Диссертация (1141461), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Расширение предложенных подходов на смежные области.2. Углубление предложенных подходов до уровня частных случаев.3. Реализация предложенных подходов на уровне прикладных программныхсредств.4. Реализация предложенных подходов на уровне нормативно-техническихдокументов.5. Реализация полученных результатов в образовательном процессе.Расширение предложенных подходов на смежные области представляетсяобоснованным в целях построения единых систем принятия управленческихрешений совместно с элементами:• промышленности строительных материалов;• транспортно-логистическойсети(включаявопросыдоставкистроительных материалов и вывоз мусора);• структурсоциальногообеспечения(включаявопросыздравоохранения, образования и охраны общественного порядка);• персональных электронных устройств.Такое расширение предложенных походов на системы и элементы,предполагающие рассмотрение человека как активного участника описываемыхпроцессов позволит обеспечить переход к социокиберфизической интеграции.Углублениепредложенныхподходовдоуровнячастныхслучаевпредставляется обоснованным в целях формирования методов и методик ихприменения к решению прикладных задач.
К таким задачам могут относится:214• разработкачастнойметодикикиберфизическойинтеграцииэксплуатируемых строительных систем;• разработкаметодикикиберфизическойоценкиинтеграцииэкономическойстроительныхэффективностисистемнастадииэксплуатации;• разработкачастнойметодикикиберфизическойинтеграциистроительных систем в процессе реконструкции и капитальногоремонта;• разработкаметодикиоценкиэкономическойэффективностикиберфизической интеграции строительных систем в процессереконструкции и капитального ремонта.Реализация предложенных подходов на уровне прикладных программныхсредств представляется обоснованным в части:• разработка универсальных открытых протоколов обмена данными вКСС;• разработкаприкладныхпрограммныхсредств,реализующихавтоматизированное проектирование структур данных КСС;• разработка прикладных программных средств, осуществляющихконтроль соблюдения проектных показателей КСС на стадииэксплуатации.Реализация предложенных подходов на уровне нормативно-техническихдокументов представляется обоснованной в части применения при разработкесоответствующих документов в предметной области управления жизненнымициклами строительных систем.Реализацияполученныхрезультатоввобразовательномпроцессепредставляется обоснованной в части расширения курсов “Информационныетехнологии управления эксплуатацией зданий”, “Автоматизация управленияжизненным циклом жилых и общественных зданий” и “Автоматизация управления215жизненным циклом продукции”, читаемых на кафедре Информационных систем,технологий и автоматизации строительства и кафедре Автоматизации иэлектроснабжения ФГБОУ ВО “Национальный исследовательский Московскийгосударственный строительный университет”.2166.5 Выводы по главе 61.
Предложена и описана информационная технология автоматизированногопроектирования КСС, позволяющая реализовать предложенные подходы.Информационная технология содержит алгоритмические модули, модуливвода и вывода данных, а также 12 баз данных.2. Разработана и представлена методика верификации структуры данных КСС.Методика предполагает возможность применения как объектов аналогов, таки ряда сформулированных критериев: критерий уникальности информации,критерий сохранения информации и критерий связности. Применениеметодики позволяет оценить достоверность проекта структуры данных КСС,аследовательно,обеспечитькачествопоследующегоуправлениястроительными системами.Методика предполагает возможность применения на любой стадиижизненного цикла, и обеспечивает наибольшую достоверность верификациив зависимости от имеющейся на текущей стадии информации в КСС.3.
Рассмотренапрактическаяреализацияпредложенныхподходовкиберфизической интеграции строительных систем приведен примерпрактическойреализациипостроенияэлементовкиберфизическойинтеграции (элементы процесса проектирования структуры данных)строительных систем. В этих целях рассмотрена КСС, включающая в себявсе 42 рассматриваемые в рамках работы строительные системы,обладающие каждая 3 параметрами состояния, 3 управляющими и 3возмущающими воздействиями. На основании рассматриваемого примерасформированы базовые элементы структуры данных КСС.4.
Сформулированы перспективные направления дальнейших исследований вобласти киберфизической интеграции строительных систем, связанные срасширением предложенных подходов на смежные области, углублениемпредложенныхподходовдоуровнячастныхслучаев,реализациейпредложенных подходов на уровне прикладных программных средств,реализацией предложенных подходов на уровне нормативно-технических217документов,атакжеобразовательном процессе.реализациейполученныхрезультатовв218Заключение1. Проведен анализ теории и практики построения и функционированиястроительных систем как объектов управления и киберфизическойинтеграции.
В рамках проведённого анализа установлено определениеКСС, рассмотрены подходы к классификации строительных систем иопределен подход к классификации строительных систем применяемый врамках настоящей работы, опирающейся на объектно-ориентированноерассмотрения строительных систем с точки зрения удовлетворения ихфункционалом потребностей объекта строительства. Выделены группыпотребностей: обеспечение конструктивных параметров, обеспечениеводой, обеспечение микроклимата, обеспечение освещения, обеспечениеэлектропотребления, обеспечение газоснабжения, обеспечение связи,обеспечение транспорта, обеспечение охраны, обеспечение пожарнойбезопасности. Относительно каждой группы потребностей объектовстроительства определена группа инженерных систем, представляющаясядостаточной для рассмотрения в рамках настоящей работы и включающаяв себя 42 строительные системы, обеспечивающие 10 выделенныхпотребностей объектов строительства.Также, выделены 3 измерения интеграции КСС - “жизненный цикл”,“иерархия” и “связи”, характеризующие интеграцию КСС по различнымаспектам.2.
Проведён анализ объектов и процессов автоматизации проектированияКСС. В рамках проведённого анализа рассмотрены подходы кформализации жизненных циклов строительных систем, а также средстви способов обмена информацией в КСС. Задачи автоматизациипроектирования КСС рассматриваются в рамках настоящей работы какзадачи реализации жизненного цикла “проектирование – производство –эксплуатация”,построениеметодологииавтоматизированногопроектирования, разработку и исследование моделей и алгоритмов длясинтеза и анализа проектных решений.2193.
Детально рассмотрена структура и описаны элементы методологиикиберфизическойметодологиюинтеграцииавтоматизациистроительныхсистем,проектированияКСС,включаямоделькиберфизической интеграции строительных систем, модель внешнейинтеграции КСС, общую модель обмена данными КСС, общую модельуправления данными КСС, универсальную модель топологии КСС,методику автоматизации проектирования аппаратного обеспеченияфункций КСС, методику автоматизации проектирования программногообеспеченияфункцийпроектированияКСС,структурыалгоритмданныхКСС,автоматизированногометодикуверификацииструктуры данных КСС.Разработана и представлена логико-смысловая схема киберфизическойинтеграции строительных систем.4.
Представлена универсальная модель топологии КСС, описывающаятопологические уровни КСС на всех стадиях жизненного цикла. В числотопологическихуровнейвходят:физическийуровень;уровеньпреобразования; уровень контроля и уровень управления.ВрамкахуниверсальноймоделитопологииКССполныйжизненный цикл КСС формализован как совокупность следующихстадий:1) стадия планирования;2) стадия проектирования;3) стадия создания;4) стадия эксплуатации;5) стадия восстановления;6) стадия преобразования;7) стадия вывода из эксплуатации и утилизации.Модель представлена в виде графа состояний, где состояниясоответствуют определенному уровню (уровень управления, уровень220контроля, уровень преобразования и физический уровень) КСС наопределённой стадии жизненного цикла КСС.Также, выделены и рассмотрены возможные траектории жизненногоцикла КСС – простая, с восстановлением, с преобразованием, сложная. Ккаждой из рассмотренных траекторий жизненного цикла примененаразработанная универсальная модель топологии КСС.5.
Представлена модель киберфизической интеграции строительных систем,которая описывает области КСС и процессы формирования, накопления,передачи, хранения и использования информации на всём жизненномцикле КСС. Также, рассматриваемая модель описывает процессыформирования, накопления, передачи, хранения и использованияинформации на всех уровнях КСС в рамках каждой стадии жизненногоцикла (по общей модели обмена данными и общей модели управленияданными).
Рассмотрены информационные потоки, реализующие обменинформацией по уровням иерархии и между стадиями жизненного циклаКСС.Разработанная модель применена к рассматриваемым траекториямжизненного цикла КСС.6. Представлена общая модель обмена данными КСС. Модель рассматривает42 строительные системы, определенные в рамках анализа теории ипрактики построения и функционирования строительных систем какобъектов управления и киберфизической интеграции. Модель включает всебяфункциональныефункциональныеблокиблокиимитациирегулированиястроительныхсистем,параметровсистем,функциональные блоки формирования сигналов управления.
Общаямодель обмена данными КСС описывает процессы функционированияКСС, производства, обработки и обмена данными между уровнямииерархии в рамках одной стадии, согласно универсальной моделитопологии КСС. Рассматриваемая модель распространяется на уровеньконтроля, уровень преобразования и физический уровень в рамках стадии221создания, эксплуатации, восстановления, преобразования и вывода изэксплуатации и утилизации.7. Представлена общая модель управления данными КСС, описывающаяпроцессы, реализуемые на уровне управления каждой стадии жизненногоцикла КСС. Рассматриваемая модель содержит 253 функциональныхблока, позволяющих описать процессы сбора, хранения и обработкиданных по текущей и прошедшим стадиям жизненного цикла КСС.Модель включает в себя функциональный блок автоматизированногопроектированияструктурданныхКСС,функциональныеблокиопределения объёма информации, функциональные блоки имитацииформирования сигналов управления, функциональные блоки имитацииконтроля параметров строительных систем, функциональные блокиимитациирегулированияфункциональныеблокипараметровимитациистроительныхстроительныхсистемсистем.иМодельобеспечивает математическое описание процессов.
Реализуемых науровне управления КСС на каждой стадии жизненного цикла КСС.8. Рассмотренаидетализированаметодологияавтоматизациипроектирования КСС, представленная алгоритмом автоматизированногопроектирования структур данных КСС и методикой верификацииструктур данных КСС. Методология автоматизации проектирования КССопределяетпроцедурыавтоматизированногопроектирования,реализуемые на полном жизненном цикле КСС. Результатом примененияописываемойметодологииявляетсяверифицированнаяструктураинформационных потоков в перспективе текущей и последующих стадийв перспективе полного жизненного цикла КСС. Разработана ипредставлена логико-смысловая схема методологии автоматизациипроектирования КСС.9.
Представлен алгоритм автоматизированного проектирования структурыданных КСС. Алгоритм описывает процессы управления данными КСС.Результатомвыполненияалгоритмаавтоматизированного222проектирования структур данных КСС является сформированная иверифицированная структура данных КСС, позволяющая осуществлятьполнофункциональное выполнения процессов управления и развитияКСС, а также информация о требуемом программном и аппаратномобеспечении.Алгоритм автоматизированного проектирования структур данныхКСС применим на полном жизненном цикле КСС10.
Рассмотрена методика автоматизации проектирования аппаратногообеспечения функций КСС. Результатом реализации методики являетсянеобходимый и достаточный перечень аппаратных средств обеспеченияфункций КСС, а также технические требования для разработкинеобходимых аппаратных средств (в случае отсутствия необходимыхаппаратныхсредств,обеспечивающихфункцийКСС).Методикарассматривает 3 группы аппаратных средств – контроллеры, датчики иисполнительные устройства. Для аппаратных средств каждой группывыделены критерии, позволяющие формировать базу данных. Дляконтроллеров это: количество аналоговых входов, количество аналоговыхвыходов, количество дискретных входов, количество дискретныхвыходов, быстродейстиве, интерфейсы, межпротокольная интеграция.Для датчиков это: быстродейстиве, интерфейсы, тип сигнала, измеряемыевеличины.Дляисполнительныхустройствэто:быстродейстиве,интерфейсы, тип сигнала, тип действия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
