Оперативное планирование и управление строительным производством (С-12) (стр. 3 )

Результаты каждого этапа разработки линейного календарного план-графика должны быть тщательно выверены, ибо ошибки, как правило, не компенсируемы на последующих этапах. Например, если на первом этапе объем какой-либо работы оценен неправильно, неверным будет и ее продол-жительность, и сроки ее выполнения, то-есть и оптимизация будет мнимой. При определении трудоемкости работ необходимо уделять особое внимание реальности проводимых расчетов, учету конкретных условий работы, которые могут существенно отличаться от принятых в нормах. Поэтому составитель календарного плана должен быть хорошо знаком с фактичес-кими условиями строительства.

Главный недостаток линейных календарных план-графиков - сложность их корректировки при нарушениях первоначальных сроков работ или изме-нении условий их проведения. Эти недостатки устраняют при использовании другой формы план-графиков календарного планирования - сетевых.

Сетевые план-графики календарного планирования

Сетевой график основан на использовании другой модели - графа (или «сети Петри»).

Граф - множество вершин и набор упорядоченных или неупорядоченных пар вершин. Говоря более привычным для инженера (но менее точным) языком, граф - это набор кружков (прямоугольников, треугольников и проч.), соединенных направленными или ненаправленными отрезками. В этом случае сами кружки (или другие используемые фигуры) по терминологии теории графов будут называться «вершинами», а соединяющие их ненаправленные отрезки – «ребрами», направленные (стрелки) - «дугами». Если все отрезки направленные, граф называют ориентированным, если ненаправленные - неориентированным.

Наиболее распространенный тип сетевого графика представляет систему кружков и соединяющих их направленных отрезков (стрелок), где стрелки отображают работы (СМР), а кружки на их концах («события») - начало или окончание этих работ (фрагмент сетевого графика показан ниже).

Рисунок показывает упрощенно лишь одну из возможных конфигураций сетевого графика, без данных, характеризующих сами планируемые работы. Фактически на сетевом графике приводят множество сведений о произво-димых работах. Над каждой стрелкой пишут наименование работы, под стрелкой - продолжительность этой работы (в сменах). В разделенных на секторы кружках также содержится информация (фрагмент сетевого графика с такими данными представлен ниже).

В графике могут использовать пунктирные стрелки – «зависимости» (или «фиктивные работы»), не требующие ни времени, ни ресурсов. Они указывают на то, что «событие», на которое направлена пунктирная стрелка, может происходить только после свершения события, из которого исходит эта стрелка. В сетевом графике не должно быть тупиковых участков, каждое событие должно быть соединено сплошной или пунктирной стрелкой (или стрелками) с каким-либо предшествующим (одним или несколькими) и последующим (одним или несколькими) событиями.

Начальное событие располагают обычно с левой стороны графика, конечное - с правой.

Путь - последовательность стрелок, в которой начало каждой после-дующей стрелки совпадает с концом предыдущей; его обозначают как последовательность номеров событий. В сетевом графике между начальным и конечным событиями может быть несколько путей. Путь, имеющий наибольшую продолжительность, называют критическим. Критический путь определяет общую продолжительность работ. Все остальные пути имеют меньшую продолжительность, и поэтому в них выполняемое работы имеют резервы времени. Критический путь обозначают на сетевом графике утолщенными или двойными линиями (стрелками).

Особое значение при составлении сетевого графика имеют два понятия:

● раннее начало работы - срок, раньше которого нельзя начать данную работу, не нарушив принятой технологической последовательности; это наиболее долгий путь от исходного события до начала данной работы;

● позднее окончание работы - самый поздний срок окончания работы, при котором не увеличивается общая продолжительность работ; самый короткий путь от данного события до завершения всех работ.

При оценке резервов времени удобно использовать еще два вспомо-гательных понятия:

● раннее окончание - срок, раньше которого нельзя закончить данную работу; равен раннему началу плюс продолжительность данной работы;

● позднее начало - срок, позже которого нельзя начинать данную работу, не увеличив общую продолжительность строительства; равен позднему окончанию минус продолжительность данной работы.

Если событие является окончанием лишь одной работы (т. е. в него направлена только одна стрелка), то раннее окончание этой работы совпадает с ранним началом последующей.

Общий (полный) резерв - наибольшее время, на которое можно задержать выполнение данной работы, не увеличивая общую продолжите-льность работ; это разность между поздним и ранним началом (или поздним и ранним окончанием - что то же самое).

Частный (свободный) резерв - наибольшее время, на которое можно задержать выполнение данной работы, не меняя раннего начала последую-щей. Этот резерв возможен только тогда, когда в событие входят две или более работы (зависимости), т. е. на него направлены две или более стрелки (сплошные или пунктирные). Тогда лишь у одной из этих работ раннее окончание будет совпадать с ранним началом последующей работы, для остальных же это будут разные значения. Эта разница у каждой работы и будет ее частным резервом.

Кроме рассмотренного типа сетевых графиков, в котором вершины графа («кружки») отображают события, а стрелки - работы, существует другой тип, в котором вершинами являются работы. Различие между этими типами непринципиальное - все основные понятия (раннее начало, позднее окончание, общие и частные резервы, критический путь и т. д.) сохраняются неизменными, отличаются лишь способы их записи.

Построение сетевого графика второго типа основано на том, что раннее начало последующей работы равно раннему окончанию предыдущей. Если данной работе предшествует несколько работ, ее раннее качало должно быть равно максимальному раннему окончанию предыдущих работ. Расчет поздних сроков ведется в обратном порядке - от завершающий к исходной, как и в сетевом графике «вершины - события».

У завершающей работы позднее и раннее окончание совпадают и отражают продолжительность критического пути. Позднее начало последую-щей работы равно позднему окончанию предыдущей. Если за данной работой следует несколько работ, то определяющим является минимальное значение из поздних начал.

Сетевые графики «вершины - работы» появились позже графиков «вершины - события», поэтому они менее известны, их реже рассматривают в учебной и справочной литературе. Тем не менее, они имеют свои преи-мущества, в частности их легче строить и легче корректировать.

При корректировке графиков «вершены - работы» их конфигурация не меняется, у графиков же «вершины - события» такие изменения исключить не удается. В настоящее время составление и корректировка сетевых графиков автоматизированы и для пользователя, которому важно знать лишь последовательность работ и их резервы времени, не имеет особого значения, каким способом сделан график, т. е. какого он типа. В современных спе-циализированных пакетах компьютерных программ планирования и опера-тивного управления в основном используют тип «вершины - работы».

Корректировку сетевых графиков производят на этапах их составления и использования. Она состоит в оптимизации строительных работ по времени и по ресурсам (в частности по движению рабочей силы). Если, например, сетевой график не обеспечивает выполнения работ в необходимые сроки (нормативные или установленные контрактом), то производят его корректи-ровку по времени, т. е. сокращают продолжительность критического пути. Обычно это делают за счет резервов времени некритических работ и со-ответствующего перераспределения ресурсов за счет: ● привлечения допол-нительных ресурсов; ● изменения организационно-технологической последо-вательности и взаимосвязи работ. В последнем случае у графиков «вершины - события» приходится менять их конфигурацию (топологию).

Корректировку по ресурсам производят построением линейных календарных план-графиков по ранним началам, соответствующих тому или иному варианту сетевого графика, и корректировки этого варианта.

Автоматизированные системы управления строительством обычно вк-лючают компьютерные программы, в той или иной мере автоматизирующие практически все этапы составления и корректировки сетевых графиков.

Строительные генеральные планы

Строительный генеральный план (стройгенплан) - это план участка строительства, на котором показаны расположение строящихся объектов и расстановка монтажных грузоподъемных механизмов, а также всех прочих объектов строительного хозяйства: складов строительных материалов и конструкций, бетонных и растворных узлов, временных дорог, временных помещений административного, санитарно-гигиенического, культурно-быто-вого назначения, сетей временного водоснабжения, энергоснабжения, связи и т. д. В зависимости от охватываемой площади и степени детализации строительные генеральные планы могут быть объектным (в ППР) или общеплощадочным (в ПОС).

Для крупных строек кроме стройгенпланов, в ПОС составляют ситуа-ционный план, характеризующий строительно-хозяйственные условия рай-она, где расположена стройплощадка. На ситуационном плане указывают, кроме места расположения строительства, существующие предприятия стройиндустрии - карьеры по добыче песка, гравия, заводы по изготовлению железобетонных, конструкций, кирпича, металлоконструкции; автомобиль-ные и железные дороги; водные пути сообщения; линии электропередачи и др. При строительстве оросительных и осушительных систем дополнительно указывают границы и площадь орошаемых и осушаемых систем территории с указанием очередности их ввода, границы строительных и эксплуатацио-нных участков. При строительстве гидроузлов указывают границы отвода и затопления территорий, обводные каналы, мосты.

При проектировании организации строительства стремятся максимально использовать для нужд стройки существующие объекты хозяйственной деятельности - предприятия стройиндустрии, энергоснабжения, здания и т. д. Только при отсутствии таких объектов или недостаточной их мощности проектируются временные сооружения аналогичного назначения.

Общеплощадочный стройгенплан не только охватывает строительную площадку, но включает все ее объекты. Он состоит из графической части и пояснительной записки, где обосновывают все решения графической части. Графическая часть включает: ● собственно план стройплощадки; ● эксплу-атацию объектов плана (временных и постоянных); ● условные обозначения; ● фрагменты плана (технологические схемы); ● технико-экономические показатели; ● примечания.

Масштаб общеплощадочного строительства принимают равным 1:1000, 1:2000 или 1:5000. Составление общеплощадочного стройгенплана начинают с размещения дорог для внутрипостроечного транспорта и параллельно с этим выбирают места для общеплощадочных складов и механизированных установок. После этого размещают основные объекты строительного хозяй-ства. Последними проектируют временные сети водопровода, электроснаб-жения, теплоснабжения и др.

При проектировании объектов строительного хозяйства обычно руково-дствуются результатами расчета потребности в этих объектах и специа-льными правилами их размещения. Например, расстояния от бытовых помещений до пунктов питания не должно быть более 300-600м (в зави-симости от длительности перерыва), до санитарно-бытовых помещений - не более 200м, до места производства работ - не менее 50м.

Противопожарные разрывы между временными помещениями должны быть 10-20м (в зависимости от степени огнестойкости), между складами 10-40м.

Расчеты потребности в разных ресурсах, объектах строительного хо-зяйства приводят в пояснительной записке. Для общеплощадочного строй-генплана они приближенные, т. е. основываются на укрупненных нормах на 1 млн. руб. СМР. На общеплощадочных стройгенпланах гидротехнических и водохозяйственных объектов обязательно показывают сооружения и устрой-ства для обеспечения пропуска расходов воды в строительный период («строительных расходов»), разбивку очередности работ по возведению узла или комплекса гидротехнических сооружений.

При одностадийном проектировании, связанном обычно с небольшими стройками, общеплощадочнный стройгенплан не составляют.

Объектные стройгенпланы разрабатывают отдельно на каждый объект, показанный на общеплощадочном стройгенплане. Такие стройгенпланы составляют раздельно на каждый этап работ - для подготовительного периода, для нулевого цикла, для возведения надземной части. Графическая часть объектного стройгенплана содержит те же элементы, что и обще-площадочного, но все вопросы прорабатывают более детально. Масштаб обычно принимается 1:500, 1:100, 1:200. Размещение объектов строительного хозяйства производят, как и при составлении общеплощадочного строй-генплана, согласно расчетам и установившимся правилам. Однако, в этом случае расчеты делают не приближенно на 1 млн. руб., а на основе на-туральных объемов работ и норм расхода ресурсов на конкретного потребителя. Составление объектного стройгенплана обычно начинают с выбора грузоподъемных (монтажных) машин и механизмов, рационального их размещения. На основании этого устанавливают места складирования сборных конструкций, стройматериалов, размещают внутриобъектные доро-ги. После этого размещают все остальные элементы строительного хо-зяйства. Перечень всех сведений, которые должен содержать объектный стройгенплан., приведен в Первоочередном Своде правил СП 48.13330.2011 (СНиП ) Организация строительства (Актуализированная редак-ция).

Примерный порядок составления объектного стройгенплана

Графическую часть проектирования стройгенплана рекомендуют выпол-нять в шесть этапов.

Первый этап - нанесение строящегося объекта (головного сооружения) и существующих сооружений (существующие линии электропередачи, водо-провода, канализации, теплоснабжения) в масштабе 1:500.

Второй этап - выбор мест стоянок и пути движения монтажного механизма, который согласовывают с техническими характеристиками мон-тажного механизма размерами и конфигурацией строящегося объекта. На стройгенплане необходимо схематически показать монтажный механизм (на одной из стоянок), его рабочую зону (пространство в пределах линии, описываемой крюком этого крана). Следует пунктиром показать монтажную зону (пространство, где можно располагать подаваемые краном грузы и конструкции при их монтаже). Монтажную зону определяют наружные контуры здания плюс 7м при высоте здания до 20м или 10м при высоте 20-100м. В монтажной зоне можно размещать монтажный кран и выполнять раскладку монтируемых конструкций. Складировать материалы здесь нельзя. Опасной зоной крана называютс пространство в пределах возможного пере-мещения и, следовательно, падения грузов.

Третий этап - нанесение временных дорог, при трассировке которых необходимо учитывать следующие ограничения и рекомендации:

● на строительной площадке должно быть, как минимум, два въезда, независимо от схемы движения транспорта и расположения мест склади-рования стройматериалов и конструкций;

● ширина временных дорог при двухстороннем движении должна быть 6-8м, при одностороннем 3-4м;

● трасса дороги должна располагаться поближе к рабочим зонам крана и намеченным его стоянкам, но, по возможности, не попадать в его опасную зону (которую на стройгенплане следует заштриховать);

● радиус закругления внутриплощадочных дорог принимают в зависи-мости от вида транспортных средств и габаритов переносимых конструкцией в пределах 12-30м; при диаметре 12м ширина дороги в районе поворота не должна быть менее 5м;

● дороги целесообразно делать кольцевыми, а при необходимости ту-пиков следует предусматривать площадки для разворота машин (не менее 12м);

● минимальное расстояние между дорогой и забором 2м, между дорогой и складской площадкой 0,5-1м, между дорогой и подкрановыми путями (если применяют башенные или козловые краны) 6,5-12,5м.

Четвертый этап - на стройгенплане размещают складские площади (открытые, навесы, закрытые); если для разгрузки материалов и изделии не используют дополнительный кран, то все открытые склады должны разме-щаться в рабочей зоне основного (монтажного) крана, а полузакрытые (наве-сы) и закрытые - у границы этой зоны. Между дорогой и складами при одностороннем движении рекомендуют предусматривать площадки шириной не менее 3м для стоянки транспорта под разгрузкой.

Пятый этап - размещение временных административно-хозяйственных и санитарно-бытовых помещений; их количество и размеры должны соответ-ствовать результатам производственных расчетов.

Бытовые помещения желательно размещать вблизи входов на строи-тельную площадку. Запрещается их располагать в опасной зоне кранов. Все временные помещения размещают с соблюдением противопожарных разры-вов - не менее 5м.

Шестой этап - размещение в плане сетей временных инженерных ком-муникаций (водопровод, канализация, электроснабжение, теплоснабжение). В зависимости от назначения каждого временного помещения предусматри-вают подключение к нему тех или иных коммуникаций. Наружное освещение устраивают на деревянных опорах через 30-40м по периметру строительной площадки.

Строительную площадка ограждают по периметру временным или по-стоянным ограждением, которое должно быть удалено не менее, чем на 2м от временных зданий, складов и проезжей части дороги.

Расположение всех объектов строительного хозяйства должно обеспе-чивать наибольшее удобство производства работ и наименьшие материаль-ные затраты. Протяженность коммуникаций, дорог, площадь складов, сани-тарно-бытовых и хозяйственно - административных помещений и сама пло-щадь стройплощадки должны быть минимальными, но достаточными для удовлетворения всех эксплуатационных требований.

Технико-экономические показатели

По общеплощадочному и по объектному стройгенпланам определяют технико-экономические показатели. Они могут включать:

● стоимость объектов строительного хозяйства в процентах к общей стоимости строительства;

● продолжительность работ по организации (развертыванию) строитель-ства хозяйства;

● протяженность и стоимость дорог, сетей коммуникаций на 1га застройки;

● коэффициенты застройки, использования площади и т. д.

Коэффициент застройки определяют как отношение площади застройки ко всей площади стройплощадки.

Коэффициент использования площади - отношение площади всех вре-менных помещений, открытых складов, навесов, дорог, строящегося здания с монтажной зоной к общей площади стройплощадки.

В целом задача разработчика стройгенплана состоит в обеспечении наибольших удобств для строителей при возможно меньших затратах на строительное хозяйство и возможно меньшем потреблении ресурсов.

Кроме показателей по стройгенплану, в общей пояснительной записке в ПОС и ППР должны быть приведены показатели по строительным работам в целом. Их регламентирует Первоочередной Свод правил СП 48.13330.2011 (СНиП ) Организация строительства (Актуализированная редак-ция). ПОС включают один обязательный показатель - общую продолжите-льность строительства, в том числе подготовительного периода, и два ре-комендуемых - максимальную численность работающих и общие затраты труда, на выполнение СМР. Для ППР установлены только рекомендуемые показатели: объемы и продолжительность СМР, их себестоимость по сра-внению со сметной, уровень механизации и затраты труда на 1м3 объема и 1м2 площади здания, на единицу физических объемов работ или какой-либо другой удобный показатель производительности труда.

Тема 4. Сетевое моделирование строительного производства

4.1. Системотехника строительства

Существует много определений понятия "система". Основного нет и, по-видимому, не будет в виду огромного многообразия существующих систем. Рекомендуется каждый раз использовать то определение, которое наиболее близко к изучаемым задачам, объектам и явлениям.

Один из основателей теории систем Людвиг фон Берталанфи определял систему как элементы и связи (отношения) любой природы.

Более общим, философским определением является следующее: система - это объективное единство закономерно связанных между собой элементов, предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Для организационно-технологических, социально-экономических систем, где существенную роль играет конечная цель функционирования, систему можно определить как целенаправленную совокупность элементов или как комплекс избирательно вовлеченных элементов, взаимосодействующих достижению заданного полезного результата, который принимается основным системообразующим фактором.

При исследовании любой системы важно определить внешнюю среду, под которой понимают совокупность существующих вне системы элементов, взаимодействие с которыми важно с точки зрения рассматриваемой задачи. Определение внешней среды предполагает выделение наиболее существенных связей системы с внешней средой и отделение их от маловажных. При этом под существенными связями, элементами внешней среды понимают те, неучет или разрыв которых ведет к значительному ухудшению функционирования системы.

Элемент - это простейшая неделимая часть системы, предназначенная для достижения локального результата, способствующего достижению общей цели. Деление системы на элементы условно и зависит от задачи исследования. Практически любую систему можно разделить на элементы различными способами.

Подсистема - это совокупность элементов системы, взаимосвязанных между собой и выполняющая относительно самостоятельную функцию (несколько функций), связанных с достижением цели системы.

Подсистема, в свою очередь, является системой и этим отличается от простой совокупности элементов. В зависимости от выбранной цели проявляется и специфика рассматриваемой системы (подсистемы). Так под строительной системой (подсистемой) понимают функциональную систему (подсистему), сформированную для достижения определенного результата в строительстве (в планировании, проектировании, организации, подготовке производства, возведении объектов, их реконструкции, управлении и т. д.).

При описании больших и сложных систем возникает необходимость упорядочения и упрощения описания связей системы. В этом случае используют понятие структуры. Структура - это наиболее существенные связи системы, которые слабо зависят от изменений во внешней среде и обеспечивают существование основных свойств, характеристик системы. Обычно структуры изображают графически (с отношениями строгого подчинения элементов низшего уровня элементам высшего уровня - иерархические; кроме того матричные, графические и другие способы). Выделение структур, как и выделение подсистем, является условным и зависит от цели решаемых задач.

Во многие определения входит понятие связи. Связь системы - это степень свободы, содействующая или препятствующая в процессе функционирования системы получению заданного результата. Нейтральные связи при системном анализе не рассматриваются. Связи обладают огромным разнообразием и могут классифицироваться по различным признакам: внешние - с окружающей средой, внутренние - между подсистемами и элементами; вертикальные - между уровнями системы, горизонтальные - на одном уровне. Связи могут характеризоваться направлением, силой, характером.

Связи могут быть прямые и обратные. Обратная связь - один из универсальных принципов кибернетики и теории функциональных систем. Это связь между выходом и входом системы, позволяющая информировать вход о степени достижения заданного результата на выходе и о необходимости перестройки системы, если результат не достигнут.

Состояние системы - это совокупность характеристик параметров и свойств системы в данный момент. Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что система обладает поведением. Если при отсутствии внешних возмущений система в течение длительного периода не меняет свое состояние, то говорят, что система находится в состоянии равновесия. Если после внешних воздействий система обладает способностью возвращаться в состояние равновесия, то такая способность системы называется устойчивостью, а соответствующее состояние равновесия называется устойчивым равновесием.

Приведенные понятия заимствованы из технических дисциплин и их применение в более сложных системах носит другой качественный и количественный характер. Один из важнейших классов больших сложных систем составляют развивающиеся системы, характеризующиеся наличием у них цели (заранее мыслимый результат сознательной деятельности, обеспеченный средствами его достижения). У системы может быть одна и множество целей. Оценка того, как система функционирует, как успешно достигает она своей цели, осуществляется с помощью критериев.

Строительство имеет ряд серьезных отличий от других отраслей. В первую очередь, это связано с тем, что выпускаемая им продукция достаточно жестко оказывается привязанной к требованиям соответствующих производств.

Быстрое усложнение инженерной деятельности в последние десятилетия в полной мере относится и к строительным системам. Наряду с традиционными строительными элементами (конструкции зданий и сооружений, строительные машины, бригады рабочих и т. д.) строительные системы стали включать в себя также элементы современных сложных информационных организационно-экономических и вычислительно-технических систем (экономический механизм хозяйствования, организационные структуры управления, автоматизированные системы планирования, проектирования, управления и т. д.).

Формирование (создание, проектирование, конструирование) подобных строительных систем стало настолько сложным делом, что вызвало быстрое проникновение в строительство новых методов и подходов, в первую очередь, инжиниринговых.

Важнейшей методологической основой инжиниринга является системотехника. Понятие "системотехника" (от англ. Systems Engineering) довольно часто наполняется разным смыслом, имеет много определений и значений. Под "системотехникой" понимают: область науки - направление в кибернетике, самостоятельную научно-практическую дисциплину, комплекс особых теоретических и практических вопросов, общую техническую науку о больших системах, методологию проектирования и конструирования больших систем, характеристику особой инженерной деятельности, образ действия, направление мышления, мировоззрение инженера и исследователя.

В целом эти определения не противоречат, а дополняют друг друга. В зависимости от целей анализа, от направления исследования понятие "системотехника" можно трактовать различным образом.

Одновременно происходило определение и уточнение области приложения системотехники в строительстве. Системотехника строительства, используя достижения многих научных и прикладных дисциплин, постоянно нуждается в "привязке" их к требованиям и особенностям строительных систем.

Под системотехникой строительства, как правило, понимают научно-техническую дисциплину, охватывающую комплексно и во взаимосвязи стыковые вопросы проектирования, создания, функционирования и развития строительных систем, т. е. систем, сформированных для достижения определенного результата в строительстве.

Системотехника, являясь, по сути, инженерной дисциплиной, должна быть привязана к конкретной инженерной деятельности. Как не может быть технических систем вообще, а могут быть лишь системы в конкретной области инженерной деятельности, так и системотехника строительства всецело определяется объектом приложения - строительными системами.

Организация проектирования строительных, как и других сложных систем, может быть разделена на две стадии, имеющие существенные отличительные особенности:

- макропроектирование (определяется структура системы в целом и функциональные связи ее с внешним миром);

- микропроектирование (конструируются элементы системы).

Макропроектирование, или, как его еще называют, внешнее проектирование, является наиболее ответственной и сугубо системотехнической стадией. Макропроектирование осуществляют инженеры-системотехники, которые должны представлять функционирование системы в целом и уметь расчленить ее на отдельные элементы (подсистемы). А поскольку сложные строительные системы состоят из неоднородных элементов (технических, технологических, экономических, организационных, социологических, психологических и т. д.), то инженер-системотехник должен достаточно глубоко разбираться во всех элементах и обладать разносторонними специальными знаниями.

Главное состоит в видении системы в целом, в правильном определении цели ее функционирования, структуры, критериев, ограничений, внешних и внутренних связей. На сегодняшний день макропроектирование является скорее искусством, чем наукой, и от этого искусства зависит эффективность системы в целом.

На следующей стадии - микропроектировании, или внутреннем проектировании системы, - необходимы узкие специалисты по отдельным элементам строительной системы (экономисты, строители, архитекторы, конструкторы, механики и т. д.).

В целом проектирование сложных строительных систем требует особой организации, взаимодействия не только разных специалистов, но часто и разных коллективов, проектирующих и изготовляющих отдельные элементы системы.

Под системным анализом понимают всестороннее, построенное на совокупности определенных правил, изучение системного объекта вместе со всей совокупностью его внешних и внутренних связей, проводимое для выявления возможностей улучшения функционирования этого объекта.

Научно-технический прогресс в строительстве и других отраслях народного хозяйства привел к быстрому и резкому усложнению строительных технологических процессов, к увеличению количества составляющих элементов организационных структур, к усложнению плановых, экономических и, особенно, управленческих решений. Все это исторически привело к необходимости появления и развития нового подхода в управлении сложными системами - системного подхода, позволяющего координировать и направлять действия различных элементов систем с разными, иногда даже противоречивыми, интересами в единую, эффективно и целесообразно действующую строительную систему.

Теория систем и системный анализ возникли сравнительно недавно, хотя истоки системного подхода есть еще у Аристотеля, Гегеля ("Целое есть нечто большее, чем сумма частей"; "Характер частей определяется целым"; "Невозможно познать части вне связи с целым"). В естествознании подходы, близкие к системному, развивались Бутлеровым и Менделеевым в химии, Федоровым в кристаллографии, Павловым и Беловым в физиологии.

Однако, до начала XX в. в науке господствующим мировоззрением был ньютоновский механицизм, согласно которому вся вселенная представлялась как огромный механизм, все части которого подчиняются законам Ньютона. При таком подходе всякое явление изучается путем расчленения его на отдельные части или процессы с дальнейшим исследованием.

В начале XIX в. многие ученые пришли к выводу, что механистический подход недостаточен при изучении таких сложных объектов как человек, коллективы людей, экономические, социальные, политические системы. Таким образом не удается описать самосознание, развитие, старение, самоорганизацию, самосохранение, размножение и т. д.

Большинство биологических, сложных технических, социальных и других систем являются открытыми системами, тесно связанными с окружающей средой. Для изучения и понимания подобных систем необходима новая наука, которая учитывала бы как сложность внутреннего строения изучаемых объектов, так и многосторонние связи с окружающей средой, рассматривая их в единстве. При этом важной особенностью системных методов является то, что не только объект исследования, но и сам процесс исследования такого объекта выступает как сложная система.

Исторически первый вариант теории системного анализа был создан в нашей стране в 20-е годы Богдановым. В 30-е годы идеи системности широко развиваются в работах Людвига фон Берталанфи. В 1954 г. им было создано общество содействия развития общей теории систем. Эту дату многие рассматривают как дату рождения направления. В 60-е годы был создан ряд оригинальных вариантов общей тео рии системного подхода (Месарович, Урманцев, Уемов), имеющей свой математический аппарат.

Системный анализ и его приложения нашли широкое применение при решении управленческих задач в крупных промышленных отраслях, в том числе и в строительстве.

В системном анализе можно выделить ряд этапов (процедур). Не все они достаточно строго формализованы. В тоже время достигнутый уровень формализации системного подхода делают его эффективным средством решения сложных проблем. Выделяются основные этапы:

·  постановка задачи;

·  структуризация;

·  построение модели;

·  исследование модели.

Постановка задачи в системном анализе отличается от постановки задачи в математике, т. е. формальной записью существа задачи. При постановке задачи в системном анализе, прежде всего, необходимо выяснить и сформулировать цель исследования. Необходимо также выяснить, что послужило причиной, вызвавшей данное исследование.

Постановка задачи - один из самых ответственных этапов разработки. На этом этапе, как правило, привлекаются группы специалистов, которые могут осветить все основные стороны решаемой проблемы. Такие группы обычно работают под руководством специалистов по системному анализу (системотехников), что предъявляет к последним целый ряд серьезных квалификационных требований. В процессе работы такой группы необходимо обеспечение достаточной глубины изучения вопроса, умение организовать работу специалистов разных областей, умение объединить разные мнения, представленные на разных специализированных языках.

При структуризации проводят границу между системой и внешней средой. Для этого в начале выделяют все элементы, связанные с проводимым исследованием, а затем отделяют существенные от несущественных. Затем разделяют элементы на непосредственно систему и внешнюю среду.

Всякая структуризация имеет условный характер и зависит от цели исследования. После разделения на систему и внешнюю среду проводят отдельную структуризацию для внешней среды и для системы.

Во внешней среде выделяют элементы верхнего для данной системы уровня и элементы систем, находящихся на одном уровне с данной системой. В самой системе выделяют элементы подсистемы, основные связи, входы, выходы.

Модель представляет собой упрощенное представление реальных объектов и явлений, создаваемое с целью их изучения и возможного дальнейшего совершенствования. К модели предъявляют два основных противоречивых требования: она должна быть простой и достаточно точной (адекватной). Модель адекватна объекту, если при одинаковых входных воздействиях обеспечивается одинаковая реакция на выходе (экспериментальная проверка).

При построении математической модели вначале описывают все элементы, подсистемы и связи при помощи набора параметров. Затем устанавливают количественные и функциональные связи между выделенными показателями.

На этапе исследования модели выявляют интересующие свойства, закономерности в системе и проводят их сравнение с желаемыми. В случае несовпадения проводится анализ возможности изменения структуры и параметров модели для получения искомых результатов. В виду сложности рассматриваемых систем количественные оценки возможны далеко не всегда. Довольно широко используются методы системного анализа, носящие качественный характер (метод Дельфи, метод "мозговой атаки", метод сценариев и др.).