Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Wykorzystanie metody uczenia się z przykładów przy podejmowaniu decyzji technologicznych w procesie budowlanym

Wybór wariantów produkcyjnych na podstawie jednego wariantu technologiczno-organizacyjnego wydaje się wyjątkowo ryzykowny ze względu na zmieniające się warunki otoczenia. Może bowiem skutkować koniecznością przerwania prac ze względu na niekorzystne warunki realizacji albo kontynuowania ich mimo większego ryzyka, że efekty będą gorsze, niż zakładano (zwiększą się koszty, zmniejszy wydajność czy nie zostaną spełnione wymagania jakościowe).

Możliwość dostosowania wariantu realizacji procesu budowlanego do warunków otoczenia daje szansę kontynuacji procesów w zmieniających się warunkach oraz zapewnienia osiągnięcia wyników zgodnych z założeniami specyfikacji. Wymaga to jednak spełnienia dwóch warunków: 

  •  monitorowania stanu otoczenia (z opcją przewidywania) i procesów w toku,
  •  stworzenia bazy wiedzy opartej na zrealizowanych już przypadkach realizacji określonych procesów w różnych warunkach otoczenia.

W ten sposób, na podstawie zgromadzonych przykładów, można szacować określone rezultaty lub w odniesieniu do określonych rezultatów ustalać parametry analizowanego procesu.

Monitoring stanu otoczenia i trwających procesów

Stanowi podstawę sprawnego reagowania na zmieniające się dynamicznie warunki realizacji procesów. Typowe rozumienie monitoringu obejmuje:

  •  śledzenie i kontrolę poprawności przebiegu procesu,
  •  zbieranie i dokumentowanie danych w pewnym okresie,
  •  porównywanie planowanych rezultatów z aktualnie osiąganymi, umożliwiające regulację procesu.

Zobacz też: Energooszczędność a rozwój miast

ABSTRAKT

W artykule zwrócono uwagę na potrzebę dostosowania wariantu realizacji procesu budowlanego do warunków otoczenia, by możliwe było kontynuowanie procesów w zmieniających się warunkach oraz uzyskanie wyników zgodnych z założeniami. Przedstawiono warunek wykorzystania danych z monitoringu w procesie doskonalenia doboru wariantów technologicznych i organizacyjnych. Opisano metodę uczenia się z przykładów jako skuteczną metodę wsparcia w podejmowaniu decyzji technologicznych i organizacyjnych w budownictwie.

The article considered the need to adjust the option of performing a given construction process to ambient conditions, so that the process may be continued in changing conditions and the results comply with the assumptions. The necessity of using data from monitoring in improving the selection of technological and organisational options was presented. The method of learning from examples was described as an effective method of technological and organisational decision making support in building engineering.

Esamili i in. [1] proponują szersze rozumienie monitoringu, obejmujące także prognozowanie i modelowanie, a według Witakowskiego [2] poza zbieraniem, analizą i przetwarzaniem informacji monitoring polega także na ich transmisji i dystrybucji.

Na podstawie analizy przykładów zastosowania monitoringu do śledzenia procesów budowlanych można wskazać cztery główne kierunki postępowania:

  • uzyskiwanie informacji o przebiegu procesów i stanie zmiennego otoczenia umożliwiające sterowanie,
  • opracowanie dziennych raportów będących podstawą oceny zgodności przebiegu realizacji z planem,
  • prowadzenie aktywnego sterowania jakością (działań korekcyjnych i zapobiegawczych),
  • wykorzystanie danych z monitoringu w procesie doskonalenia doboru wariantów technologicznych i organizacyjnych.

Analiza możliwości wykorzystania ostatniego z wymienionych kierunków jest przedmiotem artykułu.

Doskonalenie może dotyczyć cyklicznych procesów budowlanych (powtarzalnych w ramach określonego przedsięwzięcia budowlanego) lub powtarzalnych przedsięwzięć.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

W odniesieniu do przedsięwzięć opisano przykład aranżacji przestrzeni biurowej z zastosowaniem podłogi monolitycznej z rozbieralnymi kanałami. Drugi przykład dotyczy cyklicznych procesów dostaw i wbudowania mieszanki betonowej w typowej konstrukcji żelbetowej.

Celem artykułu jest wskazanie metody uczenia się z przykładów jako skutecznej metody wsparcia w podejmowaniu decyzji technologicznych i organizacyjnych w budownictwie.

Trzy pętle uczenia się

Przedstawiona koncepcja uczenia się oparta jest na pięciu zasadniczych założeniach:

  • uczenie się jest procesem wieloetapowym, zapoczątkowanym wprowadzeniem idei zapewnienia jakości, a następnie Total Quality Management, aż do organizacji uczącej się (ang. Learning Organization), zdolnej do działania w warunkach ryzyka i niepewności;
  • wykorzystanie agentowych systemów doradczych na poziomie lokalnym (decyzje są wypracowywane na podstawie danych gromadzonych na budowie przy realizacji procesów specjalistycznych charakterystycznych dla danego wykonawcy);
  • wzrost kompetencji organizacji oparty na systematycznym gromadzeniu wiedzy specyficznej – niepowtarzanej i utajonej (Hatch [3]) jako podstawa przewagi konkurencyjnej;
  • podejście systemowe przy zespołowym uczeniu się jako element zapewniający synergię efektów działań podejmowanych w autonomicznych subsystemach;
  • system uczenia się wykorzystujący trzy pętle, dotyczące doskonalenia na trzech poziomach (RYS. 1).

System uczenia się należy kojarzyć również z analizą wielu informacji już na etapie planowania przedsięwzięcia (oraz bardziej szczegółowo na poziomie procesów). Wpływa to na działanie proaktywne – wyciąganie wniosków i podejmowanie decyzji przed zajściem zmiany.

Przeczytaj: Materiały naprawcze do betonu stosowane w obiektach inżynierskich

Doskonalenie na poziomie przedsięwzięcia związane jest z przechodzeniem przez kolejne fazy cyklu życia obiektu budowlanego. Często objawia się to tym, że błędy popełnione we wcześniejszych fazach tego cyklu (np. projektowanie) zostają ujawnione w fazach późniejszych (np. podczas eksploatacji).

Uczenie opiera się na formułowaniu pytań na trzech poziomach nauki (na RYS. 1 w odniesieniu do procesów): 1) czy nie można udoskonalić procedury realizacji?;

2) czy zastosowana reguła wprowadzenia procedury jest właściwa? Czy wybrana procedura była najtrafniejszym wyborem, czy należałoby w przyszłości poszukiwać alternatywy umożliwiającej osiągnięcie lepszych rezultatów?;

3) czy przyjęte kryteria oceny prawidłowości funkcjonowania systemu są poprawne? Przekrojowa analiza działań na różnych poziomach pozwala sformułować odpowiednie wnioski, które mogą być wykorzystane w następnych analogicznych realizacjach.

Metoda uczenia się z przykładów

POBIERZ E-BOOK [bezpłatnie]
warunki techniczne
Warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki
– stan na 2014 r.

Metoda uczenia się z przykładów oparta jest na założeniu o wykorzystywaniu doświadczenia z poprzednich realizacji do podejmowania decyzji dotyczących aktualnych problemów. Do metod tego typu można zaliczyć metody oparte na wyciąganiu wniosków z małej liczby przykładów, kiedy zastosowanie metod uczenia maszynowego jest znacznie ograniczone.

Oczywiście nie wyklucza to stopniowego zastosowania także innych metod, które wzajemnie się uzupełniają i mogą tworzyć bazę do wspomagania podejmowania decyzji technologicznych przez agentowy system doradczy o strukturze hybrydowej (RYS. 2).

Taki system w początkowej fazie rozwoju bazuje na zbiorze reguł, które nie wymagają oparcia na zbiorze przykładów. W następnej fazie, kiedy baza wiedzy oparta na zbiorze przykładów jest jeszcze zbyt mała do zastosowania typowych narzędzi uczenia maszynowego, można zastosować metodę uczenia się z przykładów. W kolejnym stadium rozwoju (przy dostatecznie dużej bazie przypadków) możliwe jest zastosowanie np. sztucznych sieci neuronowych, symulacji itp.

Podczas wyboru wariantów realizacji procesów w odniesieniu do aktualnego problemu, gdy tworzony jest zupełnie nowy przypadek, poszukuje się często podobieństw i rozwiązań na podstawie poprzednich doświadczeń i realizacji (RYS. 3).

Mając dodatkowo możliwość wdrożenia zupełnie nowego pomysłu, analizuje się oba rozwiązania (przez porównanie i dostosowanie) i wybiera to, które wydaje się najodpowiedniejsze oraz dla którego ryzyko zmiany otoczenia będzie najmniejsze. Zastosowane rozwiązanie należy monitorować, ­kontrolować oraz wnikliwie analizować, by móc następnie ocenić rezultaty zastosowania wybranej opcji.

Ocena może być pozytywna bądź negatywna. O ocenie pozytywnej mówimy wtedy, gdy oczekiwania przy realizacji procesu spełniły się – osiągnięto założone cele. Jeżeli nie uzyskano w pełni zaplanowanego rezultatu, realizacja ta zostanie negatywnie oceniona.

Nie należy zapominać o własnych niepowodzeniach. Mogą one służyć przestrzeganiu przed możliwością popełnienia błędu w kolejnych działaniach. Oba przykłady – i pozytywny, i negatywny – powinny zostać zachowane w bazie wiedzy, by móc opierać się na nich w następnych przypadkach.

Zastosowanie uczenia się z przykładów

Opisane przykłady zastosowania dotyczą dwóch przypadków:

  •  wykorzystania analizy krytycznej przykładu na poziomie przedsięwzięcia w przypadku metody wykonania podłogi przy budowie budynku biurowego przeznaczonego pod wynajem,
  •  oszacowania wydajności przy betonowaniu konstrukcji żelbetowej na podstawie wiedzy gromadzonej przy realizacji cyklicznych procesów budowlanych w ramach jednego przedsięwzięcia.

Wykorzystanie analizy krytycznej przykładu na poziomie przedsięwzięcia

Dotyczy on budowy dwóch obiektów biurowych. Budowę pierwszego obiektu rozpoczęto od podpisania z generalnym wykonawcą ryczałtowej umowy na wykończenie budowy w standardzie „open plan”.

W trakcie pozyskiwania najemców pojawiła się konieczność dzielenia przestrzeni ścianami działowymi oraz wprowadzenia zmian w instalacjach (z warunków zapewnienia bezpieczeństwa oraz parametrów komfortu w pomieszczeniach). Modyfikacje wiązały się z demontażem sufitów podwieszanych oraz rozebraniem modułowych podłóg podniesionych.

Na podstawie wniosków z poprzedniej realizacji planowanie budowy drugiego biurowca rozpoczęto od wnikliwej analizy. Stropy zaprojektowano jako sprężone prefabrykowane płyty, umieszczone na monolitycznych słupach i ryglach. Zrezygnowano również z wykończania podłóg i sufitów (oprócz trzonu obiektu) oraz wykonania instalacji do czasu pojawienia się najemców. Zdecydowano się również na wykonanie monolitycznej podłogi podniesionej z rozbieranymi kanałami wzdłuż trzonu budynku.

Negatywna ocena poprzedniej realizacji pozwoliła uniknąć problemów w nowym przedsięwzięciu oraz obniżyć koszty bez zmiany funkcjonalności obiektu.

Oszacowanie wydajności przy betonowaniu konstrukcji żelbetowej na podstawie gromadzonej wiedzy

Zastosowanie uczenia się z przykładów przy betonowaniu konstrukcji betonowej opierało się na systematycznym zbieraniu danych dotyczących procesu betonowania i wykorzystywaniu ich do szacowania wydajności betonowania w odniesieniu do planowanych procesów.

Warto przeczytać: Ocena skuteczności hydrofobizacji powierzchniowej betonu

Typowy proces dostawy betonu realizowany cyklicznie obejmował: załadunek mieszanki betonowej, transport mieszanki z węzła betoniarskiego na budowę, badanie mieszanki betonowej (w przypadku niespełnienia wymagań specyfikacji odmowa przyjęcia mieszanki), ewentualnego oczekiwania na rozładunek (gdy pompa była zajęta), układanie mieszanki w elemencie, mycie betonowozu, powrót pustego betonowozu do węzła betoniarskiego.

Podczas zbierania przykładów przy ustalaniu wydajności procesu betonowania zastosowano następujące kryteria:

  •  typ elementu,
  •  temperaturę,
  •  objętość betonowania,
  •  pojemność betonowozów,
  •  liczbę betonowozów.

Starano się ograniczyć liczbę możliwych kategorii dla poszczególnych kryteriów przez klasyfikowanie ich w kilku przedziałach. Na przykład wzięto pod uwagę cztery opcje typu betonowanego elementu: ściana, strop, fundament, inne. Temperaturę sklasyfikowano w sześciu przedziałach. Pojemność betonowozu określono jako małą dla betonowozów do 6 m3.

Podczas analizy przypadku betonowania ścian w temperaturze od 5 do 15°C przy objętości betonowania od 5 do 10 m3 przy użyciu betonowozów o pojemności 6 m3 i przy liczbie 2 betonowozów w dostawie znaleziono w bazie przykładów 3 przykłady odpowiadające analizowanemu przypadkowi (TABELA).

W omawianym przypadku przewidziano wydajność betonowania jako średnią z trzech wartości ze względu na równy stopień podobieństwa do analizowanego przypadku; jej wartość wynosi 10,4 m3/h. W innych sytuacjach możliwe jest obliczanie poszukiwanej wartości przy zastosowaniu odpowiednich wag wynikających ze stopnia podobieństwa znalezionych przypadków w stosunku do analizowanego przypadku.

Należy zauważyć, że gromadzenie większej liczby przypadków w tym przykładzie nie jest zadaniem trudnym (procesy powtarzają się cyklicznie w ramach jednego przedsięwzięcia), w przeciwieństwie do pierwszego przykładu (technologii wykonania stropu), gdzie zbieranie większej ilości danych może być zadaniem bardzo trudnym (zwłaszcza przy założeniu pewnego ich podobieństwa).

Wnioski

Omawiana metoda uczenia z przykładów stanowi jedną z możliwych opcji funkcjonowania hybrydowego systemu doradczego w początkowym etapie jego rozwoju.

Wydaje się ona szczególnie przydatna, gdy dysponujemy pewną liczbą danych wykorzystujących monitoring funkcjonującego już analizowanego systemu produkcyjnego, ale nie jest ona wystarczająco liczna do zastosowania bardziej zaawansowanych narzędzi analizy (np. analizy sztucznych sieci neuronowych, symulacji itp.).

Zastosowanie tej prostej metody jest szczególnie uzasadnione do porównania efektów realizacji procesów dla wielu opcji technologicznych (i organizacyjnych) w różnych warunkach realizacji w przedmiotowym systemie produkcyjnym.

Przestawione podstawy teoretyczne oraz przykłady zastosowania pozwalają wysunąć następujące wnioski:

  •  gromadzone w wyniku monitoringu informacje o zrealizowanych już procesach stanowią bazę do ich stopniowego doskonalenia;
  •  nauka z przykładów jest jedną z pierwszych możliwych opcji rozwoju agentowego hybrydowego systemu doradczego wspomagającego decyzje technologiczne na budowie;
  •  w procesie doskonalenia można wykorzystywać zarówno przypadki oceniane pozytywnie, jak i negatywnie;
  •  dzięki bazie przykładów możliwe jest znalezienie najlepszego dopasowania wariantu realizacji procesu do warunków otoczenia (co w wypadku tradycyjnie stosowanych katalogów opartych na wartościach średnich może być utrudnione);
  •  przedstawiona metoda nie wymaga specjalistycznego/skomplikowanego oprogramowania – gromadzenie przypadków może odbywać się w typowej bazie danych lub arkuszu kalkulacyjnym;
  •  podczas analizy poszczególnych przypadków wskazane jest zastosowanie podejścia „lean management” w celu wyeliminowania niepotrzebnych przestojów, strat czasu itp.;
  •  rozwój opisywanej prostej metody może polegać na połączeniu z innymi bardziej skomplikowanymi metodami (SNN, symulacją itp.), dającymi efekt ich synergii w systemie hybrydowym.

Literatura

  1. A. Esmaili, S. Mehta, D. Negri, C.A. Venezuela, „System and method for process monitoring”, United States Patent, No. 7606681, 2009.
  2. P. Witakowski, „Zdalne monitorowanie obiektów budowlanych podczas budowy i eksploatacji”, „Czasopismo Techniczne”, 2007, z. 12, „Środowisko”, z. 1-Ś, s. 180–189.
  3. M.J. Hatch, „Teoria organizacji”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
  4. J. Pasławski, „Elastyczność w zarządzaniu realizacją procesów budowlanych”, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2009.
  5. M. Gaertner, A. Kończak, „Pozyskiwanie wiedzy w przedsięwzięciu budowlanym”, „Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej”, nr 13/2012, s. 109–114.
  6. J.L. Kolonder, „An Introduction to Case Based Reasoning”, „Artificial Intelligence Review”, 6/1992, s. 3–34.
Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 11/12/2012

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »



Odkryj nowy wymiar bezpieczeństwa dla Twojego domu »

Żaluzje ceramiczne, szklane, wentylowane. Co wybrać?

Każdemu z nas zależy na zapewnieniu odpowiedniego bezpieczeństwa swoim bliskim i miejscu, które jest dla nas najważniejsze. Wybór...
czytaj dalej »

Które rozwiązanie sprawdzi się w Twoim przypadku? Jak ochronić wnętrze przed słońcem, hałasem lub zimnem? czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Izolacja natryskowa - co warto wiedzieć?

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Produkty polimocznikowe można stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »

Uszczelnianie trudnych powierzchni! Zobacz, jak to zrobić skutecznie »


Doszczelniając przegrodę od strony wewnętrznej budynku ograniczamy przenikanie pary wodnej do warstwy izolacyjnej, natomiast... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Najlepszy produkt na tynku termoizolacji? Sprawdź »

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Obniżona wartość λ pozwala zmniejszyć straty energetyczne oraz wydatki na eksploatacje budynków.
czytaj dalej »

Zobacz, jak otrzymać uprawnienia do samodzielnego wykonywania zawodu architekta w Polsce i UE czytaj dalej »

Dlaczego hydroizolacja budynków jest tak ważna?

Sprawdzony sposób na przyspieszenie ocieplenia »

W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i izolacja pod płytą fundamentową... czytaj dalej » Jakiego produktu użyć, by aplikacja była łatwa, efektywność większa, a tempo pracy ekspresowe? czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji podłóg, dachów i fasad?


Istotną różnicą pomiędzy styropianami białymi i grafitowymi jest ich odporność na ZOBACZ »



dr hab. inż. Jerzy Pasławski
dr hab. inż. Jerzy Pasławski
Ukończył Politechnikę Poznańską, gdzie pracuje jako kierownik Zakładu Technologii i Organizacji Budownictwa. Ukończył studia podyplomowe w zakresie budownictwa miejskiego (École polytechnique féd... więcej »
dr inż. Maria Celińska-Mysław
dr inż. Maria Celińska-Mysław
Maria Celińska-Mysław ukończyła Politechnikę Poznańską, gdzie pracuje jako nauczyciel akademicki. Zawodowo zajmuje się ekonomiką budownictwa. Jest autorką kilkunastu publikacji naukowych. więcej »
mgr inż. Aneta Kończak
mgr inż. Aneta Kończak
Aneta Kończak ukończyła kierunek budownictwo na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Poznańskiej, gdzie pracuje w Zakładzie Technologii i Organizacji Budownictwa. Przedmiotem j... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Triflex Polska Triflex Polska
Triflex zyskał na rynku europejskim pozycję lidera w zakresie opracowywania, kompleksowego doradztwa oraz zastosowania uszczelnień i powłok...
7/8/2019

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wtórne hydroizolacje poziome
  • - Mocowanie elewacji wentylowanych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.