книги / Основы автоматизации проектирования в строительстве

2. Иерархичность и декомпозиция описания объектов проектирования

Описание объекта проектирования должно быть по сложности согласовано с возможностями восприятия человеком и возможно­ стями имеющихся средств проектирования. Для этого объект про­ ектирования (система) расчленяется на составляющие ее элементы (подсистемы) в зависимости от основных целей проектирования и характера требований к его результатам, и между ними устанав­ ливаются все формы функциональной связи. Это приводит к появле­ нию иерархических уровней, а на каждом уровне - составных частей объекта проектирования.

Пример. При архитектурно-строительном проектировании промыш­ ленных предприятий выделяют иерархические уровни отдельных зданий, комплекса зданий, города, региона, на каждом из которых элементами являются системы предшествующего более низкого иерархического уровня.

На каждом иерархическом уровне используются свои понятия системы и элементов. Подобное деление продолжается вплоть до получения на некотором уровне элементов, описание которых даль­ нейшему делению не подлежит. Такие элементы называют базовыми элементами.

Таким образом, принцип иерархичности означает структу­ рирование объектов по степени детальности описаний, а принцип декомпозиции - разбиение объектов каждого уровня на составные части с возможностями их раздельного проектирования.

Пример. В технологической линии проектирования к р у п н о п а н е л ь н о г о здания можно выделить 5 таких уровней (рис. 1.1), и базовым элементом можно считать планировочную ячейку [1].

Как правило, структурирование объектов и соответствующее расчленение описаний осуществляются как по функциональному признаку, так и на основе выделения структурных элементов. Ос­ новное назначение структурной и функциональной моделей - полу­ чить информацию о системе проектирования строительного объ­ екта, требуемую для достаточно обоснованного выбора очередно­ сти разработки САПР.

Рис. 1.1. Иерархические уровни технологической линии проектирования крупнопанельного здания

Осуществив процедуру дифференциации системы, можно со­ ставить матричную модель объекта, записав все элементарные функции и структурные элементы в табличной форме. В ней каждая строка образует функциональную подсистему, а столбец —структуру ную. Сумма элементов любой строки матричной модели дает полный перечень функций, соответствующих структурному элементу, а сум­ ма элементов столбца, образуемого какой-либо функцией, дает пол­ ный перечень объектов, участвующих в ее реализации.

В матричной модели можно выделить подгруппы функциональ­ но связанных объектов и для них построить структурные графы,

совокупность которых составит обобщенную сетевую модель ооъ та проектирования.

Представление объекта в матричной и сетевой форме позволя ет сформировать исходную информацию и далее построить инсрор мационную модель проектируемого объекта для создания системы оригинала, соответствующей замыслу проектировщика.

Пример. Для выявления внутренней структуры объекта проект вания - п р о м ы ш л е н н о г о п р е д п р и я т и я , последнее расе вается как сложная система, состоящая из подсистем определ структурного состава, находящихся во взаимодействии ДРУГ с и выполняющих некоторые функции [57]. Для получения модели про ^ ленного предприятия с достаточно универсальными свойствами испо ся метод системного анализа структуры предприятия и протекающие процессов. К наиболее общим функциональным процессам промыт

Кроме расчленения описания объектов по степени подробности отражения свойств, при анализе системы еще необходимо выделить

системообразующий признак- аспект, определяющий главную цель проектирования. Дело в том, что сочетание одних и тех же элементов может представлять собой существенно разные системы.

Пример. Разветвленное городское хозяйство совершенно по-разному

представляется строителю, экономисту, историку. Все говорят «система»,

имея в виду совершенно разные вещи.

3. Многоэтапность и итерационность процесса проектирования

Проектирование как процесс развивается во времени и расчле­ няется на стадии, этапы, проектные процедуры и проектные операции.

При создании сложных систем, в том числе и САПР, в общем случае выделяют стадии предпроектных исследований, техническо­ го задания и технического предложения, эскизного, технического и рабочего проекта, испытаний и внедрения.

На стадиях предпроектных исследований технического зада­ ния и технического предложения на основании изучения сущест­ вующих объектов и систем, а также и потребностей в получении новых определяют основные принципы построения, исходные дан­ ные, основания для проектирования, формулируют техническое задание на проектирование системы (объекта), в том числе и для специализированных отделов и субподрядчиков. Эти стадии назы­ вают также стадиями научно-исследовательских работ (НИР).

На стадии эскизного проекта (говоря иначе, стадии опытно­ конструкторских работ - ОКР) проверяются корректность и реали­ зуемость основных принципов и положений, определяющих функ­ ционирование будущей системы. Для строительных объектов раз­ рабатываются предварительные архитектурные и конструкторские решения зданий, систем водоканализации (ВК), теплогазовентиляЦии (ТГВ), ЭЛ/СН, создается эскизный проект.

На стадии технического проекта выполняется всесторонняя проработка всех частей проекта, конкретизируются и детализиру­ ются технические решения, составляются предварительные сметы.

На стадии рабочего проекта формируется вся необходимая документация для изготовления системы (объекта): рабочие черте­ жи, сметы, спецификации, графики работ, разработка ПОС. Выпуск проекта включает согласования, экспертизу, утверждение проекта.

При проектировании строительных объектов, в соответствии с Инструкцией СНиП Н-01-95 предусмотрены три варианта стадий­ ности проектирования:

♦Одностадийное проектирование: рабочий проект (РП).

♦Двухстадийное проектирование: 1-я стадия - технико-эко­ номическое обоснование (ТЭО-проект); 2-я стадия - рабочая до­ кументация (РД).

♦В некоторых случаях проектная документация разрабатывает­ ся в три стадии. В первую очередь это относится к объектам (строй­ кам), финансируемым за счет инвестиций (займов) международных банков: 1-я стадия - экономическое обоснование (ЭО); 2-я стадия - инженерный проект (ИП); 3-я стадия - рабочая документация (РД).

Задачей ЭО, определяющей его содержание, является прогноз развития проектируемого объекта. Содержание ИП включает боль­ шинство разделов стадии «ТЭО-проект» и, кроме того, документа­ цию, предназначенную для проведения торгов за право выполнения строительства. Состав РД обычный, однако особенностью является то, что право ее разработки предоставляется строительной компа­ нии (или проектной фирме по ее выбору).

Этап процесса проектирования - это часть процесса проек­ тирования, включающая все описания объекта, относящаяся к одно­ му или нескольким иерархическим уровням и аспектам.

Например, стадия эскизного проекта промышленного предприятия

может включать следующие этапы: определение состава зданий и соору­ жений, выбор габаритов производственных помещений, компоновку одно­ этажных и многоэтажных промышленных зданий, разработку генерально­ го плана промышленного предприятия в целом.

Проектная процедура (задача) - часть этапа, выполнение ко­ торой заканчивается получением проектного региения. Каждой про­ ектной процедуре соответствует некоторая задача проектирования, решаемая в рамках данной процедуры.

Например: чертеж общего вида сооружения, расчет и чертеж (или

комплект чертежей) металлической конструкции, локальная смета.

Проектная операция —более мелкая составная часть процедуры.

Например: одна из проекций на чертеже железобетонной конструк­

ции, решение системы линейных алгебраических уравнений при выполне­

нии статического расчета сооружения.

Чаще всего решить проблему в целом с первого раза практиче­ ски не удается, системный анализ выполняется путем итераций, т.е. последовательных приближений и представляет собой неоднократ­ но повторяющийся цикл для получения необходимых результатов.

Это составляет понятиеитерационность процесса проектиро­ вания {повторное выполнение проектных процедур предыдущих этапов после выполнения последующих).

4.Типизация и унификация изделий (объектов)

исредств проектирования

Типизация и унификация приводят к упрощению и ускорению процесса проектирования, т.к. типовые элементы разрабатываются один раз, а применяются многократно.

В существующей системе проектирования объектов строи­ тельства можно выделить два основных направления: 1) типовое проектирование и 2) конкретное проектирование.

Т и п о в о е проектирование связано с большими объемами строительства, созданием мощной индустрии по производству строи­ тельных изделий заводского изготовления, стремлением к макси­ мальной сборности объекта. Это привело к унификации и типиза­ ции объемно-планировочных и конструктивных строительных решений, включая разработку унифицированных габаритных схем, каталогов индустриальных изделий, типовых деталей и уз­ лов сопряжений, на основе которых выполняются типовые про­ екты зданий и сооружений.

К о н к р е т н о е проектирование связано с созданием ком­ плексного проекта на определенный объект строительства в усло­ виях заданного места и времени его возведения. В конкретном про­ ектировании можно выделить проектирование массовых и индиви­ дуальных объектов. Здесь также широко используются результаты типового проектирования и по возможности применяются унифи­