Міністерство освіти Республіки Білорусь
Установа освіти
Білоруський Державний Університет транспорту
Кафедра «Будівельного виробництва»
Контрольна робота
Дисципліна: «Автоматизація планування та управління будівництвом»
2009 р
Зміст
14. Особливості будівельного виробництва як об'єкта управління, основи його автоматизованого моделювання та оптимізації.
30. Комплекс технічних засобів Асус.
50. Етапи створення Асус.
Транспортна задача.
Література.
14. Особливості будівельного виробництва як об'єкта управління, основи його автоматизованого моделювання та оптимізації
Для будь-якої задачі управління характерна множинність її рішень. Крім того, постійне ускладнення техніки та технології будівельного виробництва і пов'язане з ним ускладнення процесу управління роблять вибір оптимального вирішення надзвичайно важким.
Вихід з цього положення при вирішенні багатьох проблем управління будівельним виробництвом полягає в застосуванні економіко-математичних методів (ЕММ) та обчислювальної техніки (ОТ) в основних сферах і ланках управління будівництвом. Використання моделей - характерна риса ЕММ.
Модель являє собою абстрактне відображення найбільш істотних характеристик, процесів і взаємозв'язків реальних систем. Модель - це умовний образ об'єкта, сконструйований для спрощення його дослідження.
За властивостями моделі можна судити про найбільш істотні властивості об'єкта, які аналогічні і в моделі і в об'єкті і є основними для досліджень і рішень певного кола завдань. Модель містить і породжує інформацію, адекватну інформації модельованого об'єкта (оригіналу).
В організаційно-технологічному проектуванні, основою функціонування якої є інформація, моделі створюються для отримання інформації про властивості і поведінці реальних систем в певних умовах. З урахуванням цього модель можна визначити як систему, дослідження якої служить засобом для отримання інформації про іншу систему - оригіналі. Існують різні класифікації моделей.
Види моделей. Розрізняють два види моделей: фізичні і символічні (абстрактні).
Фізична модель представляє собою деяку матеріальну систему, яка відрізняється від модельованого об'єкта розмірами, матеріалами і т.п. Фізична модель може бути масштабною (наприклад, макет будинку, будівельної конструкції тощо) або аналогової, побудованої на підставі того чи іншого фізичного процесу, що протікає в моделируемом явище (наприклад, динамічна модель гідроелектростанції тощо).
Символічні (абстрактні) моделі створюються за допомогою мовних, графічних, математичних засобів опису та абстрагування.
Математичні моделі знайшли найбільше використання в управлінні завдяки їх властивості - можливості використання в різних, на перший погляд абсолютно несхожих, ситуаціях.
Прийнято й використовуються наступні угруповання математичних моделей в залежності від характеру математичних залежностей:
а) лінійні, коли всі залежності зв'язані лінійними соотноше-нями, і нелінійні при наявності хоча б частково нелінійних співвідношень;
б) детерміновані, в яких враховуються тільки осереднені значення параметрів, і імовірнісні передбачають випадковий характер тих чи інших параметрів і процесів;
в) статичні, що фіксують тільки один період часу, і динамічні, в яких розглядаються і розраховуються параметри по різних періодів, етапам;
г) оптимізаційні, в яких вибір елементів і самого процесу здійснюється з урахуванням екстремізаціі цільової функції, і неоптімізаціонние із заздалегідь даним обсягом випуску, виробництва;
д) з високим рівнем деталізації, коли модель відображає багато чинників процесу або включає в себе велику кількість елементарних складових, і агреговані укрупнені моделі, де об'єднуються багато параметрів, близькі за призначенням.
Очевидно, що в кожної моделі можливі різні поєднання цих ознак з певним пріоритетом одного з них.
Вибір моделі здійснюється виходячи з характеру процесу, діяльності, його цільової спрямованості, необхідної інформації і вимог до точності одержуваних рішень. Формулювання моделі вимагає головним чином глибокого розуміння фізичного істоти модельованого явища, процесу і характеру.
До моделей пред'являють два взаємосуперечливих вимоги - адекватності (відповідності), з одного боку, і простоти - з іншого. У зв'язку з цим в модель включають тільки найбільш істотні для проведеного дослідження властивості.
До теперішнього часу основною моделлю керованих систем служать прості графічні методи у вигляді графіків Ганта - календарні лінійні графіки, на яких у масштабах часу показують послідовність і терміни виконання робіт. Застосовувані рідше циклограми відображають хід робіт у вигляді похилих ліній у системі координат і є, по суті, різновидом лінійного графіка.
Лінійний графік простий у виконанні і наочно показує хід роботи. Однак тут динамічна система будівництва представлена статичної схемою, яка в кращому випадку може тільки відобразити положення на об'єкті, що склалася в якийсь певний момент. Лінійний графік не може відобразити складність модельованого в ньому процесу, модель не адекватна оригіналу, форма моделі вступає в протиріччя з її змістом. Звідси основні недоліки лінійних графіків:
Відсутність наочно позначених взаємозв'язків між окремими операціями (роботами); залежність робіт, покладена в основу графіка, виявляється упорядником тільки один раз в процесі роботи над графіком (моделлю) і фіксується як незмінна; в результаті такого підходу закладені в графіку технологічні та організаційні рішення приймаються зазвичай як постійні і втрачають своє практичне значення незабаром після початку їх реалізації;
Негнучкість, жорсткість структури лінійного графіка, складність його коригування при зміні умов; необхідність багаторазового пересоставления, яке як правило, через відсутність часу не може бути виконана;
Складність варіантної опрацювання і обмежена можливість прогнозування ходу робіт;
Складність застосування сучасних математичних методів і ЕОМ для механізації розрахунків параметрів графіків.
Всі перераховані недоліки знижують ефективність процесу управління при використанні лінійних графіків.
Мережева модель вільна від цих недоліків і дозволяє формалізувати розрахунки для передачі на ЕОМ. В основі мережевого планування лежить теорія графів - розділ сучасної математики, що сформувалася в якості самостійного в останній період.
30. Комплекс технічних засобів Асус
Технічне забезпечення (ТО) АСУ являє собою комплекс технічних засобів, призначений для забезпечення роботи автоматизованої системи управління за рахунок механізації і автоматизації процесів обробки інформації.
Комплекс технічних засобів включає: пристрої збору реєстрації даних; засоби обробки, накопичення і зберігання даних; прилади та пристрої приймання та передачі даних ЕОМ; кошти диспетчеризації та зв'язку; засоби організаційної техніки.
Апаратура збору та реєстрації даних призначена для фіксування інформації про хід будівництва об'єктів, їх комплектації, роботі бригад, машин, устаткування і т.п. Ця інформація фіксується на машинних носіях, які поділяються на перфоносители, магнітні та напівпровідникові.
Ряд пристроїв реєстрації даних представляє можливість для прямої передачі зафіксованих даних в канали зв'язку. Реєстратори даних встановлюються в місцях джерел оперативної інформації про хід виробництва: в диспетчерській, на складах і т.п. При використанні ЕОМ для збору і реєстрації даних застосовуються різні пристрої. Найбільш зручні для збору даних термінали, що забезпечують безпосередній зв'язок з ЕОМ, без використання машинних носіїв і в тому ж масштабі часу.
Технічні засоби передачі даних включають канали зв'язку, апаратуру передачі даних, засоби сполучення з ЕОМ. В АСУ використовуються як провідні, так і бездротові канали зв'язку, до складу яких входять лінії зв'язку, лінійні і комутуючі пристрої.
Засоби передачі даних або апаратура передачі даних (АПД) - це сукупність засобів, що забезпечують передачу-прийом даних по каналах зв'язку, включаючи пристрої перетворення сигналів (УПС); захист від помилок; викличні пристрої.
УПС призначені для перетворення дискретних сигналів, які передаються кінцевим обладнанням (терміналом, реєстратором або АП) або пристроєм сполучення з ЕОМ для передачі по каналу зв'язку. УПС також забезпечує зворотне перетворення сигналів, що приймаються з каналів зв'язку.
Для підвищення достовірності передачі даних використовується спеціальна апаратура - пристрої захисту від помилок (УЗО). Зв'язок з ЕОМ з боку терміналу або АП встановлюється вручну за допомогою звичайного телефонного апарату, який має перемикач, який забезпечує з'єднання з каналом зв'язку.
Пристрої сполучення АПД з ЕОМ бувають одноканальними, наприклад модуль передачі даних А721-2, і багатоканальними, які називають мультиплексорами передачі даних (МПД). Вони дозволяють підключати до ЕОМ кілька каналів зв'язку різного типу і сразнимі швидкостями передачі даних.
Електронні обчислювальні машини (ЕОМ) - основний вид апаратури обробки даних в АСУ. Сучасні ЕОМ мають модульну структуру і в загальному випадку складаються з наступних модулів: процесорних, оперативної пам'яті, зовнішніх пристроїв і допоміжних модулів комутації.
Модульний принцип забезпечує можливість нарощування обсягу оперативної пам'яті, збільшення продуктивності і надійності, а також розвиток технічних засобів обробки даних.
Класифікацію засобів зв'язку в будівництві можна провести з технічного критерієм з поділом на два види: дротова до якої належать телефон, телеграф, телетайп, телефакс, і бездротова - радіозв'язок, в тому числі радіостанції різних діапазонів і радіотелефон.
З точки зору виробничого призначення засобу оперативного зв'язку в системах управління будівництвом класифікуються на такі групи: оперативно-виробничу загального користування; диспетчерську; директорської. Причому одна і та ж техніка може застосовуватися у різних за призначенням системах зв'язку. Відмінність полягає в принципах побудови, компонуванні технічних засобів, умов функціонування та інших ознаках, обумовлених специфікою того чи іншого виду зв'язку.
Оперативно-виробнича зв'язок загального користування призначена для передачі інформації з усіх питань управління і обслуговує весь персонал будівельної організації. Цей вид зв'язку включає телефонний, телеграфний і фототелеграфна зв'язок.
Засоби диспетчерського зв'язку призначені для обслуговування обмеженої частини виробничого персоналу - осіб диспетчерського кола, куди входить керівництво будівництвом, працівники, що відносяться безпосередньо до будівельного виробництва, і самі диспетчери.
Директорська зв'язок, будучи різновидом диспетчерської, відрізняється кращим технічним оформленням і меншим числом абонентів. Директорська зв'язок може забезпечуватися окремим комутатором (на 5, 10, 20, 40 номерів), телефонними комплектами місцевого зв'язку (ТКМС), гучномовними пристроями та іншими засобами.
До средсвам оргтехніки диспетчерської служби, що широко застосовується у будівництві, можна віднести різні пристрої, що перетворюють сигнали в зручну для сприйняття форму - інформацію подання.
Найбільш простими з таких засобів в умовах будівництва є різні електричні світлові табло, які відображають стану шляхом висвічування цифр, букв, знаків та інших символів. На будівельному майданчику електротабло може служити для сигналізації про несправність будь-яких механізмів і машин, інформації про потреби і наявність матеріалів або транспортних засобів, про стан та хід виконання будівельних робіт на окремих ділянках. Табло являє собою панель з світловими індикаторами і куль управління з блоком набору інформації. Отримавши дані, диспетчер за допомогою штекерів вводить в блок пам'яті отриману інформацію по ділянках: відсоток виконання завдання, причин зриву робіт. Недолік табло в тому, що інформацію важко передати на великі відстані, оскільки панель і пульт управління з'єднані багатожильним кабелем.
Для повідомлення колективу об'єкта про винуватців зриву графіка ка даний день може служити сигнальне табло, управління яким здійснюється диспетчером зі спеціального пульта. Такий метод сприяє дотриманню виробничої дисципліни.
У будівельних організаціях застосовують також механічні графіки показників роботи (дінопланографи), що дають наочне уявлення про план та фактичному хід робіт. Мо міру виконання тієї чи іншої роботи кольорові стрічки або умовні фішки переміщуються диспетчером на панелі з графіком. Диспетчер швидко може визначити, чи є відставання від плану, та вжити відповідних заходів.
50. Етапи створення Асус
Асус створюється в три стадії, звичайні для будь-якого проекту - передпроектну, проектування та впровадження.
Розробка АСУ вимагає фахівців високої кваліфікації і виконується спеціалізованими організаціями-проектувальниками АСУ. Очолює цю роботу перший керівник будівельної організації, а головний конструктор проекту АСУ є його заступником.
Передпроектна стадія складається з етапів - розробки технічного завдання (ТЗ) і технічного проекту (ТП).
Розробку ТЗ починають зі збору вихідних даних. Для цього група фахівців, розробників Асус, проводить детальне попереднє обстеження будівельної організації. Складаються програма і методика обстеження, необхідні форми, анкети і т.п. . Замовник на цій стадії надає розробникам активну допомогу у вигляді подання всіх необхідних документів, збір інформації, консультацій з усіх виникаючих питань.
Системний підхід має на увазі визначення ролі і місця даної організації у виробничій системі більш високого рівня, виявлення всіх зовнішніх зв'язків і взаємодій з вищестоящою організацією, субпідрядниками, проектувальниками, постачальниками, транспортними підприємствами, банком, організаціями нагляду і контролю і т.д. Також детально аналізуються функції і структура обстежуваної організації, взаємодія всередині апарату управління та з підрозділами.
Особливо ретельно вивчаються зовнішні і внутрішні потоки та склад інформації, так як у кінцевому рахунку створювана система є інформаційною. Розглядаються обсяг інформації, порядок її проходження, трудомісткість обробки, достатність і надмірність, своєчасність її проходження, «стикування» різних форм документів між собою і придатність для машинної обробки.
На основі узагальнення та аналізу даних обстеження обговорюються пропозиції щодо поліпшення структури управління, перерозподілу функціональних обов'язків, зміни системи документообігу, вводяться раціональні стандартні форми і намічаються інші оргтехніческіе заходи.
Принциповим є питання: перебудовувати структуру і функції стосовно до вимог АСУ або пристосовувати можливості АСУ до сформованій системі управління? Це питання дискутується протягом багатьох років. Як правило, проблема вирішується компромісно, так як існуючі форми і технологія управління грунтуються на багаторічному досвіді і кардинальна перебудова неминуче відіб'ється на виробничій діяльності організації.
Матеріали обстеження з висновками про характер та структуру майбутньої Асус оформляються у вигляді ТЗ на проектування. У ньому формують цілі створення Асус, дають коротку характеристику організації, для якої повинні проектувати автоматизовану систему, намічають приблизний перелік які підлягають розробці функціональних підсистем і основні заходи щодо вдосконалення системи управління в цілому.
Проектування складається з етапів розробки технологічного і робочого проекту.
Технічний проект (ТП) вирішує вибір методів, моделей і технічних засобів управління СМО, перелік всіх завдань управління, що підлягають вирішенню в проектованої системі. Одночасно уточнюються пропозиції щодо впорядкування системи управління організації.
Робочий проект (РП) доводить рішення ТП до деталізації, що дозволяє реалізувати проект в натурі. Остаточно уточнюються тип ЕОМ, перелік зовнішніх пристроїв та інших технічних засобів. У процесі РП формуються нормативна база, класифікатори та кодифікатори, розробляються алгоритми, робочі програми для вирішення кожного завдання управління, вказуються застосовувані мови, транслятори, ОС і т.п.
До складу РП входять посадові інструкції, що містять відомості про завдання та порядок роботи підрозділів та посадових
Транспортна задача
Вихідні дані:
а 1 = 20; а 2 = 25; а 3 = 40; а 4 = 35; а 5 = 50; а 6 = 30; а 7 = 30; а 8 = 52;
b 1 = 40; b 2 = 55; b 3 = 45; b 4 = 30; b 5 = 35; b 6 = 35; b 7 = 42;
Таблиця 1 - Вихідні дані.
J | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | Σ = | |
i | 40 | 55 | 45 | 30 | 35 | 35 | 42 | 282 | |
1 | 20 | 5 | 9 | 6 | 12 | 7 | 2 | 13 | |
2 | 25 | 12 | 13 | 3 | 9 | 8 | 10 | 11 | |
3 | 40 | 8 | 9 | 10 | 13 | 19 | 7 | 9 | |
4 | 35 | 9 | 4 | 7 | 8 | 6 | 12 | 10 | |
5 | 50 | 10 | 11 | 9 | 12 | 15 | 5 | 2 | |
6 |