Системы автоматизированного проектирования в строительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Эссе

по курсу "Введение в специальность"

Тема: "Системы автоматизированного проектирования в строительстве"

Выполнил:

Студентка 1 курса группы П-45

Брыль Ю.С.

Эссе принял:

Старший преподаватель кафедры

Грачёв В.А.

Самара, 2014



Введение

Информационные технологии уже давно уверенно вошли в нашу повседневную жизнь и архитектурно-строительное проектирование в этом случае не является исключением.

Актуальность работы заключается в том, что одним из факторов ускорения научно-технического прогресса является повышение качества и сокращении сроков проектирования, а значит внедрение систем САПР.

Препятствием к повышению качества и сохранению сроков разработки проектов является возрастающее несоответствие между увеличивающейся сплоченностью объектов строительства, с одной стороны, сложившимися методами и средствами их проектирования - с другой.

Эта проблема не может быть решена за счет простого увеличения числа проектных организаций и проектировщиков различных специальностей. Поэтому в современных условиях повышение качества и сокращение сроков проектирования может быть обеспечено на основе ЭВМ и других технических средств архитектурного проектирования в проектных организациях и мастерских.

Цель работы: выполнить анализ основ системы автоматизированного проектирования в строительстве; определить способы внедрения САПР в проектные организации архитектурно-строительного профиля.

Задачи исследования:

изучить литературу (включая поиск информации в Интернет), раскрывающую основные положения САПР;

определить задачи, на решение которых направлена САПР;

провести анализ создания и построения САПР;

провести классификацию основных САПР;

выявить тенденции ко внедрению САПР в процессы создания новых изделий;

использовать различные методы исследования: провести теоретический анализ отобранной литературы, обработку информации.



1. История архитектурно-строительного проектирования Проектирование - целенаправленная деятельность, которая обладает последовательностью процедур, ведущих к достижению эффективных решений. и САПР

Основы архитектурно-строительного проектирования были заложены в XVI веке, когда господствовали традиции римской архитектурной школы. В этот период объекты воспринимались через их плоские проекции. Преобладали прямолинейные формы, а технология "объем на плоскости", позволяющая воспроизводить трехмерные объекты, требовала от проектировщиков большого опыта, высокой культуры работы с проектами.

Основной целью проектировщиков был сбор всех сведений об устройстве объекта. Результат во многом зависел от того, насколько точной оказывалась информация, каким был подход к ее анализу, как создавалась трехмерная модель для последующей комплексной обработки. Если специалист не обладал необходимыми навыками, достаточным опытом, риск ошибиться при создании проекта оказывался очень высоким.

С течением времени уровень сложности архитектурно-строительных проектов Архитектурно-строительный проект - (от лат. projectus - букв. - брошенный вперед), совокупность документов (расчетов, чертежей и др.) для создания какого-либо сооружения или архитектурного замысла. повышался, требования к ним становились все серьезнее. Соответственно, разработка подобных проектов отнимала теперь больше времени. Существенную сложность представляла и работа с большим объемом документов: значительные проблемы возникали во время проверки чертежей на согласованность и корректность. Риск ошибки на этапе строительства увеличился. Все эти трудности обусловили постепенный переход к унификации чертежей.

С появлением вычислительной техники был сделан акцент на автоматизацию проектных задач, имеющих четко выраженный расчетный характер. С внедрением специализированных устройств появляются универсальные программы для ЭВМ для решения как расчетных, так и некоторых рутинных проектных задач (изготовление чертежей, спецификаций, текстовых документов и т. п.).

В последние годы большое внимание уделяется автоматизации расчетно-конструкторских работ при проектировании где основные параметры выбираются и оптимизируются в интерактивном режиме диалога проектировщика и ЭВМ. Однако на всех этих стадиях автоматизации проектирования инженеру помимо изучения инструкций по эксплуатации и написанию программ приходится познавать ряд по сути дела ненужных ему подробностей системных программ и языков программирования.

Кроме того, при использовании в проектировании специализированных по объектам разрозненных пакетов прикладных программ (ППП) инженер вынужден каждый раз вновь кодировать и вводить информацию согласно инструкции ППП. Отмеченные недостатки приводят к тому, что частичная ("позадачная") автоматизация не оказала существенного влияния на повышение качества и производительности проектирования технических систем и средств в целом.



2. Сущность

2.1 Цель создания САПР в архитектурно-строительном направлении

Под автоматизацией проектирования понимают систематическое применение ЭВМ в процессе проектирования при распределении функций между проектировщиком и ЭВМ и выборе методов машинного решения задач.

Цель автоматизации -- повысить качество проектирования, снизить материальные затраты на него, сократить сроки проектирования и ликвидировать рост числа инженерно-технических работников, занятых проектированием и конструированием.

Таким образом автоматизированное проектирование можно определить, как процесс, позволяющий в значительной степени освободить конструктора-проектировщика от однообразной, трудоемкой и утомительной умственной работы и повысить его интеллектуальные возможности на этапах принятия решений.

Существенным отличием неавтоматизированного проектирования от автоматизированного является невозможность замены дорогостоящего и занимающего много времени физического моделирования (составление чертежей, таблиц, схем и -- математическим моделированием.

Комплекс средств автоматизации проектирования включает методическое, лингвистическое, математическое, программное, техническое, информационное и организационное обеспечение.

Система автоматизированного проектирования, призванная сегодня сыграть большую роль в совершенствовании методов архитектурно-строительного и градостроительного проектирования, стремится к решению следующих задач:

повышение качества продукции;

сокращение сроков проектирования;

повышение производительности труда инженерно-технических работников, и в следствии этого сокращение числа занятых проектировщиков;

своевременная выдача проектно-сметной документации;

обеспечение высокого технологического и эстетического качества проектных решений;

учет всех имеющихся возможностей и ресурсов строительства для достижения наилучших результатов проектирования.

САПР также помогает решить социальную задачу: дать возможность инженерам проявить в большей степени творческих умений, тем самым сделав эту работу более привлекательной и интересной.

2.2 Определение САПР в архитектурно-строительном направлении

САПР (в архитектурно-строительном направлении) - комплекс научных методов исследования деятельности в области архитектурно-строительного проектирования с целью разработки системы методик, математических моделей и алгоритмов, обеспечивающих наилучшее распределение функции между проектировщиком и машиной при поиске оптимальных проектных решений.

В результате изучения объектов в процессе проектирования разрабатываются модели и алгоритмы, с максимально возможной точностью фиксирующие закономерности формообразования объектов строительства и логику процессов их проектирования.

В соответствии с принципом "человек-машина", положенном в основу построения САПР, в техническом аспекте систему можно определить, как комплекс информационного,

программного, технического обеспечения системы подчиненной единой методологии машинного проектирования. Технические устройства во многом определяют эффективность создаваемых систем, поэтому им придается особое значение.

Подсистемы САПР определяют зону деятельности в системе архитектурно-строительного проектирования по решению всех задач, связанных с разработкой проектов для каждой из выделенных групп объектов.

Каждая подсистема САПР объединяет в себя деятельность по проектированию всех объектов одного вида и относящихся к одной определенной области архитектурно-строительного проектирования.

В свою очередь подсистемы САПР имеют свое деление на субподсистемы, т.е. на взаимосвязанные зоны, специализированные по проектированию объектов различного назначения и определяющие типы объектов.

Границы между подсистемами САПР определяют заказ на проектирование (вход в подсистему) от задания на проектирование, которое является начальной стадией в проектном процессе, и результат которого может рождать заказ на проектирование объекта в другой подсистеме.

2.3 Стадии создания САПР

Создание и развитие САПР осуществляется самой проектной организацией с привлечением (при необходимости) других организации-соисполнителей, в том числе научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений. Следует подчеркнуть, что создание САПР -- сложная и трудоемкая работа, выполнение которой под силу только большому высококвалифицированному коллективу разработчиков.

Процесс создания САПР включает в себя восемь стадий: пред проектные исследования, техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, изготовление, отладка и испытание, ввод в действие.

Руководство разработкой, внедрением, эксплуатацией и модернизацией систем и компонентов САПР в проектной организации должно заниматься специализированное подразделение, включающее группы специалистов соответствующих направлений.

Пред проектные исследования проводятся для выявления готовности конкретной проектной организации к внедрению автоматизированных методов. Процесс обследования осуществляется главным образом опросом опытных проектировщиков и конструкторов.

Техническое задание (ТЗ) является исходным документом для создания САПР и должно содержать наиболее полные исходные данные и требования. Этот документ разрабатывает головной разработчик системы проектирования, требования к входным и выходным данным, а также требования по разделению операции, выполняемых с помощью неавтоматизированного и автоматизированного проектирования

Оформление всей документации, необходимой для создания и функционирования САПР, выполняют на стадии рабочего проектирования.

На стадии изготовления, отладки и испытания производят монтаж, наладку и испытание комплекса технических средств автоматизации проектирования, на тестовых примерах доводят программное обеспечение и подготавливают проектную организацию к вводу в действие САПР.

Ввод в действие системы осуществляют после опытного функционирования и приемочных испытаний у заказчика.

2.4 Отображение процесса проектирования в программное обеспечение САПР

Важнейшим вопросом при создании САПР после формализации процесса проектирования является вопрос отображения проектно-конструкторской деятельности инженера в программное обеспечение.

Все системы проектирования, создаваемые с помощью современных средств вычислительной техники, являются автоматизированными. Важнейшую роль в этих системах играет человек-инженер, разрабатывающий проект новых технических средств. Человек в САПР решает все неформализованные проектные задачи и задачи планирования работ.

Результаты проектирования должны содержать информацию, на основе которой инженер мог бы вынести вердикт о результатах проектирования.

Если проектное решение утверждается, то оформляется блок проектных решений. В зависимости от полноты формализации наших знаний в конкретной предметной области проектное решение может быть выполнено автоматически. Анализируя результаты проектно-конструкторского процесса, инженер должен иметь возможность просмотра выходных данных на дисплее и графопостроителе, например, в виде таблиц, схем и чертежей.

Допустимо существование нескольких версий проектных решений, которые хранятся на магнитном диске.

2.5 Классификация и обозначение

По целевому назначению различают САПР или подсистемы САПР, обеспечивающие разные аспекты проектирования. Так, в составе MCAD появляются CAE/CAD/CAM системы:

1. САПР функционального проектирования, иначе САПР-Ф или CAE (Computer Aided Engineering)системы.

2. Конструкторские САПР общего машиностроения -- САПР-К, часто называемые просто CAD системами;

3. Технологические САПР общего машиностроения -- САПР-Т, иначе называемые автоматизированными системами технологической подготовки производства АСТПП или системами CAМ (Computer Aided Manufacturing).



2.6 Программы САПР в области архитектуры и строительства

Система автоматизированного проектирования в области архитектуры и строительства, инженерных сетей, создания соответствующей документации ArchiCAD

Программа компании Graphisoft, единая объектно-ориентированная трехмерная система автоматизированного проектирования, предназначенная для решения архитектурно-строительных задач. AutoCAD MEP

Программа проектирования инженерных систем зданий (механических, электрических и санитарно-технических) на платформе AutoCAD 2009 AutoCAD Revit Architecture Suite

Приложение Autodesk для строительного проектирования и ведения проектной документации, предоставляет проектировщику удобные средства для быстрого создания, редактирования трехмерной модели и оформления документации проекта на любом этапе его выполнения AutoCAD Revit MEP Suite.

Комплексное решение Autodesk для проектирования и создания строительно-технической документации, предназначенное для специалистов в области проектирования инженерных систем: механического оборудования, электрических и сантехнических сетей AutoCAD Architecture

Система Autodesk для архитекторов и специалистов в области промышленного и гражданского строительства, сочетающее в себе функции концептуального и рабочего проектирования Autodesk VIZ

Программа Autodesk для 3D визуализации, предназначена для архитекторов, конструкторов и других специалистов. Она работает с моделями зданий, позволяя задавать их освещенность, выполнять тонирование и получать анимационные ролики.



3. Внедрение САПР в проектные организации архтектурно-строительного профиля как составная часть комплекса системных решений

Прежде всего определимся с тем, что такое комплекс системных решений и какова вообще цель его внедрения. Комплекс системных решений (КСР) - это общий организационный, управленческий, аналитический, системный подход к производственной деятельности, призванный решить две основные задачи: повышение качества продукции и сокращение сроков ее выпуска. КСР имеет стратегический характер и оптимизирует весь производственный процесс. Одним из его элементов является система автоматизированного проектирования.

САПР автоматизирует решение широкого круга задач - от черчения и расчетов до систем управления электронным документооборотом, проектами и т.д.

Практическое освоение КСР потребует (прежде всего от руководства) высокого уровня организации внедрения новых методов работы, волевых усилий и внятного представления о желаемых результатах.

Обратим внимание на принятое словосочетание - "системные решения". Это значит, что цель каждой организации - повышение производительности труда и качества продукции - требует взглянуть на производство как на систему, которая включает в себя множество других систем и при этом сама включена в огромное их многообразие.

Поэтому принципиально важно проследить всю цепочку производственной деятельности, специфичную и индивидуальную для каждого предприятия.

Первый шаг в этом направлении - определение системы, охватывающей производственный процесс в целом. Второй - обследование и анализ текущего состояния системы, выявление всех ее плюсов и минусов. Третий - разработка стратегии и планирование действий в рамках КСР с учетом всех ресурсов организации. Четвертый -поэтапная реализация намеченных действий (с контролем финансовых и временных затрат).

Руководитель должен быть готов к росту материальной и профессиональной мотивации его сотрудников: овладение современными средствами организации рабочего места повышает их позиции на рынке труда.

Глава организации - директор, который управляет всеми ее ресурсами. Основным локомотивом являются непосредственные исполнители - отделы проектирования, сформированные в соответствии со специализацией и возглавляемые руководителями, которые в свою очередь подчинены главному инженеру проекта. Контроль хода работ по всем выполняемым проектам осуществляет координатор проектов.

Для обеспечения работы отделов проектирования предназначена вспомогательная служба, в чьем ведении находятся техническое обеспечение САПР, разработка локальных программ - утилит, хозяйственные вопросы, бухгалтерия и т.д.

Внедрение САПР осуществляется с использованием следующих ресурсов:

технических (аппаратное и техническое обеспечение САПР: компьютеры, плоттеры, локальные сети и др.);

программных (подбор программного обеспечения и разработка стандартов его взаимодействия);

образовательных (образовательный уровень, позволяющий специалистам предприятия профессионально работать с программными и техническими ресурсами. Постоянное обучение, повышающее этот уровень);

финансовых (инвестиции);

организационных и управляющих (всё что касается автоматизации управления проектом в рамках существующей структуры организации, а также методов, используемых для управления производственной деятельностью);

вспомогательных (отдел технического обеспечения).

Прежде всего требуется ясно определить цели и задачи внедрения САПР, критерии отбора программного обеспечения.

Определившись с целью, приступаем к многовариантному проектированию САПР - с учетом ресурсов, сроков, сложности реализации. Эта работа невозможна без тесного взаимодействия со всеми участниками производственного процесса (от руководителя до рядового инженера), без учета их интересов, а равно и без консультаций со специалистами различного профиля.

Критерии отбора программного обеспечения должны быть следующими:

единая программная платформа;

возможность работы с интеллектуальной 3D-моделью;

полноценный, без потери информации обмен данными между различными системами;

единый доступ к различным базам данных.

Внедрение САПР в составе КСР требует выполнения следующих шагов: подбор программного обеспечения, формирование базы данных, стандартизация информационного взаимодействия между различным ПО, определение состава необходимых ресурсов и соответствующих затрат - с учетом ресурсных возможностей проектной организации, составление календарного плана внедрения САПР, создание общей технической документации, обучение сотрудников.

Ввиду сложности процессов, с которыми сопряжена производственная деятельность, следует понимать, что в каждой своей составляющей комплекс системных решений не может быть реализован окончательно. Держать планку эффективности производства на должной высоте позволит только постоянное развитие.

Из сказанного следует необходимость доверить управление этим процессом соответствующему специалисту в ранге заместителя директора по развитию. В его должностные обязанности должно входить управление всеми процессами, касающимися эффективности (а значит и конкурентоспособности) организации.

Хранилищем всех информационных данных организации является общий сервер, к которому подключено руководство организации, отделы проектирования и вспомогательная служба (плоттер, сканер, модем и т.д.).

Каждый отдел имеет в своем распоряжении профильное программное обеспечение. Все результаты работы сохраняются на сервере отдела, связанном с общим сервером.



Выводы

автоматизированный проектирование архитектурный строительный

Роль графического представления проекта со временем становилась все более значимой, методы визуализации совершенствовались. Если изначально все определяло художественное мастерство проектировщика, то на современном этапе эффектно представить объект позволяет онлайн-проектирование. Значимость визуализации сегодня трудно переоценить.

Большинство заказчиков, не имеющих возможности рассмотреть проект с профессиональной точки зрения, ориентируются исключительно на собственные впечатления от полученного перспективного изображения.

Компьютерная визуализация основывается на создании трехмерного изображения. Сегодня для разработки объемных моделей и координации всех внесенных изменений не требуется много усилий и времени. Увеличилась скорость создания проектов, повысилось их качество. Значительную роль в этом сыграли такие мощные программные комплексы, как Robot Professional, StruCard, AutoCard, AutoCard Revit Structure и другие. Существенным недостатком данного программного обеспечения можно назвать его высокую стоимость.

Все созданные и создаваемые системы проектирования с помощью ЭВМ являются автоматизированными, важную роль в них играет человек -- инженер, разрабатывающий проект технического средства.

Человек в САПР должен решать, во-первых, все задачи, которые не формализованы, во-вторых, задачи, решение которых человек осуществляет на основе своих эвристических способностей более эффективно, чем современная ЭВМ на основе своих вычислительных возможностей.



Литература

1. Петров А.В. "Проблемы и принципы создание САПР". / Петров А.В. Москва. 1990 г.

2. Федорчук В.Г. "Информационное и прикладное программное обеспечение САПР" / Федорчук В.Г, Москва “Высшая школа” 1986

3. Хокс Б. Автоматизированное проектирование и производство. / Хокс Б. -М.: Мир, 1991г.

4. Материалы 4-го всероссийского семинара: "Современные системы автоматизации конструкторского и технологического проектирования"/ М.: Изд. МАИ,1995.

5. Журнал "САПР и графика". Номер № 11 ноябрь 2007.

6. Митрофанов А.В. Журнал "CADmaster" №38/3.2007 (июль-сентябрь). Раздел: Архитектура и строительство / Митрофанов А.В. 2007

7. Уськов, В.В. Компьютерные технологии в подготовке и управлении строительством объектов: Учебно-практическое пособие / В.В. Уськов. - М.: Инфра-Инженерия

8. Онокой, Л.С. Компьютерные технологии в науке и образовании: Учебное пособие / Л.С. Онокой, В.М. Титов. - М.: ИД ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. - 224 c.

9. Клюев, А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов / А.С. Клюев [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 c.

10. Стасинопулос П. Проектирование систем как единого целого. Интегральный подход к инжинирингу для устойчивого развития / П. Стасинопулос. - М.: Эксмо, 2012. - 288 c.

11. Статья строительного портала: http://www.estateline.ru/articles/19780/

Размещено на Allbest.ru

...