Инвариантная автоматизация строительного проектирования

Рассматривается поэлементно - инвариантное проектирование, представляющее собой многофункциональный подход к автоматизации проектирования, предполагающий математическое, информационное, графическое и иное проектирование объекта на основе использования независимых образов обоснованно выделенных элементов объекта.

В целом - это перспективное направление теории и практики создания сметем автоматизации проектирований (САПР) всех классов, позволяющее качественно повысить уровень автоматизации процессов проектирования, созданий проектно-сметной документации и информационного сопровождения проекта в целом. Основная идея поэлементно-инвариантной парадигмы автоматизации архитектурно-строительного проектирования зданий и сооружений состоит в построении информационной модели отдельных конструктивных элементов (например - оконных блоков, лестниц, дверей и проч.) и ее дальнейшее использование в строительных САПР без изменений значений геометрических и технических параметров такой модели. Выбор инвариантных конструктивных элементов осуществляется в соответствии с анализом номенклатуры строительных конструкций, материалов и изделий, представленных на рынке.

Основные отличия описанного подхода от традиционно объектно-ориентированного (по сути - т.н. "блочного"), используемого при работе со многими современными векторными САПР, заключаются в возможности сопровождения используемой модели актуальной, в общем случае - неоднородной, вспомогательной информацией. Такой информацией могут быть данные, используемые, например, для составлении проектно-сметной документации, автоматизации инженерно-конструкторских расчетов, имитационного моделирования прочностных характеристик и проч. Кроме того, инженер получает возможность интерактивной оценки основных характеристик проекта (сроки поставок и строительства, стоимость работ, потребность в машинах и механизмах и проч.) непосредственно в процессе проектирования и, как следствие, - оптимизации тех или иных решений по наиболее критичным параметрам.

Практика реализации предложенных решений лежит в области решений двух основных проблем:

   1. Создание (адаптация) элементов прикладного программного обеспечения, позволяющего осуществлять функции поэлементно-инвариантного проектирования в интерактивно-графических средах современных строительных САПР (в том числе - разработка структур и протоколов обмена данными, конверторов основных форматов представления данных в оригинальный формат приложения и проч.).
   2. Автоматизация сбора, хранения, обработки и использования информации и данных о всей номенклатуре стандартных (в той или иной форме) строительных конструкций, материалов и изделий, представленных на рынке.

Первая из обозначенных проблем решается на уровне построения оригинальных алгоритмов и практического программирования на основе как существующего, так и вновь создаваемого прикладного программного обеспечения.

Вторая проблема лежит в плоскости создания электронных версий территориальных строительных каталогов. Примером подобных разработок может быть одна из редакций «Московского территориального строительного каталога МТСК», выпущенного Управлением экономической, научно-технической и промышленной политики Москвы. Цель его разработки - внедрение прогрессивных проектных решений, освоенных на московских предприятиях строительной индустрии.

Акцентируем внимание на одной из основных задач, которые встают перед разработчиком информационных систем, создаваемых в соответствии с описанными принципами. Речь идет о том, что использование форматов описания объектов (или инвариантов), априори отличных от существующих, таит в себе существенные трудности дальнейшего внедрения предлагаемых решений. Обойти многие из них можно, используя стандартные схемы интерактивной аналитической обработки данных, не ограниченные, однако, «жестким» наполнением информационно-логических структур. В этом случае можно говорить, например, о технологиях, поддерживающих организацию многомерного анализа данных - On-Line Analytical Processing (OLAP). Основные архитектуры организации источников данных систем OLAP, применимых в практике многофункционального поэлементно - инвариантного проектирования зданий и сооружений, следующие. Relational OLAP (ROLAP), Multi-Dimensional OLAP (MOLAP) и Hybrid OLAP (HOLAP).

Рассмотрим этот вопрос в контексте предметного анализа проблемы на сайте Центра информационных технологий Московского государственного университета (МГУ).

Использование в многофункциональном проектировании динамических технологий, появление которых стало возможно в результате развития World Wide Web, представляет собой реальную альтернативу традиционным клиент/серверным OLAP-методам. В последнее время появился целый ряд OLAP средств (Web-OLAP или WOLAP), обладающих развернутыми Web-возможностями, которые выполняют аналитические функции, такие как агрегирование и детализация (drill-up и drill-down), а также обеспечивают высокую производительность в сочетании со всеми преимуществами, которые дает Web-приложение.

С такими приложениями значительно облегчается задача установки, конфигурирования и развертывания программных компонент оригинального программного обеспечения и надстроек многофункциональных САПР всех классов.

Web-приложение выполняется, в общем случае, на сервере, поэтому на машине клиента необходим только Web-browse и настроенное подключение к Intranet /Internet. Подобная стратегия развертывания особенно удобна для администраторов хранилищ данных, которым часто приходится работать с широким контингентом удаленных пользователей, что очень не просто при использовании традиционной клиент/серверной архитектуры. Это как нельзя более подходит и для задач обработки данных в электронных версиях территориальных строительных каталогов.

Использование Web-технологий при проектировании информационных компонент многофункционального поэлементно-инвариантного проектирования влияет и на стоимость разработки приложений - существенно снижаются затраты на развертывание программного обеспечения в расчете на одного пользователя, а также могут быть выбраны более выгодными ценовые модели, предусматривающие оплату использования продукта (которое определяется количеством одновременно работающих пользователей), вне зависимости от числа рабочих мест или размера сервера.

Библиографический список:

   1.
      Вайнштейн М.С. Поэлементно-инвариантное проектирование // Сборник докладов XIII словацко-польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». М.: МГСУ, 2004. -с.315-316.
   2.
      Вайнштейн М.С. Поэлементно-инвариантное автоматизированное проектирование зданий и сооружений // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2004. №9. – с.59.
   3.
      Вайнштейн М.С. Поэлементно - инвариативное проектирование // В кн. «Системотехника строительства»: энциклопедический словарь: Изд. 2-е: перераб. и доп. / Под. ред. А.А. Гусакова.-М.:Издательство АСВ,2004. - с. 136.


М.С. Вайнштейн, доцент МГСУ, к.т.н.

Журнал "Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века" №3/2005  23.09.2005