авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |

«Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Т.В. Боброва ...»

-- [ Страница 5 ] --

6. Информационная технология на основе программного комплекса АУРС-СибАДИ позволяет реализовать проектно-ориентированное управление эксплуатацией дорожной инфраструктуры с оценкой ресурсоемкости выполнения работ на конкретных технических объектах в соответствии с нормативными требованиями к состоянию элементов объектов. Информационная технология обеспечивает полный цикл проекта: формирование программы в целом на территории и по подрядчикам, оперативное управление ресурсами, приемку работ, бюджетирование программы, взаимодействие между системой календарного планирования и проектной документацией в виде технологических смет, закрытие проектов.

7. Динамичная система научно обоснованных нормативов на содер жание дорог в комплексе с информационными технологиями управления обеспечивает повышение эффективности инвестиций, упорядочение системы расчетов за выполненные работы, позволяет целенаправленно управлять потребительскими качествами дорог и инновационными процессами в дорожной отрасли. Внедрение современных информационных технологий в процессы управления содержанием территориальной сети дорог позволяет не только оптимизировать затраты, но и стимулировать инновационные процессы в подрядных организациях.

Как показывает опыт внедрения методики, в процессе проведения тендерных торгов выявляются подрядчики, которые могут обеспечить потребительские качества дорог при более эффективном использовании ресурсов. Программа может быть использована для расчетов смет на ремонтные и строительные работы, что исключает необходимость иметь дополнительные программные продукты для этих целей. Программный комплекс АУРС-СибАДИ является основой для экономического мониторинга в информационной системе управления проектами при эксплуатации региональной дорожной инфраструктуры.

8. Различие метеорологических факторов на территориях регионов оказывает существенное влияние на ресурсоемкость проектов зимнего содержания и служит основанием для разработки и применения методики районирования территорий по условиям эксплуатации дорог в зимнее время. Эффективное функционирование региональной дорожной инфраструктуры и реализация целей содержания дорожной сети обеспечиваются на основе прогнозирования ресурсоемкости работ с применением методов моделирования при учете вероятностных значений метеорологических факторов территории.

9. Модель имитационного моделирования затрат при заданном уровне обеспеченности неблагоприятного метеорологического явления в зимнее время позволяет прогнозировать затраты на ликвидацию последствий этого явления, оценить степень риска при невыполнении нормативных работ по содержанию сети дорог из-за недостатка средств, планировать необходимые страховые резервы с учетом возможного превышения количества неблагоприятных МФ.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ДОРОЖНЫХ ПРОЕКТОВ И ПРОГРАММ 4.1 Организационно-технологическая модель и алгоритм расчета дорожно строительного потока Наряду с проектами ремонта и содержания сети дорог на территориях регионов постоянно реализуются проекты, связанные с модернизацией, реконструкцией и строительством новых объектов. Эффективная реализация процессов управления строительными проектами и программами, так же как и управление эксплуатацией дорожной сети, возможна только при использовании современных информационных технологий (ИТ). Основу таких технологий составляют модели объектов управления.

Содержанием моделирования являются: конструирование модели на основе предварительного изучения процесса и выделения его существенных характеристик, экспериментальный или теоретический анализ модели, сопоставление результатов с данными о развитии процесса, корректировка модели и т.д.

Как уже отмечалось в подразделе 1.1, производственную структуру строительных проектов определяют «продуктно-ориентированные» работы (Work Breakdown Structure – WBS). Основой структурной декомпозиции работ при сооружении дороги являются конструктивные элементы дорог (земляное полотно, слои дорожной одежды, искусственные сооружения, обустройство дороги). Степень детализации работ в проекте зависит от целей проекта и решаемых задач. Декомпозиция работ (WBS) в моделях календарного планирования осуществляется на основе анализа технологических операций и процессов.

Составление календарного плана производства работ включает следующие процедуры [294, 204]:

уточнение ограничений по времени, ресурсам и способам их потребления, исходя из конструктивно-технологических особенностей объекта;

определение работ проекта на основе структурной декомпозиции проекта;

определение последовательности выполнения работ и их взаимосвязей с помощью организационно-технологических моделей;

определение потребности работ проекта в ресурсах;

определение продолжительностей выполнения работ;

разработка расписания работ в проекте;

определение графиков потребности проекта в ресурсах;

оптимизация расписаний работ по временным, ресурсным и стоимостным критериям;

утверждение календарных планов.

Моделям календарного планирования предшествуют модели конструктивных и организационно-технологических решений. Достаточно подробный анализ календарных моделей в дорожном строительстве выполнен в работах [68, 176, 270]. В большинстве моделей календарного планирования в строительстве в качестве основной характеристики работ принята их продолжительность. При этом предусматривается деление объекта на составляющие элементы, на которых и фиксируется продолжительность работ. При строительстве линейно-протяженных объектов, к которым относятся автомобильные дороги, существенное значение имеет подготовка фронта для выполнения работы. При этом рассматривается не степень совмещения работ во времени, как в большинстве временных моделей, а степень совмещения по фронту работ. Такая зависимость выражается условиями [68, 176]:

VB (t) =0 при VA(t) VC ;

(4.1) VB (t) ) VA(t) – VС при VС VA(t) VA, (4.2) где VA(t), VB (t) – объемы работ A и B, выполняемые к моменту t ;

VC – величина задела, т.е. объем работы A, который нужно выполнить прежде, чем приступить к работе B ;

VA – полный объем работы A.

Приведенные формулы в математическом виде выражают зависимости между смежными работами в поточном дорожном строительстве. Выбор объемного типа моделей обусловлен в значительной степени переменным характером производительности специализированных дорожных отрядов и темпов работ.

В работах [66, 176, 307, 211, 261, 262] обосновано использование методологии имитационного моделирования для описания организационных и экономических процессов в строительном производстве. В монографии Р. Шеннона [307], на наш взгляд, приведено наиболее точное понятие этого термина. Имитация понимается как процесс конструирования модели реальной системы и постановки экспериментов на этой модели. В. С. Воробьев [66] предлагает под имита-ционным моделированием понимать воспроизведение процессов или явлений на имитационной модели с помощью ЭВМ или других технических средств. Определения других авторов [90, 308, 214, 52] очень близки по смыслу к приведенным определениям. В работе [66] дана следующая классификация имитационных моделей:

Динамические модели – модели, имитирующие процесс строительного производства во времени.

Статические модели – модели, имитирующие состояние строительного производства в заданный момент времени.

Стационарные модели – модели, имитирующие состояние или процесс строительного производства, у которого при действии внешних возмущений параметры зависят только от интервала времени между моментом начала действия входного возмущения и текущим моментом времени.

Нестационарные модели – модели, имитирующие процесс строительного производства, параметры которого зависят от текущего времени и времени начала действия внешних возмущений (например, строительный процесс, зависящий от сезонных периодов).

Непрерывные во времени модели – модели, у которых параметры строительного производства определены для любого момента времени.

Дискретные во времени модели – модели, у которых параметры строительного производства определены в дискретные моменты времени.

Пространственные модели – модели, имитирующие строительный процесс в пространстве (линейно-протяженные, объемные объекты).

Сосредоточенные модели – модели, не учитывающие простран-ственных координат строительных объектов;

Детерминированные модели – модели, в которых выходные параметры, получаемые в процессе имитации, однозначно определяются через исходные параметры, ограничения и целевую функцию.

Стохастические (вероятностные) модели – модели, учитывающие при имитации воздействие случайных факторов на строительный процесс.

Наиболее часто применяются следующие методы имитационного моделирования:

– Метод моделирования по «t» заключается в изменении модельного времени с постоянным шагом.

– Метод «особых состояний» заключается в формировании текущего момента модельного времени на основании момента наступления первого события в календаре.

Большинство вышеперечисленных авторов считают, что целесообразно имитировать ход строительного процесса при назначенных исполнителях. Назначение обосновывают различными методами, включая и оптимизационные. Например, в качестве критерия оптимизации сменного темпа работ специализированного дорожного потока (сменной захватки) принимается минимальная стоимость единицы продукции потока С уд, руб. (1м2 слоя дорожной конструкции, 1м3 земляного полотна и т.д.).

Расчет выполняется по формуле n N ijC(. - )i t nk pk t j 1 k, (4.3) C Q где N ij – количество машин i-го типоразмера j-й технологической группы в составе специализированного отряда;

C(. - )i – стоимость машино-часа эксплуатации дорожной машины i-го типоразмера;

t n– – продолжи-тельность смены, ч;

количество рабочих k-го разряда, занятых ручным трудом;

pk – часовая тарифная ставка k-го разряда, руб.;

Q – сменный объем, ед.изм.

Данная формула применима для оптимизации сменной захватки уже подобранного конкретного отряда. Более сложной задачей является обоснование состава отряда для производства работ специализированным дорожным потоком. Ее результаты зависят от принятых ограничений:

ограниченные ресурсные мощности исполнителя;

ограниченные сроки производства работ.

В первом случае решается задача определения срока строительства исходя из наличных мощностей и заданных условий производства работ. Во втором случае подбирается соответствующий состав отряда, обеспечивающий выполнение работ в заданные сроки.

Определяющими условиями для назначения темпов работ специали-зированных потоков могут быть различные ограничения: производи-тельность звена автомобилей по доставке материалов, производительность заводов по приготовлению полуфабрикатов, производительность ведущей машины. Например, в качестве ведущих машин по строительству слоев дорожной одежды выбирают наиболее энергоемкие машины (катки, погрузчики, распределители).

Исходя из условий функционирования дорожно-строительный поток определяется как неритмичный поток, а наиболее рациональной схемой его организации принято считать постепенное увеличение темпов специализированных потоков от нижних слоев дорожной конструкции к верхним [275].

В основе каждой имитационной модели поточного строительства лежит определенная детерминированная модель, описывающая целевую функцию, ограничения задачи и учитываемые факторы. Перечень разработанных в настоящее время моделей календарного планирования достаточно велик, но в каждом случае применения моделей необходимо оценивать адекватность их реальным процессам, состав и параметры учитываемых факторов. Из известных моделей наиболее соответствует условиям строительства линейно-протяженных объектов модель, разработанная Воробьевым В.С. [66, 67] для планирования железнодорожного строительства. Эта модель наиболее глубоко проработана с точки зрения организационно-технологического и материального обеспечения производства работ.

Основные расчетные соотношения для объектов и видов работ представлены им в виде выражения dQij (t ) aij (1 i ) ij (t )W (t ), i =1, 2,…,I, j = 1, 2, …,J, (4.4) dt Qij (t ) –объем i-й работы, выполненной j-м исполнителем к моменту времени t;

где Пij (t ) –производительность труда j-го исполнителя на i-й работе в момент времени t;

Wij (t ) – численность j-го исполнителя, занятого на i-й работе в момент времени t;

a ij – булева переменная, определяющая назначение j-го исполнителя на i-ю работу;

i – случайная величина, характеризующая сбои в выполнении i-й работы.

н t ij dt Проектный объем определяется интегрированием по в пределах от – k времени начала i-й работы, выполняемой j-м исполнителем, до t ij –времени окончания i-й работы, выполняемой j-м исполнителем.

В имитационной модели, реализуемой на основе данной постановки, учитывается воздействие случайных факторов на строительный процесс и поставку материальных ресурсов. Случайной величиной является производительность труда. Предполагается, что для линейно-рассредоточенных работ объем (по протяженности объекта) определится по формуле li Q ij ( t ) Q i ( l ) dl, (4.5) li где li – координата начала i-й работы;

li – координата фронта работ i-й линейной работы;

Qi (l ) – удельный объем линейно-рассредоточенной i-й работы.

В данной модели, так же как и в ряде других известных моделей календарного планирования [12, 13, 68, 314], есть ряд положений, которые, на наш взгляд, не учитывают особенностей автомобильно-дорожного строительства:

1. В дорожном строительстве изменение производительности отрядов происходит не только во времени, но и на протяжении объекта при изменении условий производства работ (например, расстояний перемещения грунта строительными отрядами при возведении земляного полотна, вида и группы грунтов, технологии работ и т. д.). До расчета модели не известно, в какой период времени произойдет изменение производительности отряда. Производительность должна быть функцией не только времени, но и длины объекта 2. Для дорожного строительства характерна сезонность работ, связанная с прекращением работ или с существенным изменением технологии по сезонам года (летний сезон, зимний, переходный период). Этот фактор должен учитываться в детерминированной модели заданием определенных сроков начала и окончания сезонов и соответствующими изменениями параметров производительности и технологий. В имитационной модели эти сроки могут меняться в установленных пределах для данного региона.

3. В известных моделях календарного планирования между работами устанавливается одно из трех соотношений:

– опережение по времени окончания предыдущей и начала следующей работы;

– опережение по расстоянию между фронтами работ;

– опережение по объему выполнения предшествующей работы до начала следующей.

Технологической особенностью дорожного строительства являются следующие возможные соотношения при выполнении дорожных работ по строительству отдельных слоев дорожной конструкции в разные сезоны года:

конструктивный слой, построенный в зимний сезон, является завершенной конструкцией, фронтом работ для следующего потока в зимний период;

в зимний сезон выполняется строительство конструктивного слоя, но работы не завершены, для перекрытия этого слоя следующим необходимо либо оттаивание конструкции в весенний период, либо выполнение дополнительных работ по достройке в летний сезон;

работы по строительству конструктивного слоя не могут выполняться в зимнее время по условиям технологии, требуется подготовка фронта работ в летнее время, если в зимний период планируется строительство следующего конструктивного слоя.

Данные технологические особенности должны учитываться в организационно технологической модели.

4. Производительность механизированного отряда в дорожном строительстве чаще всего определяется по нормативной производительности ведущих машин. Иногда, в зависимости от условий комплектования отряда, производительность может быть ограничена наличием других технологических машин (например, катков или транспортных средств). Воробьев В. С. для расчета объемов работ исполь-зует формулу, в которой производительность отряда определяется как произведение производительности одного исполнителя (например, одной машины) на количество машин в отряде (4.4).

В дорожном строительстве взаимодействие машин в отряде может носить более сложный характер, поэтому именно производительность отряда, а не одной машины является определяющим параметром в имитационной модели. Кроме того, производительность отряда может зависеть от обеспечивающих подсистем, например от производительности перерабатывающего предприятия, которое не является структурной единицей специализированного отряда.

5. Объемы работ по длине дороги распределены неравномерно. Местоположение отряда по длине дороги l(t) в каждый интервал времени t является расчетной величиной l f (V, ), определяемой как функция от производительности отряда и объема работ V, распределенного по длине дороги.

Исходя из приведенной выше классификации и организационно-технологических требований предложено следующее определение имитационной модели календарного планирования дорожно-строительных работ: это динамическая, нестационарная, дискретная во времени, пространственная, многоуровневая модель поточной организации работ. Она разработана на первом этапе в виде детерминированной модели, а затем дополнена случайными характеристиками параметров и преобразована в стохастическую модель. Основные положения моделирования дорожно-строительных потоков изложены в работах [30, 176]. В настоящей работе эти методы представлены в модернизированном виде, с корректировкой на основе опытного использования на практике и в учебном процессе. Методика реализована в виде программного обеспечения для ПЭВМ.

Имитация строительного процесса осуществляется при назначенных исполнителях, т.е. когда определены составы отрядов и их производительности на отдельных характерных участках. Разные варианты составов отрядов и технологии могут просчитываться с использованием модели и сопоставляться по показателю чистого дисконтированного дохода (ЧДД) за период строительства [278]. Многоуровневая модель планирования производственной программы дорожного строительства представлена на рис. 4.1.

При разработке модели дорожно-строительного потока учтены следующие технологические и организационные факторы:

неравномерность распределения объемов работ по длине дороги;

изменение сменной производительности отрядов по длине дороги под действием технологических и организационных факторов;

Имитационная модель специализированного дорожно-строительного потока 1-й уровень Модель комплексного дорожно-строительного потока на одном объекте 2-й уровень Многообъектный дорожно-строительный комплекс при реализации производственной программы 3-й уровень дорожной организации Рис. 4.1. Многоуровневая имитационная модель управления производственной программой дорожной организации воздействие климатических факторов на производительность отряда, изменяющее ее от максимально возможной до полного прекращения работ;

сезонность работ, предъявляющая определенные технологические требования к работе специализированных потоков в зимнее время. Эти требования могут быть сформулированы в виде трех основных условий:

поток не работает зимой по технологическим ограничениям;

поток работает в зимний сезон и выдает продукцию в виде законченного конструктивного слоя (индекс готовности «г»);

поток работает в зимний сезон, но выдает незавершенную продукцию (индекс готовности «н»). Работы по завершению конструкции могут быть выполнены только после ее оттаивания в летний строительный сезон.

Отдельные участки дороги, которые по характеру производства работ значительно отличаются от линейных, выделяют в участки сосредоточенных работ и рассчитывают по отдельным графикам. Лучше всего для этих целей использовать ленточные графики Гантта.

Введем следующие обозначения:

j – интервал планирования (сутки, декада, месяц), j=1, 2,…,J. Каждый интервал имеет привязку к календарным датам;

i– специализированный дорожный поток, выделяемый, как правило, по слоям дорожной конструкции, i =1, 2,…,n,…,N;

j н – точка начала отсчета в имитационной модели;

k – опорные точки деления дороги на характерные участки, k=0, 1, 2,…,K;

(0– закрепление начала дороги, K – конец дороги);

Lk – протяженность дороги от начала дороги до k-й опорной точки;

Lд –общая протяженность дороги, соответствующая значению LK ;

lk – протяженность k-го характерного участка дороги (между точками k–1 и k;

vk – объем работ на k-м характерном участке;

Vk – интегрированный проектный объем работ по протяженности дороги, соответствующий k-й опорной точке;

d k (i) –сменная производительность i-го отряда на k-м характерном участке;

jкз (i ) – интервал, соответствующий концу зимнего периода i-го потока, началу летнего строительного сезона;

jкл (i) – интервал, соответствующий концу летнего строительного сезона i-го потока, началу зимнего периода;

I д (i ) –сменный темп достройки i-го потока после зимнего строительства;

K ij –коэффициент продуктивности i-го потока в j-м интервале (доля рабочих дней в j-м интервале);

см K ij –коэффициент сменности i-го потока в j-м интервале;

i – признак завершенности работ, выполняемых i-м потоком в зимнее время;

ij – показатель изменения производительности i-го отряда в j-м интервале, не связанный с местом производства работ (например, в зимнее время);

D k – календарные дни в j-м интервале планирования;

j q ij н – г, объем работ, выполненный i-м специализированным отрядом в j-м интервале Lд ) (расчет по удельной средневзвешенной производительности d на участке соответственно с выдачей готовой конструкции «г» или незавершенной «н»;

Qij н – г, объем работ, выполненный i-м потоком на конец j-го интервала при расчете объема по средневзвешенной производительности отряда d ;

Wij – объем работ, выполненный i-м специализированным отрядом на конец j-го dk.

интервала с учетом изменения производительности отряда Расчетные параметры:

Tij – количество рабочих смен в j-м интервале при работе i-го потока;

Tij = D k Kij Kij ;

(4.6) j r / Dk ;

Kij= Dij (4.7) j Dij D k D Dij, r (4.8) j j Dij – рабочие дни в j-м интервале для i-го потока;

D пв – праздничные выходные r где j му Dij – дни, неблагоприятные для производства работ i-м потоком, дни j-го интервала;

включая дни с распутицами. При отрицательном значении, определенном по формуле r Dij принимает нулевое значение, поток не работает, соответственно Kij (4.8), принимает нулевое значение. Для потоков, не работающих в зимнее время по условиям технологии, Kij =0;

q ij н = Tij d ij i г,, (4.9) i – булева переменная:

где i =0 – i-й поток в зимнее время, выдает незавершенную продукцию, требуется достройка конструктивного слоя в летнее время (индекс потока –«н»);

i =1 – i-й поток в зимнее время, выдает законченный конструктивный слой, который может перекрываться следующим слоем в зимнее время (индекс потока –«г»);

Qij н = Qiг,н1) qij н, г, г, (4.10) (j или j Qij Tij d ij i.

, (4.11) j Дальнейшие расчеты связаны с определением положения отряда в системе координат «время ( j ) – длина дороги ( Lsij )». В предлагаемой постановке решение задачи реализуется по следующей схеме:

Определение объема работ на конец j-го интервала по удельной Qij.

средневзвешенной производительности отряда i-го потока Применительно к каждому i-му потоку при суммировании по всем характерным участкам можно записать:

K v v k k 0 k k K d d T k d / d k при, (4.12) k 0 k T рс –количество где рабочих смен для выполнения потоком полного объема работ Q на дороге протяженностью Lд.

Если принять, что объем vk равномерно распределен между опорными точками Qij, k-1 и k, то текущее значение координаты положения отряда, выполнившего объем L, в момент j определится как т.е расстояние от начала дороги до точки s между sij точками k и k-1 (схема на рис.4.2).

v k k V Vk Wij Qij Vk- s s k 1 k L Lk-1 Lk L 0 sij Рис. 4.2. Расчетная схема определения местоположения отряда – интегральная кривая проектных объемов V ;

по длине дороги:

– интегральная кривая проектных объемов, умноженных на k ( k k ) k L :

Из соотношений (4.13), (4.14) определим значение sij k v k k Qij s k, (4.13) v k k lk L Lk 1 s. (4.14) sij Lsij Qij.

Аналогичное выражение используется для определения по величине Используя шкалу проектных объемов V, найти значение реального объема работ, выполненного i-м потоком на конец j-го интервала Wij из соотношения s Wij Vk. (4.15) k lk Алгоритм расчета специализированного дорожного потока представлен на рис. 4. Модель комплексного дорожно-строительного потока построена на основе имитационной модели специализированного потока. Комплексный дорожно строительный поток относится к неритмичным потокам. В неритмичном комплексном потоке для обеспечения бесперебойности каждого технологического процесса создаются разрывы между смежными специализированными потоками, представляющими собой законченные отдельные конструктивные элементы дороги, полностью подготовленные для возведения на них следующих вышележащих конструкций. Эти участки дорожники называют «заделами», хотя существует понятие «задела» и в стоимостном выражении как разница между объемом капиталовложений и введенными основными фондами [266]. При круглогодичной организации дорожно строительных работ создание сезонных заделов значительной протяженности обусловлено технологическими требованиями, сформулированными выше. Слой дорожной конструкции может быть перекрыт следующим слоем в том случае, если конструкция к этому подготовлена (результат работы потока имеет индекс «г»). Такой индекс чаще всего получают конструкции, построенные в летнее время, хотя и в зимний сезон по особым технологиям возможно полное завершение конструкции (например, песчаного подстилающего слоя).

j: j Ввод исходных данных K, Lk, см k, dk,Kij, K ij ij, i j ( Lij L ) / I ij j – интервал завершения Построение графика в осях: достройки Lk–Vk,Расчет k d / d k Да j j ?

qij Tij d ij i, Нет j :j + Qij Qi,j 1) qij,, ( Нет Нет jJ?

L L, Lij L ?

ij ij Да Да Конец Рис. 4.3. Укрупненная блок-схема алгоритма расчета специализированного дорожного потока Для организации строительства в зимнее время задел предшествующего конструктивного слоя необходимо подготовить до начала зимнего периода. Готовность зимних работ в определенных условиях обеспечивается после оттаивания конструкции весной, но чаще требуется выполнение дополнительных работ (достройка по особой технологии).

Отсутствие необходимых заделов влечет за собой нарушение запланированных темпов технологических процессов, задержку во вводе дороги в эксплуатацию. В то же время любой задел не должен быть чрезмерно большим. В организационном отношении излишний задел означает чрезмерно растянутый фронт работ, что затрудняет управление и контроль строительства. В экономическом отношении увеличение объемов незавершенного строительного производства осложняет финансовое положение как заказчика, так и подрядной организации.

Для сопряжения смежных специализированных потоков в модели комплексного потока введем ограничение на опережение по расстоянию между фронтами работ по слоям дорожной конструкции. Должно выполняться следующее условие:

L L,i 1) j i,i 1.

(4.16) ij ( Минимальное значение резервной зоны между смежными специализированными потоками ( Ei,i 1 ) определяется организационными и технологическими факторами.

Технологические разрывы между потоками обусловлены в основном требованиями достижения необходимой прочности предшествующего слоя дорожной конструкции, позволяющей выполнить на нем последующие работы. Эти разрывы зависят от применяемых материалов, климатических факторов и регламентируются строительными нормами и правилами. В модели, предложенной Воробьевым В. С. [66], рассмотрены три параметра опережения: по времени, по расстоянию, по объему. При заданных темпах потоков эти величины взаимосвязаны между собой, и поэтому, на наш взгляд, достаточно ограничиться одним из них, в данной модели – это опережение по расстоянию.

Для оптимизации пространственных параметров комплексного дорожно строительного потока разработана организационно-технологическая модель, учитывающая многообразие конструкций дорог, различные технологические способы ведения работ, влияние климатических факторов, наличные мощности организаций и другие конкретные особенности объектов (рис. 4.4).

Расчеты графиков строительства крупных искусственных сооружений, линейных зданий и сосредоточенных земляных работ выполняют в составе отдельных задач, которые не включены в данную модель. Сроки выполнения этих работ должны назначаться такими, чтобы обеспечить непрерывность линейных специализированных потоков.

Смысл процесса оптимизации календарного планирования комплекса дорожно строительных работ состоит в том, чтобы при заданных темпах определить такие сроки начала работ специализированных потоков, которые обеспечат своевременную подготовку фронта работ и минимальную продолжительность всего строительства. При выполнении ограничения (4.16) целевая функция имеет вид N F (U i1 U i1 ) min, (4.17) i Ввод: i=1,2,…,N, Ei,i+1.

Ввод данных по каждому специализированному потоку Расчет первого U i1 U i i : i + специализированного потока: L1 j, L1 j Расчет L( i 1) j, L( i 1) j U i1 L L,i 1) j i,i ij ( nN?

Конец Рис. 4.4. Блок-схема алгоритма расчета комплексного дорожно-строительного потока где U i, U i 1 – сроки начала смежных специализированных потоков (номера интервалов j).

Экономический эффект при использовании предлагаемых имитационных моделей календарного планирования комплексного дорожно-строительного потока достигается за счет повышения ритмичности, более полного использования зимнего строительного сезона благодаря своевременному созданию заделов, сокращения общей продолжительности строительства при рациональной компоновке потоков, минимизации потерь, связанных с отвлечением средств в незавершенное строительное производство.

Данные модели реализованы в виде программных продуктов для ПЭВМ. В зависимости от целей разработки календарного плана могут использоваться при моделировании различные интервалы t : в составе ПОС –декадные или месячные;

в составе ППР – суточные или сменные. Пример календарного графика в составе ПОС приведен на рис. 4.5.

Т, смены IY III 3-й год ЗП II I IY III Кварталы 2-й год II ЗП I IY III 1-й год II I 0 10 20 30 40 50 L,км Рис. 4.5. График организации строительства дороги с использованием зимнего периода: ЗП – зимний период;

1–поток по строительству земляного полотна;

2–поток по строительству щебеночного основания (пунктирной линией обозначено незавершенное зимнее строительство);

3– строительство основания из пористого асфальтобетона;

4–строительство асфальтобетонного покрытия В учебном процессе СибАДИ длительное время используется программное обеспечение расчетов с декадным интервалом планирования.

Имитация может осуществляться при разных сроках начала работ, что приводит в конечном итоге к разным результатам по продолжительности строительства при одинаковых производительностях отрядов. Использование программы расчета комплексного потока в совокупности с программным комплексом АУРС-СибАДИ позволяет оценивать различные варианты организации работ по ресурсному обеспечению, выполнять бюджетирование вариантов проектов, оценивать их эффективность.

4.2. Имитационное моделирование дорожно-строительного потока в условиях неопределенности и риска Запланированный процесс производства работ должен иметь такие параметры, которые позволили бы ему, несмотря на воздействие дестабилизирующих факторов, сохранять свою работоспособность в течение заданного промежутка времени и, главное, обеспечить определенный результат по истечении этого промежутка [90].

Названные свойства определяют понятие надежности производственных процессов и позволяют оценить степень риска при выполнении комплекса дорожных работ. Модель комплексного дорожно-строительного потока может использоваться как в детерминированной, так и в стохастической постановке. Планирование оптимальных методов организации осуществляют с учетом вероятностного характера производства, проявляющегося в отклонениях хода работ под воздействием различных случайных факторов.

Вопрос надежности в строительстве исследовался многими авторами [89, 90, 128, 285, 308, 310]. Этот вопрос приобретает особую актуальность в рыночных условиях.

Современные методы оценки эффективности проектных решений оперируют в большей степени с понятием риска. Для уменьшения степени риска применяют различные методы страхования рисков, основными из которых являются методы резервирования элементов проекта. Большинство исследований, посвященных этим вопросам в СССР, оперировали понятием надежности, поэтому в дальнейшем будем использовать два этих в определенной степени равноценных понятия.

Календарный план при реализации может иметь разную степень риска строительства (РС), т.е. термин риска применяется к результату функционирования системы. Риск тех или иных организационных решений или управляющих воздействий можно рассматривать только применительно к определенной системе, реализующей эти решения. Опыт показывает, что исключить полностью воздействие дестабилизирующих случайных факторов на ход строительства невозможно.

Использование методов имитационного моделирования позволяет количественно оценить степень воздействия этих факторов и предусмотреть определенные стабилизационные механизмы. Алгоритм имитационного моделирования поточной организации работ представлен на рис. 4.6.

Имеет смысл разделить факторы риска на две группы:

факторы, действующие в структуре заказчика;

факторы, дестабилизирующие производственный процесс в системе подрядной организации.

К первой группе можно отнести недостатки и сбои в системе финансирования, нестабильность рыночных отношений, инфляционные процессы, нарушения обязательств по выдаче проектной документации, недостаточную проработанность отдельных проектных решений, ошибки в проектно-сметной документации, задержки в согласовании отвода земли и переноса коммуникаций и т.д.

Вторая группа факторов связана с неопределенностью ситуаций при реализации строительного дорожного проекта подрядчиком. Шкляровым А.Ф. в работе [310] выполнена классификация случайных факторов с выделением факторов технических, технологических, организационных, климатических, социальных. При этом под неопределенностью понимается неполнота или неточность информации об условиях производственной деятельности. Неопределенность, связанная с возможностью неблагоприятных последствий, характеризуется понятием риска.

Предпринимательский риск характеризуется как опасность потенциально возможной, вероятной потери ресурсов (материальных, технических или финансовых) [146, 178, 233]. Меры, направленные на компенсацию возможных потерь, рассмотрены в подразделе 3.6.

В данной главе риск рассматривается как возможность, вероятность отклонения от цели, результата по временным параметрам проекта. Гусаков А.А. [89] формулировал надежность строительной системы как вероятность выполнения всего проекта или определенных работ к установленному сроку. В зависимости от типа организационно технологической модели случайной величиной является время выполнения или объем работ за определенное время.

Применительно к предложенной модели комплексного дорожно-строительного потока условия риска строительного проекта R можно сформулировать в виде следующих выражений:

в расчетный период, определяемый как и рассчитанный на основе детерминированной модели, протяженность завершенного строительством участка дороги Ls будет меньше запланированного Lд, т.е.

R = Р ( Ls L ) ;

(4.18) Lд вероятность того, что при строительстве дороги протяженностью факт, т.е.

T фактический срок строительства превысит расчетный срок R =Р (T T ) L. (4.19) Массив условий Массив вариантов производства работ составов отрядов в данном регионе и технологий Модель Дата начала специализированного работ потока Да Имитационная модель объектного потока Изменить Расчет пространственно точку временных параметров отсчета?

организационно технологической модели Нет Да Выбор варианта Изменить проекта организационно с минимальным технологические решения?

Нет Определение ТЭП вариантов проекта Принятие решения о реализации выбранного варианта проекта Рис. 4.6. Диалоговая имитационная модель объектного потока В качестве вероятностных элементов системы комплексного дорожно строительного потока, обеспечивающих надежность его функционирования, рассмотрим специализированные потоки. В работе [285] надежность производственного процесса формулируется как вероятность сохранения функциональности его параметров под воздей-ствием случайных факторов. В качестве такого параметра Томаев Б. М. предложил использовать вероятность функционирования строительного потока с расчетной интенсивностью, понимая под интенсивностью объем продукции потока в единицу времени. В предлагаемой модели специализированного потока – это значение производительности d k. Риск работы специализированного потока R оценивается как вероятность, что фактическая dkбудет меньше расчетной d k на отдельных производительность i-го потока характерных участках дороги. При этом степень риска определяется вероятностью снижения средневзвешенного значения производительности потока в сравнении с расчетным, т. е.

R =Р ( d ф d р ). (4.20) Основными параметрами дорожно-строительного процесса с точки зрения вероятностных условий его функционирования являются:

сменная производительность отрядов;

время работы потоков и время простоев по разным причинам.

Эти показатели являются вероятностными в силу воздействия на них случайных факторов, поэтому они должны характеризоваться законами распределения и параметрами случайных величин.

В настоящее время сбор статистических данных о функционировании производственных систем в строительстве весьма затруднен. Это связано, прежде всего, с отсутствием систематических данных оперативного учета о ходе работ на объектах-аналогах. Кроме того, в условиях переходного периода к рыночным отношениям и акционирования большинства дорожно-строительных организаций доступ к оперативным данным ограничен. В интересах заказчиков для лучшего анализа оферентов при проведении подрядных торгов целесообразно включать в тендерную документацию ряд показателей оперативного учета хода работ. Возможно проведение статистических наблюдений и хронометраж работ в процессе технического надзора заказчика. Такие данные позволят оценивать степень риска выполнения работ в установленные сроки разными подрядчиками.

Ряд достаточно интересных данных был получен автором на основе натурных наблюдений за ходом работ в регионах Сибири. При этом были зафиксированы не только сменные производительности специализированных отрядов, но также продолжительность и причины их простоев. Такие данные имеют, несомненно, огромную ценность, однако получение их чрезвычайно трудоемко, ведь наблюдение необходимо проводить в течение длительного времени, чтобы охарактеризовать производственный процесс с достаточной степенью точности и достоверности.

Ряд авторов для характеристики темпов производства работ использует данные о сменной производительности ведущих машин в отряде [66, 112]. Однако распространение закономерностей работы отдельных машин на работу комплектов взаимосвязанных машин, входящих в специализированный отряд, возможно только при достаточном обосновании в некоторых частных случаях.

Производительность отряда как результирующий показатель является более точной вероятностной характеристикой работы специализированного потока, так как при этом учитывается случайный характер взаимодействия отдельных машин в отряде.

Наиболее полная информация о функционировании производственных систем в дорожном строительстве за значительный период времени была почерпнута нами из журналов производства работ, в которых фиксируются не только данные о сменных объемах работ, но и указываются причины и продолжительность внутрисменных и целосменных простоев в сложившихся условиях работы данной организации.

Полученные фактические данные о функционировании различных производственных систем обработаны методами математической статистики. Для использования результатов наблюдений при проектировании организации работ установлены следующие характеристики случайных величин: закон распределения, математическое ожидание, среднее квадратическое отклонение, пределы изменения случайной величины. Использован упрощенный метод оценки количества наблюдений в выборке, достаточного для того, чтобы судить по ней о генеральной совокупности [308]:

2S N, (4.21) 2 выборке;

р –аргумент, N – число наблюдений в где характеризующий вероятность нормального распределения интегральной функции распределения Ф(х);

определяется по таблицам функции нормального распределения Ф(х) в зависимости от заданной вероятности Р;

S –среднее квадратическое (стандартное) отклонение, полученное по результатам выборки;

–точность наблюдений;

–среднее значение случайной величины в выборке.

Для примера в табл. 4.1 приведены значения параметров случайных величин, характеризующих ряд производственных процессов в дорожном строительстве. Данные получены на объектах Минавтодора РСФСР во II и III дорожно-климатических зонах.

Время наблюдения охватывает период от одного до трех строительных сезонов.

Таблица 4. Статистические характеристики сменных производительностей специализированных отрядов Выпуск цементобетонной -распределение 337 смеси, т Параметры случайных величин Закон Математи- Среднее Вид работы распределения ческое квадратичес ожидание кое отклонение Возведение земляного по- -распределение 1142 лотна автовозкой, м Строительство цементобе- -распределение 2424 тонного покрытия, м Строительство асфальтобе- -распределение 1755 тонного покрытия, м Строительство щебеночного Нормальный закон 1760 основания, м Выпуск асфальтобетонной Нормальный закон 286 смеси,т Распределение сменных производительностей специализированных потоков по закону -распределения или по нормальному закону имеет определенный физический смысл. Случайная величина, распределенная по нормальному закону, зависит от большого количества случайных факторов, влияние которых на эту величину более или менее равноценно. Для -распределения характерно преобладающее влияние одного или нескольких существенных факторов.

Преобладающее влияние тех или иных факторов в конкретных условиях вызывает необходимость уточнения закона распределения производительностей ( распределение или нормальный закон) для одного и того же вида дорожно строительных работ. Фактические данные, полученные на ряде объектов, свидетельствуют о значительных колебаниях в темпах работ. Коэффициент вариаций, определяемый отношением среднего квадратического отклонения к математическому ожиданию, изменяется в пределах 0,140,53.

На рис.4.7 изображены эмпирические гистограммы и выравнивающие кривые соответствующих законов распределения для различных видов работ.

б) а) 0,18 0, 0, Частота Pi 0, 0, Ч а стота Р i 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,04 0, 1 2 2 0 2 8 3 6 4 4 5 2 2 6 10 14 18 22 Sм Vм в) Рис. 4.7. Примеры опытных 0, гистограмм и выравнивающие Ч астота Pi 0, 0,2 кривые законов распределения 0, производительностей специализи 0, рованных отрядов:

0, а–земляное полотно, объем v, м3;

б–цементобетонное покрытие, s м2;

в–асфальтобетонное покрытие, s м Sм Проведенный анализ показал, что причиной снижения сменной производительности специализированных потоков являются прежде всего внутрисменные простои машин по разным причинам. Однако в работе потоков отмечают рабочие дни, когда отряды вообще не выпускают продукцию. Это дни целосменных простоев.

На рис. 4.8 изображен график распределения работы и простоев специализированного потока по строительству земляного полотна на автомобильной дороге Омск–Новосибирск в течение одного строительного сезона. В составе отряда два экскаватора, бульдозер, автогрейдер, каток на пневматических шинах, автомобили самосвалы. Вверх от оси абсцисс отложены продолжительности интервалов работы потока в сменах, вниз – интервалы целосменных простоев потока (исключая праздничные и выходные дни). Использование трудовых и технических ресурсов отряда на других объектах рассматривалось как целосменный простой отряда на наблюдаемом объекте. Данные получены из журнала производства работ. Чистое время работы потока в сменах за период наблюдения t является случайной величиной. Для установления характеристик этой случайной величины можно использовать схему процесса восстановления с конечным временем восстановления, рассматриваемую в математической теории надежности [82] (рис. 4.9).

сеы Смены мн - - - Интервалы состояний интервалы состояний Рис. 4.8. График распределения интервалов работы и простоев специализированного потока Рис. 4.9. Схема процесса восстановления с конечным временем восстановления: t, t1, t 2,…, t n – моменты его t, …, t – моменты выхода элемента из строя;

2 n работы потока или периодов восстановления;

n – количество периодов восстановления за время t Смысл этой схемы заключается в следующем. Элемент, проработав случайное время 1, выходит из строя и восстанавливается в течение случайного времени 1.

2, и так далее.

Восстановленный элемент работает и восстанавливается за время Применительно к работе потока время n означает работу потока до случайного простоя, который, однако, не означает отказа в работе потока. Сумма всех периодов работы есть величина L, называемая суммарной наработкой за время t от начала работы потока до определенного наблюдателем или разработчиком проекта момента.

Учитывая, что работа специализированного потока на строительстве дороги охватывает значительный промежуток времени, правомерно воспользоваться выводом, сделанным в работе [82], о том, что суммарная наработка L подчиняется нормальному закону распределения. Характеристики этой случайной величины – математическое ожидание L и дисперсия DL :

L L t, (4.22) L L 2 p n L L L2 L t, DL (4.23) ( L L)... n L где, (4.24) n... n L 1, (4.25) n L и L – соответственно среднее время работы и простоев потока, смены;

n и здесь p – соответственно средние квадратические отклонения времени простоев и времени безотказной работы потока.

Эти данные определяют по статистическим данным в условиях данной организации или на объектах-аналогах. Расчет характеристик суммарной наработки рассмотрим на примере. Период работы потока охватывает 162 календарных дня, из них 24 дня – праздничные и выходные. Средние квадратические отклонения продолжительности периодов работы в днях p и времени простоев n, значения Lи L определены по известным формулам математической статистики на основе результатов натурных наблюдений: p =1,98 смены;

n =1,9 смены;

L =6,25 смены;

L =2,53 смены.

По формулам (4.22), (4.23) рассчитаны математическое ожидание суммарной наработки L за период t, равный 138 рабочим сменам, и среднее квадратическое отклонение этой величины L :

L DL ;

(4.26) L =115,3 смены;

L =6,3 смены.

Полученные характеристики случайных величин используют для оценки вероятностных характеристик календарных графиков и проектирования организации строительства с учетом степени риска и соответствующим ресурсным резервированием.

Простои потока возникают по разным причинам, включая климатические и организационные. Вероятностные параметры работы и простоев потоков под влиянием метеорологических факторов целесообразно уточнять раздельно для летнего и зимнего периода.

Изменение производительности отрядов моделируется при заданном составе отрядов за счет случайного характера ресурсного обеспечения: прежде всего трудовых ресурсов и техники. Вопросы моделирования ресурсного обеспечения достаточно хорошо на теоретическом уровне и с практическими приложениями решены в работах [66, 67] и могут достаточно эффективно использоваться в предлагаемых имитационных моделях дорожно-строительных потоков.

Сущность расчета модели дорожно-строительного потока с учетом вероятностных факторов заключается в многократном просчете календарного графика со случайными значениями его временных параметров и производительности отрядов в соответствии с заданными характеристиками и степенью ресурсного обеспечения в конкретные интервалы времени t (рис. 4.10). При расчете модели по заданному алгоритму формируется определенная структура комплексного потока и определяется статистический ряд значений продолжительности осуществления проекта.

Статистическая обработка этого ряда позволит выявить вероятность риска завершения работ в установленные сроки. Требуемое количество реализаций машинного расчета определяют в зависимости от требуемой точности и доверительной вероятности (4.21).

Вероятность завершения работ в установленный срок, т.е надежность проекта H, определяют по формуле 1, (4.27) H P ( T ) 2 –минимальный возможный срок реализации проекта;

–максимально где допустимый срок;

и – интегральные функции Лапласа, значения T –математическое которых приведены в справочной литературе [129];

ожидание продолжительности строительства, определенное по результатам моделирования;

T – среднее квадратическое отклонение этого показателя.

Для примера: при =122 сменам, =0 смен, T =106 смен, T =39 смен надежность потока Н определится из выражения Организационно-технологическая модель объектного потока Назначение точки отсчета jн Расчет пространственно временных параметров модели Lij j: j+ Массив Массив параметров параметров Параметры потоков рабочего производи Li(j+1) времени тельности потоков dk потоков в j-м интервале Процесс Нет завершен?


Да Массив значений Rc P( ) выполнения проекта Рис. 4.10. Имитационная модель объектного дорожно-строительного потока с вероятностными параметрами дискретных состояний 1 122 106 0 0,64.

P (0 T 122) 2 39 Понятие надежности проекта Н связано с понятием риска проекта R (вероятность невыполнения работ в установленные сроки), т.е. в соответствии с теорией вероятности R = 1 – Н=1 – 0,64 = 0,36.

Снижение степени риска дорожно-строительных проектов можно достигнуть за счет проведения комплекса организационных и технических мероприятий. Многие резервы повышения надежности дорожного строительства скрыты в самом строительном производстве. Это так называемые внутренние резервы.

Однако, как показывает опыт, в строительстве часто требуется принятие специальных мер по резервированию.

В дорожном строительстве для повышения надежности могут использоваться все основные виды резервирования: элементное, функциональное, пространственно временное. При элементном резервировании в качестве резерва выступают ресурсы типа мощности (дополнительные механизированные отряды, автомобили, отдельные дорожные машины), запасы материальных ресурсов. Элементные резервы типа мощности могут быть задействованы на других видах работ и привлекаться на объект, для которого они запроектированы в качестве резерва, по мере необходимости (нагруженный резерв). При этом учитывается определенный приоритет объектов.

Недостаток резервных элементов в дорожном строительстве может быть в какой-то мере компенсирован применением функционального резервирования, при котором один и тот же процесс может выполняться разными техническими средствами.

В неритмичном дорожно-строительном потоке для обеспечения условий бесперебойности отдельных технологических процессов необходимо предусмотреть определенное резервирование фронта работ. Создание заделов по элементам дорожной конструкции является в то же время резервированием некоторого времени производства работ, т.е. временным резервированием. Основные мероприятия по использованию внутренних и созданию специальных мер резервирования приведены в табл. 4.2.

Использование любого метода резервирования требует определенных затрат.

Дополнительные капитальные вложения, связанные с повышением надежности, окупаются за счет эффекта, прежде всего за счет своевременного ввода объектов в эксплуатацию.

В работе [285] установлено, что с увеличением надежности срок выполнения одного и того же объема работ уменьшается. Это обстоятельство проявляется и при моделировании работы комплексного потока с учетом вероятностных факторов. Любые меры по резервированию позволяют снизить коэффициенты вариаций случайных параметров, поднять нижнюю границу отклонений сменных производительностей Таблица 4. Способы резервирования для снижения рисков дорожных проектов Внутренние резервы организации Специальные меры резервирования I. Сокращение непроизводительных I. Ресурсы типа мощности 1. Резерв машин, используемый при потерь времени 1. Рациональное размещение производ- внезапных отказах плановых машин ственной базы (ненагруженный резерв) 2. Оптимизация транспортных схем и 2. Использование резервных машин перевозок на работах вне потока, других 3. Улучшение системы проведения объектах и т.д. (частично планово-предупредительных ремонтов и нагруженный резерв) технического обслуживания машин 3. Включение в работу машин, вре 4. Повышение трудовой дисциплины, менно не используемых на других сокращение текучести кадров объектах и видах работ из-за технологических ограничений II. Создание условий для выполнения и перевыполнения норм выработки 1. Повышение квалификации рабочих II. Складируемые материальные 2. Совмещение профессий ресурсы 3. Технически обоснованное нормиро- 1. Запасы материалов на приобъект вание труда ных складах 2. Запасы продукции подсобного III. Повышение общего уровня орга производства низации работ 1. Диспетчерский контроль и оператив ное управление III. Пространственно-временные 2. Баланс объемов работ и мощности резервы организации 1.Резервный фронт работ (заделы) 3. Совершенствование технологических 2.Дополнительные технологические способов производства работ мероприятия по продлению строи 4. Рациональный уровень специализа- тельного сезона ции и концентрации отрядов, т.е. снизить внутрисменные простои, а также уменьшить целосменные простои потока. По рекомендациям Н. А. Карая [128], пока-затель эффективности поточного метода F при использовании различных методов резервирования имеет вид F C1 C2 min, (4.28) где С1 – затраты на производство работ (с учетом затрат на резервирова-ние);

С2 – эффект от досрочного ввода объекта в эксплуатацию (или потери от увеличения фактических сроков строительства).

C увеличением затрат на резервирование U величина С1 будет возрастать, а величина С2 убывать. Определяемая этими величинами целевая функция имеет минимум Fmin, соответствующий оптимальному уровню надежности, а значит, оптимизации риска выполнения работ в установленные сроки. Расчеты, проведенные на моделях комплексного потока, представлены на схеме (рис. 4.11). Оптимальный уровень надежности зависит от конкретных обстоятельств реализации проекта и колеблется в пределах 0,60,8, допустимый уровень риска 0,20,4. При этом размеры резервирования U в объеме затрат на производство F составляли 17–23%. Основные задачи, которые должны решаться в процессе организационно-технологического проектирования, могут быть в общих чертах сформулированы следующим образом:

Определение минимальной F, млн. руб. величины капитальных вло-жений в резервирование для снижения степени риска про-екта до оптимальных разме-ров.

Распределение ограничен-ной суммы капитальных вложений по видам резер-вирования таким образом, чтобы обеспечить минималь-ный риск.

Количественная оценка вли яния различных мероприятий по U, % резервированию на вели-чину эффекта от снижения риска проекта.

Учитывая многоаспектность проблемы, возможны и дру-гие постановки задач.

Рис. 4.11. График зависимости критерия опти мальности F и надежности комплексного потока Н от затрат на резервирование U (по результатам имитационного моделирования) 4.3. Управление производственной программой дорожной организации при Удалено: круглогодичном производстве работ Отформатировано: русский (Россия) 4.3.1. Основные понятия внутригодовой ритмичности дорожного производства Управление производственной программой дорожной организации как составная часть производственного менеджмента включает следующие стадии [159]: формирование производственной программы, распределение программы по плановым периодам года и подразделениям, расчеты календарно-плановых нормативов потребности ресурсов.

Первая задача управления производственной программой заключается в формировании оптимального варианта по объему и структуре работ. Для обеспечения этого требования необходим такой набор объектов и объемов работ, который соответствует объему и структуре ограниченных ресурсов (мощность дорожно строительных подразделений, мощность подсобных производств, условия поставок ресурсов и т.д.). В настоящее время подрядные территориальные дорожные организации выполняют комплексы работ, связанных со строительством, ремонтом и содержанием ряда объектов, т.е эти программы можно рассматривать как совокупность отдельных проектов. По определениям теории управления проектами (глава 1) такие программы носят название мультипроектных программ.

Следующая задача связана с распределением трудовых, материальных и технических ресурсов на сформированную программу дорожной организации.

Дорожное производство и ресурсы рассматривают как сбалансированную в пространстве и во времени систему, имеющую определенные ограничения. Такими ограничениями являются сроки производства работ, принятые методы (технологии), уровень и распределение по периодам наличных ресурсов. Организация работ, технология производства, проектные конструктивные решения тесно связаны между собой. Возможны варианты, когда зимняя технология производства работ требует определенных коррективов конструктивных решений. В таких случаях заменяемая конструкция должна быть эквивалентна проектной по прочности и морозоустойчивости. Замену необходимо согласовать с проектной организацией и заказчиком.

В зимнее время ряд работ прекращается, а переход на зимние технологии для разных видов работ осуществляется в разное время. Изменяется соответственно и режим потребления ресурсов. В тот период, когда снижается потребность в трудовых ресурсах в основном производстве, предусматривают увеличение загрузки ресурсов в подсобном и обслуживающих производствах. Данное мероприятие позволяет заранее планировать совмещение профессий отдельными работниками в условиях сезонного характера производства работ, что способствует созданию более стабильного коллектива дорожников.

Круглогодичное выполнение строительно-монтажных работ возможно только при комплексном обеспечении их всеми необходимыми материалами. Сроки поставок материалов должны быть увязаны со сроками их использования в ходе строительства.

Наиболее рационально производить работы таким образом, чтобы все поступающие на объект материалы были немедленно использованы для укладки в сооружение. При этом сокращается время отвлечения средств, вкладываемых в заготовительные работы, и полностью исключаются все складские расходы. Однако условия заготовки и транспортировки большинства материалов для дорожного производства таковы, что создание запасов для обеспечения успешного хода работ неизбежно. Причиной этого являются сезонность производства ряда дорожных работ, условия заготовки и перевозки материалов и практическая трудность точной увязки во времени трех раздельных стадий, проходимых каждым материалом: заготовки, транспортировки и использования. При заготовке материалов большинству дорожно строительных организаций целесообразно выполнять основной объем заготовительных и транспортных работ зимой, а летом сосредотачивать трудовые и технические ресурсы на производстве СМР. Для работ, связанных с содержанием дорог в зимнее время, выполняется заготовка материальных ресурсов в осенний период.


В условиях рыночной экономики на эффективность этих мероприятий может повлиять инфляция. При высоком уровне инфляции увеличение запасов материалов иногда становится более выгодным, чем создание запасов готовой продукции (завершенных конструктивных слоев или участков готовой, но не введенной в эксплуатацию дороги). Наличие инфляции влияет на показатели проекта не только в денежном, но и в натуральном выражении. Эти факторы необходимо учитывать при разработке различных вариантов выполнения мультипроектных программ.

В связи с условиями заготовки материалов в зимний период увеличивается объем транспортных перевозок. Этому обстоятельству способствуют и объективные факторы.

Зимой снижается потребность в транспорте в сельском хозяйстве и ряде сезонных отраслей промышленности и появляется возможность использовать дополнительные транспортные средства в дорожных организациях. Можно заключать договора с автотранспортными организациями на более выгодных для дорожников условиях.

Наибольшей трудоемкостью характеризуется подготовка к зимним работам производственных предприятий в тех случаях, когда предусмотрен выпуск продукции в зимнее время. Необходимо выполнять целый комплекс мероприятий, которые подробно описаны в работах [2, 175, 174].

На зимний период планируют также возможно большую часть годового объема работ по ремонту машин, оборудования, заводов. Выполнение работ по ремонту техники связано с выводом из строительного процесса машин после летнего строительного сезона. Качество выполнения этих работ в значительной мере определяет успех дальнейшего производства механизированных работ. Поэтому производство ремонтных работ должно быть тщательно спланировано и обеспечено материально-трудовыми ресурсами.

Несомненно, для успешного производства работ в течение года требуется детальная разработка проектов производства работ на отдельные крупные объекты и проекта организации на годовую программу. При разработке этих документов должно быть учтено очень много факторов. При подготовке дорожной организации к работе в зимнее время ежегодно разрабатываются специальные мероприятия технологического, технического, организационного и социально-бытового характера. Более детально эти вопросы рассмотрены в работах [2, 78, 174, 282].

Рассмотрим возможные причины, которые вынуждают дорожные организации с различными формами собственности формировать производственные программы с выполнением строительных работ в зимнее время, несмотря на то, что по условиям технологии это чаще всего потребует дополнительных затрат:

1. Для выполнения работ в соответствии с контрактом подрядная организация не может привлечь в летний сезон на короткий срок расчетное количество ресурсов (технику и людей) в количестве, необходимом для полного выполнения проекта. Для снятия пиковых нагрузок планируемые работы должны быть по возможности рассредоточены во времени, включая и зимний период.

2. Дорожно-строительная организация для сохранения стабильного квалифицированного коллектива работников должна обеспечивать их работой в течение всего года, даже если это связано с определенными дополнительными затратами. Данное требование относится и к загрузке производственной мощности дорожных организаций.

3. Дорожная организация при определенной среднесписочной числен-ности работников и наличной технике имеет возможность увеличить годовую программу работ за счет круглогодичного производства работ. При этом сокращается доля условно-постоянных расходов в составе затрат годовой программы.

4. Дорожная организация может выполнить в зимний период опреде-ленный комплекс подготовительных работ за счет оборотных средств, кредитов или частичного финансирования незавершенного строительства заказчиком. Это обеспечит благоприятные условия для выполнения работ в летнее время.

Все перечисленные факторы в той или иной степени связаны с управлением производственной программой дорожной организации как системой взаимосвязанных элементов, характеризующих производство, его организацию, техническое обслуживание, материальное обеспечение.

Как уже отмечалось выше, в зависимости от конкретных условий основная деятельность дорожно-строительных организаций включает в себя выполнение всего комплекса или отдельных видов работ по строительству, реконструкции, ремонту автомобильных дорог и сооружений на них. В целях наиболее полного использования трудовых ресурсов и техники в зимнее время отдельные строительные организации выполняют работы по зимнему или круглогодичному содержанию отдельных дорог или сети дорог в районе расположения производственной базы дорожно-строительной организации.

Кроме основной деятельности большинство низовых дорожных организаций выполняют значительные объемы работ по материально техническому обеспечению основного производства: изготовление материалов, изделий и полуфабрикатов;

обеспечение технической готовности дорожных машин;

доставка и хранение материалов на складах.

Специфика дорожного производства такова, что почти половина всех рабочих трудится в так называемом не основном производстве, включающем в себя производственные перерабатывающие и добывающие предприятия, обслуживающие хозяйства, транспорт, базы механизации, склады и т.д.

Ритмичность дорожного производства имеет свои особенности как по сравнению с промышленностью, так и с производством общестроительных работ. Применительно к промышленному производству внутригодовая ритмичность определяется как степень равномерности выпуска продукции в течение года. Нужно отметить, что в промышленном производстве, имеющем небольшой инвестиционный цикл, ритм выпуска продукции почти совпадает с ритмом использования ресурсов.

В дорожном производстве в силу ряда технологических ограничений ввод участков дороги в определенной степени ограничен рамками строительного сезона, а работы, обеспечивающие этот ввод, выполняются заблаговременно в процессе планомерного круглогодичного функционирования всего строительного комплекса. К таким работам относятся, например, строительство земляного полотна, слоев дорожной одежды, заготовка продукции подсобного производства, вывозка материалов к объектам и местам переработки, обслуживание и ремонт техники. Выполнение всех этих работ рассредоточено во времени. Оно характеризует внутреннюю структуру дорожно строительного конвейера и его ритмичность.

Учитывая разнородность выполняемых процессов и выпускаемой продукции в основном, вспомогательном и обслуживающем производствах, для оценки общей ритмичности работы дорожной организации принят показатель нормативной трудоемкости, характеризующий степень и динамику загруженности рабочих, машин и оборудования в целом по дорожному производству.

Для определения ритмичности используют понятия «ритмичность выпуска» и «ритмичность производства». Оба эти понятия характеризуют производственный процесс, причем ритмичность является одним из основных признаков его организованности. Назначение показателей ритмичности выпуска продукции определять качество организации производства по его итогу (сдаче в эксплуатацию законченных участков дороги или ее конструктивных элементов, если дорожная организация является специализированной и не выполняет полного комплекса работ на дороге).

Назначение показателя ритмичности производства определять качество организации производства в ходе самого процесса.

Ритмичность выпуска и ритмичность производства оцениваются двумя разными показателями. Для выпуска готовой продукции важен конечный результат.

Коэффициент ритмичности выпуска продукции определяет степень достижения поставленной цели, то есть плановых показателей сдачи готовой продукции.

Рекомендуется рассчитывать его по следующей формуле [176, 239]:

1n K j / K j, K 1 (4.29) n j где K j – абсолютная величина отклонения фактического объема сдачи работ к запланированному на конец j-го промежутка времени;

K j – планируемый объем сдачи продукции на конец j-го интервала;

n–количество интервалов планового периода.

Несомненно, этот показатель очень важен для оценки результатов экономической деятельности дорожной организации, но он одновременно характеризует и сам план сдачи продукции, и фактическую деятельность, обеспечивающую этот план.

Показатель ритмичности производства отражает внутреннюю динамику использования трудовых ресурсов и техники в дорожном производстве. Коэффициент ритмичности производства предложено рассчитывать по формуле [176]:

K 1 O / Pj, (4.30) здесь O – среднее квадратическое отклонение от равномерного уровня трудовых затрат;

O рассчитывают по формуле n O2 / n 1, O (4.31) j j O j – величина отклонения от равномерного уровня трудовых затрат в j-м где ;

Pj уровень трудовых затрат (плановых интервале, определяемая как O j Pj Pj или фактических) в j-м интервале;

n количество интервалов;

j уровень трудовых затрат в j-м интервале при их равномерном использовании в плановом периоде.

Значения j и Pj могут измеряться в долях единицы, в % или натуральных показателях, например, чел.-ч, маш.-ч и т.д. В совокупный показатель, характеризующий трудовые затраты, включается нормативная трудоемкость всех видов работ основного производства, подсобных и вспомогательных производств. Блок-схема расчета внутригодовой ритмичности производства представлена на рис. 4.12. Для расчета внутригодовой ритмичности дорожного производства целесообразно в качестве j-го интервала принимать 1 месяц. Из формулы (4.30) очевидно, что при равномерном уровне использования трудовых ресурсов Крп принимает значение, равное 1. Это максимальный уровень ритмичности. Крп может принимать отрицательные и нулевое значения.

В зависимости от исходных данных формулу (4.30) можно использовать для оценки ритмичности как производственной программы, так и фактического хода работ.

В первом случае оценивается качество плана организации работ, во втором фактический уровень ритмичности использования трудовых ресурсов. Их сопоставление характеризует качество выполнения производственной программы.

4.3.2. Принципы проектирования ритмичной организации работ в дорожной организации Одной из целей проектирования ритмичного дорожного производства является более равномерное использование рабочих и техники, достигаемое при круглогодичном производстве работ с использованием зимнего сезона. Введение показателя ритмичности для планирования и оценки функционирования системы дорожного производства целесообразно в том случае, если оно эффективно влияет на производственную деятельность организации. Выявление такой роли ПОДСИСТЕМЫ ДОРОЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПОДСОБНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ОБСЛУЖИВАЮЩЕЕ ХОЗЯЙСТВО T j Vij ti, (погрузочно-разгрузочные работы, T j Vij ti, транспорт) T j где T j нормативная трудоем- T j Vij ti, где – нормативная трудо кость продукции подсобного емкость основного производства T j нормативная трудоемкость работ где производства (пп) в j-м интервале;

(оп) в j-м интервале;

Vij обслуживающего хозяйства (ох) в j-м Vij объем продукции i-го вида в объем i-го вида работ в j-м интервале;

Vij объем i-го вида работ в j-м ti интервале;

j-м интервале;

нормативная ti – нормативная трудоемкость интервале;

t i нормативная трудоемкость трудоемкость единицы продукции i-го вида единицы i-го вида работ единицы i-го вида работ T j T j T j T j, где T j суммарная нормативная трудоемкость производственной программы в j-м интервале K Pj T j /T T T j, где T – годовая трудоемкость Расчет доля трудовых j затрат в j-м интервале Рис. 4.12. Блок-схема расчета внутригодовой ритмичности дорожного производства показателя ритмичности производства было выполнено на основе статистического анализа фактических данных. Для определения ритмичности использования ресурсов был выполнен ретроспективный расчет этого показателя по пяти однотипным организациям (дорожно-строительные организации в четырех регионах Сибири).

Период охвата от 5 до 7 лет обоснован незначительным изменением структуры работ и производственной системы за этот период. На основе выполненных исследований установлено, что повышение ритмичности дорожного производства влияет на улучшение экономических показателей функционирования дорожных организаций. По данным статистики, наиболее тесная корреляционная зависимость выявлена между показателем ритмичности дорожного производства К рп и группой технико экономических показателей: фондоотдачей, производительностью труда, объемом работ. Дана количественная оценка этой связи: повышение Крп на 1% увеличивает фондоотдачу на 0,317%, объем работ по сметной стоимости на 0,353%. Коэффициент корреляции равен 0,7, что характеризует тесную связь этих показателей. Выявлено влияние коэффициента ритмичности на численность работающих в основном и подсобном производствах. Увеличение К рп на 1% влияет на сокращение численности рабочих на 0,37%. Это означает, что при более ритмичном использовании трудовых ресурсов и техники сокращается общая потребность в них для выполнения годовой производственной программы.

Этот вывод подтверждается практикой и имеет определенное логическое обоснование. В неритмичном дорожном производстве потребность в трудовых ресурсах по месяцам года значительно колеблется. Опыт показывает, что при переходе на новое место работы даже подготовленному квалифицированному работнику необходимо определенное время для достижения нормативного уровня выработки.

Кроме того, в период приема или перехода на другую работу требуется определенное время для оформления работника, инструктажа по технике безопасности и др. Это время может быть сокращено, если перевод заранее предусмотрен планом, а работник имеет соответствующую подготовку по смежным специальностям. Увеличение общей потребности в трудовых ресурсах в связи с неритмичной работой продемонстрировано на рис. 4.13. На этом рисунке заштрихованы зоны увеличения численности работников в связи с необходимостью набора или перевода рабочих на другие работы (увольнения) в периоды резкого увеличения или снижения потребности в трудовых ресурсах.

Появление этих зон увеличивает среднюю потребность в рабочих в течение года.

Показатель ритмичности производства количественно оценивает только сравнительную степень приближения к равномерности, т.е. к идеалу. Очевидно, что в дорожном хозяйстве ритмично работающей Численность, чел.

1 2 3 4 5 Периоды Рис. 4.13. Эпюра распределения потребности в трудовых ресурсах (заштрихованы зоны увеличения численности рабочих при изменении потребности в трудовых ресурсах в следующем интервале) можно назвать только такую организацию, в которой организовано круглогодичное производство работ. Для того, чтобы можно было прогнозировать ритмичность производственных процессов и управлять ею, выполнен корреляционный анализ между ритмичностью и группой факторов, характеризующих организационно технологические условия производства.

Анализируемые факторы разделены на 3 группы (рис.4.14). На основе разработанной классификации определены показатели, характеризующие факторы.

Конкретный набор показателей установлен с учетом возможности получения достоверной информации об их значениях по данным оперативного учета, статистической отчетности, проектно-сметной документации. Математическая зависимость между показателем ритмичности дорожно-строительной организации и влияющими на него факторами аппроксимирована полиномом первой степени. При разработке модели использованы 23 пространственно-временные характеристики ритмичности и факторов. Эти значения объединены в единую статистическую совокупность. Группировка организаций выполнена на основе качественного анализа.

В результате проведения многошагового регрессионного анализа получено следующее уравнение для оценки и прогнозирования ритмичности производства:

Ритмичность дорожного производства I группа II группа III группа Производственная программа и организационно- Экономико-географические Структура и состояние технологические условия условия производства производственной базы Количество Климатическая Объем работ Состояние и характеристика объектов структура региона основных фондов Рассредоточенность Организация объектов транспортной Региональные на территории работы экономические Уровень факторы использования Структура парка машин Концентрация программы объемов работ Средняя и технологии продолжительность Уровень организации Обеспеченность летнего строитель Уровень Классификация факторов, оказывающих влияние на ритмичность дорожного производства кадрами Рис. 4.14. материально-техничес- рабочими ного сезона механизации кого обеспечения Kрп = -0,259+0,617x1 +0,002x2 +0,004x3 -0,003x4. (4.32) Фактические значения оценочных критериев показали значимость уравнения и коэффициентов регрессии. Коэффициент множественной корреляции равен 0,826. При расчете модели было выполнено 7 шагов анализа. На каждом шаге из расчета исключался показатель, влияние которого на показатель ритмичности по Т-критерию незначительно. Наибольшее влияние из совокупности факторов (см. рис. 4.14) оказывают 4 фактора, включенных в модель (4.32). Расчет показателей, оценивающих эти факторы, выполнен по следующим формулам:

1 n Qi, x1 (4.33) n i 1 li x1 – коэффициент рассредоточенности перевозок, тыс.т/км;

n –число грузопотоков где в течение года;

Qi – годовой объем i-го частного грузопотока, тыс.т;

li – протяженность участка i-го грузопотока, км;

Ci t i, x2 (4.34) C x2 – средняя продолжительность строительного сезона по видам работ, дни;

Ci – где объем СМР i-го вида, тыс.руб., с продолжительностью летнего строительного сезона ti (календарные дни);

C – общий годовой объем СМР, тыс.руб.;

C мех x3 100%, (4.35) С общ где x3 – уровень механизации, %;

C – объем СМР, выполняемый механизированным способом, тыс.руб.;

Pуст x4 100%, (4.36) Pобщ где x4 – состояние основных фондов, %;

P – стоимость устаревших основных производственных фондов, срок службы которых превысил нормативный, тыс. руб.;

P – среднегодовая стоимость основных производственных фондов, тыс.руб.

Основные статистические характеристики показателей ритмичности и значимых факторов приведены в табл. 4.3. Разработанная модель (4.32) может быть использована в тех организациях, в которых значения ритмичности и факторов отличаются от приведенных в табл. 4.3 средних Таблица 4. Статистические характеристики факторов ритмичности производства Среднее Среднее Коэффици- Частный арифмети- квадрати- ент коэффици Показатель ческое ческое вариаций ент элас значение отклонение тичности Коэффициент ритмичности 0,308 0,134 0, производства K Коэффициент рассредоточен 0,607 0,390 0,64 +0, ности перевозок x1, тыс.т/км Средняя продолжительность летнего строительного сезона 241 48,79 0,20 +1, x2, дни Уровень механизации x3, % 93,2 3,18 0,03 +0, Состояние основных фондов 26,5 17,78 0,67 -0, x4, % арифметических значений не более чем на два средних квадратических отклонения. В таком случае организация не считается аномальной по отношению к данной совокупности и установленные зависимости для нее приемлемы.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 9 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.