию РЭА. М. : Изд-во Российской экономической академии, 2007.
8. Каплан Р., Нортон Д. Стратегические карты : трансформация нематериальных активов в материальные результаты / пер. с англ. М. Павлова. М. : Олимп-Бизнес, 2005. 482 с.
9. Кемпбелл Э., Саммерс К.Л. Стратегический синергизм : Как создается кумулятивный положительный эффект (2+2=5) / пер. с англ. Е. Ковачева, А. Колос. 2-е изд. М. : Питер, 2004. 414 с. (Серия «Теория и практика менеджмента»)
10. Мескон М., Альберт М., Хедоури Ф. Основы менеджмента / пер. с англ. 3-е изд. М. : Дело, 2002. 704 с. (Зарубежный экономический учебник)
11. Пономарева Н.И. Особенности формирования учетно-аналитической системы в строительных организациях // Успехи современного естествознания. 2008. № 7. С. 72—75.
12. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка переговоров при согласовании управленческих решений. М. : Синтег, 2003. 272 с. (Серия «Системы и проблемы управления»)
13. Уолш К. Ключевые показатели менеджмента : Как анализировать, сравнивать и контролировать данные, определяющие стоимость компании / пер. с англ. В.Н. Егорова. 2-е изд. М. : Дело, 2001. 359 с.
ВЕСТНИК 4/2Q16
14. Эдельстейн Г. Интеллектуальные средства анализа, интерпретации и представления данных в информационных хранилищах // ComputerWeek-Москва. 1996. № 16. C. 32—33.
15. Тельной В.И., Царева М.В. Использование информационных технологий при преподавании компьютерной графики // Вестник МГСУ 2012. № 6. С. 161—165.
16. Бачурина С.С., Ресин В.И., Трайнев В.А. Стратегия корпоративного менеджмента в градостроительстве. М. : Дашков и Ко, 2010. 512 с.
17. Друкер П. Задачи менеджмента в XXI веке / пер. с англ. М. : Вильямс, 2004. 276 с.
18. Тельной В.И., Царева М.В., Рычкова А.В. Разработка трехмерных моделей при проведении занятий по компьютерной графике // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании : сб. материалов Междунар. науч. конф. (12—13 ноября 2014 г., Москва) М. : МГСУ, 2015. C. 332—335.
Поступила в редакцию в декабре 2014 г.
Об авторе: Царева Марина Владимировна — доцент кафедры начертательной геометрии и графики, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, 8 (499) 183-24-83, grafika@mgsu.ru.
Для цитирования: Царева М.В. AutoCAD в системах оперативного управления стройкой // Вестник МГСУ 2016. № 4. С. 140—147.
M.V. Tsareva
AUTOCAD IN THE OPERATIONAL MANAGEMENT OF THE CONSTRUCTION SITE
Operational management of the construction is usually based on information analysis systems, which are aimed at the monitoring of working schedule and volumes as consistent with predicated schedules. The result of such systems' operation is traditional information graphics (diagrams, charts, etc.), which provides idea on the current state of the construction site and deviations from the planned settings.
The author considers the visualization technology of construction of objects using an image of the situation on the AutoCAD drawings, converted into an interactive format. The article focuses on imperfections of the existing technologies of information support of the managers. The creation of unified IT platform is offered on the basis of CAD for creating an integrated information storage and visualization of the environment using electronic drawings and diagrams. Using interactive methods it is possible to illustrate the condition of almost any part of the construction project using these drawings and diagrams. E-drawings contain the basic information resources - estimates, plans, sections, specifications, technology, construction, etc. necessary for the calculation of indicators. The author proved that implementation of visualization is most efficient in case of electronic drawings in 3D format.
Key words: AutoCAD, CAD, information analysis systems, visualization, interactivity, operational management, technologies, construction, resources, project, software product, priorities, components, drawings, monitoring, settings, initial data, management
References
1. Tsareva M.V. Situatsionnaya sistema dlya investitsionnogo proekta [Situational system for investment project]. Ob'edinennyy nauchnyy zhurnal. Ekonomika i finansy [Economics and Finance — Scientific Journal]. 2004, no. 27. (In Russian)
2. Codd E.F., Codd S.B., Salley C.T. Providing OLAP (On-Line Analytical Processing) to User-Analysts : An IT mandate. Technical report. 1993. Available at: http://www.minet.uni-jena.de/dbis/lehre/ss2005/sem_dwh/lit/Cod93.pdf.
3. Bazhin I.I. Informatsionnye sistemy menedzhmenta [Information Management Systems]. Moscow, GU VShE Publ., 2000, 687 p. (In Russian)
4. Bowman W.J. Graphic Communication. 1968, John Wiley & Sons Inc, 222 p.
5. Voronin V.A. Formirovanie integrirovannykh sub"ektov khozyaystvovaniya v stroitel'stve s primeneniem metoda kognitivnogo modelirovaniya [Formation of Integrated Business Entities in the Construction Using the Method of Cognitive Modeling]. Vestnik Universiteta (GUU) [University Bulletin (State University of Management)]. 2010, no. 7, pp. 102—110. (In Russian)
6. Grachev V., Samodelov V. Primenenie sovremennykh tekhnologiy upravleniya v sover-shenstvovanii deyatel'nosti predpriyatiy [The Use of Modern Technologies to Improve Management of Enterprises]. Finansovaya gazeta [Financial Newspaper]. 2007, no. 31. (In Russian)
7. Zotov V.A. Problema razrabotki kognitivnykh sredstv vizualizatsii ekonomicheskoy informatsii v dinamike [Development Problem of Cognitive Visualization Tools of Economic Information in the Dynamics]. Informatsionnye tekhnologii v XXI veke : materialy nauchno-prakticheskoy konferentsii k 100-letiyu REA [Information Technologies on the 21st Century : Materials of Science and Practice Conference to 100 Anniversary of PRUE]. Moscow, Izdatel'stvo Rossiyskoy ekonomicheskoy akademii Publ., 2007. (In Russian)
8. Kaplan R.S., Norton D.P. Strategy Maps: Converting Intangible Assets into Tangible Outcomes. Harvard Business Review Press, 1 edition, 2004, 454 p.
9. Campbell A., Sommers K.L. Strategic Synergy (Management Readers). ButterworthHeinemann, 1992, 240 p.
10. Mescon M.H., Albert M., Khedouri F. Management: Individual and Organizational Effectiveness. Harpercollins College Div; 2 Sub edition, 1985, 756 p.
11. Ponomareva N.I. Osobennosti formirovaniya uchetno-analiticheskoy sistemy v stroitel'nykh organizatsiyakh [Peculiarities of Formation of Accounting and Analytical Systems in Construction Companies]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Success of Modern Natural Science]. 2008, no. 7, pp. 72—75. (In Russian)
12. Trakhtengerts E.A. Komp'yuternaya podderzhka peregovorov pri soglasovanii up-ravlencheskikh resheniy [Computer Support of Negotiations When Discussing Administrative Decisions]. Moscow, Sinteg Publ., 2003, 272 p. (Seriya «Sistemy i problemy upravleniya» [Series: Systems and Problems of Management]) (In Russian)
13. Walsh C. Key Management Ratios. T Press, 4 edition, 2009, 408 p.
14. Edel'steyn G. Intellektual'nye sredstva analiza, interpretatsii i predstavleniya dannykh v informatsionnykh khranilishchakh [Intelligent Analysis, Interpretation and Presentation of Data in the Information Storage]. ComputerWeek-Moscow. 1996, no. 16, pp. 32—33. (In Russian)
15. Tel'noy V.I., Tsareva M.V. Ispol'zovanie informatsionnykh tekhnologiy pri prepodava-nii komp'yuternoy grafiki [Use of Information Technologies in Teaching Computer Graphics]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 6, pp. 161—165. (In Russian)
16. Bachurina S.S., Resin V.I., Traynev V.A. Strategiya korporativnogo menedzhmenta v gradostroitel'stve [The Strategy of Corporate Management in Urban Planning]. Moscow, Dashkov i Ko Publ., 2010, 512 p. (In Russian)
17. Drucker P.F. Management Challenges for the 21st Century. HarperBusiness, 1st edition, 224 p.
18. Tel'noy V.I., Tsareva M.V., Rychkova A.V. Razrabotka trekhmernykh modeley pri provedenii zanyatiy po komp'yuternoy grafike [Development of Three-Dimensional Models in Conducting Classes in Computer Graphics]. Integratsiya, partnerstvo iinnovatsii v stroitel'noy nauke i obrazovanii : sbornik materialov Mezhdunarodnoy nauchnoy konferentsii (12—13 noyabrya 2014 g., Moskva) [Integration, Partnership and Innovations in Construction Science and Education : Collection of the Materials of the International Scientific Conference (November 12—13, 2014, Moscow)]. Moscow, MGSU Publ., 2015, pp. 332—335. (In Russian)
About the author: Tsareva Marina Vladimirovna — Associate Professor, Department of Descriptive Geometry and Graphics, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; +7 (499) 183-24-83; graflka@mgsu.ru.
For citation: Tsareva M.V. AutoCAD v sistemakh operativnogo upravleniya stroykoy [AutoCAD in the Operational Management of the Construction Site]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2016, no. 4, pp. 140—147. (In Russian)
