ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БЕСПАЛОВА Алла Вікторівна

УДК 65.8.5.011.56:65.01

МОДЕЛЮВАННЯ ПІДСИСТЕМ В АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМАХ

УПРАВЛІННЯ БУДІВНИЦТВОМ

05.13.06 – Автоматизовані системи управління і прогресивні

інформаційні технології

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата

технічних наук

Одеса - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Одеській державній академії будівництва і архітектури Міністерства

освіти і науки України на кафедрі організації будівництва і охорони праці.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Харитонов Анатолій Іванович

Одеська державна академія будівництва

і архітектури, завідувач кафедри організації

будівництва і охорони праці

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Козак Юрій Олександрович,

Одеська державна академія харчових

технологій, завідувач кафедри прикладної

математики та обчислювальної техніки

кандидат технічних наук, доцент

Мещеряков Володимир Іванович,

Одеська державна академія холоду,

завідувач кафедри систем

автоматизованого проектування

Провідна установа: Київський державний технічний університет

будівництва і архітектури Міністерства

освіти і науки України, кафедра проектного

менеджменту

Захист відбудеться 26 вересня 2002 р. о 1330 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д41.052.01 в Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. Одеса, проспект Шевченка, 1.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, проспект Шевченка, 1

Автореферат розісланий “21” серпня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Ямпольський Ю.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Функціонуючи в даний час автоматизовані системи управління складним виробничим процесом (СВП), зокрема будівництвом, фактично є автоматизованими системами забезпечення допоміжних проектно-організаційних завдань і обробки великого потоку інформації. При цьому характерно, що інформація містить нормативно-технічного дані, відомості по попередніх вишукуваннях перед проектуванням тощо. Тому такі АСУ не є, по суті, системами управління.

Проблема управляючої функції АСУ будівництвом (АСУБ), як і інших СВП, полягає у нерозв'язаності основної задачі – можливості вироблення варіантів управлінських рішень.

При аналізі складного виробничого процесу будівництва окремих споруд чи їх комплексів і вивченні питань організації будівельного виробництва виявляється необхідність врахування багатьох стохастичних даних про хід будівельно-монтажних робіт, про появу впливів при цьому дестабілізуючих факторів.

Протидію дестабілізуючим факторам (ДФ) у ході управління СВП можна забезпечити відповідними заходами і засобами стабілізації. Прогнозуючи можливі ДФ і створюючи конкретні системи забезпечення захисту від прояву їх впливів можна значно підвищити економічну і матеріальну ефективність капітального будівництва чи іншого СВП. Тому дослідження, спрямовані на вивчення заходів стабілізації і створення методів автоматизованого управління системами забезпечення ефективності зведення будівельних об'єктів, є дуже актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася у відповідності з науково-дослідною роботою кафедри організації будівництва та охорони праці Одеської державної академії будівництва і архітектури „Організаційно-технологічні аспекти будівельного виробництва і реконструкції діючих підприємств” та відповідно до мети господарчих договорів № 2512 “Обстеження, розрахунки і рекомендації щодо завершення будівництва об'єктів в/ч А-0958” і 22/2520 “Дослідження і розробка системи забезпечення безпечних і сприятливих умов праці столярного цеху”. Також результати використані у навчальному процесі Одеської державної академії будівництва та архітектури при викладанні курсів “Організація, планування і управління будівництвом” та “Охорона праці у будівництві”.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є створення інтегрованої АСУ СВП для підвищення ефективності функцій управління за рахунок підсистем забезпечення стабілізації основного виробничого процесу.

Об'єктом досліджень є складний процес будівельного виробництва.

Предмет дослідження – математична модель і алгоритми функціонування систем, що забезпечують ефективність здійснення проекту зведення будівельних об'єктів та їхніх комплексів.

Для досягнення цієї мети у роботі вирішені такі завдання: –

аналіз складу можливих ДФ у процесі здійснення проекту зведення будівельного об'єкта; –

вивчення комплексу елементів стабілізації, що складають досліджувані підсистеми; –

дослідження внутрішніх причинно-наслідкових зв'язків підсистем; –

розробка методичних основ і алгоритмів побудови моделей підсистем; –

обґрунтування теоретичних основ імітаційного моделювання динаміки підсистем і на цій основі створення методів розробки варіантів управлінських рішень.

Методи дослідження. Дисертація базується на основах теорії ідентифікації, що використовується при моделюванні подібних систем; теорій множин, імовірності, теорії експерименту при статистичній обробці фактичних дестабілізуючих факторів і заходів, що їм запобігають; комп'ютерного моделювання для порівняння варіантів управлінських рішень.

Наукова новизна роботи полягає у наступному:

– уперше запропоновано використання показника ризику при формуванні моделей систем дестабілізуючих факторів, що діють на протікання складного процесу (СП); –

запропонований метод апроксимації законів розподілу в околиці моди; –

вперше отримана універсальна функція розподілу екстремальних подій; –

побудовані моделі підсистем АСУБ типу автоматизованих систем забезпечення ефективності (АСЗЕ) складних процесів на базі показників ризику.

Практичне значення отриманих результатів.

Запропонований метод інтегрування в АСУ будівництвом автоматизованих підсистем забезпечення ефективності складного будівельного процесу дозволяє формувати моделі систем ДФ і заходів, що їм протистоять.

Під час завершення будівництва пятиповерхового житлового будинку у військовій частині А-0958 м. Одеси була розроблена система забезпечення ефективності і стабільності виробництва будівельно-монтажних робіт. У результаті обстеження й аналізу об'єкта незавершеного будівництва виявлені небезпечні і шкідливі виробничі фактори відповідно до діючої науково-технічної документації та розроблені заходи проти наднормативної дії дестабілізуючих факторів. Запропоновані варіанти управлінських рішень у результаті своєчасних і правильних дій привели до скорочення термінів ліквідації наслідків незавершеного будівництва, що значно знизило вартість будівельно-монтажних робіт за рахунок зниження експлуатаційних витрат від простою будівельної техніки і людських ресурсів.

Впровадження систем забезпечення безпечних і сприятливих умов праці у столярному цеху Одеської залізниці дозволило поліпшити умови праці, знизити ризик захворювання робітників та зменшити кількість нещасних випадків, що дало певний економічний ефект.

Ряд положень дисертації використано у навчальному процесі Одеської державної академії будівництва та архітектури при викладанні курсів “Організація, планування і управління будівництвом” та “Охорона праці у будівництві”.

Особистий внесок здобувача. Основні результати дисертаційної роботи отримані автором особисто. У роботах, опублікованих у співавторстві, автору належить: [1] – розробка алгоритмів, що дозволяють одержувати варіанти управлінських рішень; [2] – показана можливість і ефективність застосування АСУ будівництвом при зведенні фундаментів у складних інженерно-геологічних умовах; [3] – наведені статистичні дані дії небезпечних і шкідливих виробничих факторів на різних будівельних об'єктах; [4] – розроблений математичний механізм визначення імовірності екстремальних подій; [5] – обґрунтована ефективність використання елементів системного аналізу при проведенні ділових ігор; [6] – розроблена схема АСУ складним процесом; [7] – розроблена схема логічного дерева появи екстремальної і супутньої подій під час монтажу конструкцій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на міжнародних семінарах із проблем моделювання й оптимізації композитів – м. Одеса, 1997; м. Одеса, 1998; на Українській науково-технічній конференції з механіки ґрунтів і фундаментобудівництва – м. Одеса, 1997, міжнародній науково-методичній конференції “Удосконалення підготовки фахівців” – м. Одеса, 2001.

Публікації. За темою дисертації опубліковано 3 статті і тези 4 доповідей.

Структура роботи. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів, висновків і додатків: включає 124 сторінки основного тексту, 20 малюнків, 12 таблиць, список літератури з 136 найменувань і 3 додатки.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведена загальна характеристика роботи, яка підкреслює її актуальність, відповідність науковим програмам кафедри, наукову новизну та практичне значення, визначено об’єкт та предмет дослідження, сформульовані його мета та завдання.

Перший розділ присвячений аналізу сучасного стану автоматизованих систем управління складним процесом.

Безперечно те, що будівництво володіє усіма найбільш характерними рисами складних виробничих систем. До них відносяться: великий масштаб систем за числом складових елементів і виконуваних функцій; наявність функціональної цілісності, загального призначення і мети; складна багаторівнева ієрархічна структура; статистично розподілені за часом та характером зовнішні впливи.

Будівельні організації будь-якого рівня є динамічними системами, що знаходяться у стані постійної зміни і розвитку. Постійно змінюються райони й об'єкти будівництва, стан споруджуваного об'єкта, засоби і методи виконання робіт, склад і кваліфікація кадрів тощо.

У будівництві АСУ широко застосовувалося при:–

виробництві будівельних матеріалів;–

автоматизації промислової бази і складського господарства (облік надходження і видачі матеріалів, керування транспортом, система блокування);–

проектно-конструкторських розробках;

– розробці комплексу інтелектуальних програмних засобів експертної оцінки екологічних програм;

– моделюванні й оцінці систем безпеки й умов праці;

– розробці систем управління розвитком підприємства і т.д..

Виявлено, що сучасні АСУ будівництвом (АСУБ), як і багато інших складних виробничих систем, є, в основному, автоматизованими інформаційно-плановими чи звітними системами і не враховують впливу різних ДФ. Позначено труднощі, що виникають при протіканні складного будівельного процесу під час виконання проектів організації будівництва (ПОБ) та проведення робіт (ППР)

Представлені різні типи АСУ у будівництві та виявлені їхні недоліки.

Одна з автоматизованих систем, розроблена у свій час спеціалізованим науково-дослідним інститутом АН СРСР, мала назву АКОРД, і призначалася для вироблення й аналізу оптимальних показників оперативних планів її підрозділів.

НДІ будівництва Держбуду СРСР була розроблена система А-ПЛАН, призначена для автоматизованого формування річних, двох - і трирічних квартальних і оперативних планів, графіків потреби у ресурсах і т.д..

Перші АСУ в СРСР, відомі як системи сіткового планування і управління (СПУ) вичерпали себе досить швидко, тому що в цих системах не зважувалося завдання розподілу ресурсів і доцільного сполучення цілей і можливостей організації. У них вироблялися тільки первинні показники, а можливості коректування ускладнювались суб'єктивними причинами.

Проблема управляючої функції АСУ будівництвом, як і іншими СВП, складається в нерозв'язаності основного завдання – можливості вироблення варіантів управлінських рішень

Другий розділ присвячений моделюванню розширеної системи управління з використанням підсистем забезпечення, що інтегруються в АСУ СВП.

АСУ будівництвом (АСУБ) – складні системи з великою кількістю вхідних елементів та численними внутрішніми і зовнішніми зв'язками. У зв'язку з цим запропоновано вводити підсистеми забезпечення стабільності за окремими напрямками протікання СВП, тобто АСУ розподіляються на підсистеми, що у свою чергу підвищує ефективність управління основним процесом. Методика управління інтегрованої АСУБ передбачає попереднє проектування систем забезпечення (СЗ) стабілізації процесу зведення будівельного об'єкта. Таких систем може бути декілька: система забезпечення безпеки і сприятливих умов праці (СЗБУП), система забезпечення ефективності капвкладень (СЗЕК), система екологічної безпеки будівництва (СЕББ), система забезпечення якості будівництва (СЗЯБ) тощо (рис. 1).

При інтегруванні систем забезпечення в АСУБ вони стають автоматизованими підсистемами, удосконалюючи при цьому основну, управляючу функцію загальної автоматизованої системи.

Комплекс заходів щодо стабілізації СБП є множиною заходів і засобів, що забезпечують попередження появи факторів дестабілізації чи оперативне їх усунення і вплив на хід процесу з метою його стабілізації.

Підмножинами служать заходи, спрямовані проти можливих впливів конкретних видів дестабілізуючих факторів .

У будівельному виробництві виділяють такі групи можливих ДФ: –

множина факторів , що знижують нормативний рівень безпеки і сприятливих умов праці робітників, що працюють при зведенні і наступній експлуатації споруд;

множина факторів , що підвищують екологічну небезпеку; –

множина факторів , що знижують надійність і безпеку будівельних споруд чи їхніх комплексів;

множина факторів , що знижують заплановану довговічність будівельних об'єктів; –

множина дестабілізуючих факторів , що підвищують майбутні експлуатаційні витрати споруджуваних об'єктів; –

множина факторів , здатних знизити архітектурно-художню і функціонально-цільову цінність споруд при наступній їхній експлуатації;

множина факторів , що збільшують капітальні витрати на будівництво.

Вагомість кожного ного фактора з групи , проти впливу якого підібрані з науково-технічної документації заходи і засоби захисту , визначається в залежності від показника ризику , з яким дестабілізуючий фактор може перейти з потенційно нормативного стану в стан, що перевищує нормативний (екстремальний) за формулою:

, (1)

де: – повні виробничі витрати від наднормативної дії ДФ;

– імовірність появи екстремальної події .

Наведено методику визначення повних витрат будівельної організації від дії ДФ за рахунок збільшення вартості будівельно-монтажних робіт (БМР).

Зростання собівартості БМР обумовлено збільшенням тривалості будівництва, що викликає додаткові витрати на експлуатацію будівельних машин, додаткову заробітну плату робітникам, веде до втрат інвестора (замовника) від “заморожування” капітальних вкладень тощо.

При проектуванні СЗБУП фактичні витрати, що може понести підприємство у результаті наднормативних впливів небезпечних та шкідливих виробничих факторів, залежать від витрат, пов'язаних з тимчасовою непрацездатністю працюючих при їх захворюванні чи загибелі, витрат через простої виробництва, ушкодження чи втрати устаткування, витрат, пов'язаних з підготовкою робочих кадрів у зв'язку з заміною працівників, що одержали виробничі травми, профзахворювання і вибули через несприятливі умови праці і т.д..

Імовірності в залежності від характеру ДФ обчислюються різними методами (статистичними, комбінаторними, геометричними, байєсовськими тощо).

Показник ризику (1) дозволяє знайти вагомість небезпечного фактора у загальній потенційній небезпеці виникнення сумарного збитку з появою екстремальних подій .

Показник вагомості того фактора може бути визначений з наступної залежності:

, (2)

де: – загальне число дестабілізуючих факторів;

– коефіцієнт біфуркації.

Шкалірування ДФ проводилося з використанням методів дисперсійного аналізу. Для цього матриця частот ДФ приймається головним джерелом інформації для визначення коефіцієнтів вагомості. Аналіз -відносини Фішера зводиться до проблеми власних значень

,

де: – квадратні матриці з елементами

, .

Коефіцієнти вагомості ДФ визначаються власним вектором, що відповідає найбільшому власному числу. Розподіл вектора приймається нормальним із щільністю імовірності

,

де: – вектор середніх значень; – коваріаційна матриця.

Узагальнення законів розподілу екстремальних подій отримано на основі вимоги збігу найбільш імовірних значень випадкових величин діючого та апроксимуючого розподілів. У такий спосіб показано, що в околиці моди всі одномодальні розподіли можна апроксимувати рівнянням Пірсона:

,

де: – мода розподілу;

-коефіцієнти, що визначають тип розподілу екстремальних подій (табл.1):

Таблиця 1

Ознаки розподілу екстремальних подій

N | Найменування розподілу | Ознаки розподілу

1 | Показовий

2 | Нормальний | - невизначено

3 | Гамма-розподіл

4 | Логнормальний розподіл

5 | Розподіл Вейбула

– рішення системи (3):

; . (3)

Множина відомих розподілів таблиці 1 доповнюється новим універсальним розподілом

, (4)

де: – мода;

– модальне значення функції розподілу;

– коефіцієнти рішення задачі Коші

(5)

,

де: – модальне значення щільності імовірності.

Невідомі параметри знаходимо методом моментів, що зводиться до рішення лінійної системи рівнянь при =1,…,5:

, (6)

де: – початковий момент -того порядку;

– квадрат одиниці часу.

Показник вагомості будь-якого заходу, що протистоїть впливу конкретного того дестабілізуючого фактора, визначається за формулою:

, (7)

У нормативному стані системи забезпечення створюються таким чином, що “набір паралельних” підсистем складається з ряду заходів . Кожний з таких рядів містить елементи, тобто , розташовані в строго визначеній послідовності по зменшенню їхньої значимості “ ” і показників вагомостей. Теоретичні дослідження і численні експерименти дозволяють побудувати схему створення протидій заходів і засобів (множина нормативних чи проектних заходів ) потенційно можливому впливу будь-якого того ДФ.

На рис. 2 показано, що негативному впливу будь-якого дестабілізуючого фактора можна протиставити позитивний вплив одного (теоретично) чи декількох заходів , з огляду на різноманіття можливостей деяких факторів.

Теоретично ці (чи це ) заходи можуть своєю протидією не допустити наднормативного впливу фактора. Однак імовірність такої події залежить від багатьох стохастичних впливів: надійності засобів, що забезпечують постійну готовність до позитивного впливу; стану виконавців, що здійснюють заходи і т.д.. Тому на практиці кожному з при проектуванні систем забезпечення “додають” декілька підтримуючих (супутніх) заходів

, що забезпечують (див. рис. 2) зниження імовірності “відмовлення” першопричинних заходів, тобто події .

Дослідження стохастичних даних за складними технологічними процесами і виникаючими при цьому дестабілізуючими факторами показали, що розподіл за ранжиром показників вагомості таких факторів і показників вагомості відповідних стабілізуючих заходів можна представити, використовуючи математичні моделі (2) і (7), графічно, як це показано на рис. 3.

У третьому розділі наведена вихідна інформація щодо створення підсистем інтегрованої АСУ складним процесом, що попередньо створюються в їхньому нормативному стані, тобто з обліком припустимих нормативно-технічних документів чи передбачаються проектами, технологічними картами і т.д.. затвердженою документацією можливих припустимих ДФ, імовірностей виникнення підвищених параметрів їхнього впливу. У такому стані підсистеми функціонують паралельно протіканню СВП до того моменту, поки фактори не починають діяти наднормативно чи коли виникають нові, не передбачені проектом систем забезпечення (СЗ) фактори дестабілізації. У цьому випадку виникають екстремальні події , що вимагають нових чи додаткових заходів стабілізації і моделювання зміненого поточного стану підсистеми.

Схема організації інформаційних потоків наведена на рис. 4.

Якщо у якості підсистеми АСУ складним виробничим процесом розглядається система забезпечення безпеки умов праці, то збір оперативної інформації здійснюється службою охорони праці будівельних ділянок.

У випадку розробки підсистеми АСУ СБП, як системи забезпечення ефективності кап-вкладень (СЗЕК), оперативна інформація надходить з виробничо-технічного і планово-економічного відділів будівельно-монтажного тресту чи іншого виду будівельного виробничого об'єднання. При цьому інформаційні потоки будуть складатися з даних про зміни у будівельному виробництві, що стосуються погрози заміни проектних матеріалів чи конструкцій на більш дешеві через удавану безвихідність положення і при зупинці будівництва. Інформаційні дані будуть давати можливість визначити майбутнє подорожчання фактичних капвкладень у порівнянні з затвердженими (передбаченими проектом).

При створенні систем забезпечення різного роду захисту від ДФ, їхнього моделювання і наступному функціонуванні у службу обробки оперативної інформації надходять значні за глибиною і понятійному обсязі інформаційні потоки. Для їхньої обробки і підготовки до введення в машинну базу вихідних і операційних даних розроблена ефективна методика кодування і технології передачі інформації: кодова подача змісту вимог нормативно-технічної документації та інших джерел обґрунтування проектно-управлінських рішень. Така методика передачі інформації використовується на всьому протязі процесу функціонування інтегрованої АСУ СВП.

Характерно, що при функціонуванні інтегрованої АСУ СПП із підсистемами типу “СЗ”, постійний потік оперативної інформації готовності заходів від виробничих об'єктів до комп'ютерної мережі діє безупинно.

Інформація вноситься у комп'ютер для прогнозування машинного імітаційного моделювання і вироблення можливих варіантів управлінських рішень.

Введена в машинну базу вихідна інформація піддається подальшій поточній обробці, що дозволяє використовувати загальний алгоритм моделювання нормативного стану “систем забезпечення” і їхнього стану в сучасний момент “” часу функціонування АСУ СВП.

Приймаючи за основу теоретичні передумови з структуризації, моделювання динаміки систем забезпечення стабілізації й ефективного управління інтегрованої АСУ СВП, були розроблені алгоритми, що дозволяють “побудувати” модель самих СЗ і моделювати процеси їх інверсій при функціонуванні загальної системи. Це: –

алгоритм обробки вихідної інформації; –

алгоритм формування підсистем й моделювання їх нормативного стану; –

алгоритм моделювання систем забезпечення в їхньому нормативному стані.

Запропоновані методика і технологія передачі інформації дозволяють безупинно й ефективно функціонувати всім підсистемам, а також формувати варіанти управлінських рішень, підвищуючи тим самим рівень управлінської складової функції АСУ складним виробничим процесом.

У четвертому розділі розглянута методика моделювання інверсії СЗ, тобто прогнозування небажаних (небезпечних чи шкідливих, економічно невигідних і т.д.) змін СВП. Зміна стану систем забезпечення відбувається звичайно за рахунок невиконання (відмови) деяких заходів, здійснюваних для підтримки стабільності “ходу” СВП. Але інверсія СЗ може відбутися від додавання нових заходів і засобів, що вводяться у систему профілактично. Тому запропонована методика обліку цих змін і розроблений алгоритм “Моделювання підсистем на момент часу ”. За допомогою алгоритма здійснюється обробка оперативної поточної інформації і введення її з-за поза- машинної бази даних у машинну.

Для проведення обґрунтованого аналізу станів СВП і систем забезпечення захищеності його від різних дестабілізаторів у даній дисертаційній роботі введені показники станів СЗ, тобто підсистем АСУ СВП і розроблені їхні математичні моделі. Це:

– вагомість системи , обумовлена як сума усіх вагових показників , виконаних ;

– коефіцієнт - надійності забезпечення захисту від дестабілізуючих факторів, дорівнює відношенню вагомості системи до суми усіх вагових показників у нормативному стані;

– показник відносного рівня можливої дестабілізації, рівний

– коефіцієнт захищеності (чи безпеки) від впливу конкретного -того фактора чи групи специфічних факторів, дорівнює відношенню суми показників вагомостей, виконаних заходів до суми показників вагомостей всіх нормативних, передбачених проектом, заходів, що запобігають впливу цих факторів.

Управлінське рішення формується у результаті аналізу множини перемінних , викликаних змінами у системі забезпечення стабільності СВП. Однак ця множина містить ряд підмножин , пов'язаних зі змінами в рядах стабілізуючих заходів. Таким чином, кожне конкретне управлінське рішення пов'язане з параметрами ряду заходів через перемінні і перемінними , викликаними змінами в -тих факторах.

Можна записати, що управлінське рішення “ ” є функцією:

,

де: - показник ризику наднормативного впливу дестабілізуючого фактора, що виникає до моменту часу “” чи змінився до цього моменту через зрослу імовірність екстремальної події, пов'язаної з цим -им фактором;

- коефіцієнт захищеності СВП від впливу дестабілізуючого конкретного фактора чи групи “родинних”, що показує на момент часу “ ” частку захищеності від нормативної (проектної);

- перемінні, що коректують значення вартісних витрат на виконання дестабілізуючих факторів для подальшого функціонування нової підсистеми в інтегрованій АСУ СВП.

У результаті створені основи методу формування різних за своєю спрямованістю варіантів управлінських рішень, що у свою чергу дає можливість суб'єкту управління за допомогою АСУ приймати остаточні інтелектуально обґрунтовані рішення.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі за результатами досліджень виконане наступне:

1. Попереднє вивчення стану досліджень показало, що автоматизовані системи управління складним будівельним виробництвом на практиці основну функцію – безпосереднє управління – фактично не виявляють. Сфера їхнього функціонування зводиться до допоміжних операцій з автоматизації рутинної діяльності щодо обробки даних допроектних вишукувань, проектних розрахунків, підготовки інформаційних планово-звітних документів.

2. У результаті проведених досліджень вивчені функціонально-цільові і причинно-наслідкові зв'язки у системах забезпечення, і на основі наукових досліджень розроблений метод побудови комплексних кілець стабілізуючих заходів – елементів систем забезпечення захищеності складних виробничих процесів від дестабілізуючих факторів.

3. Запропоновано методику створення підсистем інтегрованої АСУ складними виробничими процесами, що представляють собою системи забезпечення (СЗ) захищеності СВП та їхнього моделювання. Критерієм адекватності моделей є прийнята закономірність побудови ранжиру ДФ за показником ризику.

4. Використано систему рубрикації нормативно-технічних документів для організації ефективної технологічної схеми передачі об'ємної інформації про специфічні особливості дестабілізуючих факторів та елементах СЗ – заходах щодо збереження проектної стабільності СВП.

5. Розроблено алгоритми імітаційного моделювання СЗ і прогнозування екстремальних подій.

6. Отримано математичну модель розподілів екстремальних подій при побудові СЗ і їхньому моделюванні, які включають п'ять відомих законів розподілу відмови теорії надійності та універсальний розподіл (4).

7. Виявлено, що апроксимацію щільності імовірності екстремальних подій доцільно починати з оцінки параметрів розподілу Пірсона.

8. Показано, що прогноз екстремальних подій варто проводити з залученням поняття умовної імовірності їхньої появи.

9. Отримана можливість моделювати зміни станів підсистем (СЗ) АСУ складними виробничими процесами дозволяє формувати економічно обґрунтовані варіанти управлінських рішень (ВУР).

10. Запропоновано систему основних показників, що характеризують різні стани систем забезпечення захисту від дестабілізуючих факторів. Ця система сприяє управляючому суб'єкту вибирати з ВУР актуальні управлінські рішення.

СПИСОК ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Харитонов А.И., Беспалова А.В. Компьютерное моделирование и управление сложными процессами // Тез. докл. на ХХХVI междунар. семинаре по проблемам моделирования и оптимизации композитов, 17–18 апр. 1997. – Одесса, 1997. – С. 100 – 101.

2. Беспалова А.В., Харитонов А.И. Структура АСУ возведением сложных фундаментов // Тез. докл. 3 Укр. науч.-техн. конф. по механике грунтов и фундаментостроению, 17–19 сентября 1997. – Одесса, 1997. – Т.1. – С. 199.

3. Беспалова А.В., Харитонов А.И. Моделирование подсистем в АСУ строительством / Моделирование в материаловедении. Proceedings of the 37th International Seminar on Modeling and Optimization of Composites, 5–6 May 1998. – Одесса, 1998 – С.169.

4. Харитонов А.И., Беспалова А.В., Кедь А.А. Значимость дестабилизирующих факторов и мер стабилизации в АСУ сложными процессами // Труды Одес. политехн. ун-та – Одесса, 2000. – Вып. 1(10). – С. 148 – 151.

5. Беспалова А.В., Хоменко О.И. Управление реализацией проекта // Тез. докл. VІ мiжнар. наук.-метод. конф. “Удосконалення пiдготовки фахівців”, 28–30 трав. 2001 р. – Одесса, 2001. – С. 105.

6. Беспалова А.В., Харитонов А.И. Подсистемы АСУ по стабилизации сложных процессов // Труды Одес. политехн. ун-та – Одесса, 2001. – Вып. 1(13). – С. 123 – 125.

7. Беспалова А.В., Харитонов А.И. Основы моделирования систем обеспечения безопасных условий труда в строительстве // Вісник Одеськ. держ. академії будів. та архіт-ри. – Одеса, 2001. – Вип. 3. – С. 152 – 156.

Беспалова А.В. Моделювання підсистем в автоматизованих системах управління будівництвом. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – “Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології”. Одеса: ОНПУ, 2002.

Дисертація присвячена створенню інтегрованої АСУ складним виробничим процесом (СВП) для підвищення ефективності функцій управління за рахунок введення підсистем забезпечення стабілізації основного виробничого процесу.

Визначено недостатність забезпечення функцій управління складним виробничим процесом сучасними АСУ. Виявлено актуальність задачі підвищення її ефективності. Розроблено методику створення підсистем СВП і їхнього моделювання. Критерієм адекватності моделей є прийнята закономірність побудови ранжиру ДФ за показником ризику.

Запропоновано нову інформаційну технологію передачі об'ємної інформації за допомогою певного способу кодування джерел.

Розроблено алгоритми імітаційного моделювання систем забезпечення (СЗ) для нейтралізації впливів ДФ.

Застосовані логнормальний закон і закон Вейбула методом їхньої апроксимації в околиці моди, де зосереджені найбільш імовірні екстремальні події. Вперше отримана універсальна функція розподілу екстремальних подій.

Створено базу для прогнозування і розробки варіантів управлінських рішень.

Під час завершення будівництва п’ятиповерхового будинку в м. Одесі була застосована система забезпечення ефективності, що дало можливість знизити простої робітників та механізмів, скоротити строк будівництва.

В столярному цеху Одеської залізниці впроваджені системи забезпечення сприятливих та безпечних умов праці привели до зниження захворювань і нещасних випадків.

Запропоновані методи й алгоритми впроваджені у навчальний процес на кафедрі організації будівництва та охорони праці Одеської державної академії будівництва і архітектури при курсовому і дипломному проектуванні.

Ключові слова: складний виробничий процес, дестабілізуючі фактори, засоби стабілізації, системи забезпечення, імовірність екстремальної події, показник ризику, імітаційне моделювання, управлінські рішення.

Bespalova A.V. Modeling of subsystems in automatic control systems of building. – Manuscript.

Dissertation for obtaining the scientific degree of Engineering Sciences Candidate on specialty 05.13.06 – “Automatic control systems and progressive informational technologies”. Odessa National Polytechnic University, Odessa, 2002.

The thesis is devoted to creating an integrated automated control system of a complex production process in order to increase the efficiency introducing provision subsystems of stabilization of the main production process.

Deficiency of provision of the function of control over a complex production process by modern automated control systems has been revealed. The actuality of the problem increasing its efficiency has been exposed. The methods of creating subsystems of complicated production process and their modeling have been elaborated.

The scale of destabilizing factors by risk index has been accepted as the criterion of the adequacy of the models. The Universal function of distribution of extremal events has been worked out for the first time.

The new information technology of transmitting volumes information with the help of a certain way of encoding the sources has been introduced.

Algorithms of imitative modeling of provision systems for neutralization of the influence of destabilizing factors have been worked out.

Logarithmic normal law and law of Waybull have been used by the way of their approximization in the neighborhood maximum values, where the most probable extremal events are concentrated.

Database for prognosis and developing variants of control decisions has been created.

The suggested methods and algorithms have been introduced into the educational process while designing course papers and diplomas at the chair department of organization of construction engineering and labor protection of Odessa State Academy of building and architecture.

Keywords: complex production process, destabilizing factors, measures of destabilization, provision systems, probability of extremal events, risk index, imitative modeling, control decisions.

Беспалова А.В. Моделирование подсистем в автоматизированных системах управления строительством. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – “Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии”. Одесса: ОНПУ, 2002.

Диссертация посвящена созданию интегрированной автоматизированной системы управления сложным производственным процессом (СПП) для повышения эффективности функций управления за счет введения подсистем обеспечения стабилизации основного производственного процесса.

Определена недостаточность обеспечения функций управления СПП современными АСУ. Выявлена актуальность задачи повышения ее эффективности при возведении строительного объекта. При любом СПП возникает множество дестабилизирующих факторов. Противостоять их воздействиям могут специфические мероприятия стабилизации. Эти мероприятия образовывают системы, являющиеся, по сути, подсистемами АСУ сложными процессами. Разработана методика создания подсистем по отдельным направлениям протекания СПП, т.е. АСУ разделяются на подсистемы, которые в свою очередь повышают эффективность управления основным процессом. Методика управления интегрированной АСУС предусматривает предварительное проектирование систем обеспечения (СО) стабилизации процесса функций управления СПП. При интегрировании систем обеспечения в АСУС они становятся автоматизированными подсистемами, совершенствуя при этом основную, управляющую функцию общей автоматизированной системы.

Приведена укрупненная расширенная модель управления системой обеспечения эффективности строительства. Критерием адекватности моделей принят ранжир дестабилизирующих факторов (ДФ) по показателю риска, который зависит от вероятности появления экстремального события и полных производственных потерь строительной организации от сверхнормативного действия ДФ. Полное множество дестабилизирующих факторов любого СПП может быть определено экспертным методом.

Изменение состояний “систем обеспечения” может быть описано машинным моделированием с использованием метода, применяемого при моделировании их в нормативном состоянии, но с учетом оперативных данных изменений параметров элементов систем.

Применены логнормальный закон и закон Вейбула методом их аппроксимации в окрестности моды, где сосредоточены наиболее вероятные экстремальные события. Получена математическая модель распределения экстремальных событий при построении СО и их моделировании, которая включает пять известных законов распределения отказов теории надежности и универсальное распределение.

Выявлено, что аппроксимацию плотности вероятности экстремальных событий целесообразно начинать с оценки параметров сглаживающего распределения Пирсона.

Показано, что прогноз экстремальных событий следует делать с привлечением понятия условной вероятности их появления.

Предложена новая информационная технология передачи объемной информации при помощи определенного способа кодирования источников.

Разработаны алгоритмы имитационного моделирования СО для нейтрализации воздействий дестабилизирующих факторов.

Предложенные методика и технология передачи информации позволяет непрерывно и эффективно функционировать всем подсистемам, а также формировать варианты управленческих решений, повышая тем самым уровень управленческой составляющей функции АСУ сложным производственным процессом.

Предложенные методы и алгоритмы внедрены в учебный процесс на кафедре организации строительства и охраны труда Одесской государственной академии строительства и архитектуры при курсовом и дипломном проектировании, а также использованы при завершении строительства жилого дома в г. Одессе и создании системы обеспечения безопасных условий труда для столярного цеха Одесской железной дороги.

Ключевые слова: сложный производственный процесс, дестабилизирующие факторы, меры стабилизации, системы обеспечения, вероятность экстремального события, показатель риска, имитационное моделирование, управленческие решения.