АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ РАБОТ

В последние годы ведущие западные и, в меньшей степени, отечественные проектные фирмы осуществляли переход от компьютеризации отдельных, наиболее трудоемких, видов работ к системам автоматизированного проектирования (САПР), охватывающим весь процесс создания проекта, В результате показатель капиталовооруженности труда проектировщиков, например, в США увеличился за последние 20 лет в 30 раз, производительность труда – в 2,5 раза. За этот же период этот показатель в России и бывш. СССР увеличился на 5%.

В результате число проектировщиков в России примерно в 1,3 раза больше, чем в США, а объем выполняемых работ – вдвое ниже.

Вместе с тем созданию (или приобретению) САПР должен предшествовать тщательный экономический анализ. Опыт показывает, что для мелких и средних фирм выгоднее воспользоваться услугами сторонних специалистов, нежели создавать собственную систему со штатом специалистов.

К другим основным вопросам, которые надлежит решить при внедрении САПР, относятся:

1. адаптация организационной структуры фирмы к требованиям САПР, суть которой состоит в организации информационных потоков таким образом, чтобы избежать дублирования (или отсутствия) данных у различных участников процесса проектирования;

2. выбор программных средств и вычислительной техники с учетом того, что их обновление происходит каждые 5 – 6 лет;

3. решение вопроса о структуре используемого в системе банка данных. В общем случае в состав данных включают сведения об удельных расходах материалов, стоимости, компоновочных решениях, технологии, сроках строительства, а так­же о нормативах и типовых конструктивных решениях.

В качестве примера САПР, эффективно работающей во многих странах мира, можно привести мощную универсальную систему CADAD (США) с элементами искусственного интеллекта типа CAD/CAM (CAD – Computer Aided Design, CAM – Computer Aided Management), представляющую собой интегрированную автоматизированную систему для конструирования, проектирования, анализа и управления проектами.

Эту систему условно можно разделить на две части. Первая предназначена для проектирования объектов и состоит из:

PDMS – подсистемы компоновочного проектирования с блоками двух- и трехмерной графики;

SAS/SDB – подсистемы проектирования и анализа строительной части объекта с формированием чертежей;

FAS/FDS – подсистемы проектирования и анализа технологической части объекта с формированием чертежей;

QТО – подсистемы расчета потребности в материальных и трудовых ресурсах с оценкой в человеко-часах.

Вторая часть обеспечивает управление проектной деятельностью и включает:

AMS – систему управления (планирование);

QA – систему оценки и контроля качества (анализ эффективности работы по проекту);

SAD – систему документооборота по проекту со своей базой данных (подготовка информации для руководства компании и менеджеров проектов).

Интерфейсом CADAD связана с системой ARTEMIS, используемой собственно для календарного планирования.

Система обеспечивает быстрый ответ на запрос, а также гибкие и эффективные методы защиты информации от несанкционированного доступа. Графические данные могут сопровождаться текстовыми примечаниями, которые можно редактировать.

Система обеспечивает нанесение всех возможных видов размеров (в английской и международной системах единиц) с учетом различных правил их оформления, а также вычисление периметров и площадей фигур. Система содержит до 200 графических файлов пользователя и может одновременно выводить на экран данные из 20 файлов, осуществляет до 64 разрезов в виде чертежа. За графическими элементами и их группами могут закрепляться линии разных типов, а также цвета (до 120 одновременно используемых цветов из 4096 возможных).

Система автоматически создает изображения в перспективе с нанесением или удалением невидимых линий.

Одной из составных частей CADAD является модули для трехмерного проектирования сложных систем трубопроводов. Графическая база данных модуля содержит объемные элементы трубопроводов (соединения, краны, фланцы, трубы). Выбранный из библиотеки элемент автоматически приводится в соответствие с характеристиками трубопроводной системы проектируемой модели. Модуль осуществляет обработку чертежей и создает двух- и трехмерные изображения, включая построение изометрических моделей и ортогональных проекций объектов. Предусмотрен выбор деталей для трубопроводов, видов покрытий и типов изоляции согласно заданной спецификации.

На выходе программы пользователь получает три модели: новый двухконтурный чертеж стен с детальной прорисовкой дверных и оконных проемов, план с наложенной на него штриховкой и текстовый файл, содержащий информацию о фактах и причинах неудовлетворительного выполнения программы, указывающий на ошибки в чертежах.

Библиотека стандартных деталей и символов содержит около 1200 графических элементов и деталей конструкций, которые могут переноситься на рабочие чертежи. Детали из библиотеки можно использовать в первоначальном виде или модифицировать их применительно к особенностям проекта.

Система AUTOCADпредставляет собой профессиональную систему автоматизированного проектирования и выполнения чертежей, работа, которой основана на использовании недорогих микрокомпьютеров, используемых даже в небольшом проектном бюро или отделе. Их отличительными особенностями является низкая стоимость и высокая производительность, возможность выполнения широкого класса проектных задач. Стоимость системы колеблется в диапазоне от 6 до 10 тыс. дол.

Система AUTOCAD позволяет выполнить работу в более короткие сроки. Ее пользователи завершают выполнение чертежей в два-три раза быстрее, чем при традиционных методах, система многократно окупает себя при использовании.

Система AUTOCAD нашла весьма широкое распространение на российском рынке.

Специалисты Национальной аэрокосмической лаборатории (Нидерланды) разработали систему управления базами данных в области проектирования EDIPAS (Engineering Data Interactive Presentation and Analysis System).

Система обеспечивает требующуюся информацию для решения широкого класса задач в сфере проектирования. В отличие от обычных систем подобного типа разработанная система управления базами данных обеспечивает возможность хранения не только исходной, базовой информации, но и производной or нее, полученной в результате проведения промежуточных расчетов. Это обстоятельство имеет принципиальное значение в задачах проектирования, где необходимо проводить повторные расчеты, выполнение которых в значительной мере упрощается благодаря системе EDIPAS.

В последние годы все более широкое применение получают экспертные системы, представляющие собой новый этап роста интеллектуальности автоматизированных систем, развитых до такого уровня, при котором из множества фактов и данных создается возможность появления новой информации, аналогично тому, как это делает человек.

Экспертные системы включают в себя базы знаний, механизмы логического вывода и средства обучения и адаптации, что дает возможность качественно изменить характер взаимоотношений человека с ЭВМ: на смену традиционному при­кладному программированию приходит проблемно-ориентированное общение.

Человек задает цель, а интеллектуальная система выдает одно или несколько допустимых решений. Разработчик освобождается от массы рутинных функций анализа промежуточных результатов и получает возможность сконцентрировать свое внимание на действительно ключевых творческих аспектах проектирования.

Экспертные системы, используются в строительном проектировании, когда наряду с математическими инженерными расчетами требуется привлечение концепций, идей, суждений и опыта специалистов.

В США ведутся работы по "созданию и совершенствованию экспертных систем для проектирования и строительства, в числе которых можно назвать следующие:

1. Экспертная система для принятия решений о выборе строительных материалов. Эта система создается как прототип аналогичных систем в строительстве.

Система позволит, в частности, подбирать необходимые добавки для бетонов в зависимости от условий его работы. Система создается Центром по строительной технологии (СВТ).

В основу экспертной системы закладываются данные Американского института бетона (АС!). Комитет ACI подвергал экспертизе предлагаемую экспертную систему и рекомендовал ввести определенные улучшения в базу знаний о бетонах.

При создании базы знаний были использованы и другие документы, например, данные о коррозии металлов в бетонах и цементах.

2. Экспертная система для прогнозирования и управления инфильтрацией воздуха в зданиях.

Для работы экспертной системы развиваются модели предсказаний, вырабатываются требования к информации, которая обычно не используется в моделях.

В окончательном варианте система должна использовать имеющуюся информацию о зданиях, определять скорость инфильтрации как функцию погодных условий; определять потери тепла, конденсацию, качество воздуха в помещениях, рекомендовать соответствующие меры и проводить оценку их эффективности.