CC BY
8СТРАТЕГИЯ ОБОСНОВАНИЯ ОЧЕРЕДНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ _ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Кузнецов Сергей Михайлович
Кандидат техн. наук, Доцент кафедры «Технология, организация и экономика строительства» ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения»
г. Новосибирск
Васильев Сергей Иванович
канд. техн. наук, профессор кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Института нефти и газа ФГАО ВПО
Сибирский федеральный университет
г. Красноярск
Пичкурова Наталья Сергеевна
Доцент кафедры «Здания, строительные конструкции и материалы» ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный университет путей сообщения»
г. Новосибирск
Березницкая Лилия Владимировна
аспирант кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Института нефти и газа ФГАО ВПО Сибирский федеральный университет
г. Красноярск
Вундер Андрей Александрович.
Инженер кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» Института нефти и газа ФГАО ВПО Сибирский федеральный университет
г. Красноярск
CONCEPT OF JUSTIFICATION OF PRIORITY CONSTRUCTION OF OBJECTS
Kuznetsov Sergey, Ph. D., associate Professor of the Department «Technology, organization and Economics of construction» «Siberian state University of means of communication», Novosibirsk
Vasiliev Sergey, Ph. D. of Engineering, a professor Department of Drilling Institute of Petroleum and natural Gas Engineering of Siberian Federal University, Krasnoyarsk
Pichkurova Natal'ya, Ph. D. of Engineering Associate Professor of the Department «Building, building construction and materials», «Siberian state University of means of communication», Novosibirsk
Bereznitskaya Liliya, postgraduate student of the Department tment of Drilling Institute of Petroleum and natural Gas Engineering of Siberian Federal University, Krasnoyarsk
Vunder Andrey, Engineer, Department of Drilling Institute of Petroleum and natural Gas Engineering of Siberian Federal University, Krasnoyarsk АННОТАЦИЯ
Разработана концепция обоснования очередности и продолжительности строительства объектов. На базе этой концепции создана модель, которая позволяет обосновать и минимизировать организационно-технологический риск строительства объектов. Представлены результаты исследования модели. Модель в совокупности с результатами натурных испытаний по каждому из технологических процессов позволяет рассчитать организационно-технологическую надежность строительства объектов ABSTRACT
The concept of justification of sequence and duration of construction is developed. On basis of this concept the model which allows to prove and minimize organizational and technological risk of facilities construction is created. Results of the model research are presented. The model together with the results of natural tests on each of technological processes allows to calculate organizational and technological reliability of facilities construction. Ключевые слова: оптимизация потока, очередность строительства объектов, циклограмма, риск. Key words: optimization of flow, the order of objects construction, patterns, risk.
Постановка проблемы. При увеличении продолжительности отдельных процессов промышленного и гражданского строительства не более чем на 10 процентов требуется оптимизировать очередность производства работ и определить время строительства объектов с минимальным риском, при этом увеличение продолжительности строительства на большие
сроки теряют актуальность оптимизации.
Анализ последних исследований и публикаций показали, что в этом направлении работы практически отсутствуют. Это объясняется тем, что для решения поставленной выше проблемы необходимо создать комплекс программ и базу данных о строительстве объектов.
Цель статьи. Целью исследований стала задача оптимизации потока с минимизацией риска при определении продолжительности строительства объектов.
Разработано методическое, математическое и программное обеспечения для автоматизации расчета очередности строительства объектов с помощью имитационной модели процесса строительства. Количество возможных вариантов, устанавливающих очередность возведения объектов (захваток), среди которых
Продолжительность строи
находится и оптимальный вариант, зависит от числа возводимых объектов (М) и определяется числом перестановок М!.
Программное обеспечение «Ро№к» [2,10] позволяет определить очередность строительства объектов и распределить финансирование по всей продолжительности строительства объектов. Исходные данные программы: номера объектов 1, 2, 3, 4; номера процессов 1, 2, 3, 4, 5, 6; продолжительность работ в табл. 1
Таблица 1
льного процесса на объектах
Номер объекта Номер строительного процесса
1 2 3 4 5 6
1 8 40 130 60 60 70
2 15 30 130 70 80 70
3 7 25 35 35 30 35
4 12 20 115 45 45 55
Для оптимального варианта очередности включения объектов в поток с целью более наглядного представления полученного решения в программе строится циклограмма (см. рис. 1) и график освоения сметной
стоимости.
Проведенный расчет показал, что оптимальной по продолжительности является следующая последовательность строительства объектов: 3, 1, 2, 4.
Рисунок 1. Циклограмма строительства объектов: 1 - земляные; 2 - нулевой цикл; 3 - монтаж коробки здания; 4 - кровельные, столярные, стекольные работы и устройство полов; 5 - сантехнические, электротехнические, слаботочные, монтаж оборудования; 6 - отделочные работы
Для обоснования продолжительности строительства необходимо создать базы результатов натурных испытаний процессов. Информация баз данных должна быть очищена от неверных измерений. Для этой цели проводятся две проверки: логическая и математическая [1, 2].
Для определения продолжительности процессов с заданной вероятностью следует в нормативных документах приводить среднюю величину и среднее ква-дратическое отклонение нормы времени.
При наличии результатов натурных испытаний по соответствующим технологическим процессом можно рассчитать организационно-технологическую надежность (ОТН) строительства. Под организационно-технологической надёжностью понимается способность технологических, организационных, управленческих экономических решений обеспечивать достижение заданного результата строительного производства в условиях случайных возмущений, присущих строитель-
ству как сложной стохастической системе. Значение показателя ОТН представляет собой именно оценку вероятности выполне-ния проекта в расчётный срок. [3].
Минимизировать организационно-технологический риск и повысить ОТН строительства предлагается с помощью рекомендаций [4]. В транспортном строительстве до 95 % объемов работ выполняются машинами, а в промышленном и гражданском строительстве около 85 %, то можно утверждать, что надежность строительства в значительной степени зависит от эффективной работы строительных и дорожных машин.
Для оценки продолжительности строительства с минимальным риском следует проанализировать выборки коэффициентов использования по времени бульдозеров, буровых станков, земснарядов и роторных экскаваторов. Результаты обработки выборок приведены в табл. 2.
Таблица 2
Коэффициенты использования машин по времени
Наименование показателя Бульдозер Буровой станок Земснаряд Экскаватор роторный
Количество опытов, шт. 872 151 145 403
Минимальное значение фактора 0,453 0,548 0,509 0,704
Максимальное значение фактора 0,843 0,917 0,64 1,0
Выборочное среднее значение 0,6597 0,7715 0,5740 0,8528
фактора
Среднее линейное отклонение 0,0580 0,0684 0,0229 0,0514
фактора
Среднее квадратическое отклоне- 0,0708 0,0814 0,0278 0,0627
ние
Стандартное отклонение фактора 0,0709 0,0816 0,0279 0,0628
Средняя квадратическая ошибка 0,0024 0,0066 0,0023 0,0031
фактора
Ошибка в % от среднего значения 0,3640 0,8611 0,4038 0,3667
фактора
Эмпирическая дисперсия выборки 0,0050 0,0067 0,00078 0,0039
Вариации отклонения от среднего 0,003367 0,004681 0,000527 0,002643
значения
Риск отклонения от среднего зна- 0,0580 0,0684 0,0229 0,0514
чения
Коэффициент вариации 0,1074 0,1055 0,0485 0,0735
Вычисленное значение критерия 2,34 2,31 5,59 5,46
Пирсона
Табличное значение критерия 8,13 7,86 7,86 8,13
Пирсона
Количество интервалов 11 8 8 10
Для анализа изменения продолжительности процессов при минимальном риске воспользуемся следующим уравнением (1)
где V - объем работ; П и П - соответственно экс" р ~ ' эм э
плуатационная производительность при минимальном риске и средняя эксплуатационная производительность машины; ^ и t - соответственно продолжительность работы при минимальном риске и средняя продолжительность работы машины. Из выражения (1) находится изменение продолжительности процессов при минимальном риске
где Пт - техническая производительность машины; Квм и К0 - соответственно коэффициент использования машины по времени с минимальным риском и средний коэффициент; г - риск отклонения от среднего значения.
При минимальном риске время продолжительности процесса при работе бульдозеров увеличится
K
0,6597
K- -r 0,6597-0,0580
■ = 1,0964
раз.
При минимальном риске время продолжительности процесса при работе бурового станка увеличится в 1,0964 раз, земснаряда в 1,0416 раз, роторного экскаватора в 1,0641.
Проведенные исследования по работе строительных машин за 12 летний период показали, что при минимизации организационно-технологического риска машин продолжительность строительства может увеличиться не более чем на 10 процентов.
Для минимизации риска продолжительности увеличения строительства объектов принимаем при оптимизации потока возможность увеличения продолжительности отдельных работ методом Монте-Карло не более чем на 10 процентов.
С помощью программы «Impotok» формируем выборку относительной продолжительности строительства и среднего процента увеличение продолжительности всех работ [11, 12]. По данным выборки относительной продолжительности строительства и среднего процента увеличение продолжительности всех работ с помощью программы «Sample» [95] рассчитываем статистическую информацию (таблица 3) и строим соответствующие графики (см. рис. 2 - 5). С помощью программы «Modell» [10] по данным выборки построим модель относительной продолжительности строительства и определяем ее характеристики (таблица 4). Далее с помощью программы «Modell» находим характеристики остатков этой модели [7]. Затем
t
t
с помощью программы «Diagram» строим доверитель- дены на рисунке 6 и в таблице 3. ный модели [8]. Показатели интервала модели приве-
Относительная продолжительность строительства
Рисунок 2. Организационно-технологическая надежность относительной продолжительности строительства
t2 о f 1 о
if ю
/ s V
Г" \
/ \
/ \
/ \
/ \ N
4-
1 1,005 1,01 1,01 5 1,02 1,025 1,03 1,035 1,04 1,045 1,05 1,055 1,06 1,065 1,07 1,075 1,08 Относительная продолжительность строительства
Рисунок 3. Плотность распределения вероятностей относительной продолжительности строительства
Таблица 3
Характеристика выборки относительной продолжительности строительства (Тот) и среднего процента увеличение продолжительности отдельных работ (Р)
Показатель Величина T Величина P
Количество опытов, шт. 999 999
Уровень значимости 0,05 0,05
Минимальное значение фактора 1 2,72
Максимальное значение фактора 1,083 6,13
Выборочное среднее значение фактора 1,05 4,54
Среднее линейное отклонение фактора 0,009 0,493
Среднее квадратическое отклонение фактора 0,011 0,610
Стандартное отклонение фактора 0,011 0,610
Средняя квадратическая ошибка фактора 0,00036 0,01931
Ошибка в % от среднего значения фактора 0,034 0,425
Эмпирическая дисперсия выборки 0,00013 0,373
Вариации отклонения от среднего значения 8,4E-05 0,243
Риск отклонения от среднего значения 0,0092 0,493
Коэффициент вариации 1,08 13,43
Нормальное распределение
Вычисленное значение критерия Пирсона 0,006 0,007
Табличное значение критерия Пирсона 15,53 15,53
Количество диапазонов, шт. 11 11
Количество связей, шт. 3 3
Количество степеней свободы, шт. 8 8
Таблица 4 Характеристика модели Тот = + 1,005+ 0,00988 P
Показатель Величина
Доля объясненной вариации, % 29,66
Коэффициент множественной корреляции 0,5446
Средний отклик 1,05
Стандартная ошибка в % от среднего отклика 0,91
Стандартная ошибка 0,0095
Общий F - критерий регрессии 420,8
Табличное значение общего F - критерия 3,83
Таблица 5
Модель и ее доверительный интервал
Модель Доверительный интервал с уровнем риска 5 %
Тот = + 1,005+ 0,00988 • Р Т ± 0,01871,00126 + 0,00289 • (Р - 4,522)
90 80 ^ 70 ¡3 60 ? 50 Ц 40 1 30 20 10
____——
____""
4 5
Средний процент увеличения продолжительности отдельных работ
Рисунок 4. Организационно-технологическая надежность среднего процента увеличение продолжительности отдельных работ
-X ч
/ N \
/ \
/ \
\
- ^т:
4 5
Средний процент увеличения продолжительности отдельных работ
0,6
0,5
0,3
0
6
Рисунок 5. Плотность распределения вероятностей среднего процента увеличение продолжительности отдельных работ
Рисунок 6. Зависимость относительной продолжительности строительства от среднего процента увеличения продолжительности отдельных работ
Выводы и предложения. Предлагаемая модель обоснования очередности строительства объектов позволяет при известных объемам работ по данным натурных испытаний строительных процессов или натурных испытаний работы машин с большей надежностью определять продолжительность строительства. Модель являются универсальной, она применимы как для транспортного, так и для промышленного и гражданского строительства. Использование модели позволит с заданной надежностью рассчитать время строительства объектов, повысить эффективность использования машин и бригад за счет их ритмичной и бесперебойной работы.
Литература:
1. Кузнецов С.М. Обработка результатов натурных испытаний при техническом и тарифном нормировании / С. М. Кузнецов, К. С. Кузнецова. - // Экономика ж.
д. - 2010. - №7. - С. 88 - 99.
2. Кузнецов С.М. Совершенствование обработки результатов натурных испытаний при техническом и тарифном нормировании / С.М. Кузнецов // Экономика ж. д. - 2013. -№ 7. -С. 90 - 97.
3. Кузнецов С.М. Оценка организационно-технологической надёжности строительства / С.М. Кузнецов, Н.А. Сироткин, О.А. Легостаева, С.Н. Ячменьков // Экономика ж. д. - 2006. - № 3. - С. 77 - 83.
4. Кузнецов С.М. Автоматизация формирования портфеля ценных бумаг / С.М. Кузнецов, К.С. Кузнецова, Н.А. Сироткин // Экономика ж. д. - 2006. - № 9. - С. 73 - 77.
5. Кузнецов С.М. Обработка статистической информации / С.М. Кузнецов, В.Я. Ткаченко, Н.В. Холомеева // Научно-исследовательские публикации. Воронеж. -2014. - № 3 (7). - С. 45 -54.
6. Кузнецов С.М. Автоматизация построения моде-
лей для оптимизации организационно-технологических решений / С.М. Кузнецов, Н.В. Холомеева, С.Э. Ольховиков // Научно-исследовательские публикации. Воронеж. - 2014. - № 7(11). - С. 5 - 13.
7. Кузнецов С.М. Анализ остатков моделей организационно-технологических решений / С.М. Кузнецов, О.В. Соболева, М.П. Шефер // Научно-исследовательские публикации. Воронеж. - 2014. - № 7(11). - С. 24 - 32.
8. Кузнецов С.М. Построение доверительных интервалов работы гидротранспортных систем / С.М. Кузнецов, А.И. Круглов, О.А. Легостаева // Научно-исследовательские публикации. Воронеж. - 2014. - № 13 (17). - С. 5 - 15.
9. Сироткин Н.А. Оценка обоснованности очередно-
сти строительства объектов методом имитационного моделирования / Н.А. Сироткин, С.М. Кузнецов // Изв. вузов. Строительство. - 2007. - № 1. - С. 81 - 86.
10. Сироткин Н.А. Оптимизация продолжительности строительства объектов / Н.А. Сироткин, С.М. Кузнецов, В.П. Перцев // Транспортное строительство. -2007. - № 5. - С. 16 - 17.
11. Сироткин Н.А. Имитационная модель обоснования очередности строительства объектов / Н.А. Сироткин, С.М. Кузнецов, С.Н. Ячменьков // Путь и путевое хозяйство. 2007. - № 10. С. 30 - 31.
12. Сироткин Н.А., Кузнецов С.М. Свидетельство об отраслевой регистрации разработки № 6686 «Оптимизация потока» от 14.08.2006 г.
ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ _МОДЕРНИЗАЦИИ И СОПРОВОЖДЕНИЯ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ
Курбатов Сергей Сергеевич
кандидат технических наук, старший научный сотрудник Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники
г. Москва
Красовицкий Иван
магистрант
Национальный Исследовательский Университет «МЭИ»
г. Москва
TOOLS OF FORMATION OF THE ONTOLOGY FOR THE MODERNIZATION AND MAINTENANCE OF COMPLEX PROGRAMS
Curbatow Sergey, Candidat of Science, senior researcher Research center for electronic computer technology, Moscow Krasovitskiy Ivan, master student National Research University «Moscow Energy Institute», Moskow АННОТАЦИЯ
В статье описаны предложенные и реализованные инструментальные средства взаимодействия с онтологией для поддержки решений программиста. Решения относятся к модернизации и сопровождению достаточно крупного комплекса программ. Инструментальные средства протестированы в предметной области автоматизации предприятий сетевой торговли (ритейл). Онтология предполагает существенное упрощение и ускорение работы программиста в данной предметной области. ABSTRACT
The article describes the proposed and the implemented tools interact with the ontology to support the decisions of the programmer. Decisions related to the upgrade and maintenance of large complex programs. The tools tested in the subject field of automation of retail chains (retail). Ontology implies a significant simplification and acceleration of the programmer's work in the subject area.
Ключевые слова: онтология для поддержки программиста, инструментальные средства формирования онтологии
Keywords: ontology to support the programmer, tools for the formation of the ontology
Стремительный рост аппаратных возможностей современных ЭВМ не сопровождается столь же резким увеличением производительности труда программистов. Известные концепции структурного, модульного и объектно-ориентированного программирования, языки спецификаций, CASE-средства и т.п., разумеется, существенно упростили и ускорили процесс создания программных систем. Однако, разрыв между предоставляемыми аппаратурой ресурсами и эффективностью программирования сохраняется. Одно из многообещающих направлений для преодоления это -го разрыва связано с использованием при проектировании программного обеспечения онтологий и именно этому направлению посвящена данная работа. Предполагается, что онтология, содержащая знания как о задаче в предметной области, так и о текущем состо-
янии программной системы, реализующей эту задачу, позволит значительно облегчить процесс модернизации (усовершенствования) программного обеспечения (ПО).
1. Онтологически-ориентированная разработка ПО
Разработка ПО с использованием онтологии (ontology-drivey development soft) исследовалось в ряде работ [1]. Элементы такого подхода содержит и парадигма порождающего программирования [2]. В аспекте эквивалентных преобразований с опорой на содержательную сторону программ дан анализ проблемы в [3]. Экспресс-анализ работ в данном направлении показывает, что основные трудности концентрируются в проблеме эффективного отображения онтологических концептов в программные кода, а также в слабом развитии инструментальных средств, позволяющих
