В мире активно осваивается технология искусственного интеллекта (ИИ), однако о возможностях ИИ в строительстве говорится недостаточно много, вопрос требует дополнительной проработки. Как правило, решение об инвестировании в тот или иной строительный проект принимается на основе оценки организационно-технологической надежности (ОТН) строительного производства. ИИ может стать удобным и качественным инструментом по идентификации, анализу и последующему управлению «чистыми» рисками строительного проекта, что существенно сократит финансовые и временные затраты на процесс принятия решения инвестором, но также сможет повысить ОТН строительного производства в целом. Предмет исследования: представлен алгоритм создания ИИ в области идентификации и анализа потенциальных рисковых событий, что будет способствовать созданию самостоятельной аналитической системы для разных этапов строительного производства: от эскиза до рабочей документации и проведения непосредственно работ на строительной площадке. Цели: изучение возможности, методов и планирование алгоритма работ по созданию технологии ИИ с целью повышения ОТН строительного производства. Материалы и методы: изучены наработки в области повышения ОТН строительства за счет анализа и управления потенциальными «чистыми» рисками строительного проекта, а также проведена работа по интеграции технологии ИИ в исследуемую область. Результаты: представлен алгоритм создания ИИ в области идентификации потенциальных «чистых» рисков строительных проектов. Выводы: полученные результаты полезны для проработки практических шагов по освоению технологии ИИ с целью повышения ОТН строительного производства.
Вестник МГСУ
2018. — Выпуск 1
Содержание:
К настоящему времени накоплен многолетний опыт строительства и эксплуатации высотных зданий. Его анализ выявляет не только инженерную и организационно-технологическую специфику подобных проектов, но и системные пробелы в сфере управления. В реализации масштабных и уникальных проектов девелопмента высотных зданий актуальными становятся проблемы и задачи совершенствования подходов к управлению полным жизненным циклом проектов и методов, которые позволят повысить их конкурентоспособность. Применяемые системы в значительной степени исчерпали свой ресурс эффективности, что связано с автоматизацией традиционных «унаследованных» процессов и структур управления, а также разработкой IT-систем, ориентированных на информатизацию деятельности строительной компании, а не проекта. Для решения этих проблем предлагаются: реинжиниринг схем информационного взаимодействия участников проекта; формирование единой цифровой среды жизненного цикла проекта; разработка систем интеграции управления данными и управления проектами. Предмет исследования: проблемы, подходы и методы информатизации управления жизненным циклом проекта применительно к специфике и особенностям высотных зданий. Цели: обоснование наиболее перспективных подходов и методов информационного моделирования высотного строительства как основы управления полным жизненным циклом данного проекта. Материалы и методы: проанализирован опыт информатизации проектирования, строительства, эксплуатации и девелопмента высотных зданий, представленный в специализированной литературе. Рассмотрены методы интеграции информационных моделей различных стадий жизненного цикла проекта и информационного взаимодействия участников проекта. Результаты: предложена концепция формирования единой цифровой среды проекта с учетом особенностей жизненного цикла объектов высотного строительства, которая, в отличие от применяемых систем, ориентирована не на компанию или производство, а на проект; обоснована актуальность организационного реинжиниринга схем информационного взаимодействия участников проекта; показано, что основой стратегического управления полным жизненным циклом проекта должна стать консолидация методов и технологий управления проектами и управления данными. Выводы: анализ накопленного опыта девелопмента уникальных и масштабных проектов высотных зданий показывает, что управление жизненным циклом проекта девелопмента высотного строительства - актуальная и не решенная проблема, требующая серьезных научных и проектных исследований. Сложившиеся концепции и схемы управления жизненным циклом проекта и взаимодействия участников проекта высотного строительства должны существенно модернизироваться с учетом использования возможностей технологий совместного цифрового моделирования проекта BIM (Building Information Modeling) и технологий поддержки и сопровождения его жизненного цикла (Continuous Acquisition and Life Сycle Support). При этом разработка единой информационной среды жизненного цикла проекта должна базироваться на интеграции управления данными и управления проектами, что позволит обеспечить многократное повышение эффективности и конкурентоспособности проекта высотного здания на всех стадиях его жизненного цикла.
Ключевые слова
Предмет исследования: рассмотрены характеристики подовых топливников и топливников с колосниковой решеткой, применяемых в бытовых печах. В подовых топках дрова сгорают более чисто с меньшим содержанием угарного газа на выходе. Недостатком таких топливников является более длительный процесс догорания углей, чем в топках с колосниковой решеткой. В печах с колосниковой решеткой время догорания углей меньше, что позволяет быстрее завершить топочный процесс и закрыть выходную задвижку. Это повышает КПД печи, однако для дальнейшего уменьшения времени догорания углей их приходится сгребать и дожигать на колосниковой решетке. Это усложняет процесс обслуживания самой печи. Предложенная конструкция комбинированного топливника позволяет улучшить характеристики как самого топливника, так и всей печи. Цель: создание и исследование комбинированного топливника, повышающего КПД печи и упрощающего процесс обслуживания печи при количествах угарного газа на выходе, сопоставимых с теми, что у подовых топливников. Материалы и методы: проведен подробный анализ подовых топливников ЭКО+ по количеству угарного газа на выходе. Результаты анализа использованы для сравнения с комбинированным топливником. Конструкция комбинированного топливника выбрана по результатам предварительных испытаний нескольких топливников, предложенных и испытанных автором в печи ПДКШ-2,0. Особенностью конструкции комбинированного топливника является отсутствие колосниковой решетки и наличие в нижней части топливника узкой щели, через которую входной воздух поступает к дровам. Между стенками топливника и дровами установлены полозья, образующие воздушный зазор, через который входной воздух равномерно поступает ко всей закладке дров. По мере сгорания дров и образования углей дрова опускаются к низу топливника, там они интенсивно догорают в максимальном потоке воздуха. Комбинированный топливник состоит из нескольких частей, выполнен из стали толщиной 4,0 мм и устанавливается в топку печи через топочную дверку. При исследовании процессов сгорания дров использованы газовый анализатор и анемометр. Результаты: Полученные результаты испытания комбинированного топливника показали, что процесс сгорания дров в нем более равномерный и более длительный. Время догорания углей сократилось на 40…50 %. Фактическое значение КПД печи увеличивается на 2…3 %, а выбросы СО сопоставимы с топками ЭКО+. Выводы: комбинированный топливник без колосниковой решетки можно рекомендовать для применения в бытовых печах различного назначения.
Ключевые слова
Предмет исследования: приведены некоторые результаты испытаний двух вариантов усиленных узлов опирания железобетонных перекрытий на колонны с расположением капителей на верхней поверхности плиты перекрытия. Цели: испытания проведены с целью подтверждения рациональности и надежности проектных решений усиления. Материалы и методы: испытания выполнены нагружением отдельных усиленных железобетонными капителями или в сочетании со стальной обоймой узлов железобетонных каркасов зданий в построечных условиях. Результаты: получены экспериментальные данные о работе исследуемых узлов. Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния узлов. Обсуждаются практические достоинства и недостатки таких узлов.
Ключевые слова
Предмет исследования: рассматривается вопрос о разработке метода диспергирования жидких сред при помощи высокопотенциального электростатического поля. Существующие способы диспергирования жидких сред, используемых в промышленности в настоящее время, имеют как ряд достоинств, так и обладают недостатками, основными из которых являются: неоднородность частиц по размеру и повышенные энергетические затраты на процесс диспергирования. Применительно к диспергированию пищевых продуктов в процессе сушки обнадеживающие результаты имеет электростатический способ диспергирования, это обусловливает большой интерес к апробации электростатического метода диспергирования для широкой гаммы веществ применительно к другим отраслям промышленности. Для оценки потенциала данного метода были проведены экспериментальные исследования по диспергированию жидкостей, обладающих электропроводящими, полупроводящими и диэлектрическими свойствами. Цели: получение зависимости дисперсности распыла (среднего диаметра капель) от расхода и напряжения высоковольтного блока питания. Материалы и методы: разработана экспериментальная установка, состоящая из нескольких функциональных блоков, позволяющих менять расход распыливаемой среды, а также интенсивность и геометрию электростатического поля. При разработке экспериментальной установки для подбора основного оборудования, была произведена оценка напряжения, выдаваемого высоковольтным блоком питания, а также его мощность. Результаты экспериментов (процесса диспергирования) фиксировались с использованием цифрового фотооборудования, что позволило определять размеры частиц диспергирования на основе сравнения их эталонов. Результаты: экспериментально подтверждено, что электростатический способ диспергирования позволяет получить распыл с заданными параметрами дисперсности при высокой однородности. Выводы: эксперименты подтвердили работоспособность данного способа диспергирования жидких сред. В результате выявлен диапазон напряжений, при котором изменение дисперсности происходит наиболее интенсивно. Полученные данные закладывают основу для разработки устройств диспергирования для различных отраслей промышленности.
Ключевые слова
Предмет исследования: показатели современного экономического роста в строительстве, публикуемые государственными органами, отражают отдельные направления роста. При этом анализ причин недостижения результатов осуществляется различными исследователями преимущественно с позиции недостаточности экономических и других ресурсов. В статье рассматривается проблема обеспечения роста строительных предприятий с точки зрения системных барьеров, в этой связи данные барьеры определены в качестве предмета исследования. Цель исследования: заключается в исследовании понятия барьерных рыночных ограничений, их влияния на деятельность строительных предприятии. Материалы и методы: для решения поставленных задач исследованию подлежат статистические сведения в области жилищного строительства. Рассматривается содержание государственных программ и деятельности государственных институтов в области поддержки и развития строительной деятельности. На основе исследований устойчивого экономического развития раскрывается понимание ограничений и стимулов развития. Результаты: выявлено содержание барьерных рыночных ограничений, которые не представляется возможным преодолеть лишь с помощью вовлечения в оборот дополнительных хозяйственных ресурсов. Показаны способы противостояния им. Выводы: показано, что реализация перспективных видов деятельности невозможна без преодоления различных системных ограничений. Их состав приведен достаточно подробно. Предложены принципиальные положения экономического устойчивого развития. Доказано что система резервов может служить эффективным способом преодоления барьеров рынка.
Ключевые слова
Предмет исследования: управление рабочими режимами дорожно-строительных машин с учетом реализации концепции информационного моделирования автомобильной дороги. Рассмотрены состояние и проблемы развития направления совершенствования систем управления процессами дорожно-строительных машин. В работе выделяется этап дорожного строительства «укладка асфальтобетонной смеси - уплотнение», эффективное управление которым может привести к значительному улучшению качества дорожных покрытий, увеличению долговечности и уменьшению дефектов покрытий. Цели: обоснование и направление реализации концепции интеллектуализации управления дорожно-строительными машинами. Материалы и методы: анализ недостатков строительства асфальтобетонных дорожных покрытий, методов управления рабочими процессами дорожно-строительных машин. Результаты: обоснованы методологические предпосылки разработки интеллектуальных систем управления дорожно-строительными машинами. Выводы: рассмотрены возможные варианты внедрения концепции интеллектуализации систем управления дорожно-строительными машинами.
Ключевые слова
Предмет исследования: парк измерительной техники (ПИТ), включающий сотни тысяч образцов эталонов, средств измерений, контрольно-измерительных приборов и другой измерительной техники (ИТ), имеющих разные области применения, уровни надежности, сроки службы, уровни технического совершенства и технического состояния. Цели: разработка комплекса математических моделей, позволяющих моделировать процессы развития ПИТ, управлять показателями эффективности ПИТ в целом, целенаправленно управлять стадиями жизненного цикла образцов ИТ; разработка метода, который, обладая достаточной степенью обоснованности и объективности, позволил бы решать задачи управления закупками и ремонтами как при подготовке предложений в проекты долгосрочных программных документов (ДПД), так и осуществлять контроль выполнения принятых планов. При этом разрабатываемый метод должен быть достаточно простым в использовании, легко настраиваться для решения задач разной размерности, быть пригодным для решения задачи оптимального управления для ПИТ в целом, для части ПИТ, а также быть пригодным для решения обобщенной задачи для некоторых агрегированных объектов, таких как центры метрологии. Материалы и методы: использованы методы математического моделирования, методы сравнительного анализа, симплекс-метод решения задачи линейного программирования, методы программно-целевого планирования. Результаты: разработан подход к решению задач программно-целевого планирования, основанный на решении серии задач линейного программирования. Представлены результаты применения подхода как для формирования предложений в проекты ДПД, так и для внесения уточнений (изменений) в ежегодные планы, реализуемые в рамках государственного оборонного заказа. Выводы: представленные подход и алгоритмы являются эффективным инструментом решения практических задач целенаправленного управления показателями эффективности ПИТ. Анализаторы, контрольно-измерительные приборы и устройства, применяемые в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства, проходят те же стадии жизненного цикла и имеют аналогичные уровни технического совершенства и технического состояния, что и описанные в статье образцы ИТ. Поэтому представленные в работе результаты и методы могут быть эффективно использованы для управления показателями эффективности парка применяемых в сфере жилищного и коммунального хозяйства и строительства приборов и средств измерений.
Ключевые слова
Предмет исследования: создание математической модели на базе теории исследований операций для назначения состава строительных бригад при выполнении строительно-монтажных и отделочных работ. Цели: назначение составов строительных бригад из условия максимально возможного качества составов, которое определяется квалификацией, опытом рабочего и необходимостью назначения рабочего для определенного вида работ. Задача поиска оптимальных составов бригад поставлена в виде задачи линейного программирования. Методы: для решения поставленной задачи использовался симплекс-метод совместно с методом ветвей и границ для получения целочисленных решений. Для реализации методов решения использовался язык программирования математического пакета Matlab. Результаты: создана математическая модель для назначения рабочих в строительные бригады. Приведен пример реализации полученной математической модели. Выводы: поставленную математическую задачу можно использовать в практических целях при планировании и организации строительного производства. Использование модели проектировщиками поможет сократить их временные ресурсы, снизить трудоемкость работы и более качественно выполнить назначение рабочих в строительные бригады, особенно при проектировании строительства крупных объектов.
Ключевые слова
Представлен новый состав керамической массы для производства керамической плитки для внутренней облицовки стен на основе легкоплавкой глины. Определены оптимальные составы нефритового ангоба и глянцевой глазури, наиболее подходящие для данного состава. Разработана новая технологическая схема производства керамической плитки для внутренней облицовки на основе долерита и легкоплавкой глины. Разработана кривая обжига, наиболее подходящая для используемых составов шихтовых масс и декоративных покрытий. Предмет исследования: керамическая масса для производства керамической облицовочной плитки. Керамическая плитка - самый востребованный строительный материал в России. Самой перспективной технологией ее производства с позиций технико-экономической эффективности является технология скоростного однократного обжига, которая крайне редко применяется на заводах нашей страны. В связи с этим разработка и внедрение новых эффективных составов керамических масс и декоративных покрытий, наиболее полно отвечающих особенностям технологии скоростного однократного обжига, на основе новых нетрадиционных сырьевых материалов являются весьма актуальными и перспективными. Цели: разработка технологических параметров, составов керамических масс и декоративных покрытий керамической плитки для внутренней облицовки стен, обеспечивающих повышение эффективности ее производства по технологии скоростного однократного обжига за счет применения нетрадиционного плагиоклаз-пироксенового сырья: долеритов, суглинков и техногенных сырьевых материалов. Материалы и методы: проводились технологические, численные и экспериментальные исследования. Для выбора оптимального состава керамической массы использовался метод математического планирования симплекс-центроидный план Шеффе. Для выявления научных основ разрабатываемой энергоэффективной технологии производства были применены дифференциально-термические и рентгенофазовые, оптические, электронно-микроскопические и дилатометрические исследования. Результаты: разработан состав умеренно-красножгущейся массы для производства керамической плитки для внутренней облицовки стен по технологии скоростного однократного обжига; разработаны составы ангобного и глазурного покрытий с повышенными физико-механическими и эстетическими свойствами за счет использования новых нетрадиционных видов сырья; предложена энергоэффективная технологическая схема производства керамической облицовочной плитки разработанных составов, позволяющая повысить конкурентоспособность готовой продукции. Выводы: разработанные составы шихтовых масс и их подготовка могут быть использованы при производстве керамической плитки для внутренней облицовки стен по технологии скоростного однократного обжига на уже существующих предприятиях и вновь строящихся.
Ключевые слова
Предмет исследования: в статье рассмотрены конструкция, технологии строительства, озеленения и эксплуатации воссоздаваемой Богородичной Канавки Свято-Троицкого Серафимо-Дивеевского монастыря - линейного земляного сооружения, состоящего из рва и вала, расположенного непосредственно над рвом. Цели: обеспечить устойчивость откосов, создать методику озеленения крутых грунтовых откосов в сложных микроклиматических условиях, обеспечить водоотведение. Материалы и методы: применены расчетные методы для обеспечения устойчивости откосов и экспериментальные методы для их фитозакрепления, использованы геосинтетики, арматурные решетки, сортовые травы, крыжовник и туя. Результаты: для уникального сооружения создан специальный комплекс проектно-изыскательских и строительных работ, а также работ по поддержанию сооружения в ходе его эксплуатации. Разработаны способ отыскания воссоздаваемого рва на основе стратификации насыпных грунтов по их возрасту; методы крепления откосов; для откосов рецептура газонных травосмесей для откосов с углами 45° и 65°; система водоотведения. Выводы: разработанные методики могут быть использованы для воссоздания оборонительных сооружений на полях великих сражений и при благоустройстве территорий со сложным рельефом.
Ключевые слова
Предмет исследования: плотина комбинированной конструкции, в которой давление воды воспринимается совместно бетонной гравитационной плотиной и более высокой каменно-набросной плотиной с железобетонным экраном (ЖБЭ). Цели: исследовать напряженно-деформированное состояние (НДС) комбинированной плотины, выявить влияние на НДС плотины трех основных факторов: первый фактор - высота бетонного сооружения, второй фактор - высота соприкосновения (сопряжения) грунтовой насыпи и бетонного сооружения, третий фактор - деформируемость каменной наброски. На основе исследований дать рекомендации по выбору конструкции комбинированной плотины. Материалы и методы: исследования НДС проводились путем численного моделирования методом конечных элементов. Учитывался нелинейный характер деформирования грунтов и контактов бетонного сооружения с грунтами, основанием и ЖБЭ. Учитывалась последовательность возведения и загружения плотины. Модуль деформации каменной наброски варьировался от 70 до 270 МПа. Результаты: расчеты показали, что бетонное сооружение в составе комбинированной плотины почти самостоятельно воспринимает гидростатическую нагрузку, практически не передавая ее грунтовой насыпи. Выявлено, что наиболее уязвимым узлом конструкции комбинированной плотины является сопряжение грунтовой насыпи с бетонным сооружением. Эта зона характеризуется нарушениями прочности грунта. Следствием нарушений являются значительные смещения в шве между экраном и бетонным сооружением, а также изгибные деформации нижней части экрана. Изгиб экрана вызывает значительные растягивающие напряжения. Выводы: нежелательно выбирать высоту соприкосновения грунтового и бетонного сооружений больше 60…75 % от высоты бетонного сооружения, так как это ведет к повышению нагрузок, воспринимаемых бетонным сооружением, и может привести к нарушению прочности ее контакта с основанием. Не рекомендуется выбирать высоту соприкосновения грунтового и бетонного сооружений ниже 30 % от высоты последнего, так как это ведет к повышению деформаций изгиба ЖБЭ. Для надежности комбинированной плотины необходимо обеспечить модуль деформации каменной наброски не ниже 200 МПа.