Статья 'Разработка информационно-программной модели специализированного потока бетонных работ для обеспечения непрерывности производственного цикла. ' - журнал 'Программные системы и вычислительные методы' - NotaBene.ru
по
Меню журнала
> Архив номеров > Рубрики > О журнале > Авторы > Требования к статьям > Политика издания > Редакция > Порядок рецензирования статей > Редакционный совет > Ретракция статей > Этические принципы > О журнале > Политика открытого доступа > Оплата за публикации в открытом доступе > Online First Pre-Publication > Политика авторских прав и лицензий > Политика цифрового хранения публикации > Политика идентификации статей > Политика проверки на плагиат
Журналы индексируются
Реквизиты журнала
ГЛАВНАЯ > Вернуться к содержанию
Программные системы и вычислительные методы
Правильная ссылка на статью:

Разработка информационно-программной модели специализированного потока бетонных работ для обеспечения непрерывности производственного цикла

Фахретдинов Айдар Рамилевич

Магистр. Кафедра Институт цифровых систем, автоматизации и энергетики. Уфимский Государственный нефтяной технический университет

450064, Россия, республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Бульвар Славы, 4/2, оф. 102

Fakhretdinov Aidar Ramilevich

Master. Department Institute of Digital Systems, Automation and Power Engineering. Ufa State Petroleum Technical University

450064, Russia, respublika Bashkortostan, g. Ufa, ul. Bul'var Slavy, 4/2, of. 102

fakhretdinov.aidar@yandex.ru
Султанова Екатерина Александровна

кандидат технических наук

доцент, кафедра заместитель заведующего кафедрой по НИР и НИРС, Уфимский государственный нефтяной технический университет

450064, Россия, республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1/22, каб. 1-434

Sultanova Ekaterina Aleksandrovna

PhD in Technical Science

Associate Professor, Department Deputy Head of the Department of Research and Development, Ufa State Petroleum Technical University

450064, Russia, respublika Bashkortostan, g. Ufa, ul. Kosmonavtov, 1/22, kab. 1-434

katerina.sultanova@gmail.com

DOI:

10.7256/2454-0714.2022.2.37377

EDN:

ZZCUWR

Дата направления статьи в редакцию:

22-01-2022


Дата публикации:

05-07-2022


Аннотация: Аннотация Предметом исследования – является процесс автоматизации расчетов параметров проектирования технологии бетонных работ и обоснование «нормокомплекта» оборудования для организации специализированного потока бетонирования типового этажа. Транспортно-бетонный цикл представляет собой синхронизированное расписание работ производственного цикла по укладке бетонной смеси и динамику движения комплекта АБС, обеспечивающий непрерывность бетонирования, за счет использования выбранной технологической схемы бетонирования. Он обуславливает непрерывность технологических процессов укладки бетонной смеси, исходя из требований обязательного соблюдения времени бетонирования и уменьшения количества технологических и организационных перерывов параметров комплексного процесса. Таких образом, автоматизация представленных методик позволит существенно облегчить расчет общей продолжительности возведения монолитной части здания и обеспечить бесперебойность работ на строительной площадке Научная новизна заключается разработке новой информационной системы, которая позволит рассчитывать организационно-технологических параметров. Специализированный поток монолитных бетонных работ состоит из арматурных, бетонных и опалубочных работ с учетом архитектурно-планировочных, конструктивных и технологических факторов проектируемых зданий и сооружений. Для успешной его организации необходимо наличие «нормокомплекта» оборудования и оснастки для изготовления арматурных изделий, опалубочных систем и приготовления товарных бетонных смесей. Для более простого расчета общей продолжительности возведения монолитной части здания и бесперебойной работы на строительной площадке было предложено автоматизировать методики организации, планировании и управлении строительством.


Ключевые слова:

монолит, организационно-технологические параметры, бетонные работы, календарный график, матрицы, диаграмма последовательности действий, информативность, автономность, сетевые графики, циклограмма

Abstract: Abstract The subject of the study is the process of automating the calculation of the parameters of the design of the technology of concrete works and the justification of the "standard set" of equipment for the organization of a specialized flow of concreting of a typical floor. The transport-concrete cycle is a synchronized schedule of works of the production cycle for laying concrete mix and the dynamics of the ABS kit movement, ensuring the continuity of concreting, through the use of the selected technological scheme of concreting. It determines the continuity of the technological processes of laying the concrete mixture, based on the requirements of mandatory compliance with the concreting time and reducing the number of technological and organizational interruptions of the parameters of the complex process. Thus, the automation of the presented techniques will significantly facilitate the calculation of the total duration of the construction of the monolithic part of the building and ensure the continuity of work on the construction site The scientific novelty lies in the development of a new information system that will allow calculating organizational and technological parameters. The specialized flow of monolithic concrete works consists of reinforcement, concrete and formwork works taking into account architectural planning, structural and technological factors of the designed buildings and structures. For its successful organization, it is necessary to have a "standard set" of equipment and tooling for the manufacture of reinforcement products, formwork systems and the preparation of commercial concrete mixtures. For a simpler calculation of the total duration of the construction of the monolithic part of the building and uninterrupted operation on the construction site, it was proposed to automate the methods of organization, planning and management of construction.


Keywords:

monolith, organizational and technological parameters, concrete works, calendar schedule, matrices, sequence diagram, informative value, autonomy, network graphs, cyclogram

Введение

Объемно-планировочные решения высотных зданий развиваются в трех направлениях. Основное – однофункциональное, например, офис или гостиница, второе – двухфункциональное, например, с размещением офиса на нижних этажах и гостиницы на верхних этажах, третье – многофункциональное. Примеры последнего встречаются относительно редко и в самых высоких зданиях, пространство которых трудно заполнить одной функцией. Как правило, в высотных зданиях любой объемно-планировочной структуры содержатся в нижних уровнях элементы открытой городской инфраструктуры (торговой и развлекательной), а в подземных – гаражи [1,2].

На этапе проектирования зданий и сооружений возникает немало трудностей. Связано это, прежде всего, с большим количеством параметров, на расчет которых, без специализированного ПО, уходит много времени. Также существует повышенный риск возникновения ошибки, которая впоследствии может привести даже к обрушению. Было принято решение разработать информационную систему для автоматизации процесса проектирования зданий и сооружений.

Рассмотрим несколько вариантов и методов подхода к данной теме.

Многие предприятия используют САПР-системы, но и это не решает проблему в полной мере. Такие системы универсальны, а каждая технология в строительстве индивидуальна, поэтому в таких системах отсутствуют многие второстепенные, но необходимые параметры, и пользователь все равно вынужден рассчитывать их вручную [3,4,5].

При организации, планировании и управлении строительством используются все виды моделей, но наиболее широко изобразительные (графические): линейный календарный график, циклограмма, сетевой график в форме графа, а также табличные, например, матрицы [6].

Повсеместно применяется линейный календарный график (рисунок 1), предложенный в конце прошлого столетия Г. Л. Гантом. На оси ординат этого графика выписываются в технологической последовательности виды работ с их характеристиками (объемами, стоимостями, трудоемкостями, машиноёмкостями, составами исполнителей и др.), а на оси абсцисс (после зоны, содержащей наименования и характеристики видов работ) – принятые порядковые или календарные единицы времени в количестве, достаточном для отображения всего периода производства работ. Непосредственно на сетку календарного графика наносятся горизонтальные линии, отображающие ход и сроки выполнения каждого вида работ. Под сеткой календарного графика выписывается потребность в исполнителях и их механовооруженность на каждую единицу времени.

Рисунок 1 – Календарный график в линейной форме

Широкое распространение получил график потока – циклограмма (рисунок 2). При построении циклограммы учитывается, что при правильной организации работ в каждый определенный момент времени на одном частном фронте может выполняться только одна основная работа.

Рис. 2 – Календарный график в форме циклограммы

Сетевой график (рисунок 3) представляет собой ориентированный граф, т. е. сеть, образуемую стрелками (работами и связями или только связями) и кружками или прямоугольниками, которые обозначают либо факт начала или окончания работ, т. е. являются событиями (кружки), либо отражают не только начало и окончание, но и сами работы (прямоугольники).[7,8]

Рисунок 3 – Календарный график в форме графа (сетевой график)

а–матрица с исходными данными;

б–сетевой график в форме «работа–стрелка»;

в–сетевой график в форме «работа – вершина графа»

Сетевые графики достаточно просты и наглядны при организации строительных работ с малым числом их видов и частных фронтов, но они весьма быстро усложняются и теряют наглядность при возрастании числа видов и фронтов работ, уступая по этим показателям линейному календарному графику и календарному графику в форме циклограммы.

Таким образом, рассмотрение наиболее характерных и распространенных форм календарных графиков показывает, что каждая из них имеет как достоинства, так и недостатки. Наличие достоинств определяет факт их использования, а наличие недостатков –постоянный поиск новых, более совершенных форм [9,10,11,12].

Осуществляя поиск новой формы календарного графика, свободной от недостатков, присущих рассматриваемым формам, и включающей в себя их достоинства, была предложена комбинированная форма (рисунок 1.6). В основу комбинированной формы календарного графика положен линейный календарный график. Однако отображение основных видов работ, выполняемых непосредственно на частных фронтах, осуществлено в виде циклограммы, т.е. с показом самих частных фронтов. При этом предусматривается наложение связей между работами как основными, так и прочими. За сеткой календарного графика выписывается потребность в ресурсах на каждую единицу времени и при необходимости на каждый частный фронт работ. Потребность в ресурсах отображается как суммарная, так и по профессиям (трудовых ресурсов), по типоразмерам машин и механизмов, а также по видам необходимых конструкций, деталей, полуфабрикатов и материалов (материально-технических ресурсов).

Приведенные разновидности календарных графиков позволяют составить их классификацию (рисунок 4), охватывающую известные формы и позволяющую сконструировать новые путем варьирования классификационными признаками.

В качестве табличных форм фиксации моделей организации работ следует прежде всего назвать матрицы, которые могут использоваться как самостоятельные формы фиксации моделей и как формы для подготовки исходных данных при любых других способах расчета и фиксации моделей, например, при разработке календарных графиков [13,14,15].

Рисунок 4 – Классификация календарных графиков, применяемых в строительстве

В 1981 г. в связи с необходимостью расчета новых разновидностей поточных методов организации работ А. В. Афанасьев предложил так называемые ранговые матрицы в системах ОФРР и ОВРР (рисунок 5). Спецификой этих матриц является вынос на ось абсцисс рангов работ и фиксация в строкографах одноранговых работ либо последовательно по видам (система ОВРР), либо последовательно по фронтам (система ОФРР).

Рисунок 5 – Форма матриц в системах

Функциональные требования информационной системы отображаются с помощью диаграммы вариантов использования (use case diagram). Диаграмма обеспечивает описание того, что система в состоянии сделать и с кем (или чем) она будет взаимодействовать [16,17,18,19,20].

В моделируемой системе актером является пользователь программного продукта. Тип отношения – направленная ассоциация.

Исходя из потребностей пользователя, выделяются следующие варианты использования программы:

– формирование структуры предприятия;

– учет отходов;

– формирование отчетов;

– определение перечня веществ предприятия.

Диаграмма вариантов использования представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 – Диаграмма вариантов использования

Диаграмма последовательности действий (sequence diagram) отображает взаимодействие объектов, упорядоченное по времени. На ней показаны объекты и классы, используемые в сценарии, и последовательность сообщений, которыми обмениваются объекты, для выполнения сценария.

Диаграмма последовательности автоматизированной системы представлена на рис. 7-9.

Рисунок 7– Диаграмма последовательности существующих зданий

Рисунок 8 – Диаграмма последовательности добавления нового здания

Рисунок 9 – Диаграмма последовательности графика движения АБС

Таким образом можем сделать вывод и результат , что информационная система должна обеспечивать возможность выполнения перечисленных ниже функций:

– вывод готовых зданий;

– добавление нового здания;

– расчет продолжительности специализированного потока;

– возможность выполнения редактирования;

– возможность удаления здания из списка;

– расчет почасового графика движения АБС;

– возможность сохранения отчета.

Потенциальными потребителями являются строительные организации, которым нужно специализированное ПО для расчетов.

Основные потребности пользователей:

– расчет транспортно-бетонного цикла;

– расчет продолжительности специализированного потока;

– формирование отчетов;

– удобство использования, интуитивно-понятный интерфейс;

– надежность и возможность сохранения результатов работы программы;

– высокая скорость работы.

Каждое программное средств должно выполнять определенные функции, а также обладать целым рядом свойств, позволяющим успешно его использовать в течение длительного периода, т.е. обладать определенными качествами.

Качество ПО – это совокупность черт и характеристик ПО, влияющих на способность удовлетворять заданные потребности пользователей.

Основными критериями качества ПС принято считать:

– функциональность;

– надежность;

– легкость применения;

– эффективность;

– сопровождаемость;

– мобильность.

Функциональность – это способность ПО выполнять набор функций, удовлетворяющих заданным или подразумеваемым потребностям пользователей. Набор указанных функций определяется во внешнем описании – в функциональной спецификации ПО.

Выводы по программному обеспечению.

Разрабатываемое программное обеспечение обладает всеми необходимыми функциями, которое позволит автоматизировать процесса проектирования зданий и сооружений удовлетворяющими потребностям пользователей [21].

Автономность. Программное обеспечение работает независимо от других программ. Дополнительная установка стороннего программного обеспечения не требуется.

Устойчивость. Программное обеспечение полностью работоспособно в случае ввода некорректных входных данных. Это достигнуто использованием проверки данных на корректность, а также использованием обработчиков исключительных ситуаций, отвечающих за обработку ситуаций обнаружения некорректных данных.

Защищенность. Предусмотрено сохранение всей информации в случае возникновении сбоя в работе компьютера или ПО и загрузка последнего сохранения при запуске программного обеспечения.

Легкость применения – это характеристики ПО, которые позволяют минимизировать усилия пользователя по подготовке исходных данных, применению ПС и оценке полученных результатов, а также вызывать положительные эмоции определенного или подразумеваемого пользователя.

Информативность. Названия полей для ввода и объектов отображены в полном виде и соответствуют названиям, приведенным в нормативных документах. Программа формирует подробный отчет, содержащий исходные данные и результаты расчетов.

Удобство использования. Программный продукт прост в использовании, обладает интуитивно понятным интерфейсом и удобным набором функций.

Эффективность – это отношение уровня услуг, предоставляемых ПО пользователю при заданных условиях, к объему используемых ресурсов.

Временная эффективность. Вычисления и другие операции выполняются быстро, в доли секунды.

Эффективность по ресурсам. Минимальный объем требуемой оперативной памяти 256 Мб, минимальный объем доступного свободного места на жестком диске 100 Мб.

Эффективность по устройствам. Для непосредственной работы с программой требуется минимум периферийных устройств, помимо самой ЭВМ. В качестве средств ввода требуются клавиатура и мышь. В качестве средств вывода – монитор, минимальное разрешение экрана 1024х780 [22,23].

Мобильность – это возможность переноса ПО из одной среды (окружения) в другую, в частности, с одной ЭВМ на другую.

Структурированность. Программное средство представляет собой модульную программу.

Сопровождаемость – это характеристики ПО, позволяющие минимизировать усилия по внесению в него изменений для устранения ошибок и модификации в соответствии новыми потребностями пользователей.

Обеспечена простота сопровождения наличием руководства программиста, структурированностью текста программы.

Таким образом, автоматизация представленных методик позволит существенно облегчить расчет общей продолжительности возведения монолитной части здания и обеспечить бесперебойность работ на строительной площадке.

Библиография
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
References
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Статья посвящена изучению методик разработки математических и графических моделей и соответствующих алгоритмов, позволяющих облегчить расчет общей продолжительности возведения монолитной части здания и обеспечить бесперебойность работ на строительной площадке.
Методология исследования базируется на обобщении используемых при организации, планировании и управлении строительством моделей, таких как линейный календарный график, циклограмма, сетевой график в форме графа, а также табличных моделей – различного рода ранговых матриц.
Актуальность статьи связана с тем, что на этапе проектирования зданий и сооружений возникает немало трудностей, обусловленных большим количеством параметров, на расчет которых, без специализированного программного обеспечения затрачивается много времени, а также высоким риском ошибок и их катастрофическими последствиями обрушению. Это вызывает необходимость применения при проектировании строительства объектов математических моделей, алгоритмов, компьютерных программ и вычислительной техники.
К научной новизне результатов представленного исследования, по мнению рецензента, можно отнести обобщение используемых в строительной отрасли моделей согласования проведения планируемых работ.
В статье приведены классификация календарных графиков, применяемых в строительстве, и примеры моделей, построенных в виде календарных графиков в линейной форме, в форме циклограммы и сетевого графика, а также в форме матриц. Текст статьи иллюстрирован 9 рисунками.
Библиографический список статьи включает 10 наименований, в основном это современные публикации в научных журналах и официальные документы, на которые в тексте имеются ссылки.
По рецензируемой статье следует высказать ряд замечаний, связанных с недостатками работы и имеющимися в ней недочетами.
Во-первых, статья не структурирована должным образом – в ней не выделены общепринятые в научных журнальных публикациях разделы (введение, материал и методы, результаты и их обсуждение, выводы или заключение).
Во-вторых, в статье не сформулирована цель исследования и решаемые задачи.
В-третьих, представляется, что наименование статьи не соответствует ее содержанию: судя по заголовку речь должна идти о транспортно-бетонным цикле возведения типового этажа жилого здания, однако терминология, используемая в статье, ее текст не содержат соответствующего понятийного аппарата и описания вынесенных в название вопросов. После ознакомления с содержанием статьи складывается впечатление, что она посвящена все-таки моделированию осуществления строительных работ, причем приведенные модели могут быть использованы не только в жилищном, но и в промышленном строительстве, при возведении как многоэтажных зданий, так и одноэтажных, поэтому требуется корректировка наименования статьи.
В-четвертых, изложенный материал хотя и связан с тематикой журнала «Программные системы и вычислительные методы», но не непосредственно, а лишь косвенно о отдаленно.
В-пятых, не использованы зарубежные публикации по рассматриваемым вопросам и не отражен зарубежный опыт моделирования строительных работ и применения иностранного программного обеспечения.
В-шестых, качество оформления рисунков не позволяет беспроблемно читать отраженный на них материал.
Изложенное выше свидетельствует о необходимости существенной доработки материала для приведения его в соответствие с требованиями, предъявляемыми к публикациям в научном журнале «Программные системы и вычислительные методы».
Ссылка на эту статью

Просто выделите и скопируйте ссылку на эту статью в буфер обмена. Вы можете также попробовать найти похожие статьи


Другие сайты издательства:
Официальный сайт издательства NotaBene / Aurora Group s.r.o.