ПРОБЛЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЙ И КЛАССИФИКАЦИИ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ, ПРОЕКТНОЙ ПОДГОТОВКИ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / RESEARCH PAPER

УДК 658.531:331.1:69.007-05

DOI: 10.22227/1997-0935.2022.11.1564-1573

N N

Проблема определений и классификации теоретических моделей организации, проектной подготовки и технологии

строительства

Владимир Вячеславович Сокольников

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ); г. Санкт-Петербург, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. В настоящее время в научно-техническом и образовательном обороте в части проектной подготовки, организации и технологии строительства и ряда смежных областей значительное место заняли определения, применяемые к понятиям «моделирование» и «модель», которые не отражают их специальную принадлежность. Целью настоящего исследования является предложение и обоснование классификационной структуры определений научных и инженерных моделей, охватывающей задачи организации и технологии строительства, решаемые в периоды проектной подготовки и производства строительных работ. Данная классификация позволит структурировать названия моделей и связанных с ними методов решения задач технологии и организации, взаимно увязывать модели, а также методы решений, ограничить использование общих определений в специальных научных и инженерных моделях. Материалы и методы. Проведен анализ стандартов информационного моделирования в строительстве, общих определений моделей и моделирования, часто используемых в организации, проектной подготовке и технологии строительства. Приведены научные и инженерные представления о задачах моделирования и классификации мо-(У су делей. Представлены схема научной классификации видов моделирования и примеры атрибуции теоретических

(Ч ° моделей.

^ ^ Результаты. Выполнена классификация некоторых известных научных и инженерных моделей, применяемых в про-

т- *- ектировании, технологии и организации строительства. На примере интерпретации уравнения непрерывности мате-

g ® матической физики осуществлен анализ и атрибуция математической модели строительного технологического потока

> in и подтверждена необходимость атрибуции моделей по переменным, физическим параметрам и смыслу решаемых с их

Е — помощью задач. Предложен формат записи названия теоретической модели в указанных областях строительной науки.

IB Выводы. Сделаны выводы о необходимости внедрения в практику исследований в области организации, а также

^ проектной подготовки и технологии строительства атрибуции действующих и новых теоретических моделей; един-

т- jg ства научной, инженерной и образовательной терминологии описания теоретических моделей. Предложен порядок

S з функционирования системы атрибуции теоретических моделей.

Н 1

• >•* КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: вид моделирования, модель, классификация видов моделирования, атрибуция модели, моде-

^ ф лирование продолжительности и организации технологического потока

О ф Благодарности. Статья публикуется по результатам научно-исследовательской работы, проводимой в рамках конкур-

X са грантов работниками Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета в 2022 г.

о ££

со >

со ^ ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Сокольников В.В. Проблема определений и классификации теоретических моделей орга-

§ *= низации, проектной подготовки и технологии строительства // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. Вып. 11. С. 1564-1573.

с DOI: 10.22227/1997-0935.2022.11.1564-1573

ОТ "S Автор, ответственный за переписку: Владимир Вячеславович Сокольников, vschief@yandex.ru.

от ЕЕ —

ся

с с

The problem of definitions and classification of theoretical

Ю О

s I models of construction planning, design preparation and building

CO ^

T- ^

О 3

X

с

technology

от ■§ Vladimir V. Sokolnikov

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU);

(/) Saint Petersburg, Russian Federation

(9

I X ABSTRACT

_ Introduction. Presently, definitions applied to the concepts of "modelling" and "model", which do not specify their affiliation,

jj jj are widely used in research, development and education. They deal with design preparation, construction planning, buil-

U > ding technologies and other related areas. The purpose of this study is to propose and justify the classification structure for

research and engineering models, focused on the tasks of construction planning and building technologies during design

1564 © В.В. Сокольников, 2022

Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Проблема определений и классификации теоретических моделей организации, проектной лввл

С. 1564—1573

подготовки и технологии строительства

preparation and performance of construction work. This classification will make it possible (a) to structure model names and related methods used to solve problems of building technologies and construction planning, (b) to mutually relate models as well as solution methods, and (c) to limit the application of general definitions to special research and engineering models. Materials and methods. The author analyzed information modelling standards in construction, general definitions of models and modelling frequently used in construction planning, design preparation and building technologies. Research and engineering ideas, concerning the tasks of modelling and classification of models, are provided in the article. The pattern of theoretical classification of modelling types and cases of theoretical attribution of models are presented. Results. The author classified some research and engineering models used in design, construction planning and building technologies. The author interpreted the continuity equation of mathematical physics, performed the analysis and attribution of the mathematical model of a construction process flow, and confirmed the need to perform the attribution of models on the basis of variables, physical parameters and the essence of problems that they solved. The author proposed a record format for a theoretical model name in the above-mentioned areas of construction research.

Conclusions. The conclusion is that there is a need to introduce the attribution of current and new theoretical models into the practice of research in construction planning, design preparation and building technology; there is a need for consistency of research, engineering and educational terminology applicable to descriptions of theoretical models in construction planning and building technology. The procedure of attributing theoretical models is proposed.

KEYWORDS: type of modelling, model, classification of modelling types, model attribution, modelling of the term and planning of construction flows

Acknowledgements. The article is published on the basis of the findings of a research project, implemented by the employees of the Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering within the framework of a grant competition in 2022.

FOR CITATION: Sokolnikov V.V. The problem of definitions and classification of theoretical models of construction planning, design preparation and building technology. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2022; 17(11):1564-1573. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.11.1564-1573 (rus.).

Corresponding author: Vladimir V. Sokolnikov, vschief@yandex.ru.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в научно-техническом и специальном образовательном обороте в области организации, технологии, проектной подготовки строительства и ряда смежных областей значительное место заняли применяемые к понятиям «моделирование» и «модель» определения, не отражающие их специальную инженерную или научную основу и направленность. К указанным определениям моделей и видов моделирования относятся «4D», «информационное», «визуальное», «BIM», «статистическое», «сетевое» [1-10] и прочие, которые встречаются в положениях административных актов, названиях конкурсов и олимпиад учащихся, названиях некоторых учебных дисциплин и в их рабочих программах. Это обстоятельство имеет следствием неопределенность как в задачах моделирования, так и в методах построения и физическом смысле самих моделей: обоснованности выбора переменных и их параметров.

Целью настоящего исследования является предложение и обоснование классификационной структуры определений научных и инженерных моделей, охватывающей задачи организации и технологии строительства, решаемые в периоды проектной подготовки, а также производства строительных работ. Данная классификация моделей, основанная на связи главных соотношений переменных и ограничениях параметров, позволит структурировать названия моделей и связанных с ними методов решения задач организации и технологии строительства, взаимоувязывать и модели, и методы решений между собой, ограничить использование общих определений в специальных научных и инженерных моделях.

В процессе достижения цели исследования автором решались следующие задачи:

• разработка классификации научного и инженерного моделирования процессов организации и технологии строительства, его проектной подготовки, а также производства строительных работ;

• выполнение (на примере интерпретации уравнения непрерывности математической физики) анализа и атрибуции математической модели строительного технологического потока;

• подтверждение необходимости атрибуции моделей по переменным, физическим параметрам и смыслу решаемых с их помощью задач;

• формулирование предложения по формату записи названия теоретических моделей в указанных областях строительной науки.

В статье для краткости классификационные признаки теоретических моделей, их названия, а также определения их переменных и параметров объединены общим понятием атрибуции.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

На уровне Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии РФ подготовлен ряд стандартов в области информационного моделирования (ГОСТ Р 10.01.002 «Моделирование информационное в строительстве», 2017 г., ГОСТ Р 10.02.0001 «Информационное моделирование в строительстве». Часть 1. Методология и формат, 2019 г., СП 333.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели на различных стадиях жизненного цикла» и др.). Имеющиеся в них опре-

< п

8 8 i н

G Г

0 со

n СО

1 2

< -ь J со

U -

r I

П о

<3 o <

oi

О n

со

CO

l\J со

0

1

CO CO о о

cn

• )

л ■ -J 00 I T

s У с о <D *

10 10 о о 10 10 10 10

1565

деления «информационной модели сооружения»1, как «...совокупности взаимосвязанных сведений об объекте капитального строительства ...», а также «.Модель — набор данных, созданный по структуре, лежащей в основе схемы данных, соответствующий определенным требованиям»2, нельзя считать ни научными, ни инженерными (см. далее), а декларируемые в документах «модели» таковыми не являются. К существующим в указанных документах определениям наилучшим образом подходят известные и хорошо зарекомендовавшие себя понятия «электронная база данных», «электронный структурированный массив данных» или более позднее название «банк знаний на цифровой платформе». То есть речь идет о накоплении данных для обработки их по частным моделям, описывающим различные свойства сооружения. Ситуация осложняется и тем, что в качестве дополнений и синонимов к «информационному» моделированию применяют «BIM» и «4 и более D» моделирование. Само понятие «4D-моделирование строительства объектов» в СП 333.1325800.2020 «Информацион-

ное моделирование в строительстве» упоминается как «визуализация процессов строительства» [1], т.е. тоже не определено в научных или инженерных терминах. В связи с последним утверждением следует отметить, что в Градостроительном кодексе РФ № 190-ФЗ, ГОСТ Р 10.0.02-2019 п. 3.1.20 и СП 333.1325800.2020 и других речь идет, по сути, не о модели, а об обязанности формирования цифрового массива данных, характеризующих физические, технические, эксплуатационные, административные, правовые и социальные свойства и параметры сооружения. Именно эта разнородность данных и исключает возможность создания единой научной, или инженерной модели объекта строительства, а также возможность выполнять «информационное» моделирование научными или инженерными методами. Определение информации до сих пор — предмет научной полемики, участники которой начинают трактовать «информацию» как еще один философский атрибут существования материи, в дополнение ко времени.

Г

О (П

Научное (теоретическое) Research (theoretical)

Инженерное Engineering

г ■ ■

Стохастическое Stochastic

Детерминированное Determined

Опытно-конструкторские работы Research and development

Натурное Full-scale

Макетирование Scale modelling

Научно-исследовательские работы Academic research

Классификация видов моделирования Classification of modelling types

1 Градостроительный кодекс РФ от 29.12.2004 № 190-ФЗ (ред. от 23.04.2018).

2 ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИС0 16739-1:2018. Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (ШС) для обмена и управления данными об объектах строительства. п. 3.1.20.

1566

С другой стороны, согласно представлениям науки и техники о моделировании и моделях, имеем следующее:

• моделирование (научное) представляет собой выполняемое с помощью модели объекта установление видов зависимостей, а также границ изменений свойств объекта при изменениях в заданных диапазонах значений актуальных параметров объекта, или среды;

• моделирование (инженерное) или вариантное проектирование обычно выполняют на основе существующих технологий в виде расчетно-графи-ческого обоснования и различных форм визуализации будущего облика или свойств объекта. Иногда слово «моделирование» заменяют непосредственно названиями методов и объекта моделирования. Например: «графический метод определения потерь на участке трубопровода...». В отличие от научного моделирования, когда результат неизвестен заранее, вариантное проектирование обеспечивает заданные (нормативные) параметры частей сооружения. Назначение модели — объяснить зависимость(и), необходимость разработки модели определяется невозможностью исследования реального объекта, тип модели устанавливается требованиями к точности получаемого на этой модели решения, а в основе моделирования лежит представление о подобии. Согласно этому представлению, модели могут быть «полными», «неполными» и «приближенными». На рисунке представлена классификация видов моделирования, выполняемых на моделях трех указанных типов [11, 12].

Соответствуют приведенной классификации и атрибутируются на ее основе известные в строительной науке научные и инженерные модели, такие как модели деформаций, объясняющие прочностные характеристики конструкций, геомеханические модели распределения нагрузки от фундамента на грунты основания, объясняющие параметры конструкции фундаментов, теплотехнические модели сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Также укладывается в предложенную схему классификации инженерная неполная имитационная расчетно-графическая модель организации строительного производства при возведении сооружения, объясняющая продолжительность строительства и физические параметры стройплощадки и строительного хозяйства. На практике эта модель обозначается нормативными названиями документов из состава ПОС: «календарный график» и «стройген-план». Методами, основанными на перечисленных моделях, выполняют предметное: научное или инженерное моделирование изменений свойств названных моделируемых объектов и явлений.

Из приведенных определений и примеров научных и инженерных моделей следует, что атрибуция модели должна содержать указание на физический смысл решаемой задачи, а также на виды осуществляемого с ее помощью моделирования. Это значит, что класс модели исследователь определяет после выбора необходимых видов моделирования, соответствующих природе изучаемого объекта и поставленной задаче, а также после предъявления требований к точности получаемого решения.

Теперь с обозначенных научной или инженерной позиций необходимо попытаться атрибутировать «информационные» модели. «BIM» по форме — аббревиатура делового и рекламного слогана «Строительство. Информация. Модель(ирование)». Ввел эту аббревиатуру в деловой оборот архитектор Чарльз Истман, сейчас он профессор Технической архитектурной школы Джорджии и эксперт по BIM-проектированию3. «...В то время, по подсчетам Истмана, применение BDS уменьшало стоимость проектирования на 50 % ...». Судя по приведенной цитате, BIM изначально понималась как технология корпоративного проектирования, обеспечивающая сокращение потерь оплачиваемого рабочего времени за счет формирования и автоматизированной обработки цифрового массива проектных данных, высокой скорости их оборота между участниками проектирования, автоматической печати проектной документации и ее хранения в электронном виде (отечественный аналог — САПР — система автоматизированного проектирования). В настоящее время в России BIM можно было бы интерпретировать как девиз развития строительной отрасли на основе разработки специальных прикладных моделей и средств их «информационного», в первую очередь — программного обеспечения как самих расчетных алгоритмов, так и получения исходных значений расчетных параметров. Таким образом, в сравнении с указанными выше научными или инженерными моделями, такие названия моделей и моделирования как «информационное.», «BIM...», «4D» или иное, как и «BIT» (технологии), без своих специальных определений в терминах методов моделирования и параметров решаемых задач инженерного или научного смысла не имеют.

С другой стороны, использование специальных предметных названий моделей делает ненужным применение указанных выше «обобщенных» названий. «3D-моделирование» является, по-видимому, искажением понятия «пространственной визуализации под любым углом зрения частей сооружения в ходе вариантного проектирования с использованием цифровой среды», т.е. является цифровым аналогом макетирования (в классификации на рисунке присутствует), иначе — цифровым макетированием.

< п

i н

G Г

S 2

o

n СО

I <

С -ь

J со

u I

r i n

< 3 o <

oi n

CO CO

l\J CO

0

1

CO CO о о

3 URL: https://yandex.ru/search/?lr=2&clid=2224022&text=bim+%D0%BA%D1%82%D0%BE+%D0%BF%D1%80%D0% B8%D0%B4%D1%83%D0%BC%D0%B0%D0%BB&src=suggest_T

cn

• )

С

■

-J 00 I T

s у с о <D *

10 10 О о 10 10 10 10

1567

N N N N О О N N

¡É Ш

U 3

> (Л

С И

m N

i¡ <и <и

О ё

о о со со

I

о со сч

ОТ

от

.£ о

CL^

с

Ю о

8 « о Е

Ев i?

СП ^ т- ^

£

от °

О (П

Определение «4 и более D» моделирование сложно поддается однозначной интерпретации с научных и инженерных позиций в области организации и технологии строительства.

В отношении приведенных в списке литературы отечественных источников [1-10] из области организации строительства можно отметить следующие моменты использования рассмотренных выше понятий.

1. В заголовках статей встречаются сочетания понятий высокой степени абстракции (например, «визуализация процесса строительства» [1], «имитация планирования» [2], «статистическое моделирование календарных планов» [3], «модель аналогии» [4]). Даже такие, казалось бы, «привычные» определения моделирования как «организационно-техническое» [5] или «сетевое» [7] тоже имеют «неопределенный» статус с точки зрения задач и методов моделирования. То есть указываются не формализованные в задачах исследования и моделируемые параметры организации, технологии строительства или проектирования, а некоторые виды моделирования [8, 9]. Также понятие «информационной модели» используется в различных контекстах как атрибут [10].

2. Авторы не приводят для абстрактных понятий (в том числе «модель»), которые вынесены в названия статей, строгих научных или инженерных определений в терминах (параметрах) технологии, организации строительства, или проектирования, либо в параметрах рассматриваемых моделей.

3. Авторы применяют к понятию «модель» (моделирование) и к близким понятиям (например: «имитация ...планирования», «сценарий», «...аналогия») широкий спектр абстрактных определений, таких как «BIM», «информационный», «сетевой», «4D» и др.

Анализ доступных зарубежных литературных источников позволяет сделать вывод, что в области теоретических исследований технологии и организации строительства такие понятия, как «BIM», «4D» и «информационное моделирование» практически не применяются. Методы моделирования актуальных параметров строительного процесса зарубежные источники рассматривают в следующих задачах: Control Project Cost Escalation [13], Project management [14], Project Risk [15, 17], Optimal resource utilization [16], Decision making [18-20], Secure Information Model [21]. В ходе настоящего исследования каких-либо концепций и направлений теоретического моделирования в области организации и технологии строительного производства в иностранных источниках не выявлено.

Более подробный анализ отечественных источников из группы [1-10], наиболее близких к задачам моделирования технологии и организации строительства на этапе проектирования, показал следующее. В работе [1] автор определяет

«4D-моделирование» как «3D-моделирование, учитывающее время.» и далее «.Для учета времени 3D-модель синхронизируется с графиком работ». Каким образом синхронизируется? Данное в публикации [1] определение не содержит и классификационных признаков «3D-модели». После анализа содержания статьи [1] «4D» можно интерпретировать как отображение факта выполнения технологических процессов и соответствующих им элементов конструкций с помощью индикации цветом как готовых конструкций в схемах и чертежах, так и диаграммы календарного графика. Индикация в графике выполняется методом ручного редактирования статуса работ(ы) (техпроцесса): «начат», или «выполняется», или «завершен».

Описанный подход [1], названный автором «4D-моделированием», является, по сути, формированием интерфейса, известного из техники систем автоматического управления под названием «мнемосхема»: интерфейсом, сигнализирующим в автоматическом (но не ручном) режиме цветом или звуком об изменении состояния элементов технической системы. Мнемосхема — весьма сложный индикатор, к которому не предъявляются требования к точности (это требование предъявляется к датчикам системы) и который не объясняет причин изменения состояния элементов системы или среды. Подход [1] — это не моделирование «процесса строительства», а индикация выполнения работ, указанных в графике. В связи с этим стоит также заметить, что присутствующее в СП 333.1325800.2020 и в названии [1] понятие «процесс строительства» не синоним технического термина «строительный технологический процесс» и также требует определения на предметном уровне соответствующей научной специальности или инженерной практики.

Вместе с тем очевидно, что самым надежным способом «визуализации процесса строительства» в период СМР служит посещение стройплощадки или просмотр видеотрансляции работ, ведущихся в актуальных проектных отметках. Это обеспечивает стопроцентную точность и своевременность непосредственного наблюдения без использования моделирования. В период проектирования (разработки ПОС или ППР) «визуализацию процесса строительства» (т.е. изображение хронологической последовательности работ) выполняют, как известно, в интерфейсе диаграммы Ганта. Правда, в период проектирования анимационное пространственное изображение строительных работ, производительности машин и ручного труда в масштабе времени, пропорциональном масштабу изображения сооружения и его конструкций, стало бы моделью продолжи-тельностей осуществления техпроцессов, по которой можно рассчитывать продолжительности работ и строительства в целом, меняя для этого значения параметров производительности машин и рабочих (подбирая комплекты техники и составы бригад).

1568

Но и в этом случае, визуализация — анимация, это в большей степени обучающий интерфейс, чем инженерный, или производственный интерфейс диаграммы Ганта.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Вышеизложенные примеры и рассуждения обосновывают значимость разработки системы классификации и атрибуции теоретических моделей для структурирования их названий и связанных с ними методов решения задач организации и технологии строительства, взаимоувязки как моделей, так и методов решений. Причем специальные названия моделей должны быть выполнены на основе терминов классификации (рис.), соотношений переменных, а также ограничений параметров и с целью точной атрибуции места моделей в структуре специальных знаний. В подтверждение этого тезиса приведем интерпретацию с позиций задач организации и технологии строительного производства известного уравнения непрерывности (1), (2) математической физики [22]. Такая интерпретация позволит применить схему (рис.), что послужит примером атрибуции теоретической модели продолжительности строительства:

др

— + АУр + pdivA = 0,

дt

(1)

где

йр (х, у ) Эр( х,у)

Л

др( х, у ,г)

' ы

+ АУр =

+ А

д1

5р( х, у ,г)

НМ|М> + А

8х

8р( х, у, z) & '

(2)

Согласно схеме (рис.) уравнения (1), (2) атрибутируются как приближенная аналитическая математическая модель непрерывного переноса массы или энергии. Поскольку в выражениях (1) и (2) в качестве параметров уравнений присутствуют три пространственные координаты и время, то здесь имеет место научный аналог параметров «4D-моделирования». Но, в отличие от названия «4D», название модели «непрерывного переноса» определяет кроме четырех параметров также и актуальные переменные модели: расстояние, направление и скорость переноса массы, или энергии за время действия сил (т.е. массив моделируемых переменных). В отличие от моделирования непрерывного переноса «4D» следует интерпретировать как указание некоторых четырех параметров, составляющих переменные, с помощью которых описывают различные явления. Более неопределенное понятие «информационное моделирование» не отражает связи ни с одним параметром. Именно это

обстоятельство выводит как «информационное», так и «4D-моделирование» за научные и инженерные рамки, и делает невозможным атрибуцию их моделей.

Уравнение (2) позволяет прямую его интерпретацию к задачам технологии и организации строительных работ. Выражение (2) для полной производной по времени функции р(х, у, z, Г) (например: массы перенесенного вещества, т.е. строительной готовности сооружения) показывает, что значение функции р непрерывно меняется как со временем (регулярность и периодичность изменений — это первое слагаемое), так и от точки к точке пространства (это три слагаемых, описывающих скорость изменения функции по трем направлениям в зависимости от удаленности точки наблюдения от начала координат, что соответствует приращению строительной готовности в результате переноса масс конструкций под действием сил, возбуждаемых технологическими процессами).

По физической сути технологические монтажно-укладочные процессы — это процессы механического переноса [23] масс материалов и конструкций с некоторой скоростью, вызванной действием системы (поля) распределенных сил (технологического потока рабочих операций) А. Приращение массы строительной готовности сооружения является непрерывной функцией этой скорости. При этом функция р в уравнении (2) описывает приращение единицы массы строительной готовности сооружения (объемное расширение) за период действия сил (например, рабочей смены). Вертикальная составляющая вектора А характеризует увеличение высоты строительной готовности. Направление действия сил технологического потока А вдоль траекторий движения (подачи) элементов определяется проектным положением (координатами) конструкций, т.е. функцией р плотности проектного распределения масс конструкций в строительном объеме и константами техпроцессов.

На основании теоремы Гаусса (3), описывающей величину приращения массы строительной готовности сооружения т за промежуток времени dt выполнения комплексов монтажно-укладочных технологических процессов, можно получить выражение для продолжительности Т действия сил технологического потока А, т.е. для продолжительности СМР:

дт/^ = д/Я т = \\pAJS,

(3)

где дт/ дt — скорость приращения массы строительной готовности сооружения, т/период; р — функция проектной плотности пространственного распределения масс конструкций, т/м3; А — вертикальная составляющая вектор-потенциала (интенсивности) технологического потока.

В общем случае продолжительность Т изменения массы (строительной готовности сооружения)

< п

I*

На

о Г и 3

о со

п СО

< -ь о со

и -

Г I

<3 о <

о7 О п

со со

м со

0 ^

1

со со о о

с п

• ) л ■

■ч п

I г

(Я п (Я у с о ® Ж

Ы 10

о о

10 10

10 10

1569

зависит от скорости такого изменения (3), которая в свою очередь является функцией действия сил (технологического потока):

метрам...), аналитическая, математическая, имитационная или расчетно-графическая модель название физического объекта, процесса или явления».

Т =

=/(аи/а(1Ца(Ол)).

(4) ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

N N N N О О N N

К ш

и 3

> (Л

с «

т N

||

<и <и

о ё

о о со со

I

о со

ОТ

от

.£ о

^ с

Ю о

о Е

& °

СП ^

т- ^

£

от °

О (О

и >

Следовательно, единичный интервал времени действия сил технологического потока (например, длительность рабочего дня или рабочей недели) будет:

dT = d{p/Ал ^)). (5)

При этом сменность работ служит параметром с изменяющимися значениями и входит в переменную А.

Таким образом показано, что выражение (1) равносильно (5), т.е.:

3?

(6)

Сумма таких интервалов времени даст общую продолжительность строительства. Описанное подобие строительного процесса представлениям механики, положенное в основу теоретической модели продолжительности строительных работ, не рассматривает выполнения сопутствующих и обеспечивающих операций, которые в большинстве случаев удается совместить с проведением основных работ на других захватках, что и позволяет атрибутировать модель продолжительности, основанную на представлениях механики как «приближенную аналитическую математическую непрерывно-детерминированную статическую модель продолжительности выполнения монтажно-укладочных технологических процессов».

Продолжительность сопутствующих работ с высокой вероятностью укладывается в погрешность приближенной модели и метода вычислений либо может быть учтена специальными коэффициентами. Модель продолжительности является основой метода экспресс-оценки или проверки результатов определения продолжительности строительства методом составления календарного графика строительных работ на основе применения нормативов ЕНиР и иных действующих норм.

В результате рассуждений можно определить формат записи названия теоретической модели на базе ее атрибуции по схеме классификации (рис.). Избирательные сочетания названия блоков схемы (рис.) отражают физический характер решаемой задачи и одновременно служат атрибутивными признаками модели. Таким образом, формат записи названия модели при ее атрибуции на основе схемы (рис.) должен быть следующий: «(не)полная (по ограничениям номенклатуры и значений специальных параметров...) приближенная (по соотношениям главных специальных переменных), статическая или динамическая (в масштабе времени), непрерывная или дискретная (по специальным пара-

Выполненный анализ источников, отражающий существующие в настоящее время тенденции научного и инженерного моделирования, приведенные рассуждения и сформулированные на их основе положения, а также примеры их использования позволяют сделать следующие выводы.

• Поставленная автором цель исследования — предложение и обоснование классификационной структуры определений научных и инженерных моделей, охватывающей задачи организации и технологии строительства, достигнута путем решения задач, перечисленных во введении.

• В областях организации, проектной подготовки и технологии строительства, теоретические модели успешно классифицируются, согласно схеме (рис.), по физическому смыслу соотношений переменных и ограничениям их параметров.

• На основе вышеизложенного можно утверждать, что вводить в научный, инженерный и образовательный оборот и конструктивно использовать уточняющие определения к понятию «модель», как и сами понятия «модель» и «моделирование» следует только после проверки их соответствия классификационным признакам (атрибуции), природе задачи и требуемой точности решений. Автор считает целесообразным внедрение в практику исследований в области организации, а также проектной подготовки и технологии строительства требования атрибуции новых и действующих теоретических моделей путем классификации, которая предложена в настоящей статье. Для этого ведущим специалистам кафедр, проблемных лабораторий, научно-исследовательских организаций, профильных комитетов по науке и технике при правительствах, способным на основе анализа уровня знаний в предметных областях предлагается создать, периодически совершенствовать и согласовывать в установленном порядке систему атрибутивных признаков теоретических моделей, и опубликовывать их в профильных изданиях для последующего утверждения и использования.

• Методологическое единство научной, образовательной и инженерной терминологии в части описания теоретических моделей, практических задач и методов их решений в технологии и организации строительства позволит довести до практического применения все разрабатываемые теоретические модели, научно обосновать и развивать в нужном направлении как теоретические методы исследований, в первую очередь организации и технологии строительства, так и практические методы производственной реализации, что повысит статус и полезность научных исследований и, как следствие, эффективность методов организации и технологии строительного производства.

1570

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Бовтеев С.В. Визуализация процесса строительства зданий и сооружений // Инновационные методы организации строительного производства : мат. Всерос. науч.-практ. конф. 2020. С. 3-8.

2. Болотин С.А., ДадарА.Х., ПтухинаИ.С. Имитация календарного планирования в программах информационного моделирования зданий и регрессионная детализация норм продолжительностей строительства // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 7 (25). С. 82-86.

3. Болотин С.А., Дадар А.Х., Птухина И.С. Совершенствование метода PERT в статистическом моделировании календарных планов // Вестник гражданских инженеров. 2012. № 2 (31). С. 132-138.

4. Болотин СА., Дадар АХ., Котовская МА. Модель пространственно-временной аналогии в оптимизации последовательности реконструируемых объектов // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 7 (42). С. 51-57. DOI: 10.5862/MCE.42.7

5. Костюченко В.В., Кудинов Д.О. Организационно-техническое моделирование проектно-строи-тельных систем // Инженерный вестник Дона. 2012. № 3 (21). С. 731-734.

6. Кривой С.А., Семин А.И., Попов А.В., Бебя-кин Б.О. Взаимосвязь BIM-сценариев в рамках инвестиционно-девелоперского проекта // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2018. № 2 (65). С. 20-39. DOI: 10.18720/CUBS.65.2

7. Каракозова И.В., Павлов А.С. Создание сетевой модели на основе универсальной последовательности строительных работ // Строительство: наука и образование. 2020. Т. 10. № 3. С. 1-16. DOI: 10.22227/2305-5502.2020.3.1

8. Соболев В.В., Герасименков Р.Н., Хими-шев З.К. Информационное моделирование взаимосвязей между параметрами фронта работ // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2008. № S1. С. 16-19.

9. Соболев В.В. Информационное моделирование при разработке проектов организации строительства и проектов производства работ // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2008. № S1. С. 31-35.

10. Kuzhin M., Zhadanovsky B., Kudryashov M., Granilshchikova E. The organizational process in construction using information modeling technologies // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 91. P. 08032. DOI: 10.1051/e3sconf/20199108032

11. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: учебник. М. : ВШ, 1985. 270 с.

12. Sokolnikov V., Osipenkova I., Stupakova O., Motylev R., Nurgalina R. Information models of structures and modeling in construction // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 274. P. 09016. DOI: 10.1051/ e3sconf/202127409016

13. Anderson S., Molenaar K., Schexnayder C. Right-of-way methods and tools to control project cost escalation // NCHRP Synthesis 132, Transportation Research Board National Academies. 2009.

14. Atkinson R. Project management: cost, time and quality, two best guesses and a phenomen on, it's time to accept other success criteria // International Journal of Project Management. 1999. Vol. 17. Issue 6. Pp. 337-342. DOI: 10.1016/s0263-7863(98)00069-6

15. Batson R. Project risk identification methods for construction planning and execution // Construction Research Congress 2009. 2009. DOI: 10.1061/41020(339)76

16. El-Rayes K., Moselhi O. Optimizing resource utilization for repetitive construction projects // Journal of Construction Engineering and Management. 2001. Vol. 127. Issue 1. Pp. 18-27. DOI: 10.1061/(asce)0733-9364(2001)127:1(18)

17. Gil N., Tether B.S. Project risk management and design flexibility: Analysing a case and conditions of complementarity // Research Policy. 2011. Vol. 40. Issue 3. Pp. 415-428. DOI: 10.1016/j.respol.2010.10.011

18. Саати Т.Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: аналитические сети. M. : ЛКИ, 2008. 360 с.

19. Hagiu A., Wright J. Multi-sided platforms // International Journal of Industrial Organization. 2015. Vol. 43. Pp. 162-174. DOI: 10.1016/j.ijin-dorg.2015.03.003

20. Qian F., Zhong W., Du W. Fundamental theories and key technologies for smart and optimal manufacturing in the process industry // Engineering. 2017. Vol. 3. Issue 2. Pp. 154-160. DOI: 10.1016/ J.ENG.2017.02.011

21. Shaabany G., Grimm M., Anderl R. Secure Information Model for Data Marketplaces enabling Global Distributed Manufacturing // Procedia CIRP. 2016. Vol. 50. Pp. 360-365. DOI: 10.1016/j.procir.2016.05.003

22. Вебстер А., Сеге Г. Дифференциальные уравнения в частных производных математической физики. Ч. 1. М. ; Л. : ОНТИ, 1934. 285 с.

23. Сокольников В.В. Моделирование организации работ на основе концепции физического строительного потока // Вестник гражданских инженеров. 2019. № 1 (72). С. 94-99. DOI: 10.23968/1999-55712019-16-1-94-99

< П i i G Г

S 2

0 со

n С/3

1 «

« -ь J со

U -

r i

n о

«s o «

o i n

со со

КЗ со

0 J^

1

СП СП о о

cn

• )

¡i

л ' -J 00 I Т

s У с о (D Ж

Поступила в редакцию 16 сентября 2022 г. Принята в доработанном виде 17 октября 2022 г. Одобрена для публикации 17 октября 2022 г.

10 10 о о 10 10 10 10

1571

Об авторе: Владимир Вячеславович Сокольников — кандидат технических наук, доцент кафедры организации строительства; Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ); 190005, г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4; РИНЦ ID: 526448, Scopus: 57202821958, Researcher-ID: ABA-8338-2021, ORCID: 0000-0003-3768-2079; vschief@yandex.ru.

REFERENCES

N N N N О О N N

¡É (V

U 3

> (Л

С И

m N

if <D <u

O ё

о о CD CD i

о

CO CN

CO CO

.£ о

^ с

Ю о

S «

о E

fe °

СП ^

T- ^

s

4L J

Г

o (ñ

1. Bovteev S.V. Visualization of the construction process of buildings and structures. Innovative methods of organization of construction production : materials of the All-Russian scientific and practical conference. 2020; 3-8. (rus.).

2. Bolotin S.A., Dadar A.Kh., Ptuhina I.S. Simulation of calendar planning in Building information modelling programms and regression detailing of construction perio.rules. Magazine of Civil Engineering. 2011; 7(25):82-86. (rus.).

3. Bolotin S.A., Dadar A.Kh., Ptukhina I.S. Development of the pert method for statistical simulation of calendar plans. Bulletin of Civil Engineers. 2012; 2(31):132-138. (rus.).

4. Bolotin S.A., Dadar A.Kh., Kotovskaya M. The model of the space-time analogy in the optimization of the renovation order of buildings. Magazine of Civil Engineering. 2013; 7(42):51-57. DOI: 10.5862/MCE.42.7 (rus.).

5. Kostyuchenko V.V., Kudinov D.O. Organizational and technical modeling of design and construction systems. Engineering Journal of Don. 2012; 3(21):731-734. (rus.).

6. Krivoy S.A., Syomin A.I., Popov A.V., Be-byakin B.O. Connection of BIM uses within the investment project. Construction of Unique Buildings and Structures. 2018; 2(65):20-39. DOI: 10.18720/ CUBS.65.2 (rus.).

7. Karakozova I.V., Pavlov A.S. Creation of a network model on the basis of a universal sequence of construction works. Construction: Science and Education. 2020; 10(3):1-16. DOI: 10.22227/23055502.2020.3.1 (rus.).

8. Sobolev V.V., Gerasimenkov R.N., Himi-shev Z.K. Information modeling of interrelations between the parameters of the work front. University News. North-Caucasian Region. Technical Sciences Series. 2008; S1:16-19. (rus.).

9. Sobolev V.V. Information modeling in the development of construction organization projects and work projects. University News. North-Caucasian Region. Technical Sciences Series. 2008; S1:31-35. (rus.).

10. Kuzhin M., Zhadanovsky B., Kudrya-shov M., Granilshchikova E. The organizational process in construction using information modeling technologies. E3S Web of Conferences. 2019; 91:08032. DOI: 10.1051/e3sconf/20199108032

11. Sovetov B.Ya., Yakovlev S.A. Modeling of systems. Moscow, HSE, 1985; 270. (rus.).

12. Sokolnikov V., Osipenkova I., Stupako-va O., Motylev R., Nurgalina R. Information models of structures and modeling in construction. E3S Web of Conferences. 2021; 274:09016. DOI: 10.1051/e3s-conf/202127409016

13. Anderson S., Molenaar K., Schexnayder C. Right-of-way methods and tools to control project cost escalation. NCHRP Synthesis 132, Transportation Research Board National Academies. 2009.

14. Atkinson R. Project management: cost, time and quality, two best guesses and a phenomen on, it's time to accept other success criteria. International Journal of Project Management. 1999; 17(6):337-342. DOI: 10.1016/s0263-7863(98)00069-6

15. Batson R. Project risk identification methods for construction planning and execution. Construction Research Congress 2009. 2009. DOI: 10.1061/41020(339)76

16. El-Rayes K., Moselhi O. Optimizing resource utilization for repetitive construction projects. Journal of Construction Engineering and Management. 2001; 127(1):18-27. DOI: 10.1061/(asce)0733-9364(2001)127:1(18)

17. Gil N., Tether B.S. Project risk management and design flexibility: Analysing a case and conditions of complementarity. Research Policy. 2011; 40(3):415-428. DOI: 10.1016/j.respol.2010.10.011

18. Saati T.L. Decision making under dependen cies and feedbacks: analytical networks. Moscow, LKI, 2008; 360. (rus.).

19. Hagiu A., Wright J. Multi-sided platforms. International Journal of Industrial Organization. 2015; 43:162-174. DOI: 10.1016/j.ijin-dorg.2015.03.003

20. Qian F., Zhong W., Du W. Fundamental theories and key technologies for smart and optimal manufacturing in the process industry. Engineering. 2017; 3(2):154-160. DOI: 10.1016/J.ENG.2017.02.011

21. Shaabany G., Grimm M., Anderl R. Secure information model for data marketplaces enabling global distributed manufacturing. Procedia CIRP. 2016; 50:360-365. DOI: 10.1016/j.procir.2016.05.003

22. Webster A., Sege G. Partial differential equations of mathematical physics. Part 1. Moscow ; Leningrad, ONTI, 1934; 285. (rus.).

23. Sokolnikov V.V. Modeling of work organization based on the concept of physical construction stream. Bulletin of Civil Engineers. 2019; 1(72):94-99. DOI: 10.23968/1999-5571-2019-16-1-94-99 (rus.).

1572

Received September 16, 2022.

Adopted in revised form on October 17, 2022.

Approved for publication on October 17, 2022.

Bionotes: Vladimir V. Sokolnikov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Organization; Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU); 4, 2nd Krasnoarmeiskaya st., Saint Petersburg, 190005, Russian Federation; ID RISC: 526448, Scopus: 57202821958, ResearcherlD: ABA-8338-2021, ORCID: 0000-0003-3768-2079; vschief@yandex.ru.

< П

8 8 i н

g Г

S 2

0 CO n CO

1 < < -b J to U I

r I

n о

<3 o <

n

CO CO

l\J CO

0

1

со со о о

cn

• )

ft f

■4 00 I T

s У с о <D *

10 10 О о 10 10 10 10

1573