Условия, влияющие на эффективность проектных решений.

Технологическая схема разработки проекта.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ.

8.1.Технологическая схема разработки проекта.

8.2.Условия, влияющие на эффективность проектных решений.

8.3.Совершенствование процесса проектирования.

8.4.Предпосылки повышения технико - экономического уровня проектных решений.

Что является продукцией проектировщика? Часто приходится слышать, что это чертежи, техническая документация. Это глубокое заблуждение подчас приводит к серьезным ошибкам принципиального характера в вопросах управления проектированием. Продукция проектной организации - проектные решения, а способ их оформления - вопрос второстепенный. Будет ли это чертеж, микрофильм или алфавитно - цифровая информация, передаваемая в систему автоматизированного управления строительством - конечный результат качества, технические показатели построенного объекта останутся одинаковыми. Здесь уместно напомнить, что проектирование, являясь составным элементом строительства, «сопровождает» строящийся объект на всех этапах, начиная с предпроектного периода и включая авторский надзор и участие в работе по вводу объекта в эксплуатацию, освоению проектных мощностей.

Термин «технология» в проектном деле используется применительно к различным вопросам.

В проектном производстве - это технология организации разработки проекта; поиска наиболее эффективных решений отдельных локальных задач в рамках общих согласованных с другими участниками проектирования решений; выполнения отдельных существенно различных по характеру проектных операций (анализ исходной информации и разработка предварительных архитектурно - планировочных решений, инженерный расчет, графическое оформление проектного решения, размножение документации и др.).

В сфере руководства проектированием - технология управления процессом проектирования (план контроль, анализ, выработка организационно - управленческих решений); техническим уровнем проектных решений; качеством документации ( в смысле требований нормоконтроля).

Все эти производственные и управленческие «операции» требуют своей технологии, и попытки их обобщения часто приводят к недостаточному вниманию к технологии организации разработки проекта, обеспечивающей правильное взаимодействие отдельных участников проектирования. Иногда заказчики проекта, исходя из конъюнктурных соображений, «сиюминутных» интересов, умышлено требуют нарушения нормальной технологии разработки проекта. Известны, например, случаи, когда рабочие чертежи фундаментов и стального каркаса сложнейшего цеха разрабатываются по аналогии с ранее построенным цехом, до разработки объемно - планировочных решений. В дальнейшем по обоснованным требованиям заводов - изготовителей оборудования или разработчиков технологии приходится осуществлять изменения не только на бумаге, но и в натуре, что в конечном итоге приводит к увеличению сроков строительства по сравнению с осуществлением его в нормальных условиях.

Технологию разработки проекта зданий любого функционального назначения целесообразно иллюстрировать на примере схематического изображения процесса проектирования промышленного здания (рис. 1). Первый шаг в осуществлении этой схемы, казалось бы, можно сделать специалистами нестроительного профиля - технологами :ведь основным назначением здания является наилучшее обеспечение технологического процесса. Тем не менее практика показывает, что именно на этом этапе архитектор может обеспечить наибольшие результаты в осуществлении своих основных функций - добиться на последующих этапах проектирования гармонии в воплощении требований к зданию всех других специалистов, учета подчас противоречивых запросов разработчиков всех разделов проекта.

Схема разработки проекта позволяет сделать три вывода.

Во - первых, процесс разработки проекта имеет линейный характер: нельзя осуществлять все этапы одновременно, информация о будущем здании дополняется и детализируется в процессе проектирования на основе предыдущих проработок и не может возникнуть, минуя предшествующие этапы.

Во - вторых, процесс проектирования во времени может быть разделен на две стадии: первая - формирование основных технических решений (этапы 1-4), вторая - детализация их (этапы 5-7).

Первая стадия, как бы ее не называли (проектное задание, технический проект, просто «проект» или по другому) должна определить все основные архитектурно - планировочные и технические параметры по всем разделам проекта, включая оценку сметной стоимости строительства. Принятые решения по этим параметрам должны быть окончательными для всех участников строительства. Если этого требования не придерживаться, оценка стоимости не будет достоверной.

Вторая стадия должна соответствовать возможности независимой деятельности участников проектирования, а работа на этапе 6 должна носить лишь характер взаимного контроля.

В-третьих, процесс разработки проекта носит циклический характер. В силу противоречивых требований участников проектирования разных специальностей добиться их удовлетворения «с первой попытки», как правило, не удается. Количество таких попыток (циклов процесса) зависит от многих обстоятельств (качество технической информации о технологическом и инженерном оборудовании, достоверность исходных материалов в начале проектирования и др.). Главное из них, личные качества «дирижера», ответственного за гармонию всех принимаемых решений.

Рис. 14. Технологическая схема процесса проектирования промышленного здания.

Технология разработки новых проектных решений.

При разработке новых проектных решений могут возникнуть различные ситуации, зависящие от новизны разрабатываемого проекта, наличия или отсутствия предварительного научного анализа области применения тех или иных решений, обобщения опыта проектирования и строительства аналогичных объектов. Часто при проектировании удается применить эффективные типовые решения, т.е. обойтись вообще без разработки новых проектных решений (такая ситуация в дальнейшем не рассматривается). Совершенствованию проектных решений способствуют и другие крупномасштабные мероприятия: приобретение патентов и лицензий, конкурсное проектирование и т.д.

Возможные способы разработки проекта целесообразно разделить на одновариантный, с параллельной разработкой нескольких вариантов, с последовательной разработкой вариантов и с применением математических методов оптимизации.

Одновариантная разработка проектных решений.

При выборе простейших параметров проектируемых объектов иногда удается принять правильное решение, не прибегая в каждом отдельном случае к разработке нескольких вариантов.

Параллельная разработка вариантов.

Технология разработки проектных решений с параллельной разработкой вариантов используется наиболее часто. Потребность в ней возникает иногда еще на стадии разработки технологических компоновок. Иногда преимущество одного из вариантов для проектировщиков той или иной специальности очевидны, разработка варианта необходима для доказательства преимущества возникшего предложения или для оценки «весомости» одного из показателей (например, сметной стоимости), если другой показатель (например, трудоемкость) ухудшается. Необходимо напомнить, что приведение различных разнородных показателей к единому, как правило, крайне затруднительно и оценка вариантов есть акт творческий, и даже самые совершенные ЭВМ, самые квалифицированные специалисты помочь здесь не могут. В ряде случаев вопрос приходится решать в экспертных организациях или в утверждающей проект инстанции. И здесь решающей оказывается широта эрудиции, глубокое знание предмета.

Технология параллельной разработки вариантов может быть иллюстрирована рис. 15.

Рис. 15. Параллельная разработка вариантов

Последовательная разработка вариантов.

Иногда все возникшие в начале разработки решения - варианты, кроме одного, признаются неконкурентоспособными. Однако в процессе разработки единственного варианта появляются новые технические идеи, может быть в результате критического отношения к разрабатываемому решению или при поступлении дополнительной информации. В таких случаях, если позволяют сроки разработки проекта, приступают к разработке нового, заведомо более совершенного проектного решения. Завершение разработки первоначального варианта выполняется только исходя из профессионального интереса - для сопоставления нового решения с предыдущим (рис. 3).

Рис. 16. Последовательная разработка вариантов.

Применение математических методов оптимизации.

Процесс проектирования включает в себя определение или поиск тех или иных параметров объекта. Их совокупность определяет качество проекта, которое стараются оценить количественно. Обоснование выбора критерия эффективности - задача очень сложная, решение ее часто носит субъективный характер, зависит от индивидуального отношения автора проекта к результату проектирования. Поэтому понятие «оптимизация» имеет относительный, условный характер. Нельзя говорить об оптимальном решении «вообще», необходимо заранее условится, что именно считается критерием оптимальности, что в конкретном случае понимается автором проекта под оптимальным решением. Эффективность проекта в большинстве случаев трудно оценить одним показателем, одним числом или одной функцией. Объективно реальные предметы проектирования имеют несколько критериев эффективности и оценивать их следовало бы векторными функциями. Сопоставление таких функций возможно не всегда. Поэтому на практике требуют, чтобы значения всех параметров проекта находились бы в заданных пределах, а оптимизируют один какой - либо параметр. Это обстоятельство и обуславливает условный характер понятия «оптимальный».

Уместно вспомнить простейшую векторную функцию, используемую в строительстве, приведенные затраты. Определение весового множителя для приведения эксплуатационных расходов (руб. в год) и единовременных капитальных вложений (руб.) к одной размерности требовало обоснования сроков окупаемости затрат в строительстве, что оказалось практически невозможным, и привело к необходимости принять волевые решения.

Это хорошо иллюстрирует творческое начало в процессах принятия проектных решений, трудности замены интуиции в прогнозах развития науки и техники попытками поиска формализованных решений.

Математическая модель оптимального проектирования. Будем считать, что критерий эффективности проекта выбран и может быть оценен «функцией цели»

С = С (Х) (1)

где Х - вектор искомых параметров проекта.

Геометрическая задача представлена на рис. 4 для случая двух параметров (все сказанное ниже справедливо и для любого другого числа параметров).

Рис. 17. Геометрическое изображение задачи оптимального проектирования.

Задаваясь (с учетом имеющегося опыта или по интуиции) значениями Х₁ и Х₂, получим варианты проектных решений С₁, С₂ или С₃, обозначенные на рис. 4 соответствующими ординатами значений функции:

С = С (Х₁, Х₂) (2).

Если критерием эффективности является минимум функции С, проектировщик выбирает то решение, которому соответствует наименьшее значение С. Это является моделью вариантного проектирования.

Помимо оценки каждого варианта проектировщик проверяет соответствует ли он всем нормативным, технологическим, конструктивным, эстетическим и другим требованиям (сравниваются только «конкурентоспособные» варианты).

Теперь представим себе, что нам удалось сформулировать все эти требования математически. Тогда задача может быть представлена в виде требования найти минимум (или максимум) функции (2) с учетом системы уравнений взаимосвязи параметров проекта.

F(X₁, X₂)=0 (3)

и системы неравенств

f(X₁, X₂)³0 (4)

которые выражают упомянутые ограничения.

В отличие от рассмотренных нескольких вариантов может быть разработан алгоритм поиска оптимального значения С на всем множестве, определенном выражениями (2), (3) и (4).

Определение численных значений проектных параметров, доставляющих экстремум заданной целевой функции, называется оптимальным проектированием.

В настоящее время проектные организации обладают рядом программ оптимального проектирования некоторых конструкций и конструктивных систем, однако широкое использование их на практике встречает определенные трудности. Большие затраты машинного времени на решение задач оптимального проектирования не учитываются прейскурантом цен на проектные работы, т.е. ложатся на убытки проектных организаций.

Технико - экономический уровень проектных решений в строительном проектировании зависит от многих различных по характеру и значимости условий. Возможность воздействия на них и в процессе проектирования, и в предпроектный период далеко одинакова. Однако склонность во многих случаях в работе отдавать предпочтение одному или нескольким условиям может отвлечь от комплексного подхода к решению этой задачи, привести к неправомерному игнорированию существенных обстоятельств и тем самым к ошибочным выводам. В методическом отношении целесообразно все эти условия разделить на две большие группы:

Первая группа включает в себя направления совершенствования собственно проектирования: организацию, технологию проектного производства (принятие проектных решений, автоматизация проектирования и др.), упорядочение взаимодействия участников проектирования разных специальностей, управление процессом обеспечения высокого технического уровня проектов, повышением квалификации работников проектных организаций. Особый интерес представляет система стимулирования эффективности работы как проектной организации в целом, так и отдельных проектировщиков - авторов отдельных разделов проекта и главных инженеров всего проекта.

Вторая группа условий по своему значению подчас более существенная, чем первая, не связанная на первый взгляд с деятельностью проектировщиков (если ее рассматривать в узкопрофессиональном, «хозрасчетном» смысле). Речь идет, с одной стороны, о моральной ответственности проектных организаций за технологический уровень народного хозяйства, к которым относятся проектируемые объекты, и, с другой стороны, о неправомерности возлагать на них ответственность за недостаточно высокий технический уровень проекта, если причиной этому являются недостатки деятельности смежных отраслей, например отсутствие современного технологического оборудования.