Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Белорусский Государственный Университет транспорта
Кафедра «Строительного производства»
Контрольная работа
Дисциплина: «Автоматизация планирования и управления строительством»
2009 г
Содержание
14. Особенности строительного производства как объекта управления, основы его автоматизированного моделирования и оптимизации.
30. Комплекс технических средств АСУС.
Для любой задачи управления характерна множественность ее решений. Кроме того, постоянное усложнение техники и технологии строительного производства и связанное с ним усложнение процесса управления делают выбор оптимального решения чрезвычайно трудным.
Выход из этого положения при решении многих проблем управления строительным производством состоит в применении экономико-математических методов (ЭММ) и вычислительной техники (ВТ) в основных сферах и звеньях управления строительством. Использование моделей – характерная черта ЭММ.
Модель представляет собой абстрактное отображение наиболее существенных характеристик, процессов и взаимосвязей реальных систем. Модель – это условный образ объекта, сконструированный для упрощения его исследования.
По свойствам модели можно судить о наиболее существенных свойствах объекта, которые аналогичны и в модели и в объекте и являются основными для исследований и решений определенного круга задач. Модель содержит и порождает информацию, адекватную информации моделируемого объекта (оригинала).
В организационно-технологическом проектировании, основой функционирования которой является информация, модели создаются для получения информации о свойствах и поведении реальных систем в определенных условиях. С учетом этого модель можно определить как систему, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе – оригинале. Существуют различные классификации моделей.
Виды моделей. Различают два вида моделей: физические и символические (абстрактные).
Физическая модель представляет собой некоторую материальную систему, которая отличается от моделируемого объекта размерами, материалами и т.п. Физическая модель может быть масштабной (например, макет здания, строительной конструкции и т.д.) или аналоговой, построенной на основании того или иного физического процесса, протекающего в моделируемом явлении (например, динамическая модель гидроэлектростанции и т.п.).
Символические (абстрактные) модели создаются с помощью языковых, графических, математических средств описания и абстрагирования.
Математические модели нашли наибольшее использование в управлении благодаря их свойству – возможности использования в разных, на первый взгляд совершенно непохожих, ситуациях.
Приняты и используются следующие группировки математических моделей в зависимости от характера математических зависимостей:
а) линейные, когда все зависимости связаны линейными соотноше-ниями, и нелинейные при наличии хотя бы частично нелинейных соотношений;
б) детерминированные, в которых учитываются только осредненные значения параметров, и вероятностные предусматривающие случайный характер тех или иных параметров и процессов;
в) статические, фиксирующие только один период времени, и динамические, в которых рассматриваются и рассчитываются параметры по различным периодам, этапам;
г) оптимизационные, в которых выбор элементов и самого процесса осуществляется с учетом экстремизации целевой функции, и неоптимизационные с заранее данным объемом выпуска, производства;
д) с высоким уровнем детализации, когда модель отображает многие факторы процесса или включает в себя большое число элементарных составляющих, и агрегированные укрупненные модели, где объединяются многие параметры, близкие по назначению.
Очевидно, что в каждой модели возможны различные сочетания этих признаков с определенным приоритетом одного из них.
Выбор модели осуществляется исходя из характера процесса, деятельности, его целевой направленности, необходимой информации и требований к точности получаемых решений. Формулировка модели требует главным образом глубокого понимания физического существа моделируемого явления, процесса и характера.
К моделям предъявляют два взаимопротиворечивых требования - адекватности (соответствия), с одной стороны, и простоты – с другой. В связи с этим в модель включают только наиболее существенные для проводимого исследования свойства.
До настоящего времени основной моделью управляемых систем служат простые графические методы в виде графиков Ганта – календарные линейные графики, на которых в масштабах времени показывают последовательность и сроки выполнения работ. Применяемые реже циклограммы отражают ход работ в виде наклонных линий в системе координат и являются, по существу, разновидностью линейного графика.
Линейный график прост в исполнении и наглядно показывает ход работы. Однако здесь динамическая система строительства представлена статической схемой, которая в лучшем случае может только отобразить положение на объекте, сложившейся в какой-то определенный момент. Линейный график не может отобразить сложность моделируемого в нем процесса, модель не адекватна оригиналу, форма модели вступает в противоречие с ее содержанием. Отсюда основные недостатки линейных графиков:
1) Отсутствие наглядно обозначенных взаимосвязей между отдельными операциями (работами); зависимость работ, положенная в основу графика, выявляется составителем только один раз в процессе работы над графиком (моделью) и фиксируется как неизменная; в результате такого подхода заложенные в графике технологические и организационные решения принимаются обычно как постоянные и теряют свое практическое значение вскоре после начала их реализации;
2) Негибкость, жесткость структуры линейного графика, сложность его корректировки при изменении условий; необходимость многократного пересоставления, которое как правило, из-за отсутствия времени не может быть выполнено;
3) Сложность вариантной проработки и ограниченная возможность прогнозирования хода работ;
4) Сложность применения современных математических методов и ЭВМ для механизации расчетов параметров графиков.
Все перечисленные недостатки снижают эффективность процесса управления при использовании линейных графиков.
Сетевая модель свободна от этих недостатков и позволяет формализовать расчеты для передачи на ЭВМ. В основе сетевого планирования лежит теория графов – раздел современной математики, сформировавшейся в качестве самостоятельного в последний период.
Техническое обеспечение (ТО) АСУ представляет собой комплекс технических средств, предназначенный для обеспечения работы автоматизированной системы управления за счет механизации и автоматизации процессов обработки информации.
Комплекс технических средств включает: устройства сбора регистрации данных; средства обработки, накопления и хранения данных; приборы и устройства приема и передачи данных ЭВМ; средства диспетчеризации и связи; средства организационной техники.
Аппаратура сбора и регистрации данных предназначена для фиксирования информации о ходе строительства объектов, их комплектации, работе бригад, машин, оборудования и т.п. Эта информация фиксируется на машинных носителях, которые разделяются на перфоносители, магнитные и полупроводниковые.
Ряд устройств регистрации данных представляет возможность для прямой передачи зафиксированных данных в каналы связи. Регистраторы данных устанавливаются в местах источников оперативной информации о ходе производства: в диспетчерской, на складах и т.п. При использовании ЭВМ для сбора и регистрации данных применяются различные устройства. Наиболее удобны для сбора данных терминалы, обеспечивающие непосредственную связь с ЭВМ, без использования машинных носителей и в том же масштабе времени.
Технические средства передачи данных включают каналы связи, аппаратуру передачи данных, средства сопряжения с ЭВМ. В АСУ используются как проводные, так и беспроводные каналы связи, в состав которых входят линии связи, линейные и коммутирующие устройства.
Средства передачи данных или аппаратура передачи данных (АПД) – это совокупность средств, обеспечивающих передачу-прием данных по каналам связи, включая устройства преобразования сигналов (УПС); защиту от ошибок; вызывные устройства.
УПС предназначены для преобразования дискретных сигналов, передаваемых оконечным оборудованием (терминалом, регистратором или АП) или устройством сопряжения с ЭВМ для передачи по каналу связи. УПС также обеспечивает обратное преобразование сигналов, принимаемых из каналов связи.
Для повышения достоверности передачи данных используется специальная аппаратура – устройства защиты от ошибок (УЗО). Связь с ЭВМ со стороны терминала или АП устанавливается вручную посредством обычного телефонного аппарата, имеющего переключатель, который обеспечивает соединение с каналом связи.
Устройства сопряжения АПД с ЭВМ бывают одноканальными, например модуль передачи данных А721-2, и многоканальными, которые называют мультиплексорами передачи данных (МПД). Они позволяют подключать к ЭВМ несколько каналов связи разного типа и сразными скоростями передачи данных.