Г. Ф. Пеньковский основы информационных технологий и автоматизированного проектирования в строительстве конспект
 Скачать 1.66 Mb.
|
|
3.4. Организационно-технологическая подготовка проектирования, планирование проектных работ Организационно-технологическая подготовка проектирования осу- ществляется в целях формирования оптимальных технологических про- 96 97 Общая трудоемкость проектирования составляет 85 Т Т 5 1 о ¦ i i чел.-дн. Координацию, согласование всех видов работ осуществляет глав- ный инженер (главный архитектор) проекта, он же определяет возмож- ность одновременного проведения работ. Большое значение для подготовки к проектированию имеет созда- ние в проектной организации необходимой информационной базы. На уровне проектной организации информационное обеспечение проек- тирования осуществляется отделом научно-технической информации. На уровне проектных отделов информационное обеспечение осуществ- ляется специалистами-проектировщиками, которые собирают, анализи- руют и хранят информацию каждый по своему направлению. Итогом подготовки проектирования является составление сметы на выполнение проектных работ, которая уточняет стоимость проектирова- ния, представленную в предложении к конкурсным торгам. 3.5. Правила принятия проектных решений Проектные работы выполняются в последовательности, установ- ленной календарным планом в соответствии с рабочими технологичес- кими процессами. Проектирование начинается с выдачи ГИП (ГАП) за- дания и исходных данных ведущему отделу. В качестве ведущего может быть архитектурно-строительный или другой отдел в зависимости от объекта проектирования. При проектировании зданий производственно- го назначения, для которых необходима разработка технологической ча- сти, ведущим является технологический отдел [9]. Ведущий отдел раз- рабатывает свою часть проекта и передает материалы проекта в смеж- ные отделы, которые обмениваются информацией по мере потребности. Общая координация работ всех отделов осуществляется ГИПом (ГАПом). Технология проектирования во всех отделах проектной организа- ции должна обеспечить выпуск проектной документации высокого каче- ства с наименьшими затратами труда и материально-технических ресур- сов. К документации предъявляются требования, которые должны быть выполнены неукоснительно – это соответствие законодательству, СНиП. Ряд требований может выполняться в различной степени. К таким тре- бованиям относятся: по разработке нормативов приведены в методическом руководстве [25]. Из документации по технологической подготовке проектирования основными являются технологические карты (рис. 7) и календарный план (график) выполнения проектных работ, построенный по данным рабо- чих технологических процессов. № п/п Технологические операции проектирования Единица измерения Квалификация исполнителей Нормативная трудоемкость Рис. 7. Шапка технологической карты к проектированию Пример календарного плана проектирования здания приводится в табл. 3. Таблица 3 Календарный план проектирования здания Дни выполнения ра- бот Части про- екта Трудо- емкость, чел.-дн Количе- ство че- ловек Продол- житель- ность, дн 1–5 6– 10 11– 15 16– 20 21– 25 Примеча- ния Архитек- турно- планиро- вочные ре- шения Т 1 = 10 n 1 = 2 t 1 = 5 t 1 Координа- цию работ осуществ- ляет ГИП Конструк- ции Т 2 = 30 n 2 = 3 t 2 = 10 t 2 Инженер- ные сети Т 3 = 15 n 3 = 3 t 3 = 5 t 3 Организа- ция строи- тельства Т 4 = 10 n 4 = 2 t 4 = 5 t 4 Сметы, специфика- ции Т 5 = 20 n 5 = 2 t 5 = 10 t 5 T о = 85 t о = 25 дн. 98 99 Приведенные затраты обычно получают как затраты ресурса на еди- ницу площади объекта. По объекту в целом приведенные затраты опре- деляют по формуле [15]: П = С + Е н (K 1 + K 2 ) + ЭТ н , где С – сметная стоимость объекта; Е н – нормативный коэффициент эф- фективности капитальных вложений (Е н = 0,12); K 1 и K 2 – эксперимен- тальные коэффициенты; Э – годовой расход средств на эксплуатацию объекта; Т н – нормативный срок окупаемости капитальных вложений (Т н = 8,33–12,5 лет). Технология проектных работ включает в себя разработку проект- ных решений по формированию информационной модели проектируе- мого объекта. Методическим руководством по проектированию [25] пре- дусмотрены три вида проектных решений: общие решения, касающиеся разработки целостной концепции проектируемого объекта – по генплану, по объемно-планировочной ком- поновке здания, по принципиальным вопросам электро-, газо-, водоснаб- жения и т. п.; частные решения по устройству отдельных функциональных систем объекта – несущих конструкций, системы отопления и т. п.; элементные проектные решения, касающиеся устройства отдель- ных элементов функциональных систем – балок перекрытий, колонн, узлов крепления и т. п. Лучшие проектные решения находятся обычно вариантным мето- дом с применением системного анализа и моделирования систем. Для этого строится дерево целей (ДЦ), включающее совокупность всех про- межуточных целей на пути достижения главной цели проектирования (рис. 9). Среди вариантов на всех уровнях ДЦ важно иметь типовые реше- ния, известные и ранее применявшиеся решения, и несколько индивиду- альных проектных решений, являющихся творчеством конкретного про- ектировщика. Системная оптимизация для всего комплекса проектных решений по объекту достигается компоновкой технологически возмож- ных сочетаний вариантов на всех уровнях ДЦ с оценкой их по указан- ным ранее показателям (критериям) качества, устанавливаемым заказ- чиком в задании на проектирование. Если критерии не поддаются про- стой формализации, то они определяются экспертным путем в баллах с приглашением представителей заказчика для оценки проекта. а) соответствие проектируемого объекта назначению для безопас- ного и надежного его функционирования; б) удобство эксплуатации в организации технологического процес- са, для которого создан объект; в) создание нормальных условий труда, выполнение требований эстетики во внешнем облике объекта, в интерьере; г) экономичность по затратам всех ресурсов на строительство и эк- сплуатацию объекта; Степень выполнения указанных требований отражает качество про- ектных работ, которое может быть выше или ниже в зависимости от орга- низации проектирования, от квалификации проектировщиков, от мате- риально-технического обеспечения процесса проектирования. Критерии, по которым оценивается качество проектных работ, от- ражают требования к объекту проектирования и разделяются на два вида: функциональные критерии в оценке степени выполнения требо- ваний (а, б, в) к объекту; технико-экономические критерии (г) для оценки затрат всех видов ресурсов (рис. 8). Ценность территории Единовременные Ценность Приведенные конструкции ремонт отопление Эксплуатационные вентиляция уборка снега Затраты: эксплуатация лифтов денежные материалов труда энергии Трудоемкость Полные сталь Материалоемкость цемент дерево прочие Рис. 8. Схема критериев затрат 100 101 Если оценка проекта делается по нескольким критериям (много- критериальная оценка), то по каждому критерию лучшими могут ока- заться разные варианты проекта, которые в совокупности образуют не- которое множество Парето. Лучшие из них находятся либо методом ком- плексного критерия, либо методом ранжирования критериев. Комплексный критерий имеет вид , К 1 j m j j k ¦ E (2) где j – весовые коэффициенты критериев 1 1 E ¦ m j j ; k j – оценка проектаа по критерию j (j = 1, …, m). Метод ранжирования включает определение согласованного с за- казчиком приоритета критериев и последовательный отбор лучших ва- риантов на каждом цикле отбора по очередному критерию. В формулах (1) и (2) критерии под знаком суммы должны иметь одинаковую размерность или приведены к безразмерному виду. Лучшие проектные решения, полученные в результате системной многокритериальной оптимизации, обсуждаются на экспертных советах и после одобрения принимаются в качестве окончательных решений в проектной документации. 3.6. Технологические линии проектирования, особенности выполнения проектных работ Технологической линией проектирования (ТЛП) является органи- зационно-техническая система, которая объединяет комплекс специали- зированных структурных подразделений проектной организации, обес- печивающий оперативную и высокоэффективную разработку проектно- сметной документации поточным методом в условиях нормированной технологии [5, 15]. Принципиальная структура ТЛП и проектной организации с ТЛП показана на рис. 10 и 11. Технологические линии проектирования появились в результате обобщения опыта автоматизации проектных работ. Опыт показал, что для повышения эффективности проектирования необходимы коренные изменения организации проектных работ. Такие изменения нашли отра- жение в следующих особенностях организации проектирования. 1, 2, 3, … n 1 1, 2, 3, … n 2 1, 2, 3, … n 3 Проектное решение Уровни ДЦ Общие решения Частные решения Элементные решения Варианты Рис. 9. Дерево альтернативных целей Лучшим решением по объекту проектирования является сочетание вариантов решений на всех уровнях ДЦ, обладающее глобальным опти- мумом по выбранному критерию. Такой оптимум находится методами полного перебора всех возможных сочетаний вариантов, направленного перебора вариантов или ветвей и границ. Метод направленного перебора применяют тогда, когда на опреде- ленном уровне ДЦ выявляется закономерность влияния варьируемых параметров на величину критерия и найти лучший вариант можно без подсчета критерия для всех вариантов. Метод ветвей и границ применяют опытные проектировщики, ко- торые формируют ДЦ, сразу отсекая неконкурентоспособные варианты с верхнего уровня до нижнего, сокращая тем самым объем вычислений. Для проекта, состоящего из n-частей с различными оценками каче- ства, общая оценка проекта определяется по формуле , К 1 о i n i i k ¦ E (1) где i – весовые коэффициенты частей проекта, устанавливаемые экс- пертным путем с учетом трудоемкости и значимости этих частей; 1 1 E ¦ n i i ; k i – оценки качества частей проекта. 102 103 1. Проектные работы выполняются поточным методом с линейной последовательностью отдельных видов работ без возращения к ранее выполненным частям проекта. 2. Проектная документация выполняется с объектной привязкой к определенным типам зданий с разрешенными вопросами согласования между отдельными частями проекта. 3. Все части проекта, элементы зданий получают кодированное (цифровое) описание с последующей внутримашинной передачей инфор- мации на всех этапах разработки проектно-сметной документации. 4. Выполнение проектных работ осуществляется с жесткой после- довательностью всех процедур в условиях нормированной технологии, с нормированными затратами всех ресурсов. Технологическим нормированием проектных работ занимается спе- циальный отдел в структуре проектных организаций с ТЛП. Первые ТЛП были созданы в Киеве в 1970 г. – это ТЛП крупнопа- нельного домостроения (ТЛП КПД) и ТЛП КОРТ [15]. Функциональная структура этих ТЛП показана на рис. 12 и 13. Эскиз Проектировщик Каталог (архив) ЭВМ Формирование объекта по эскизу 1 2 n Основной вариант Документирование проекта Задание Оцен- ка Разработка вариантов планировки … … … … … Рис. 12. Функциональная структура ТЛП КПД ТЛП Основное производство Вспомогательное производство Методическое руководство (ГИП, ГАП) Программно- информационное обеспечение Техническое обеспечение ТЛП по разделам проекта Software Hardware Рис. 10. Структура ТЛП общего типа Директор Главный инженер Заместитель директора Архитектурно- строительный Инженерного оборудования Организации строительства Сметный Отдел технологического нормирования ТЛП архитектурно- строительного проектирования ТЛП инженерного оборудования ТЛП организации строительства ТЛП сметной документа- ции Производственные отделы Отделы обслуживания Рис. 11. Структура проектной организации с ТЛП 104 105 К настоящему времени разработаны и функционируют кроме ТЛП КПД и КОРТ технологические линии проектирования [15]: ТЛП жилища – для разработки типовых зданий и блок-секций, для разработки индивидуальных проектов; АТЛП МНИИТЭП – для проектирования крупнопанельных жи- лых домов, общественных зданий; ТЛП промзданий – для проектирования промышленных зданий, их инженерных сетей, организации строительства и смет. Эксплуатация ТЛП показала высокую эффективность их примене- ния в строительстве, что подтверждается показателями: снижение общей себестоимости проектирования на 3–8 %; снижение заводской себестоимости изготовления элементов на 3–8 %; сокращение числа марок элементов с 350–500 до 18–120; снижение общих трудозатрат на 8–12 %; снижение заводских трудозатрат на 15–35 %. 3.7. Оценка эффективности, трудоемкости и качества автоматизированного проектирования Эффективность автоматизированного проектирования определяет- ся прежде всего тем, насколько повышается за счет автоматизации каче- ство и экономичность проектных решений, а также качество оформле- ния проектной документации. В правилах принятия проектных решений изложена процедура оцен- ки решений по разным критериям. С увеличением числа рассматривае- мых вариантов отдельных решений на всех уровнях альтернативного ДЦ возрастают возможности нахождения лучших и экономичных решений, отвечающих всем требованиям качества. Естественно, что этот процесс связан и с увеличением трудоемкости проектирования. Поэтому вторым важным показателем автоматизированного проектирования является сте- пень снижения трудоемкости проектных работ при использовании средств автоматизации. Для этого воспользуемся рекомендациями методики [13] по оценке уровня автоматизации проектных работ, который определяется по формуле ¦ E n i i i Y Y 1 a a , (3) Блок формирования модели объекта Блок расчета конструкций Блок спецификации Блок проектирования опалубки Блок оформления ПСД Блок исходных данных Рис. 13. Функциональная структура ТЛП КОРТ Проектно-сметная документация на ТЛП оформляется на машинных и бумажных носителях (рис. 14). ПСД ТЛП На машинных носителях На бумажных носителях Цифровая модель объекта Цифровая модель процессов Пояснительная записка Чертежи Спецификация Сметы Внутримашинная информация Конечные результаты в ПСД Рис. 14. Структура ПСД ТЛП 106 107 Параметр n ai характеризует степень освоения средств САПР в про- ектной организации. Для различных видов проектных работ имеет зна- чение [9]: при проектировании фундаментов n ai = 2–3; при проектировании железобетонных колонн многоэтажных зда- ний n = 1,9; при расчете железобетонных балок n ai = 2,7; при расчете систем отопления n ai = 5–7; при составлении спецификаций, расчете смет n ai = 15–20. Формула (8) для продолжительности проектирования при одном исполнителе становится пригодной для оценки трудоемкости проектных работ: T oi = ) 1 1 ( T a a a н i i i i n n Y , (9) где T oi , T нi – трудоемкости i-й части проекта при автоматизированном и ручном проектировании соответственно. Общая трудоемкость проекта из n частей определяется по формуле T o 1 o i n i T ¦ (10) На рис. 15 показана зависимость трудоемкости проектировании i-й части проекта от уровня автоматизации при разном значении параметра n ai , построенная по формуле (9). При n ai = 1, когда производительность автоматизированного и ручного способа не отличается, применение вычислительной техники не сокращает трудоемкости проектирования. где Y ai – уровни автоматизации проектных работ для отдельных частей проекта (i = 1, ..., n i (Σ i = 1) и с трудоемкостью Т i ; i = T i / T о (Т о – общая трудоемкость проекта). Уровень автоматизации Y ai определяется по формуле , a a i i i V V Y (4) где V ai – объем проектных работ (по трудоемкости или по стоимости), выполненных с применением средств автоматизации; V i – общий объем работ для i-й части проекта. Общий объем работ V i складывается из объемов ручных (традици- онных) работ – V pi и автоматизированных работ V ai : V i = V ip + V ai . (5) Производительность ручного и автоматизированного проектирования , П , П a a a p p i i i i i pi t V t V (6) где t pi , t аi – продолжительность ручного и автоматизированного проектирования соответственно. Общее время проектирования i-й части проекта t оi = t pi + t аi . (7) Подставляя в последнюю формулу (7) параметры t pi и t аi из зависимостей (6) с учетом (4) и (5), получим t оi = , 1 1 a a a н ¸¸ ¹ · ¨¨ © § i i i i n n Y t (8) где t нi = V оi /П pi – нормативное время выполнения полного объема проек- тных работ; n ai = П ai / П pi – отношение производительности автоматизиро- ванного проектирования к производительности этой же работы без средств автоматизации. |