Введение к работе
Актуальность проблемы
Неизбежное повышение требований к темпам и качеству строительства, усложнение техники и технологии производства работ, а также многие другие факторы вызывают значительное увеличение объемов и усложнение задач в области автоматизации и моделирования работы строительных предприятий.
Актуальными являются проблемы совместимости (логической, методологической, информационной, математической и др.) подсистем организационно-технологического проектирования со смежными подсистемами архитектурно-строительного проектирования объектов и проектирования управленческих решений.
Отличительной чертой технологического процесса строительного производства, помимо большого числа параметров, влияющих на конечную его стоимость, является использование большого количества различного вида ресурсов и возможность создания различных комбинаций этих ресурсов в виде жестких связок последовательностей. Ресурсы в строительном производстве включают в себя как материальные и финансовые ресурсы, так и одушевленные ресурсы в виде рабочей силы. Последнее предполагает наличие некоторой степени неопределенности в значении ключевых параметров, влияющих на стоимость производства строительных работ.
Не решен широкий круг вопросов, относящихся к автоматизации подготовки производства, которые возникают при обработке проектно-сметной документации, формировании перспективных и годовых планов строительно-монтажных работ (СМР), организации материально-технического снабжения и комплектации. Далека от совершенства организация взаимосвязей бригад, механизмов, автотранспорта и служб, обеспечивающих поставку конструкций, материалов и полуфабрикатов.
Практика показывает, что моделирование работы строительных предприятий по использованию ресурсов является важнейшим фактором, оказывающим влияние на повышение темпов строительства, рост производительности труда, ввод объектов в установленные сроки.
Современный организационный и технологический уровень строительных организаций в первую очередь определяется возможностью оперативного и динамичного управления ходом технологического процесса строительства. Между тем, до настоящего времени существующие подходы к решению проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий и холдингов по строительству различных объектов носят, как правило, локальный по областям применений и разрозненный по методам характер.
Основная проблема завода полного цикла, производящего железо-бетонные изделия (ЖБИ) для строительных проектов – согласовать темпы производства продукции с потребностями строительных площадок, возводящих здания, в количестве и времени. На первый план выходит решение задач непрерывного производства ЖБИ в зависимости от динамически меняющихся планов строительства, минимизация приобъектных складов на стройплощадках – монтаж «с колес».
Указанные обстоятельства предопределяют актуальность темы настоящей диссертационной работы, ориентированной на комплексное решение задачи автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ и конструкций.
Цель и объект исследования
Целью диссертации является решение системной проблемы комплексной автоматизации и моделирования процессов интеграции бизнес-процессов управления производством ЖБИ для строительства и управления проектами возведения объектов (жилых домов) с использованием современных ERP-систем с целью обеспечения заданных ограничений (сроков сдачи объектов, лимитов ресурсов и финансирования и др.) и рационального использования ресурсов.
Объект исследования - строительная организация, выполняющая полный цикл производства составляющих ЖБИ и строительство жилых домов с полным комплексом строительных операций и взаимосвязанными технологическими процессами.
Предмет исследования – методы, модели и алгоритмы автоматизации предприятий по производству ЖБИ и строительству жилых домов.
Задачи исследования
-
Системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров технологического процесса производства ЖБИ и моделей управления технологическим процессом строительства объектов.
-
Разработка моделирующих алгоритмов возведения объектов, базирующейся на формализованном описании строительного объекта, моделирование процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ с помощью средств современных ERP-систем.
-
Разработка структуры и концептуальной модели данных информационной системы (ИС) предприятия по строительству объектов, а также создание единой базы данных для расчетов, учитывающей все стороны организации производства работ.
-
Реинжиниринг и разработка схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему.
-
Обоснование общих принципов технологического ландшафта внедряемой системы.
Методы исследования
В качестве теоретической основы для создания системы в условиях реального функционирования, многочисленных неопределенных факторов и неодинаковой степени информированности органов управления разных уровней использовалась общая теория иерархических многоуровневых систем. Для решения поставленных в диссертации задач используются современные информационные технологии систем управления ресурсами предприятия, методы системного анализа.
Научная новизна
-
Предложено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработан моделирующий алгоритм возведения объектов для моделирования процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ с помощью средств современных ERP-систем.
-
Создана единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP и реализована схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС.
-
Разработана система бизнес-процессов, связывающая воедино подсистемы управления производством и управления проектами монтажа с возможностью динамического моделирования взаимосвязанных параметров.
-
Составлена логическая структура и алгоритмы ускорения процессов проектирования возведения объектов, расчета номенклатурного графика производства формовочной линии с учетом имеющегося парка форм, загруженности линий.
Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов
Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных формальных и неформальных методов исследования; обобщением накопленного опыта работы по автоматизации и моделированию работы предприятий по строительству объектов; верификацией отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, широко используемых в теории сложных технических и информационных систем; непротиворечивости и воспроизводимости результатов, полученных теоретическим путем, а также проведения оценки адекватности разработанной модели.
Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы на Домостроительном комбинате №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).
Практическая значимость
Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству объектов (жилых домов).
Разработанные модели и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятии Домостроительный комбинат №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).
Апробация и публикации
Содержание разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:
на Российских, межрегиональных и международных научных конференциях, симпозиумах и семинарах (2007-2009 гг.);
на заседании кафедры «Автоматизированные системы управления» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).
Положения, выносимые на защиту
1. Модели, методы и алгоритмы автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ, реализованных средствами современных ERP-систем.
2. Единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP.
3. Структура концептуальной модели бизнес-процессов и реализация на основе средств современных систем управления и планирования ресурсов предприятия ИС предприятия по производству ЖБИ и строительству жилых домов.
4. Схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему.
5. Схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка. Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, включающего библиографический список из 122 наименований.
