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 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |

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

-- [ Страница 7 ] --

Время удаления определяется уровнем содержания, эксплуатационной категорией и типом покрытия автомобильной дороги [196]. Потребное количество машин для выполнения проекта весенне-летне-осеннего содержания MR N m, (5.18) m t.

k.

где t k – плановые сроки выполнения k-технологической операции для проектов весенне-летне-осеннего содержания, ремонта, заготовки материалов и т.д., ч.

Временные рамки выполнения работ летнего содержания менее жесткие, чем зимнего. Однако такие виды работ, как, например, ямочный ремонт, заливка трещин, разметка дорог также имеют ограниченные сроки выполнения.

Работы по заготовке материалов, приготовлению полуфабрикатов, эксплуатации паромных и ледовых переправ и др. включаются в состав соответствующих проектов летнего, зимнего содержания и ремонта дорог.

Итоговое количество машин в подрядной организации определяется путем сравнения потребного количества машин каждого типоразмера в летний и зимний период. Для дальнейших расчетов принимается большая из величин N m и N m.

Коэффициент использования по времени всех типов (марок) машин определяется по формуле tm Gm 1, (5.19) Tm N m а количество механизаторов r-го разряда равно m nr N m nr, (5.20) m где nr – количество механизаторов r-разряда, необходимых для работы машины m-типа, чел.

Парк машин должен комплектоваться для предприятия в целом, с учетом ресурсоемкости всех выполняемых проектов. Данный подход связан с тем обстоятельством, что техника является мобильным элементом и может передаваться из подразделения в подразделение, из проекта в проект.

Для решения поставленной задачи использована методика последовательного анализа вариантов (П.а.в.). С точки зрения методологии П.а.в. является естественным обобщением идей последовательного принятия решений [173, 316]. П.а.в. тесно связан с методом динамического программирования и методом ветвей и границ [58, 312]. Алгоритм динамического программирования можно рассматривать как частный случай П.а.в., когда в основе правил отбора вариантов лежит принцип оптимальности Беллмана. Метод ветвей и границ, широко применяемый для решения дискретных задач, можно рассматривать как разновидность П.а.в., со специфическими правилами развития и отбора вариантов.

Схема поэтапной реализации концептуальной модели (см. рис. 5.6) методом последовательного анализа представлена на рис. 5.8. На 4-м этапе оцениваются затраты на реализацию производственной программы по каждому из отобранных вариантов и выполняется окончательный выбор. Реализация данных расчетов осуществлена с помощью программного комплекса АУРС-СибАДИ (глава 3). Программный комплекс позволяет осуществлять расчеты объемов работ, ресурсов всех видов, затрат в автоматическом режиме, моделирование различных вариантов производственной структуры и организации работ.

1-й этап. Отбор вариантов структур парка машин ДЭП 2-й этап. Формирование однородных структурных подразделений для выполнения ПП 3-й этап. Оптимизация пространственной структуры (протяженности обслуживаемой сети дорог) 4-й этап. Выбор варианта по критерию ЧДД Рис. 5.8. Схема последовательного анализа вариантов организационной структуры ДЭП Важнейшим этапом при решении данной задачи является формирование организационно-технологических моделей выполнения работ, то есть закрепление за каждой выполняемой технологической операцией определенной марки машин. Именно на этом этапе происходит соединение работ и ресурсов для их выполнения, закладываются основы производственной структуры предприятия.

Всю производственную программу ДЭП для целей проектирования производственной структуры можно разложить на составляющие её части (рис. 5.9). Технологически одной машиной с навесным оборудованием могут выполняться несколько операций (см. табл. 3.2, гл.3), однако, как правило, чем более многофункциональна машина, тем больше ее стоимость и, следовательно, выше потери от ее простоев.

Введем следующие обозначения:

mi– вид машин, i=1,2,…,M.

ki– вид технологической операции, i=1,2,…,K.

di– вид технологической схемы, i=1,2,…,D.

ji– вид работ по содержанию, ремонту и т.д., i=1,2,…,J.

qi– проект: зимнее содержание сети дорог, весенне-летне-осеннее содержание, ремонт и т.д., i=1,2,…,Q.

Вариант комплектования парка машин представляет собой последовательность j Ymkdq1,...,Ymkdqj, где Ymkdqj– решение о j закреплении m-машины за k-операцией по d-технологии на j-виде работ в q-проекте;

Ymkdqj=0, если решение о закреплении машины за операцией не принято;

Ymkdqj=1, если решение о закреплении принято.

Важнейшим этапом при решении данной задачи является формирование организационно-технологических моделей выполнения работ, то есть закрепление за каждой выполняемой технологической операцией определенной марки машин. Именно на этом этапе происходит соединение работ и ресурсов для их выполнения, закладывается основа производственной структуры предприятия.

Для произвольного множества М введем обозначения:

M, Ymkdqj 1;

Ymkdqj M (5.21), Ymkdqj 0.

Вариант комплектования парка машин будет завершенным, если J Ymkdqj M содержит все индексы от 1 до J, то есть все виды работ будут j выполнены.

Проект Зимнее Ремонт дорог содержание Патрульная очистка Подсыпка обочин проезжей части от Вид работ снега Традиционная Грунтом II Скоростная очистка группы очистка Технология проезжей части с очисткой обочин Транспортиро Разравнивание одновременной Планировка обочин вание грунта Уплотнение грунта Очистка обочин проезжей части Разработка Технологичес-кая операция Очистка грунта грунта Очистка Машина Универсальная Автогрейдер с Экскаватор Каток дорожная машина боковым отвалом Рис. 5.9. Структурная схема закрепления машин за технологическими операциями (пример) В случае недостаточной загрузки машины рассматриваются возможности ее использования на ремонте дорог и других проектах. Для сокращения количества вариантов парка машин целесообразно провести ранжирование массива машин с использованием экспертных оценок с целью включения в модель в первую очередь наиболее приоритетных машин в условиях конкретного предприятия. Массив машин предлагается ранжировать по совокупности показателей, отражающих их надежность:

безотказность, ремонтопригодность, долговечность При выборе машин используют два подхода – функциональный и вероятностно-статистический [224, 247, 306]. При функциональном подходе о пригодности машины судят по величине служебного показателя, определяющего совокупность ее характеристик. При этом можно оценить, например, надежность спецмашины в целом или ее агрегата, рабочего оборудования.

При вероятностно-статистическом подходе оценивается пригодность не конкретной машины, а данной модели. Этот подход наиболее удобен при определении пригодности машин серийного производства. При этом имеется возможность накопить достаточный объем статистического материала, характеризующего надежность машин в эксплуатации, что обеспечивает требуемую достоверность вероятностных оценок.

Показатели пригодности учитывают особенности технической эксплуатации машин, уровень производства и приспособленность спецмашин к техническому обслуживанию и ремонту. Ранжирование массива машин производится с использованием метода расстановки приоритетов. При этом рассматриваемые машины попарно сравниваются по принципу «лучше», «хуже», «равно» и осуществляется обработка полученной информации с помощью специального алгоритма [23].

Комплексный приоритет машины определяют по формуле n Pik 'j'ij, (5.22) j где – относительный приоритет (значимость) j-критерия;

– j ij относительный приоритет i-варианта по j-критерию;

n – количество критериев.

Закрепление машин за операциями ведется совместно для проектов летнего и зимнего содержания, заготовки материалов, других проектов.

Разработанный алгоритм обеспечивает перебор машин в следующем порядке: выбирается первая машина из массива mi, и рассматривается технологическая возможность выполнения этой машиной всех операций ki, если часть операций осталась «без машины», то осуществляется переход к следующей машине. В случае частичного обновления парка машин часть операций будет выполняться уже имеющимися машинами, и в алгоритм включаются только «свободные» операции.

Следуя предложенной концептуальной модели (см. рис. 5.6) на втором этапе проектирования структуры, осуществляют формирование функциональной структуры производства для вариантов парка машин, отобранных на первом этапе по критерию (5.11). Назначение функциональной структуры – повышение уровня специализации путем группирования в производственных участках и бригадах видов работ, более однородных по используемым ресурсам. Повышение уровня специализации в производственных подразделениях обеспечивает увеличение уровня использования трудовых ресурсов, повышение производительности труда и соответственно снижение затрат.

Для обоснованного формирования производственных участков удобно воспользоваться методом кластерного анализа [45, 47] для группирования работ в подразделениях. Более детально вопросы кластерного анализа изложены в главе 3, подраздел 3.4. Рассмотрим приложение данной теории к созданию производственных структур.

В основе любой схемы классификации лежат следующие положения:

1. В один класс объединяются объекты, сходные между собой в неко тором смысле.

2. Степень сходства между собой у объектов, принадлежащих к одному классу, должна быть больше, чем степень сходства между собой у объектов, относящихся к разным классам.

Каждый вид работ можно охарактеризовать набором каких-либо показателей (признаков), т.е. описать с помощью многомерной дискретной величины x j ( x1, x 2,...x z,..., x Z ), причем под x z понимается значение z-показателя для j j j j j j работы. Все работы со своими признаками образуют так называемое «признаковое пространство». В этом пространстве геометрическая близость работ обозначает их сходство или однородность.

Мера сходства определяется по формуле [45]:

Z Z z ( xiz x zj )2 ;

z 1, d ij (5.23) z 1 z d ij – расстояние между i-й и j -й работами;

Z – общее количество признаков;

где (z) – значимость z-го признака.

Один из наиболее ответственных этапов в указанной задаче– определение содержательных признаков, по которым оценивается в дальнейшем расстояние между работами и их однородность. Важно дать, по возможности, полный набор признаков и квалифицированно определить их значимость. Для работ по содержанию и ремонту дорог приняты следующие группы признаков:

1) применяемые машины;

2) используемые материалы, конструкции и детали;

3) профессии рабочих;

4) стадия выполнения работ (подготовительная, основная, заключи- тельная);

5) структура продукции собственной производственной базы;

6) количественный состав рабочих бригад;

7) характер труда рабочих (ручной, механизированный);

8) сезон выполнения работ (летний, зимний).

Набор признаков и их значимость можно варьировать в зависимости от того, по какому критерию нужно определить однородность работ (ресурсы или результат).

Например, увеличение значимости 5-й группы признаков сместит акцент в сторону критерия результата и т.д. Присвоение группам коэффициентов значимости выполняется с использованием методов экспертного анализа.

Стандартной формой представления исходных данных в задачах X x ij, где j 1, n – номера кластерного анализа служит матрица анализируемых работ;

i 1, m – номера признаков, которые описывают работу в m-мерном пространстве;

xij– нормированное значение i показателя по j-виду работ.

В результате применения инструментов кластерного анализа в производственной программе выделяются группы однородных работ, закрепляемые за производственными участками, что является основанием для создания структурных подразделений ДЭП.

Целью моделирования и расчетов на третьем этапе концептуальной модели (см.

рис. 5.6) является принятие решений по пространственному размещению элементов производственной структуры (производственных баз, баз ПГМ и т.д) и определению оптимальной протяженности сети дорог, обслуживаемой с одной производственной базы ДЭП.

При комплектовании парка машин оптимизирована составляющая затрат С4 (формула 5.10). При увеличении протяженности дорог, обслуживаемых с одной производственной базы, в общем случае изменяются удельные (приведенные к 1км сети) затраты четырех видов: на транспортирование материалов на дорогу С2;

на холостые пробеги машин С3;

на содержание производственной базы и базы ПГМ С5. Для решения задачи использована методика предельного анализа [111, 308], основанная на нахождении экстремума функции f(x) переменных x1, x2,..., x n на множестве M n-мерного пространства. В качестве целевой функции приняты суммарные затраты Зкм, сопутствующие производственному процессу содержания сети дорог, приведенные к 1км дорожной сети (удельные затраты, руб.). Дорожная сеть представляет собой совокупность участков дорог различной протяженности и разных типов в соответствии с принятой классификацией:

n Lc li, (5.24) i где li – протяженность участка дороги i-го типа, км (тип участка дороги обозначает совокупность признаков, описанных в главе 3).

Удельные средние затраты на содержание 1км сети обслуживаемых дорог кроме условно-постоянных затрат, связанных непосредственно с выполнением работ на конструктивных элементах и не зависящих от протяженности сети дорог, включают переменные (сопутствующие) затраты, связанные с протяженностью обслуживаемой сети дорог. Эти затраты З км Lc складываются из нескольких составляющих и могут быть оптимизированы:

( Lc ) min,, (5.25) где - затраты, связанные с содержанием производственной базы, руб.;

З пгм - удельные затраты на содержание базы хранения противогололедных материалов, руб.;

–транспортные расходы, руб.;

– затраты, связан ные с холостыми пробегами дорожных машин, руб.

Первые два слагаемых отражают убывающие с увеличением протяженности сети затраты на содержание базы. Третье и четвертое слагаемые определяют соответственно затраты на транспортирование материалов и холостые пробеги, которые возрастают при увеличении протяженности сети дорог. Суммарные переменные затраты представлены на схеме (рис. 5.10).

Транспортная составляющая прямых затрат на содержание сети дорог может быть вычислена из соотношения n m Lk ck n m Qij li ck Qc Lc ck V, 2qk Vk 2 qk Vk j 1 k i 1 i 1 j (5.26) где i=1, 2,…,n – участки автомобильных дорог, на которые требуется вывезти j материал;

k=1, 2,…,K – тип машины при транспортировании j-материала;

li/2– расстояние транспортирования на i-м участке дороги (до середины i-го участка), км;

ck – стоимость 1 маш.-часа работы машины k-типа при транспортировании материала, руб.;

Vk – скорость машины k-типа Рис. 5.10. График функции затрат:

Затраты, руб.

1 – суммарные переменные затраты;

2 – затраты на строитель ство и содержание производствен 2 3 ной базы и базы ПГМ;

3 – затраты на транспортирование материалов и холостые пробеги L L, при транспортировании материалов, км/ч;

Qij– необходимый объем j-материала на i м участке дороги, т;

qk – грузоподъемность автомобиля k-го типа при транспортировании материалов, т;

– коэффициент использования грузоподъемности.

В формуле (5.26) суммарный пробег машины при транспор-тировании материалов Lk определяется из выражения Qij li nm Lk i 1 j 1 2 qk (5.27) n m Qij Qc, при (5.28) i 1 j Затраты, связанные с холостыми пробегами, могут быть определены следующим образом:

' ' ' n n lN L k li N k ck Lc N k ck при Lxn i k, (5.29) ' ' ' i 1 Vk i 1 2Vk 2Vk где i=1, 2,…,n – участки сосредоточенных работ, до которых выполняются холостые пробеги;

k=1, 2,…,K – тип машины, выполняющей холостой пробег;

Lхп– суммарный холостой пробег машины, км;

li/2– расстояние от производственной базы до i-го участка автомобильной дороги;

Nk– коли ' чество машин k-го типа, выполняющих холостой пробег;

k – стоимость маш.-часа работы машины k-типа при холостых пробегах, руб.;

Vk' – скорость машины k-го типа при холостом пробеге, км/ч.

В затраты по содержанию производственной базы входят амортизация складских сооружений, эксплутационные затраты (расходы на освещение, отопление, охрану), содержание аппарата. Эти затраты составят ( ) ( ) n, (5.30) Lc li i где А– величина годовых амортизационных отчислений по сооружениям производственной базы, руб.;

Э – годовые эксплутационные затраты, руб.

, (5.31) где C – стоимость сооружений производственной базы, руб.;

Ан – норма амортизационных отчислений, %.

Для противогололедных материалов затраты на хранение будут составлять те издержки, которые связаны с устройством площадок для их складирования. Тогда удельные затраты на хранение ПГМ составят C n, (5.32) Lc li i где C – стоимость строительства 1 м2 площадки, руб.;

П– площадь базы хранения ПГМ, м2.

Оптимальное значение протяженности дорожной сети Lc определяется из выражения d ( Lc ) 0. (5.33) dLc Если принять ck ck, а Vk' Vk, то можно записать ' Qc Lc ck Lc N k ck ( A ) C ;

2 qk Vk 2Vk Lc Lc d Qc Nc c k k k ( A )( L 2 ) C ( L 2 ) 0, c c dLc 2 qk Vk 2Vk откуда после преобразований получим 2 qk Vk ( A ). (5.34) Lc c k (Q c N k q k ) На 4-м этапе оцениваются затраты на реализацию производственной программы по каждому из отобранных вариантов и рассчитывается чистый дисконтированный доход (ЧДД). Реализация данного этапа осуществлена с помощью программного комплекса АУРС-СибАДИ (см. гл. 3). Дополнительные расчеты по разработанному алгоритму выполняются в электронных таблицах MS-Excel.

Программный комплекс позволяет осуществлять в автоматическом режиме расчеты объемов работ, ресурсов для разных вариантов производственной структуры.

Критерий отбора вариантов на 4-м этапе (ЧДД) включает три вида экономической деятельности предприятия: операционную, инвестиционную, финансовую [166].

Расчетный период охватывает максимальный срок службы приобретаемых машин (7– 10 лет).

(m ) (m ) ( m ), (5.35) где ( m ), ( m ), ( m ) – суммарные денежные потоки соответственно от операционной, инвестиционной и финансовой деятельности предприятия.

На четвертом этапе рассматриваются различные варианты приобретения техники: за счет собственных средств, кредитов, аренды, лизинга – и принимается окончательное решение о формировании производственной структуры ДЭП, соответствующей характеристикам обслуживаемой сети дорог, климатическим и экономическим условиям региона.

Одним из направлений повышения качественных характеристик производственной структуры является диверсификация производства путем дополнения производственной программы содержания сети дорог работами по ремонту и строительству автомобильных дорог. Этот подход позволяет сократить простои в зимний период, увеличить фактическую годовую наработку машин и соответственно сократить непроизводительные затраты С использованием данной методики выполнены расчеты по формированию производственной структуры Таврического ДРСУ Омской области. Сеть дорог этого предприятия составляет 369 км дорог разных категорий, из них 361 км с твердым покрытием. Производственная программа сформирована на допустимый уровень содержания всех дорог с учетом климатических факторов региона. В результате расчетов получен оптимальный вариант парка машин для данной производственной программы, который представлен тридцатью машинами двенадцати марок.

В состав парка включены многофункциональные шасси с полным комплектом навесного оборудования «зима–лето». На рис. 5. представлена диаграмма технико-экономических показателей по трем вариантам структуры парка машин. Для сопоставления приведем характеристики альтернативных вариантов:

G=1, Рис. 5.11. Сравнение показателей W-43, вариантов производственных структур Ap- Таврического ДРСУ:

G – средневзвешенный коэффициент использования парка машин;

Ap – амортизация при простоях машин, тыс.руб.;

T p – время простоя парка машин в пределах директивной Tp Скм наработки, тыс.ч;

C – затраты на 68, 123, содержание 1 км дорог, тыс.руб.;

W – Альтернативный вариант размер инвестиций, необходимый для Альтернативный вариант обновления парка машин, млн. руб.

Оптимальный вариант 1-й вариант – использование на основных технологических операциях машин, имеющих относительно низкую стоимость и выполняющих небольшое количество (3–5) технологических операций.

2-й вариант – использование на основных технологических операциях 50% машин, выполняющих небольшое количество операций, 50% многофункциональных машин (12–13 операций). На диаграмме (рис. 5.11) по направлениям осей отложены максимальные значения показателей в соответствующих единицах измерения. Каждая ось диаграммы разбита на пять равных отрезков, что позволяет оценить значения показателей по каждому из вариантов. Из рисунка видно, что оптимизация парка машин обеспечивает лучшие технико-экономические показатели.

Проанализированы различные варианты функциональной и пространственной структуры. Для оптимального варианта предложено сформировать пять функциональных участков. Средний радиус обслуживания с одной производственной базы составил 24 км. На четвертом этапе моделирования рассмотрены различные варианты инвестирования в модернизацию производственной структуры: передача техники подрядчику в хозяйственное ведение, схемы аренды и лизинга, приобретение машин за счет собственных средств предприятия.

5.3. Проектирование структуры управления проектом на основе анализа информационных потоков Эффективность управления дорожным производством в современных условиях в значительной степени определяется состоянием информационного обеспечения и взаимодействием структурных служб и отделов организации. Для того чтобы комплексно осуществить разработку структуры новой организации или усовершенствовать структуру уже функционирующей, необходимо наряду с формированием или рациональным изменением структуры ее производственной подсистемы определить рациональную численность, состав и функции аппарата управления. Необходимость внесения изменений по совершенствованию структуры управления появляется тогда, когда возникает диссонанс между важнейшими составляющими хозяйственного механизма – формой и методами управления. Организационные формы как понятие включают в себя принципы организации системы управления, характер взаимоотношений между отдельными подразделениями, порядок их взаимодействия с внешними организациями.

Под функцией управления следует понимать решение совокупности однородных повторяющихся задач. В качестве функций управления рассматриваются стадии управленческого цикла, т.е. функция должна определять необходимое содержание деятельности на каждом этапе управления. Очень важная мысль отмечена в работе [62] о том, что информационную технологию следует использовать для упрощения, а не для механизации существующих организационных процедур. Это означает, что внедрение информационных технологий в любой организации требует детального анализа информационных потоков и на этой основе преобразования как структуры решаемых задач, так и изменения не только документооборота, но и общей организационной структуры управления программой организации [201, 252]. В то же время информационные процессы в дорожных организациях различных регионов в определенной степени идентичны, поэтому общие принципы и рекомендации по совершенствованию систем управления применимы для решения общих задач отрасли с соответствующей привязкой к условиям реализации и структурам производственных программ.

В современных условиях в отрасли формируются совершенно новые структуры и типы организаций. Старые организационные формы, которые отрабатывались десятилетиями, часто не соответствуют этим формам (штатные расписания, должностные оклады и т.д.). В связи с компьютеризацией процесса управления затраты труда на решение различных задач совершенно изменились. Даже сбор оперативной информации другой (модемы, факсы, интернет и т.д.). Поэтому требуются новые способы формирования структуры управляющей системы с использованием различных комбинаций механистических и органических подходов (см. табл. 5.1).

Термином «структура управления» описывают взаимоотношения между различными службами в сочетании со связями, существующими между руководителями, находящимися на разных уровнях управления.

Организационные структуры отличаются друг от друга способом реализации линейных и функциональных взаимосвязей в системе управления. По форме структура может быть вертикальной и горизонтальной. Вертикальной называют структуру, при которой между руководителем и непосредственными исполнителями находится большое число уровней. Если структура имеет незначительное число уровней – два, три, то, как правило, она получает горизонтальное развитие. Звеном системы управления является обособленная ячейка (команда проекта, отдел, отделение, группа) со строго определенными задачами. Уровень управления – это совокупность звеньев управления на определенной ступени иерархии. При составлении структуры прежде всего определяется роль каждой ступени и каждого звена управляющей системы, затем раскрываются связи между отдельными звеньями в процессе управления.

Здесь проявляется одно из важнейших противоречий в построении структуры управления. Чем меньше уровней, тем управляемей система, однако слишком большое развитие по горизонтали способствует значительному увеличению числа подчиненных на руководителя.

Оптимальной численностью в практике управления признано 8– человек на одного руководителя. При большем количестве резко возрастает количество информационных связей [43, 203].

B n 2 n / 2 ( n 1), (5.36) где В – число взаимосвязей всех видов;

n – число подчиненных;

например, если число подчиненных равно 5, то число взаимосвязей – 100, если число подчиненных 10, то число взаимосвязей возрастает до 5210.

В некоторых источниках для проектирования структуры управления отдела приводятся эмпирические зависимости вида [160]:

Чмтс=15,64+0,00138·Р+0,00036Ффакт, (5.37) где Чмтс– количество работников в отделе материально-технического снабжения;

Р– число работников в организации;

Ф факт – стоимость активной части основных фондов.

Такие подходы возможны только при реализации повторяющихся стабильных функций в привязке к определенным условиям функционирования организаций или их подразделений.

В 70–80 гг. в СССР начали разрабатываться и внедряться автома тизированные системы управления в строительстве (АСУС). В силу различных обстоятельств эффективность первых АСУС и их технические возможности оказались ниже ожидаемых. Однако в тот период появилось много научных работ в нашей стране и за рубежом, способствующих развитию принципов автоматизации управленческой деятельности [114, 143, 185]. В качестве одного из основных направлений развиваемой методологии рассматривалось совершенствование информационных потоков в системах управления производством на предпроектной стадии создания АСУ [7, 110, 116, 150, 179, 319]. С появлением персональных вычислительных машин осуществлялся индивидуальный подход к программированию отдельных задач управления с различной степенью эффективности. В то же время в соответствии с общими тенденциями развития автоматизированных систем управления в отрасли (см. подраздел 2.3) должна обеспечиваться определенная интеграция задач управления в рамках реализации однотипных проектов и программ.

В условиях рыночной экономики информация в системе управления предприятиями рассматривается как реальный производственный ресурс наряду с материальными ресурсами. За последние годы представление об АСУС трансформировалось в понятие «информационные технологии управления». Понятие «управленческая информация» связано с описанием функций в модели управления программами (см. гл.1). При этом программа дорожной организации рассматривается как совокупность проектов, выполняемых ею в плановом периоде.

Особенности информационных потоков в транспортном строительстве, связанные с нестационарностью процесса строительства железных дорог, отражены в работе [66]. В.С. Воробьевым предложено оценивать элементы информационных потоков: объем, последовательность операций и др. параметры с использованием методов экспертного анализа. Для оценки времени выполнения операций при решении управленческих задач предусмотрено имитационное моделирование на основе вероятностных характеристик процессов переработки информации. Разрабатываемые оперограммы документов включают укрупненные операции, в разработке которых может участвовать значительное количество работников без разделения по функциям. Данные методы, на наш взгляд, более эффективны при подборе технических средств преобразования информации по звеньям системы управления, что также актуально в настоящее время, но в меньшей степени связано с формированием персонального состава структуры управления программой и отдельными проектами в организации. К тому же при больших объемах информации, связанных с разработкой документов на разных уровнях системы управления проектом, сложно проанализировать логику связей в этих документах и построить информационные оперограммы, адекватно отражающие процессы преобразования информации и принятия управленческих решений. Более детальная проработка механизмов движения и преобразования информации требует применения логико-математического аппарата.

В работе [70] к числу важнейших свойств системной модели УП (подраздел 1.1) отнесены:

иерархичность организационной структуры проекта (ОBS);

иерархичность структуры задач и процедур управления проектами (ТBS), от отдельных процедур и элементарных задач до совокупности комплексов задач систем управления разного назначения;

многоаспектность задач управления проектами, зависящих от субъекта и объекта управления.

Например, даже в одной и той же отрасли управление проектами для инвестора характеризуется своим представлением объекта управления, специфическими жизненными циклами проектов и продуктов, постановками задач со своими критериями оценки решений, специфичными ограничениями и неизвестными. Все это требует разработки и применения специальных методов и технологий решения задач УПП для конкретных исполнителей проектов. В основу предлагаемого подхода положены принципы построения систем УПП. В соответствии с [69] структурная модель организации проекта представляет собой иерархическую декомпозицию производственной структуры и структуры управления проектом. Элементами организационной структуры является матрица распределения ответственности и распределения работ по исполнителям, которая строится на основе структурных моделей работ проекта.

По аналогии с работами производственной системы проекта (WBS) (подраздел 1.1) организационная структура проекта (Organisational Breakdown Structure – OBS) включает функциональные задачи управления (Task Breakdown Structure – TBS). Организационная структура проекта позволяет осуществлять функции распределения, координации и интеграции работ в форме матриц:

«WBS – OBS»– матрица распределения всех работ проекта между структурными элементами команды проекта;

«WBS’–OBS’» – матрица распределения продуктно-ориентиро ванных работ проекта (WBS’) между структурными элементами функциональных исполнителей в команде проекта (OBS’);

«TBS – OBS’’» – матрица распределения всех управленческих задач проекта (TBS) между структурными элементами команды управления проектом (OBS’’).

Проекты по строительству, ремонту и содержанию дорог уникальны и не повторяются по своим характеристикам. В то же время структура задач управления меняется несущественно, поэтому детально проработанные информационные модели проектов достаточно стабильны и могут в течение определенного времени служить основой для формирования организационных структур управления дорожными проектами и программами. Естественное развитие и совершенствование организационной структуры проектов и программ дорожной организации потребует составления и совершенствования матриц распределения работ по исполнителям и распределения их ответственности.

Научные исследования по совершенствованию структуры аппарата управления на основе анализа информационных потоков выполнялись нами в 1979–80 гг. [124, 177] в ряде территориальных проектно-ремонтно строительных объединений (ПРСО). Рекомендации содержали предложения по структуризации огромной информационной системы по управлению региональной дорожной инфраструктурой, составу подсистем, сформированных на основе целевых установок и комплексов задач управления. Однако объединения в форме ПРСО с начала 1985 г. и позднее были реорганизованы с разделением функций заказчика и подрядчика, естественно, изменились цели, задачи и документооборот этих организаций. Тем не менее методика совершенствования структур и функций управления была отработана для организаций дорожной отрасли и впоследствии использовалась для организационных структур разного уровня [34]. По сути, эти разработки создают условия для проектирования интегрированной системы обработки информации в дорожных организациях.

Важным этапом в рационализации существующих систем управления является упорядочение информационных потоков с использованием принципиальных подходов логистики и теории графов [7, 205, 322, 317].

Матричная информационная модель позволяет в одной форме отразить связи между структурными единицами (участниками процесса управления проектом) и процессами выработки новых сведений в любых формах (стандартных, статистических, оперативных и т.д.).

В первом квадранте информационной матрицы (рис. 5.12) отобра жается матрица А, где a ij – элемент матрицы, характеризующий использование i-го документа (yi) при формировании j-го документа (yj ), принимает значение 0 или 1:

Группа Потребитель документов a i документов Y1,Y2,……,Yj (шифр) (шифр) Y1, I квадрант II квадрант Y2 Степень использования Распределение. документов, разрабатываемых. разрабатываемых в документов по. подразделении, для других потребителям a ij Yi документов этого подразделения a j Поставщик документов (шифр) X1, III квадрант IV квадрант X2, Степень использования Передача. документов, поступающих поступающих. в подразделение, для документов Рис. 5.12. Схема матричной информационной модели [7]. разрабатываемых в потребителям Xi подразделении yi y j ;

0, aij ;

(5.38) 1, yi y j.

Составление информационных моделей в виде таблиц (рис. 5.12) осуществляется в следующей последовательности:

выявление полного перечня разрабатываемых документов;

установление взаимосвязей между ними;

выявление и распределение по отделам и службам управленческих функций.

В информационных моделях первый квадрант имеет большой разброс в заполнении данных, затрудняющий восприятие цепочки формирования и движения документированной и недокументированной информации. Для анализа информационных моделей необходимо упорядочение документов по уровням формирования: исходные документы – нулевой уровень;

документы, которые формируются непосредственно из документов нулевого уровня, – уровень первый и т.д.

Разбивка документов по уровням позволяет по данной матрице смежности построить соответствующий граф документооборота в упорядоченной форме. Это не только делает его наглядным и обозримым, но и позволяет проанализировать логику связей при разработке и формировании документов и показателей. Для упорядочения документов по уровням в работе [7] рекомендуется метод триангуляции квадратной матрицы.

Данный способ имеет существенный недостаток, который связан с большим количеством нулевых элементов при большой размерности матрицы, что усложняет ее наглядность и восприятие для анализа.

Предпочтительнее для построения информационного графа применить метод, основанный на преобразовании квадратной матрицы A в структурную матрицу Аs. Для упорядочения документов по уровням формирования в пределах информационных блоков разработан алгоритм последовательной перегруппировки массивов структурной матрицы документооборота.

Структурные компоненты потоков информации пронумерованы и обозначены через Xi (i=1, 2,…,n). Между компонентами потока существует отношение вхождения и отношение порядка. Отношение вхождения отображается в виде строки X i X i1, X i 2,..., X in, которая означает, что компонента, записанная слева от знака равенства, образуется непосредственно из компонент входов, записанных справа.

Отношение порядка позволяет различать такты в движении потока. Исходные данные являются компонентами нулевого порядка. На первом такте из исходных данных образуются компоненты первого порядка. На втором такте из компонент нулевого и первого порядка образуются компоненты второго порядка и т. д. Таким образом, порядок Пi компоненты Xi =Xi1, Xi2,…,Xin на единицу больше максимального из порядков компонент Xi1, Xi2,….,Xin.

Данный алгоритм реализован в виде программы MATR и использован для упорядочения потоков информации в ПРСО и ряде других дорожных организаций.

На основе обработки матриц по задачам проекта строятся структурные информационные графы. Сводная информационная модель проекта представляет собой расширенный информационный граф, полученный путем объединения графов или матриц задач.

Для примера в терминологии системной модели УП (см. рис. 1.2.) сформулируем и представим комплекс задач, решаемых на уровне заказчика при реализации проекта строительства автомобильной дороги.

UPn F 1, F 2, F 3, F 5, S1 S 5, S 8, S 9, C1 C 4, T 1, T 4, Q1, Z 2. (5.39) В табл. 5.3 отображены основные функции, выполняемые заказчиком на всех стадиях реализации проекта строительства автомобильной дороги.

Для лучшей наглядности в данном примере отдельные документы объединены в группы определенного функционального назначения – структурные компоненты потоков информации. На рис. 5.13 изображен информационный граф комплекса задач (5.40), упорядоченный по уровням формирования компонент документов, представленных в табл. 5.3. На графе (рис. 5.13) отображены связи только внутренних документов (компонент). Внешние документы, которые используются системой, но не разрабатываются в ней, находятся на нулевом уровне. На последнем уровне расположены документы, которые являются «выходными», т.е. не используются в системе для разработки внутренних документов.

Таблица 5. Взаимосвязь основных функций заказчика при реализации проекта строительства автомобильной дороги Коды Код документов доку Xj, использу Наименование документа мента емых при Xi разработке Xi 1 2 Стадия предпроектной подготовки к строительству 01 Выбор и согласование отвода земельного участка для строительства 02 Разрешение на строительство 03 Технические условия на подключение к действующим сетям 04 Разрешение и технические условия на проведение изысканий и 02, проектирование строительства 05 Исходные данные для разработки проектной документации 01, 02, 06 Выбор на конкурсной основе и заключение договора с проектной организацией 07 Общая экспертиза проектно-сметной документации (ПСД) 02, 41, 08 Экологическая экспертиза ПСД 07, 41, 09 Техническая часть конкурсной документации на строительство 07, 10 Условия конкурса на строительство 11 Условия государственного контракта (договора) на строительство 12 Предложения инвестору по составу и регламенту рабочей конкурсной комиссии 13 Извещение об открытых конкурсах 09, 11, 12, 14 Оценка и выбор победителей торгов 13, 15 Государственный контракт на работы по строительству объекта 09, Окончание табл. 5. 1 2 16 Выбор на конкурсной основе компании по страхованию 15, строительных рисков Стадия подготовки к выполнению строительно-монтажных работ 17 Документы по отводу земельного участка 18 Закрепление ответственности за строительную площадку 19 Разрешение эксплуатационных органов на подключение к 02, действующим коммуникациям 20 Документы на очистку территории строительства 17, 21 Объемы завоза и вывоза грунта и почвы 18, 22 Создание геодезической разбивочной основы 17, 23 Оформление сноса и переселения граждан 17, 24 Оценка остаточной стоимости и возмещение затрат по сносу 23, сооружений и лесных насаждений 25 Разрешение на производство работ в зоне коммуникаций, 18, 19, железных дорог Стадия строительства объектов 26 Утверждение титульных списков на строительство объекта 15, 24, 27 Перечень лиц, уполномоченных проводить контроль и 15, технический надзор 28 Разрешение на выполнение СМР подрядчиком 15, 22, 29 Документы отвода мест складирования грунта и мусора 18, 20, 21, 30 Утверждение графиков производства работ 26, 43, 31 Договор с проектной организацией об авторском надзоре 32 Документация по техническому надзору за строительством 15, 28, 33 Контроль выполнения графиков работ 30, 34 Приемка законченных работ в соответствии с контрактом 15, 27, 33, 35 Промежуточная приемка и освидетельствование скрытых работ 27, 29, 36 Корректировка ПСД, экспертиза, переутверждение 31, 32, 43, 37 Согласование изменения сроков работ 26, 33, 43, 38 Предписания о приостановке работ в случае обнаружения 35, 36, 41, отклонений от проекта 39 Предписание об устранении дефектов, санкции 40 Акты приемки и ввода в эксплуатацию 34, 35, 36, 37, 39, Внешние документы, не формируемые, но используемые заказчиком 41 Постановления, нормативные акты, технические регламенты, отраслевые стандарты (ГОСТы, СНиПы, ОДН, ОДМ) 42 Оферта 43 Проектно-сметная документация 44 Предложения о корректировке проектных решений 45 Графики производства работ Уровень Компонента 42 41 1 10 2 11 2 3 3 18 22 4 4 19 21 20 5 25 7 8 27 28 32 35 36 34 38 16 Рис.5.13. Обобщенный граф взаимосвязи документов, разрабатываемых заказчиком, при реализации проекта строительства автомобильной дороги:

– входящие, не разрабатываемые системой документы;

– выходные документы системы;

• – разрабатываемые документы Добавление данных об объемах и сроках разработки информации преобразует информационный граф в сетевой график, методы обработки и оптимизации которого достаточно известны [66]. Данная структура в комплексе с распределением функций по участникам проекта для выполнения его целей служит основой для формирования организационных структур управления проектами и программами.

Графически она представлена графом типа «дерево», который отражает разделение общего пространства признаков на вложенные друг в друга подпространства. Признаки играют роль характеристик вершин дерева.

Отношения между вершинами соседних ярусов рассматриваются не как «цель – средство», а как «часть–целое». Деревья признаков и целей считаются идентичными. Между выполняемыми функциями устанавливаются отношения соподчинения. Такая структура образует отношения иерархии. Корню дерева поставлен в соответствие признак, обобщенно характеризующий цель деятельности системы.

Распределение ответственности (закрепление выполняемых функций) определяют на основании объема полномочий и области решений, принимаемых различными должностными лицами самостоятельно, так как эти два параметра непосредственно определяют ответственность должностного лица. Структурированный граф общего документооборота позволяет выделить области ответственности, связанные с каждым конкретным документом. Математический аппарат в этом случае используется и для анализа, и для синтеза информационных потоков рациональной структуры.

Общий объем информации для формирования каждого документа определяется как сумма объемов информации по каждому пути от документов нулевого уровня до соответствующей вершины и, в конечном итоге, общий объем информации, функционирующей в системе для решения поставленных задач:

k V vi, (5.40) i где V – общий объем информации по документу;

vi –объем информации по пути от i-й вершины к документу;

k – число входящих дуг.

Способы определения количества информации по дугам графа описаны в работах [7, 66] и др.

В самом общем случае реализация работ данного направления в полном объеме приводит к перестройке системы информационного обеспечения в организации и, прежде всего, к переходу от функциональной системы к интегрированной системе обработки данных. Комплексная рационализация информационных процессов позволит решить следующие проблемы:

выделить нормативно-справочную информацию, используемую для выработки решений в разных проектах программы, и на ее основе создать «банк данных»;

проанализировать логику информационных связей в задачах, решаемых в разных проектах программы, разделить их на рутинные и оптимизационные, требующие выбора из нескольких альтернатив, алгоритмизировать и автоматизировать процессы их решения;

производить расчет объемов информации по отдельным задачам с целью планирования трудозатрат на их разработку и на этой основе разрабатывать предложения по организационным структурам управления.

Выводы 1. Формирование и модернизация структур дорожных предприятий должна осуществляться на основе активного организационного проектирования в нестабильной среде. Технология управления проектами позволит целенаправленно осуществить изменения существующей системы в ограниченные сроки.

2. Актуальность обновления производственных структур дорожно эксплуатационных организаций обусловлена моральным и физическим износом парка машин многих ДЭП, недостатком техники для выполнения полного комплекса дорожных работ, требованиями пользователей к потребительским качествам дорог, которые в условиях ограниченных ресурсов могут быть обеспечены только при использовании новых современных технологий на базе многофункциональных машин.

3. Принятая концепция модернизации производственных структур ДЭП направлена на преобразование дорожных организаций в современные предприятия инновационного типа, обеспечивающие следующие характеристики систем:

сбалансированность структуры и программы работ;

обеспечение требований бесперебойного и безопасного движения автомобилей на обслуживаемой сети дорог;

адаптивность производственной структуры;

рациональный уровень специализации и концентрации элементов ПС.

4. Модель формирования ПС ДЭП позволяет решить комплекс задач организационного проектирования производственных структур ДЭП:

оптимизация структуры парка машин по критерию минимизации непроизводительных потерь;

формирование производственных подразделений по критерию однородности используемых ресурсов;

оптимизация пространственной структуры (расположение баз и протяженность обслуживаемой сети дорог);

выбор варианта по критерию ЧДД от выполнения производственной программы при различных схемах финансирования проекта.

5. Реализация алгоритма решения комплекса задач на ПЭВМ методом последовательного анализа вариантов обеспечивает широкие возможности для внедрения данной методики проектирования структур ДЭП.

6. Анализ и преобразование информационных потоков с применением логико-математического аппарата теории графов служит основой для формирования новых информационно-управляющих систем органического типа на разных уровнях управления в дорожной отрасли.

6. ИННОВАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ И УПРАВЛЕНИЕ ИМИ В ДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ 6.1. Разработка и диагностика вариантов инновационных проектов с использованием методики функционально-стоимостного анализа Особенности реализации инновационных проектов при эксплуатации территориальной сети автомобильных дорог неразрывно связаны со спецификой отрасли. В дорожной отрасли инновационная деятельность направлена на практическое использование научного, научно технического результата, трансферт технологий для удовлетворения потребностей общества в транспортных услугах, повышение потребительских свойств дорог, совершенствование социального обслуживания населения.

Для успешной реализации крупный инновационный проект, как правило, сначала разбивается на составляющие части, т.е. осуществляется его структурная декомпозиция с последующей интеграцией задач в рамках общего проекта. Такие инновационные проекты по существу являются инвестиционными. Их реализация на территории региона требует долгосрочного привлечения материальных и финансовых средств и не может решаться только за счет собственных ресурсов дорожных организаций. Для осуществления инновационных проектов предприятиям необходимо находить приемлемые источники их финансирования. В дорожной отрасли участниками крупных инновационных проектов являются, как правило, наряду с подрядчиками административные органы управления и привлекаемые частные инвесторы.

В условиях централизованно управляемой экономики чаще всего использовались понятия: управление научно-техническим прогрессом, внедрение достижений науки и техники в производство. В рыночных условиях хозяйствования, когда дорожные организации имеют юридическую и экономическую самостоятельность, не может идти речь о внедрении каких-либо новшеств в принудительном порядке. Сами предприятия заинтересованы в нововведениях. С позиций инновационного менеджмента [15, 181, 95] процесс перевода новшеств (новаций) в нововведения (инновации) должен быть технически и экономически обоснован для условий конкретного производства.

Вопросы инновационной политики в транспортном строительстве в современных условиях рассматривались в работах [43, 66]. Существенное внимание в этих работах уделяется проблемам внедрения и оценки эффективности предлагаемых инновационных проектов. Как отмечает Воробьев В.С. [66]: «Достижение поставленных целей во многом зависит от эффективности функционирования инновационной цепочки: «научная идея – промышленная технология – производственная структура, обеспечивающая производство продукции, – структура управления – платежеспособный спрос». В меньшей степени с научной точки зрения проработаны вопросы формирования возможных вариантов реализации нововведений в конкретных производственных условиях.

Под инновациями в широком смысле понимается прибыльное (рентабельное) использование новшеств в виде новых технологий, видов продукции и услуг, организационно-технических и социально экономических решений производственного, финансового, коммерческого, административного или иного характера. В условиях дорожной отрасли рынок, с одной стороны, выступает как ускоритель применения новшеств в подрядных организациях, если использование этих новшеств снижает издержки производства и обеспечивает прирост прибыли. С другой стороны, отдельные новации, улучшающие потребительские свойства дорог или отдельных элементов, но требующие единовременных дополнительных затрат, могут отвергаться дорожными организациями, если не отработаны условия компенсации затрат в текущем периоде, т.е. не решены вопросы формирования цены на дорожную продукцию, выполняемые работы или услуги со стороны заказчика (покупателя услуг).


В современных условиях государственное управление научно-техническим прогрессом на отраслевом уровне осуществляется в процессе разработки нормативной и методической документации по проектированию, строительству и содержанию дорог, специальных отраслевых технических регламентов (СТР).

Структура инновационного проекта соответствует общей схеме УП, в которой жизненный цикл последовательно реализуется на стадиях инициации проекта, разработки, реализации, закрытия. Отличительной особенностью крупных инновационных проектов является более длительная проработка стадий инициации и разработки проекта, осуществление этих стадий последовательно на уровне заказчика, инвестора, а затем на уровне подрядной организации. Состав и взаимодействие подсистем региональной системы управления инновационной деятельностью представлены на рис. 6.1. Коммерческая привлекательность инновационных проектов может быть обоснована по результатам проведения маркетинговых исследований, включающих несколько этапов.

Для первого этапа маркетинговых исследований, который можно обозначить как этап предварительного отбора, характерно наличие следующих элементов: идеи, патента, научных статей, отчетов, свойств объектов, аналогов, научной школы, научного потенциала исполнителя и др. На региональном уровне должен осуществляться целенаправленный Рис. 6.1. Структурная схема инновационной деятельности при эксплуатации региональной дорожной сети и постоянный мониторинг достижений науки, техники и технологий.

Для второго этапа (окончательный отбор) характерны следующие элементы и термины: техническая база, материальные ресурсы и их доступность, воздействие на экологию, финансовые средства, сопоставительный анализ аналогов, аудит технологий, состояние рынка.

На стадии инициации проекта сначала оценивают его эффективность «в целом» для данной территории, на следующих этапах выполняют расчет эффективности участия в проекте предполагаемых и фактических инвесторов.

На стадии разработки инновационного проекта осуществляют создание необходимых условий для продвижения новшества на территории региона через процедуры контрактов, договоров с исполнителями и поставщиками, технико-экономическое обоснование инвестиций. Стадия реализации инновационного проекта в подрядных организациях связана с разработкой и моделированием ситуаций использования новшества на производстве.

Отбор эффективных инновационно-инвестиционных проектов должен осуществляться на основе системы экономических критериев (чистый дисконтированный доход, срок окупаемости инвестиций и др.), а также социальных, экологических.

В дорожной отрасли каждая новация требует определенной адаптации к условиям производства и может быть реализована в различных вариантах. Задачей подрядчика являются: формирование альтернативных вариантов, их оценка с использованием различных критериев и выбор приемлемого варианта, обеспечивающего получение эффекта в условиях функционирования данной дорожной организации. С позиций теории рационального выбора [170] обязательными свойствами альтернатив осуществимость, сопоставимость, допустимость, являются независимость. При сопоставлении альтернатив по их свойствам необходимо выявить те свойства (признаки), которые позволяют различать альтернативы. Основными способами порождения альтернативных вариантов являются модельный и морфологический. Модельный способ на основе имитационного моделирования представлен в 3-й и 4-й главах Морфологический синтез, выполняемый на основе морфологического анализа объекта исследования, более приемлем для формирования вариантов инновационных предложений в дорожной отрасли и является составной частью функционально-стоимостного анализа (ФСА).

Морфологический способ порождения вариантов основан на выделении структурных единиц объекта – «морфов». Этот этап носит название морфологического анализа. На следующем этапе осуществляется синтез вариантов путем комбинирования структурных единиц. Каждая комбинация структурных единиц образует свойства, присущие только данному варианту реализации объекта. Допустим, в результате декомпозиции объекта выделены базисные части. Пусть базис представляет собой множество вида B B1,..., Bi,..., B j,..., Bn, которое можно представить в виде множества элементов, реализующих свойства базиса. По определению [170] базис является однородным, если на каждом шаге комбинирования может участвовать любой из элементов множества B. Базис B, в котором выделяются непересекающиеся подмножества для каждого шага комбинирования, будем называть неоднородным.

Неоднородный базис описывается совокупностью однородных базисов:

B= B1,..., Br,..., Bl, B1,..., Br,..., Bl, (6.1).

где B1=B1,..., Bi,...Br Bi 1,..., B j,..., Bl B j 1,..., Bn Неоднородный базис удобно сводить в морфологическую таблицу, строки которой представляют собой секции B1,…,Br,…,Bl, а столбцы – содержимое этих секций. Применение морфологической таблицы в качестве модели порождения вариантов объекта предполагает генерацию конечных последовательностей i. Как правило, длина цепочки при формировании вариантов определяется достижением определенного свойства или требования, которым должен обладать анализируемый технический объект (целевое свойство). Варианты, принадлежащие множеству X=V*, обладая общим целевым свойством, различаются другими свойствами, например потребительскими (стоимость, качество, трудоемкость). Это позволяет рассматривать варианты как альтернативные способы реализации инновационного предложения. Задавая определенные требования к потребительским свойствам, можно осуществлять выбор лучшей альтернативы из множества X. С целью сокращения размерности множества Х предусматриваются определенные правила генерации вариантов, исключение недопустимых сочетаний. Данная процедура слабоформализуема и, как правило, выполняется специалистом той предметной области, к которой принадлежит технический объект. Ниже будут рассмотрены примеры морфологического синтеза вариантов в составе ФСА нововведений в дорожной отрасли.

Методика ФСА достаточно хорошо разработана применительно к проектированию, производству и эксплуатации объектов промышленности. В мировой практике этот метод считается универсальным как для совершенствования технических систем (изделий, оборудования и т.д.), так и для обеспечения средств (систем организации и управления) [180, 272]. Особенность метода – рассмотрение объекта не в его конкретной форме, а как совокупность функций, которые должны выполнять данный объект и элементы, из которых он состоит. В дорожной отрасли ФСА пока не нашел применения, в силу недостаточной методологической проработки его положений применительно к специфическим особенностям технических объектов дорожного производства. В то же время ФСА как инструмент активной технико экономической диагностики (ТЭД) и оптимизации объектов достаточно успешно может применяться в инновационной деятельности в дорожной отрасли для формирования вариантов технических, технологических и организационных решений и выбора наиболее эффективных вариантов [25, 33, 278]. В качестве объекта ФСА в дорожной отрасли, в частности, могут рассматриваться [32]:

дорожные конструкции;

технологические процессы производства работ;

дорожные машины и оборудование;

организационные структуры (механизированные отряды, дорожные подразделения любого уровня), управленческие решения, документы по управлению производством, организации работ и т.д.

Последовательность действий при ФСА можно представить в виде трех укрупненных этапов.

1-й этап. Построение функционально-структурных моделей объектов. С позиций системного анализа любой технический объект представляет собой совокупность элементов с различной степенью детализации. Методика ФСА предусматривает на первом этапе построение функционально-структурных моделей (ФСМ) объектов двух видов:

функционально-конструктивные структуры (ФКС) и функционально потоковые структуры (ФПС). Первый вид связан с делением объекта на элементы и описанием функций, выполняемых этими элементами;

второй с описанием последовательности преобразования вещества, энергии или информации в процессе реализации основных функций рассматриваемого объекта. Чаще всего второй вид ФСМ используется для описания технологических процессов. Представление физической сущности объекта (процесса) в виде ФСМ позволяет выявить наиболее полный набор возможных способов реализации функций элементами модели и скомпоновать варианты структур, реализующих поставленную перед объектом (процессом) задачу.

2-й этап. Формирование вариантов решения. Информация, полученная на первом этапе, используется для формирования вариантов инженерных решений. Техническое решение – набор альтернативных вариантов в различных сочетаниях способов выполнения технологических операций.


3-й этап. Оценка функций и выбор варианта технического решения. Методика ФСА предлагает ряд способов оценки конкурирующих вариантов в условиях неопределенности на основе совокупности экспертных методов. На наш взгляд, для целей дорожного производства наиболее приемлемы следующие два способа: метод расстановки приоритетов и оценка интегрального показателя качества [278]. Достоинства этих способов в относительной простоте и в том, что они совмещают возможности прямого калькулирования затрат с мобилизацией профессионального опыта экспертов.

Технологический процесс (ТП) является своеобразным объектом ФСА и в этом смысле отличается от ФСА конструкции или изделия рядом признаков, что диктует и особенности методики ФСА ТП:

при ФСА ТП исследованию должны подвергаться все системные компоненты трудового процесса: предметы труда, средства труда (оборудование, оснастка) и сам процесс труда, выполняемый в рамках соответствующей части производственной системы;

функции технологии рассматриваются в зависимости от реальной организации производства и управления на предприятии;

комплекс анализируемых функций увеличивается, так как приходится частично исследовать действующую производственную систему.

С помощью ФСА можно определить «узкие места» в технологическом процессе, провести анализ его качества, выявить скрытые резервы и функционально необходимые затраты на производство, выявить наиболее предпочтительный вариант ТП при анализе различных нововведений.

Достоинством этого метода можно считать возможность управления качеством ТП при контролируемых затратах.

В основе ФСА лежит методика изучения технологического процесса по частям (декомпозиция процесса). Такими частями в технологическом дорожно-строительном процессе являются:

- рабочий прием – совокупность нескольких движений рабочего или рабочих, характеризуемая определенной целью, объединяющей эти движения. Рабочий прием является наименьшей частью производственного процесса по продолжительности его выполнения;

- рабочая операция – совокупность нескольких рабочих приемов, обеспечивающих выполнение определенного вида работ. Рабочая операция характеризуется неизменностью состава рабочих, рабочего места, средств и предметов труда. Изменение одного из этих признаков означает начало новой рабочей операции;

- рабочий процесс – совокупность нескольких рабочих операций, связанных между собой технологической последовательностью, обеспечивающей завершение законченного вида работ. Рабочий процесс характеризуется постоянным составом входящих в него рабочих операций;

- комплексный процесс – совокупность нескольких технологических или организационно связанных рабочих процессов, обеспечивающих выполнение определенного законченного вида работ. Комплексный процесс характеризуется постоянным составом входящих в него рабочих процессов;

- фактор влияния – обстоятельство, влияющее на величину затрат времени и ресурсов при осуществлении данного рабочего процесса.

Форма проявления функций технологического процесса это действия, в которых участвуют системные компоненты: предметы труда (с естественными и искусственными свойствами), орудия и средства труда (машины, инструмент, оборудование, площади), исполнители. Степень участия и уровень использования системных компонентов в процессе реализации функций ТП определяют его организационно-технический уровень.

В процессе проведения ФСА технологических процессов (ФСА ТП) можно реализовать следующие цели:

- сократить время выполнения технологических операций;

- устранить ненужные операции;

- сформировать ранжированный перечень операций по стоимости, трудоемкости или времени;

- выбрать способы реализации операций с низкой стоимостью, трудоемкостью и временем;

- организовать совместное использование всех возможных операций для сокращения сроков производства работ;

- перераспределить ресурсы, высвободившиеся в результате выбора эффективных технологических процессов.

Для проведения всестороннего анализа технологический процесс расчленяется на структурные компоненты (СК) операции, комплексы переходов, переходы, которые рассматриваются в нескольких аспектах:

функциональном, временном и пространственном. Функционально структурная модель ТП (ФСМ ТП) отражает состав и подчиненность функций. Разработка ФСМ наиболее ответственный и сложный процесс функционального моделирования при ФСА ТП. Основной акцент при построении ФСМ делается на свойства, обеспечиваемые ТП, и те физико химические преобразования, которые происходят в предметах труда (в частном случае в материалах и полуфабрикатах) в результате изменения их внутренней структуры. Последовательность действий при проведении ТЭД технологических нововведений в строительстве с использованием ФСА ТП представлена на схеме (рис. 6.2). Представление ТП в виде ФСМ, составление морфологических матриц это определенные стадии творческого процесса при рассмотрении технологических нововведений [199].

Реализацию данного алгоритма рассмотрим применительно к технико экономической диагностике технологических процессов в дорожном строительстве. Например, для строительства цементобетонного покрытия автомобильных дорог при низких положительных и отрицательных температурах воздуха разработано несколько вариантов новых технологий.

Для правильной оценки затрат при строительстве разными технологическими способами необходимо понимание физико-химических процессов, реализуемых исследуемой технологией. Так, основной принцип строительства цементобетонных покрытий в зимнее время формулируется следующим образом: устраиваемому конструктивному слою необходимо обеспечить такие температурно- влажностные условия, чтобы его материал к моменту замерзания успел набрать критическую прочность (прочность, при которой цементобетон может быть заморожен без снижения основных свойств). Нормальные условия твердения при низких температурах воздуха достигаются использованием внутреннего тепла смесей, дополнительной подачей тепла извне, введением в смесь ускорителей 1 Анализ и диагностика производства, выбор объекта ТЭД 2 Установление целей и задач ТЭД выбранного объекта 3 Проведение поиска научно-технической и патентной информации по конструктивно-технологическим решениям, относящимся к данному объекту. Описание и анализ технологических решений 4 Составление схемы технологических решений для реализации в условиях конкретного производства 5 Выбор ТП для дальнейшего рассмотрения 6 Составление структурной модели ТП 7 Выявление параметров ТП и требований к ним на основе научно-технической информации 8 Разработка функционально-структурной модели ТП 9 Формирование способов реализации технологических операций. Составление морфологической матрицы по операциям ТП. Оценка затрат на выполнение операций ТП 10 Формирование вариантов исполнения ТП с минимальными затратами на выполнение операций.

Предварительный отбор вариантов ТП Все рекомедуемые Нет ТП рассмотрены?

Да 12 Расчет интегральных показателей эффективности сформированных вариантов ТП 13 Выбор эффективного варианта ТП для производства работ в условиях конкретной строительной организации Рис. 6.2. Схема проведения ТЭД технологических нововведений твердения, противоморозных добавок, теплоизоляцией твердеющих слоев и др. [101, 309].

На стадии патентно-информационного поиска отбирают технологические решения, которые отвечают сформулированной цели.

Функционально-структурная модель для одного из вариантов технологии строительства цементобетонного покрытия приведена на рис. 6.3.

Стрелками обозначены технологические операции (функции). В прямоугольникахсостояние предметов труда до и после выполнения операций (функций). Наименование операций на схеме (см. рис. 6.3) представлено в виде графических знаков, расшифровка которых дана в табл. 6.1. В приведенном примере для лучшей наглядности ФСМ выполнена достаточно укрупненной. В качестве структурных компонентов рассмотрены только основные технологические операции. В реальных условиях предполагается более высокая степень детализации СК при составлении ФСМ.

Каждая технологическая операция, изображенная на рис. 6.3, может выполняться различными машинами, могут быть использованы различные материалы, исходя из реальных условий реализации проекта. Варианты выполнения технологических операций представлены в виде морфологической матрицы (табл. 6.1).

Информация о способах реализации технологических операций, представленная в морфологической матрице, используется для формирования вариантов технологического процесса. В общем случае вариант ТП это набор альтернативных способов реализации технологических операций в различных сочетаниях. Максимальное количество вариантов ТП равно произведению альтернативных способов по каждой технологической операции ТП. Из этого количества должны быть исключены варианты с несовместимыми сочетаниями способов выполнения технологических операций. Значительно сокращает процедуру формирования и отбора вариантов ТП предварительная оценка затрат ресурсов для всех способов реализации технологических операций. Это позволяет сразу формировать варианты ТП с наименьшими затратами определенных ресурсов и осуществлять выбор эффективных вариантов по выбранным критериям для заданной технологии.

С учетом конкретных условий производства и по критерию наименьших затрат при выполнении операций возможен вариант реализации данного ТП в виде следующего набора операций:

ТП=А1 Б2.2 Б3.2 В2 Г1 Д1 Е2 Ж2 И3 М2 К2 Л3 М3 Н1. (6.2) Песок в штабелях с Wест, tнв Щебень в штабелях Wест, tнв Водопровод Минеральная смесь (щебень, песок) в бункере Wест, tнв Вода в баке с t=5°C Минеральная смесь (щебень, песок) с t=40–60°C, WWест при tнв ниже -5 °С Вода с t=80–95°C Смесь минеральных материалов с водой (щебень, песок, вода) Цемент Слой толщиной 24 см с 70% R Слой, укрытый Передвижные паро теплоизоляционными теплоизоляционные щиты Цементобетонная щитами смесь, t 35 °C Слой без теплоизоляционных с зазором щитов Смесь в Смесь в кучах на Свежеуложенный слой транспортном дороге толщиной 24 см Покрытие со швами средстве расширения и сжатия Цементогрунтовое Цементогрунтовое Цементобетон с Швы заполнены основание, очищенное от основание прочностью R28 мастикой снега и льда Рис.

6.3. ФСМ технологии строительства цементобетонного покрытия методом «термоса» с подогревом смеси Условные обозначения параметров ТП: tнв – температура наружного воздуха;

W, Wест – соответственно фактическая влажность и влажность материала в естественных условиях;

R28 – прочность бетона в возрасте 28 суток при стандартных условиях твердения Таблица 6. Морфологическая матрица ТП строительства цементобетонного покрытия в зимних условиях методом «термоса»

Обоз Опера- Способы реализации технологической операции на- ция на чени ФСМ Наименование операции е (рис.6.2) 1 2 3 опер а-ции Подача минерал. материалов – – А1–К-701 А2–Л- А Подогрев компонентов Б2–подогрев воды:

Б1–без Б3–подогрев Б смеси подогрева щебня и Б2.1 паром;

песка:

– Б2.2электричеств Б3.1 газом;

ом;

Б2.3 газом Б3.2мазутом Смешение минеральных В1– В2– В – – ма- териалов с водой самотеком принудительное Приготовление Г1–ДС-50 Г2–СБ- Г – – цементобе-тонной смеси Доставка смеси на объект Д1–КрАЗ- Д2–МАЗ-5551 Д3–КамАЗ Д Д 256Б1 5511 – Тат ра Очистка основания от Е1–ДЗ-122 Е2–ДЗ-98 Е3–КДМ- Е снега Укладка слоя Ж2– «Виртген»

Ж1–ДС-110 Ж3– Ж цементобетона рельсовый Устройство И3–щиты с И1–пенопласт И2–передвижной И И теплоизоляцион-ного слоя тепляк – пароподогрев а/б ом сме сь Снятие К1–вручную К2– К3–не К теплоизоляционного слоя механизирован- снимается – ным способом Нарезка швов – Л1–ДС-115 Л2–ДС-112 Л3–ДС- Л Технологический перерыв М2–выдержка при М1–нет М3–выдержка М оп- ределен. при tнв – условиях Заполнение швов Н Н1–ДС- – – битумной мастикой Выбор технологии для реализации в конкретных условиях не может быть осуществлен на основе одного – сколько угодно сложного – формального критерия. Решение должно приниматься на базе многосторонней экспертизы, с учетом множества различных, зачастую противоречивых, характеристик, носящих количественный и качественный характер. Часть этих характеристик относится к экономическим, экологическим и социальным последствиям реализации технологического нововведения в строительной организации. Другая часть описывает разнообразные риски, связанные с процессом реализации проекта. Нередко для отбора вариантов технологических процессов и принятия решения об осуществлении наиболее эффективного приходится использовать экспертные (неформальные) процедуры для учета значений всех факторов и их взаимосвязей. Если коммерческие, экономические и рыночные критерии в основном могут быть оценены количественно, то так называемые производственные критерии требуют часто качественной оценки экспертов. К таким критериям, например, относятся критерии, приведенные в табл. 6.2.

Для отбора вариантов организационно-технических и технологических решений с учетом комплекса формальных (количественных) и неформальных (качественных) критериев рекомендуется использовать интегральный показатель эффективности. Расчет интегрального показателя эффективности проекта Kv осуществляют по формуле K v Ov / Cv, (6.3) где;

Ov – обобщенный комплексный показатель качества v-го варианта проекта по совокупности неформальных (качественных) критериев, рассчитывают по формуле (6.4);

Cv – совокупные затраты на реализацию v-го варианта (могут быть стоимостные, трудовые, энергетические и др.).

m Bh Phv ;

Bh 1, Ov (6.4) j где Bh относительная значимость h-го критерия;

Phv – степень реализации h-го критерия в v-м варианте;

mколичество критериев.

Значимость отдельных критериев назначается экспертным способом в относительных показателях, а степень удовлетворения этих критериев в каждом варианте технологии оценивается в баллах: например, по трехбалльной шкале «низкая», или «1»;

«средняя», или «2»;

«высокая», или «3». В целом по группе критериев определяются средний балл и Таблица 6. Экспертная оценка вариантов технологий строительства цементобетонного покрытия в зимнее время по неформальным производственным критериям Оценка критерия по вариантам Значи- Обобщенный комплексный мость Рh, баллы показатель качества Оv Критерий крите- по вариантам рия Вh 1 2 3 4 5 1 2 3 4 Полнота информации о технологическом 2 3 3 2 2 0,05 0,1 0,15 0,15 0,1 0, процессе Влияние неопределенности климатических 1 1 2 3 3 0,05 0,05 0,05 0,1 0,15 0, факторов на материалы и процессы Степень воздействия технологии на 2 2 2 1 1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,1 0, безопасность Риск брака по прочности 1 2 2 3 3 0,2 0,2 0,4 0,4 0,6 0, Риск брака по другим показателям 2 3 3 2 2 0,05 0,1 0,15 0,15 0,1 0, Вероятность получения необходимых 1 2 2 3 3 0,1 0,1 0,2 0,2 0,3 0, материалов Вероятность удорожания (влияние рынка) 1 2 1 2 2 0,05 0,05 0,1 0,05 0,1 0, Степень аварийности работ 2 3 2 1 1 0,05 0,1 0,15 0,1 0,05 0, Необходимость технологических нововведений 2 2 2 2 2 0,05 0,1 0,1 0,1 0,1 0, Возможность использования отходов 1 2 1 1 1 0,05 0,05 0,1 0,05 0,05 0, Доступность использования сырья и материалов 3 2 2 2 2 0,05 0,15 0,1 0,1 0,1 0, Необходимость дополнительного оборудования 2 2 3 2 2 0,05 0,1 0,1 0,15 0,1 0, Потребность в дополнительных машинах 3 3 3 3 3 0,05 0,15 0,15 0,15 0,15 0, Воздействие проекта на уровень занятости 3 2 3 3 3 0,05 0,15 0,1 0,15 0,15 0, Возможное вредное воздействие ресурсов и 2 1 2 1 2 0,05 0,1 0,05 0,1 0,05 0, технологических операций Итого 1 1,7 2,10 2,15 2,20 2, критерий проходного балла. Известны и другие методы обработки результатов экспертного анализа [23].

Расчеты обобщенных комплексных показателей качества выполнены по пяти различным вариантам технологий строительства цементобетонного покрытия автомобильных дорог при температуре наружного воздуха до 10°С (см. табл. 6.2). Краткое описание этих пяти вариантов и результаты оценки интегральных показателей эффективности приведены в табл. 6.3.

Таблица 6. Расчет интегрального показателя эффективности по вариантам технологических способов строительства цементобетонного покрытия Ва- Сv /1000 м2, Оv, 10 Kv ри- Краткое описание технологии тыс.руб. баллы ант 1 Подогрев компонентов смеси на 98,434 1,80 0, заводе (кроме цемента) 2 Способ «холодного бетона» 110,052 2,15 0, (использование противоморозных добавок) 3 Способ «термоса» 98,656 1,95 0, 4 Метод пароподогрева слоя 110,102 2,20 0, 5 Метод электропрогрева слоя 99,107 2,25 0, Затраты Cv рассчитаны на 1000 м2 слоя дорожной конструкции в базисных ценах (по состоянию на 01.01.2000 г.) ресурсным методом.

Лучшему варианту технологии соответствует большее значение интегрального показателя проекта Kv. Таким вариантом применительно к данным производственным условиям является пятый вариант технологии электропрогрев слоя. Расчеты затрат целесообразно выполнять в разном уровне цен: базисном, текущем, прогнозном (на период осуществления строительства). Необходимо проанализировать существующие способы производства в аналогичных условиях, а затем внести коррективы в технологию и организацию работ с учетом имеющейся техники, материального обеспечения и специфики внешних факторов природного и экономического характера.

Иногда для принятия решения требуется провести подробный анализ научно-технической литературы, нормативных документов, патентов.

Результаты поиска целесообразно представить в виде схемы с классификацией организационно-технологических и конструктивных решений. Пример такой схемы приведен на рис. 6.4. Данная схема не исчерпывает всех возможных технологий строительства земляного полотна из переувлажненных грунтов, но представляет наиболее известные решения в систематизированном виде. В табл. 6.4 представлены Рис. 6.4. Классификация организационно-технологических и конструктивных решений при строительстве земляного полотна из переувлажненных грунтов Таблица 6. Пример карты пооперационного анализа (технологический процесс просушивания переувлажненного грунта в дорожной конструкции) Обозначение и Технологический регламент и Варианты реализации операции Структура процесса описание ограничения Варианты операции 1 2 3 А – доставка и Использование машин повышенной А1 – состав звена машин распределение про- ходимости;

обработка рабочих А11–автомобили-самосвалы 8-10 т;

бульдозер переувлажнен- повер- хностей гидрофобизирующей А12 – автомобили-самосвалы 8-10 т, ного грунта смазкой автогрейдер тяжелый Б – естественное Регулирование толщины слоя в Б1 – толщина слоя просушивание зависимости от вида грунта и степени Б11 – толщина слоя 23 см (1-я группа) слоя грунта (вре- переувлажнения. 1 группа: суглинок Б12 – толщина слоя 17 см (2-я группа) мя просыхания легкий пылеватый, суглинок тяжелый, Б2 – время просушивания грунта уточняется глина песчаная;

2 группа: суглинок Б21 – ориентировочно 5 суток, 1-я группа расчетом) тяжелый пылеватый, глина пылеватая Б22 – ориентировочно 7 суток, 2-ягруппа В –перепахивание Перепахивание сокращает время В1 – состав звена и разрыхление просу- шивания в 1,5 раза В11 – плуг, бульдозер переувлажнен- Размельчение грунта рекомендуется В12 – бульдозер с рыхлителем ного грунта, раз- перед введением осушающих добавок В13 – автогрейдер равнивание В14 – дорожная фреза, бульдозер Г – введение ак- Расчет количества добавок в Г1 – вид добавок тивных осушаю- зависимости от вида и влажности Г11 – цемент, марка щих добавок и грунта. Ограничения: производство Г12 – молотая гидрофобизированная распределение работ в сухую погоду до наступления негашеная известь (СaО и МgO50–60%) отрицательных температур;



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 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.