ISBN 978-5-7264Рассмотрены вопросы теории и практики управления строительным производством, показана его специфика, подробно раскрыты функции управления и организационные структуры строительных организаций, приводятся основные сведения об информационных системах и технологиях в строительстве — структура и принципы построения АСОИУ, информационное, техническое, математическое и программное обеспечение, приведены примеры решения задач функциональных подсистем АСОИУ. <...> ISBN 978-5-7264Рассмотрены вопросы теории и практики управления строительным производством, показана его специфика, подробно раскрыты функции управления и организационные структуры строительных организаций, приводятся основные сведения об информационных системах и технологиях в строительстве — структура и принципы построения АСОИУ, информационное, техническое, математическое и программное обеспечение, приведены примеры решения задач функциональных подсистем АСОИУ. <...> Управляющая подсистема вырабатывает управляющие воздействия и по каналам прямой связи передает их на объект управления. <...> Рассмотрим, что представляют собой объект управления и управляющая подсистема в системе управления строительством. <...> До начала строительства каждого строительного объекта необходимо выполнить весь комплекс организационно-технических мероприятий по подготовке строительного производства к началу строительно-монтажных работ, установить продолжительность строительства зданий, сооружений и их комплексов, а также сроки выполнения отдельных строительно-монтажных работ, определить необходимое количество людских, финансовых и материально-технических ресурсов, которые потребуются для строительства. <...> В соответствии с этими проектами в последующем и организуется строительное производство. <...> Поскольку строительная организация в рыночных условиях создается для получения доходов, ее производственная деятельность и планирование тесно переплетаются <...>
Информационные_системы_и_технологии_в_строительстве__(1).pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Библиотека научных разработок и проектов НИУ МГСУ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Под редакцией профессора, доктора технических наук А.А. Волкова
и кандидата технических наук С.Н. Петровой
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов РФ
по образованию в области строительства в качестве
учебного пособия для подготовки бакалавров и магистров
по направлению 270800 «Строительство»
(18.12.2014 г., № 102-15/862)
Москва 2015
Стр.1
УДК 69:004
ББК 32.973
И74
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор П.Г. Грабовый,
заведующий кафедрой организации строительства
и управления недвижимостью ФГБОУ ВПО «МГСУ»;
кандидат технических наук И.В. Козлова, доцент кафедры информатики
Российской экономической академии им. Г.В. Плеханова;
доктор технических наук Ю.И. Густов,
профессор кафедры механизации строительства ФГБОУ ВПО «МГСУ»
Авторы:
А.А. Волков, С.Н. Петрова, А.В. Гинзбург, Н.А. Иванов,
Ф.К. Клашанов, А.И. Коников, С.В. Никитина, К.В. Постнов
И74
Информационные системы и технологии в строительстве : учебное
пособие / А.А. Волков, С.Н. Петрова, А.В. Гинзбург [и др.] ; под ред.
А.А. Волкова и С.Н. Петровой ; М-во образования и науки Рос. Федерации,
Моск. гос. строит. ун-т. Москва : МГСУ, 2015. 424 с.
ISBN 978-5-7264-1032-6
Рассмотрены вопросы теории и практики управления строительным производством,
показана его специфика, подробно раскрыты функции управления
и организационные структуры строительных организаций, приведены
основные сведения об информационных системах и технологиях в строительстве
(структура и принципы построения АСОИУ, информационное, техническое,
математическое и программное обеспечение), даны примеры решения
задач функциональных подсистем АСОИУ.
Для студентов вузов, обучающихся по направлениям подготовки 270800
«Строительство» и 230100 (09.03.01) «Информатика и вычислительная техника»,
аспирантов и преподавателей, а также для руководителей и специалистов
строительных организаций.
УДК 69:004
ББК 32.973
ISBN 978-5-7264-1032-6
© ФГБО У ВПО «МГСУ», 2015
Стр.2
Оглавление
Предисловие ........................................................................................................3
Раздел 1. ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМИ
ОРГАНИЗАЦИЯМИ ...........................................................................5
Глава 1. Сущность управления строительным производством ..........................5
1.1. Роль управления в общественном производстве ...................................5
1.1.1. Новые подходы и требования к системам управления ................5
1.1.2. Объект управления в строительстве ...........................................13
1.1.3. Управляющая подсистема ...........................................................15
1.2. Особенности строительства как объекта управления ............................... 17
Контрольные вопросы .................................................................................22
Глава 2. Современные подходы к управлению .................................................23
2.1. Понятие системы и классификация систем .........................................23
2.2. Системный подход ................................................................................30
2.3. Ситуационный подход ..........................................................................33
2.4. Процессный подход ..............................................................................35
Контрольные вопросы .................................................................................38
Глава 3. Функции управления в строительстве .................................................39
3.1. Понятие и значение функций управления ...........................................39
3.2. Содержание функций управления .......................................................41
3.2.1. Функция планирования ..............................................................41
3.2.2. Функция организации .................................................................47
3.2.3. Функция мотивации ....................................................................48
3.2.4. Функция контроля ......................................................................50
3.2.5. Функция координации ................................................................54
3.3. Функции метауправления .....................................................................55
Контрольные вопросы .................................................................................57
Глава 4. Организационные структуры управления ...........................................57
4.1. Понятие организационной структуры .................................................57
4.2. Виды организационных структур управления .....................................64
4.3. Современные тенденции построения организационных структур .....76
Контрольные вопросы .................................................................................79
Глава 5. Организационно-технологическая надежность
функционирования строительных организаций ................................79
5.1. Сущность организационно-технологической надежности .................79
418
Стр.418
5.2. Организационно-технологическая надежность продолжительности
строительства .........................................................................................90
5.2.1. Организационно-технологические модели
строительного процесса ..............................................................90
5.2.2. Математическая модель определения организационнотехнологической
надежности календарного плана
строительства ...............................................................................92
5.2.3. Методика оценки организационно-технологической
надежности продолжительности строительства ...................... 101
5.3. Организационно-технологическая надежность материальнотехнического
обеспечения строительства .......................................... 107
5.3.1. Характеристики материально-технического обеспечения
строительства ............................................................................. 107
5.3.2. Математическая модель определения организационнотехнологической
надежности материально-технического
обеспечения строительства ....................................................... 109
5.3.3. Методика оценки организационно-технологической
надежности материально-технического обеспечения
строительства ............................................................................. 114
5.4. Оценка организационно-технологической надежности
стоимостных показателей строительства ........................................... 118
5.4.1. Сметная информация в строительстве ..................................... 118
5.4.2. Математическая модель определения организационнотехнологической
надежности стоимостных показателей
строительства ............................................................................. 120
5.4.3. Методика оценки организационно-технологической
надежности стоимостных показателей строительства ............. 123
5.5. Сводная оценка организационно-технологической надежности
функционирования строительных организаций ............................... 126
Контрольные вопросы ............................................................................... 130
Раздел 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ...................................................................... 131
Глава 6. Информационные процессы в управлении строительными
организациями ................................................................................... 131
6.1. Информационные системы и технологии ......................................... 131
6.2. Объекты проектирования информационных систем и технологий
в управлении строительными организациями ................................... 139
6.3. Принятие решений в информационной системе управления
строительной организацией ............................................................... 147
Контрольные вопросы ............................................................................... 154
419
Стр.419
Глава 7. Методические основы создания информационных систем
и технологий управления строительной организацией .................... 154
7.1. Методические и организационные принципы создания
информационных систем и технологий ............................................. 154
7.2. Методика проектирования задач автоматизированных
информационных систем управления строительной
организацией ....................................................................................... 164
7.3. Стадии, методы проектирования и создания информационных
систем и технологий ............................................................................ 178
Контрольные вопросы ............................................................................... 186
Глава 8. Программное обеспечение автоматизированных систем
обработки информации управления в строительстве ....................... 187
8.1. Системное программное обеспечение ............................................... 187
8.2. Прикладное программное обеспечение АСОИУ ............................... 194
8.3. Примеры АРМ и КИС для строительной отрасли ............................. 211
8.3.1. Программный комплекс «Альфа-Офис».
АРМ «ПТО строительной организации» .................................. 211
8.3.2. Корпоративная информационная система
«1С: Управление строительной организацией» ........................ 212
Контрольные вопросы ............................................................................... 228
Глава 9. Информационное обеспечение информационных систем
и технологий управления строительной организацией .................... 229
9.1. Понятие информационного обеспечения, его структура .................. 229
9.2. Внемашинное информационное обеспечение .................................. 230
9.2.1. Система показателей ................................................................. 230
9.2.2. Основные понятия классификации техникоэкономической
информации .................................................... 230
9.2.3. Унифицированная система документации
и организация документопотоков ............................................ 236
9.3. Внутримашинное информационное обеспечение ............................. 237
9.3.1. Варианты организации внутримашинного
информационного обеспечения ............................................... 237
9.3.2. Информационная база и способы ее организации .................. 238
9.3.3. База данных, ее состав, модели баз данных.............................. 244
9.3.4. Хранилища данных и базы данных ........................................... 251
9.3.5. OLAP — инструмент анализа данных ....................................... 254
Контрольные вопросы ............................................................................... 256
Глава 10. Техническое и программное обеспечение информационных
систем и технологий управления строительной организацией ........ 256
10.1. Состав технического обеспечения информационных систем
и технологий управления организацией ............................................ 256
420
Стр.420
10.2. Современные компьютеры ................................................................ 258
10.3. Устройства ввода ................................................................................ 264
10.3.1. Клавиатура ................................................................................ 264
10.3.2. Мышь ........................................................................................ 265
10.3.3. Прочие устройства ввода — манипуляторы ............................ 266
10.3.4. Сканер ...................................................................................... 268
10.4. Устройства вывода ............................................................................. 269
10.4.1. Принтеры ................................................................................. 269
10.4.2. Плоттеры (графопостроители) ................................................ 273
10.4.3. Видеомониторы ........................................................................ 274
10.5. Компьютерные сети (сети передачи данных) ................................... 277
10.5.1. Понятие о компьютерных сетях.
Основные виды архитектуры сети ............................................ 277
10.5.2. Классификация компьютерных сетей..................................... 284
10.5.3. Каналы связи ............................................................................ 291
Контрольные вопросы ............................................................................... 301
Глава 11. Методы моделирования ................................................................... 301
11.1. Понятие о модели и методах моделирования ................................... 301
11.1.1. Понятие модели ....................................................................... 301
11.1.2. Моделирование ........................................................................ 303
11.1.3. Классификация моделей ......................................................... 304
11.1.4. Формализация и моделирование ............................................. 307
11.2. Морфологическое описание и моделирование сложных систем .... 310
11.3. Синергетическое моделирование сложных систем .......................... 312
Контрольные вопросы ............................................................................... 313
Глава 12. Методы математического моделирования дискретных систем ..... 313
12.1. Преимущество математического моделирования ............................ 313
12.2. Алгебраическая система .................................................................... 318
12.3. Гомоморфизмы ................................................................................... 320
12.4. Булевая алгебра .................................................................................. 322
12.4.1. Связки булевой алгебры .......................................................... 322
12.4.2. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы ....... 327
12.4.3. Совершенные дизъюнктивные нормальные
и конъюнктивные нормальные формы .................................... 328
12.4.4. Минимизация булевых функций в классе дизъюнктивных
нормальных функций ................................................................ 329
12.4.5. Полные системы булевых функций ........................................ 330
12.5. Элементы теории графов в управлении строительством ................. 330
12.5.1. Основные определения теории графов .........................................330
12.5.2. Деревья и их основные свойства ............................................. 333
421
Стр.421
Контрольные вопросы ............................................................................... 335
Глава 13. Основные понятия теории вероятностей ....................................... 336
13.1. Методы стохастического моделирования систем ............................. 336
13.2. Сложение и умножение вероятностей .............................................. 338
13.2.1. Сложение вероятностей ........................................................... 338
13.2.2. Умножение вероятностей ........................................................ 338
13.3. Основные законы распределения случайной величины .................. 339
13.3.1. Понятие случайной величины и формула полной
вероятности ............................................................................... 339
13.3.2. Теорема гипотез (формула Бейеса) .......................................... 340
13.3.3. Повторение испытаний и формула Бернулли ........................ 341
13.3.4. Геометрическое распределение ............................................... 342
13.3.5. Закон распределения вероятностей дискретной случайной
величины ................................................................................... 342
13.3.6. Нормальное распределение случайной величины ................. 344
13.3.7. Статистические моменты случайной величины ..................... 345
13.3.8. Система случайных величин ................................................... 348
Контрольные вопросы ............................................................................... 349
Глава 14. Математическая статистика ............................................................ 349
14.1. Основные понятия математической статистики .............................. 349
14.2. Свойства точечных оценок ................................................................ 350
14.3. Числовые характеристики статистического распределения ............ 350
14.4. Статистический ряд ........................................................................... 352
14.5. Метод наибольшего правдоподобия для нахождения оценок ......... 355
14.6. Методы изучения взаимосвязи результатов исследования .............. 355
14.7. Регрессионный и дисперсионный анализы ...................................... 358
14.7.1. Регрессионный анализ ............................................................. 358
14.7.2. Дисперсионный анализ ........................................................... 360
Контрольные вопросы ............................................................................... 361
Глава 15. Имитационное моделирование ....................................................... 361
15.1. Понятие, цели и область применения имитационного
моделирования .................................................................................... 361
15.2. Виды имитационного моделирования .............................................. 364
15.3. Основные преимущества и недостатки
имитационного моделирования ......................................................... 365
15.4. Применение имитационного моделирования .................................. 366
15.5. Имитация функционирования систем с дискретными
событиями ........................................................................................... 369
15.6. Методы имитации случайных факторов ........................................... 369
15.7. Вербальное описание строительства ................................................. 371
15.8. Связи между естественными и искусственными языками .............. 373
422
Стр.422
15.9. Языковые функции логики в искусственном интеллекте
и логико-лингвистические модели и системы ................................... 374
15.10. Модели представления знаний для экспертных систем ................. 377
15.11. О ситуационном анализе в управлении строительством ................ 379
Контрольные вопросы ............................................................................... 384
Глава 16. Понятие о кибернетических и интеллектуальных системах .......... 385
16.1. Системы искусственного интеллекта................................................ 385
16.2. Обзор основных направлений в области искусственного
интеллекта ........................................................................................... 387
16.3. Основные задачи искусственного интеллекта и основные этапы
развития систем искусственного интеллекта ..................................... 389
16.4. Решение задач в системах искусственного интеллекта .................... 390
Контрольные вопросы ............................................................................... 394
Глава 17. Проектирование «интеллектуальных зданий» как перспектива
развития информационных технологий в строительстве ................. 394
17.1. Искусственный интеллект здания..................................................... 394
17.2. Формальные исчисления «интеллекта» зданий ................................ 401
17.2.1. Формулировка задачи .............................................................. 401
17.2.2. Основные определения ............................................................ 405
17.2.3. Математическая постановка задачи ........................................ 409
Контрольные вопросы ............................................................................... 411
Библиографический список ........................................................................... 412
Стр.423