|
Раздел 5. Научно-исследовательский. |
Создание первых элементов систем автоматизированного проектирования (САПР), ориентированных на выпуск проектно-сметной документации в строительной отрасли, началось в нашей стране еще в начале шестидесятых годов. В это время уже имелся ряд наработок в области САПР машиностроения и электроники. Основные представления об автоматизации проектирования, требования к создаваемым системам формировались именно на основании специфики проектных документов указанных отраслей. Это наложило определенный отпечаток на разрабатываемые строительные САПР.
Обычно процесс проектирования ассоциируется с созданием чертежа какой-либо детали, узла, агрегата, изделия. В этом смысле строительное проектирование обычно отождествляется с архитектурно-строительным (в качестве детали, изделия выступает конструкция, здание, сооружение). Принципиальных расхождений с основными концепциями машиностроительного черчения в этом случае нет. Однако, существенным, как по содержанию, так и по трудоемкости, разделом строительного проектирования является так называемое организационно-технологическое проектирование (ОТП), т.е. проектирование самого процесса создания и управления будущего здания. Формирование ОТП, (и, соответственно, процесс автоматизации) имеет свои специфические особенности и существенно отличается от технологического проектирования в машиностроении или электронике.
На сегодняшний день процесс проектирования и возведения здания (сооружения) в строительстве существенно менее формализован (и, следовательно, автоматизирован), чем процесс создания печатной платы электронной схемы или машиностроительной детали. Это обусловлено следующими причинами:
К сожалению, исторически сложившееся параллельное развитие различных автоматизированных систем, деление задач на «свои» и «чужие», продолжает оказывать свое негативное воздействие. Информация передается как на бумажных носителях, так и на электронных носителях с разными форматами выходных данных. При этом возникают значительные технические и организационные проблемы, связанные с задержками времени, лишними трудозатратами, потерей информации или с неправильным ее истолкованием. Даже при обеспечении высокого качества проектирования и планирования, на практике постоянно приходится сталкиваться с серьезными отклонениями фактических показателей от плановых в силу воздействия значительного количества случайных факторов (климат, поломка техники, перебои со снабжением, социальные причины и т.д.). Отсюда высокая динамичность, сложность, многовариантность организационно-технологических решений.
Несмотря на различные области использования информационных технологий и на положительные результаты внедрения, практически во всех областях появилось стремление к объединению информационных технологий за счет совместного использования информации и создании единого информационного пространства. В условиях системного подхода к менеджменту качества возрастают объемы информационных ресурсов и разветвленность потоков их протекания, поскольку они циркулируют не только в масштабе отдельных служб предприятия, а покрывают всю его организационную структуру.
Очевидно, что для предприятий возникает необходимость поиска новых, эффективных инструментов управления проектными процессами с четко закрепленной за ними функцией информационного обеспечения. Передовой опыт зарубежных предприятий аналогичного профиля показывает, что наиболее совершенным инструментом повышения эффективности управления производственных процессов являются современные информационные технологии (ИТ), которые получили название CALS или ИПИ.
С их помощью возможен непрерывный мониторинг всех процессов производства в реальном масштабе времени, внедрение современных методов управленческих решений, направленных на достижение главной задачи – своевременного ввода в эксплуатацию законченных строительных объектов.
Философия проектирования, как философия части «Жизненного цикла продукции», родилась в 1987 году, когда Newport News получил от ВМФ заказ на разработку проекта подводной лодки «Морской волк». Это было первое изделие, где появилась широкомасштабная возможность заставить работать идеи CALS, позволяя всем участвующим группам взаимодействовать между собой, параллельно проектировать, компьютеризировать процесс управления, разработать полностью электронную версию.
Назначение ИПИ-технологий – обеспечивать предоставление необходимой информации в любой момент времени в унифицированном виде и конкретном месте любому из участников жизненного цикла. С этой целью создаются корпоративные комплексные системы поддержки ЖЦ объекта.
Развитие этой идеи предполагает отказ от бумажной среды, в которой осуществляется традиционный документооборот и переход к интегрированной информационной среде (ИИС). Информационная интеграция состоит в том, что все автоматизированные системы, применяемые на различных стадиях ЖЦ, оперируют не с традиционными документами и даже не с их электронными отображениями (например, отсканированный чертеж), а с формализованными информационными моделями, описывающими изделие, технологию его производства и использования. Эти модели существуют и ИИС в специфической форме информационных объектов (ИО). По мере необходимости прикладные системы, которым в процессе работы нужны те или иные информационные объекты, могут извлекать их из ИИС, обрабатывать, создавая новые объекты, и помещать результаты своей работы в ту же ИИС. Чтобы все это было возможно, информационные модели и соответствующие информационные объекты должны быть стандартизированы. ИИС представляет собой совокупность распределенных баз данных, в которой действуют единые, стандартные правила хранения, обновления, поиска и передачи информации, через которую осуществляется безбумажное информационное взаимодействие между всеми участниками ЖЦ изделия. При этом однажды созданная информация хранится в ИИС, не дублируется, не требует каких-либо перекодировок в процессе обмена, сохраняет актуальность и целостность.
Фундаментом CALS-технологий является система единых международных стандартов ISO 10303 (STEP) для компьютерного представления и обмена данными о продукте, который дает нейтральный механизм его описания на всех стадиях его жизненного цикла, не зависящий от конкретной системы.
Развитие концепции CALS обусловило появление новой организационной формы выполнения масштабных проектов, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией сложного объекта – «Виртуального предприятия» (ВП) – формы объединения на контрактной основе предприятий и организаций, участвующих в поддержке ЖЦ продукции и связанных общими бизнес-процессами. В рамках ВП информационное взаимодействие осуществляется на основе общих хранилищ данных через общую корпоративную компьютерную сеть. Длительность жизни ВП определяется длительностью проекта или длительностью ЖЦ поддерживаемого объекта.
Виртуальное предприятие – это структура, временно создаваемая для реализации наукоемких проектов и выполнения крупных заказов, включающая в себя НИИ, КБ, основных подрядчиков, субподрядчиков, поставщиков, транспортные организации и т.д., географически удаленных друг от друга, использующих разнородные компьютерные платформы и программные решения.
Виртуальное предприятие создается путем отбора требующих организационно-технологических ресурсов от участников строительного процесса и их интеграция с помощью компьютерной сети Internet в гибкую и динамичную структуру, приспособленную для минимизации затрат в ходе ЖЦ изделия, повышение его качества и конкурентоспособности.
Стандартизация форматов представления данных обеспечивает оперативную передачу функций одного подрядчика другому, который, в свою очередь, имеет возможность воспользоваться результатами уже проделанной работы. Такая возможность особенно важна для строительства объектов, имеющих длительный жизненный цикл.
К основным техническим преимуществам CALS можно отнести:
– возможность параллельного проектирования несколькими рабочими группами (параллельный инжиниринг), что существенно сокращает время,
– информационная поддержка на послепродажной стадии ЖЦ, эксплуатационная-интегрированная логистическая поддержка сданного объекта.
К экономическим:
– сокращение затрат и трудоемкости сроков проектирования и согласования, брака производственных процессов, затрат на обслуживание, модернизацию и ремонт строительных комплексов.
Развитию CALS-технологий уделяется пристальное внимание за рубежом, о чем свидетельствует принятие и реализация ее концепции всеми ведущими странами мира (США, Великобритания, Германия, Франция, Швеция, Норвегия, Канада, Австралия, Япония и др.).
По оценкам зарубежных специалистов, потери, связанные с несовершенством информационного взаимодействия с поставщиками, только в автомобильной промышленности США оцениваются порядка $1млрд в год.
Очевидно, что в сегодняшней ситуации в России процесс квалифицированного применения ИПИ-технологий потребует значительного времени – слишком велики различия в финансовых возможностях и готовности предприятий к восприятию новейших ИТ по причинам отсутствия в необходимом объеме программно-инструментальной базы, квалифицированных кадровых ресурсов, нормативно-методического обеспечения и практического опыта в данной области.
В настоящее время по указанной проблематике в области внедрения CALS-технологий в России и их применения в управлении и проектировании имеется ряд работ, в которых исследованы вопросы, возникающие на пути внедрения CALS-технологий в России и их использования в строительном секторе.
Тем не менее, указанные работы в большей части отражают общие подходы к внедрению CALS-технологий, автоматизации отдельных процессов ЖЦ объекта и в малой степени учитывают особенности практического применения их базовых принципов в вопросах управления, проектирования и эксплуатации строительного комплекса.
Следует отметить, что попытки применения отработанных технологий и систем управления развитых стран в условиях переходного периода в нашей стране не увенчались успехом, так как в данном случае требуется глубокая перестройка всей инфраструктуры управления и реализации производственных процессов, подготовка соответствующих кадров и многое другое, в том числе и огромные финансовые затраты. Следовательно, информационная система должна создаваться на основе отечественных средств при соблюдении базовых принципов ИПИ-технологий, что не потребует значительных денежных и временных затрат, обеспечит такой же экономический эффект и будет способствовать обеспечению технологической независимости страны.
Анализируя современный уровень развития ИТ, можно сделать вывод, что применение ИТ, основанных на принципах ИПИ-технологий в организационно-технологическом проектировании, даст результаты, позволяющие в комплексе решить большинство тех задач, которые стоят на пути совершенствования форм управления строительным производством.
Овладение механизмами реализации этих принципов позволит тем предприятиям, которые окажутся впереди в этом вопросе, выстоять в жесткой конкуренции за счет синхронизации, оптимизации и интеграции потоков в строительных процессах, а так же позволит эффективно организовывать производственные ресурсы, повышая приспособляемость к меняющимся внутренним и внешним условиям.
По опыту, полученному на второй производственной практике, мне известно, что наибольшие потери времени на строительной площадке при возведении монолитного здания связаны:
Применение CALS-технологий, в теории, должно свести к минимуму приведенные выше факторы.
Internet-ресурс создается на весь жизненный цикл здания:
Выгода от использования CALS-технологий.