Мартиш Олександр Олександрович. Удосконалення методів планування і управління, що забезпечують заданий рівень організаційно-технологічної надійності будівництва

Короткий опис

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ «ПРИДНЕПРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ»
На правах рукописи

мартЫш Александр Александрович

УДК 69.05:658.5

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАДАННЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА

05.23.08 технология и организация промышленного и гражданского строительства

Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук

Научный руководитель
Млодецкий Виктор Ростиславович
доктор технических наук, профессор

Днепропетровск 2013

СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение .................................................................................................... 4
Раздел 1 Вероятностная природа организационно-технологических процессов в строительстве .................................................................................................. 11
1.1 Учет фактора неопределенности в оценке реальных производственных процессов ................................................................................................. 11
1.2 Особенности определения надежности работ организационных систем 25
1.3 Влияние управления на уровень надежности .................................. 35
Выводы по разделу 1 ..................................................................................... 46
Раздел 2 Управленческая реализуемость плана в условиях неопределенности .......................................................................................................................... 49
2.1 Обоснование вида функции распределения при определении надежности ................................................................................................................... 49
2.2 Карта оценки управленческой реализуемости плана работ............ 64
2.3 Обоснование рациональной траектории графика выполнения работ 73
Выводы по разделу 2 ..................................................................................... 80
Раздел 3 Проектирование строительного потока в условиях неопределенности .......................................................................................................................... 82
3.1 Вероятностные параметры частного строительного потока .......... 82
3.2 Вероятностные параметры объектного строительного потока ...... 92
3.3 Реализуемость объектного потока при переменной интенсивности выполнения работ ................................................................................... 102
3.4 Расчет параметров вероятностного потока в составе календарного плана строительства 10-ти этажного жилого комплекса ................................. 110
Выводы по разделу 3 ..................................................................................... 119
Раздел 4 Влияние управления на надежность реализации календарного плана строительства .................................................................................................. 121
4.1 Расчет режимов управления ............................................................. 121
4.2 Интенсивность управления, обеспечивающая заданную надежность выполнения работ.................................................................................... 131
4.3 Оценка эффективности по критерию "конечного результата" ........ 138
Выводы по разделу 4 ..................................................................................... 150
Общие выводы......................................................................................... 151
Список использованных источников ...................................... 153
ПриложениЕ А Вывод формул................................................................. 166
ПриложениЕ Б Вывод формулы координат «фиктивного полюса»....... 167
ПриложениЕ В Выборка по подразделениям предприятия «Днепропетровский облавтодор»............................................................................................. 170
ПриложениЕ Г Динамика изменения индексов рыночной стоимости монтажных работ......................................................................................................... 171
ПриложениЕ Д Данные замеров монтажа стеновых панелей.................. 172
ПриложениЕ Е Расчет показателей эффективности................................. 173
ПриложениЕ Ж Акты об использовании разработанный методик на предприятиях г.Днепропетровска.................................................................................. 175

Введение

Актуальность темы. Исследователи давно обратили внимание на противоречие между вероятностной природой реальных процессов и детерминированными, в основном, методами их описания. Наличия только детерминированного результата расчета значения некоторого параметра, по которому оценивается состояние реального процесса, явно недостаточно, так как остается неопределенным его место в возможном диапазоне значений от минимального к максимальному. Если оценивается достоверность некоторой математической модели и используются данные по прошлым реализациям влияющих параметров, то детерминированный подход в этом случае оправдан, так как прошлое можно рассматривать как известный, свершившийся факт. Однако, когда расчеты касаются прогнозного характера, то необходимо включать в расчет вероятностную составляющую, определяющую вероятность свершения события в будущем. Это особенно касается методики построения календарных планов и расчетов, связанных с определением целесообразности инвестиций. В данном случае производственные процессы и условия, определяющие показатели эффективности, находятся в будущем и предсказание (прогнозирование) их значений может осуществляться исследователем только с определенным уровнем вероятности того, что реальные процессы будут соответствовать прогнозным (плановым).
Для строительной отрасли характерен длительный период реализации проектов и, в соответствии с этим, отмеченные выше тенденции постоянно себя проявляют, что приводит к существенным отклонениям реальных показателей от предусмотренных в планах работ. Причем отмечается, что чем на больший период времени разрабатывается план, тем выше вероятность нарушения плановых показателей. Современные исследования в области организации и планирования строительного производства учитывают дестабилизирующее влияние факторов внешней и внутренней среды путем определения параметров календарных планов с учетом уровня надежности их достижения.
Однако, при таком подходе остается вне поля зрения определяющий процесс - управление реализацией планов. И когда речь идет о надежности достижения конечного результата, то необходимо комплексно рассматривать два процесса - планирование и обеспечиваемый им уровень надежности, с одной стороны, и процесс управления, эффективность которого проявляется в обеспечении более высокого уровня надежности конечного результата, чем было предусмотрено календарным планом, с другой стороны.
В соответствии с этим, исследования в области совершенствования методологии разработки календарных планов в строительстве в направлении повышения их надежности, а также выбора соответствующего режима последующего управления строительством на этапе реализации плана являются актуальными.
Таким образом, диссертационная работа посвящена решению научно-прикладной задачи повышения надежности календарных планов строительства на основе совершенствования методов планирования и выбора рациональных режимов управления.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертация выполнена в соответствии с направлением научной работой кафедры менеджмента, управления проектами и логистики согласно с научно-исследовательской работой «Влияние процесса управления на повышение уровня надежности реализации строительных проектов. Определение факторов, характерных для инвестиционных и инновационных проектов» (государственный регистрационный № 0111U010431, уровень участия диссертанта - исполнитель), а также в соответствии с направлением научной работы кафедры планирования и организации производства согласно с научно-исследовательской работой «Совершенствование организации проектирования комплексной реконструкции жилой застройки в полном жизненном цикле инвестиционно-строительной деятельности с учетом энерготехнической модернизации и методов управления человеческими ресурсами» (государственный регистрационный № 0111U006485, уровень участия диссертанта - исполнитель)
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является установление влияния организационно-технологических решений на этапе планирования и процесса управления на надежность достижения конечного результата.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были поставлены и решены следующие задачи:
- провести анализ ранее выполненных работ по выбранной теме и обосновать направление дальнейших исследований;
- определить закономерность нарастания неопределенности календарного плана и влияние организационно технологических решений на надежность плана как в целом, так и по срокам выполнения отдельных его этапов;
- обосновать выбор закона распределения случайного времени выполнения работы от определяющих параметров в возможном диапазоне интенсивностей ее выполнения;
- установить рациональную, с точки зрения повышения надежности, траекторию выполнения заданного объема работ в установленные сроки;
- разработать методику расчета временных параметров строительного потока, учитывающий вероятностный характер выполнения работ по отдельным захваткам с учетом ограничений по интенсивности;
- определить интенсивность отказов по этапам выполнения плана и установить роль управления в обеспечении заданного уровня надежности достижения конечного результата при условии, что исходный уровень организационно-технологической надежности календарного плана ниже требуемого;
- разработать систему оценки эффективности плана по критерию «конечного результата».
Объект исследования: - календарное планирование строительства объектов с учетом вероятностной природы влияющих факторов.
Предмет исследования: организационно-технологические и управленческие процессы, влияющие на надежность реализации календарных планов в строительстве.
Методы исследований:
- теория организационно-технологической надежности функциональных систем как методологической базы исследований по данной теме;
- математическая статистика при обработке данных вариационных рядов показателей производственной деятельности;
- теория матричного расчета временных параметров строительного потока при разработке методики расчета потока с учетом вероятностного характера протекающих процессов;
- экономический анализ эффективности инвестиций при обосновании критерия эффективности конечного результата реализации календарного плана;
- теория вероятностей и надежности систем при установлении вида распределения и расчете уровня риска.
Научная новизна полученных результатов:
- усовершенствован метод расчета строительного потока с учетом вероятности сроков выполнения работ, что позволило количественно оценить динамику нарастания неопределенности в сроках выполнения как одной работы, так и комплекса работ в составе объектного строительного потока, что позволяет контролировать изменение надежности в процессе выполнения плана. Полученные результаты формируют базу для последующего расчета интенсивностей отказов и рационального режима управления;
- получили дальнейшее развитие положения теории поточного строительства, на основании которых разработаны карты оценки управленческой реализуемости и на базе циклограммной модели установлено, что компенсировать отставание от графика на завершающих этапах строительства сложнее, чем обеспечивать резервы времени на начальных этапах. Это обуславливает преимущество выпуклой траектории выполнения работ, по которым проходит критический путь;
- получило дальнейшее развитие представление графика выполнения отдельной работы в составе объектного потока в виде "веерной" случайной функции, что позволяет при расчете временных параметров такого потока учитывать вероятностные процессы не в целом по потоку, что характерно для традиционного подхода, а по каждой работе и захватке. Получены зависимости, определяющие динамику изменения уровня надежности достижения конечного результата по отдельным этапам выполнения плана, на базе которых формируется рациональная стратегия управления;
- впервые определены условия целесообразности проектирования потоков с выпуклой или прямолинейной траекторией графиков выполнения отдельных работ, лежащих на критическом пути. Установлено, что для исполнителей, которые имеют большой запас производственной мощности, предпочтительней выпуклая траектория, в противном случае - традиционная прямолинейная;
- впервые установлена функциональная взаимосвязь между уровнем надежности плана, требуемым уровнем надежности конечного результата и интенсивностью управленческих воздействий, в результате чего обеспечивается надежность достижения конечного результата выше, чем первоначальная, предусмотренная планом;
- разработана математическая модель выбора максимального значения целевой функции в системе ограничений, учитывающей вероятностный характер влияния внутренних и внешних факторов.

Практическое значение полученных результатов:
- разработанные в диссертационной работе методы расчета временных параметров строительных потоков с учетом дестабилизирующего влияния случайных факторов внешней и внутренней среды позволяют приблизить спроектированные на их основе календарные планы строительства объектов к реальным условиям, которые имеют место на этапе реализации этих планов;
- предложенные автором положения и полученные результаты внедрены и получили положительный отзыв на предприятиях строительной отрасли г.Днепропетровска, в частности ЧСМП «Строїтель-П» и ЧП «АвтоБудЦентр». На базе предложенных рекомендаций был скорректирован разработанный ранее на базе стандартных процедур план строительства надземной части 10-этажного жилого комплекса. Эти изменения касались обеспечения на ранних этапах работ более высокой интенсивности их выполнения, что должно было увеличить надежность завершения работ в сроки. В виде дополнения к календарному плану была разработана эпюра интенсивности возможных сбойных ситуаций (отказов) по этапам реализации плана. Эта эпюра имеет целью привлечь внимание линейных руководителей к отдельным моментам выполнения плана, требующим дополнительного внимания.
Личный вклад соискателя в научных трудах, опубликованных в соавторстве: на базе циклограммной модели разработана карта оценки управленческой реализуемости календарного плана с учетом планируемой надежности выполнения работ и производственных возможностей исполнителей [67, 68, 70]; получены зависимости, определяющие динамику изменения уровня надежности по отдельным этапам выполнения плана [70]; установлена функциональная взаимосвязь между уровнем надежности плана, необходимым уровнем надежности конечного результата и интенсивностью управленческих воздействий [67]; проанализирована вероятностная природа временных параметров выполнения строительно-монтажных работ и подобран вид математического распределения, который наиболее точно описывает разброс времени выполнения работ [63, 64, 66, 72].
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертационной работы докладывались и получили положительные оценки на научно-практических конференциях: IXМеждународной научно-практической интернет-конференции «Устойчивое развитие городов. Управление проектами и программами городского и регионального развития» (г. Харьков, 2012 г.); IНаучно-практической конференции молодых ученых и студентов (г. Донецк, 2013г.); IX международной научно-практической конференции «Ключевые вопросы в современной науке» (г. София, 2013 г.)
Публикации. Основные положения и результаты диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе в 8 статьях, из которых 6 - в специализированных изданиях, 2 тезисах докладов на научных конференциях, 1монографии.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка использованных источников и 7приложений. Полный объем диссертации 178 страниц, из них основная часть 148 страниц. Работа содержит 46 рисунков и 20 таблиц. Список использованных источников включает 121 наименование.

Список літератури

ОБЩИЕ Выводы

В соответствии с целью работы решены поставленные задачи и получены следующие наиболее важные научные и практические результаты.
1. На основании анализа современного состояния исследований в области организационно-технологической надежности в строительстве установлено, что несмотря на проведенные за последние десятилетия исследования, надежность планов, в том числе строительных, остается достаточно низкой. Одной из причин является то, что оценка надежности конечного результата только на основании решений, заложенных в календарные планы на этапе их разработки, является недостаточной - необходимым условием является учет режима последующего управления, как активной составляющей процесса повышения надежности в строительстве.
2. Обосновано, что в общем виде закон распределения времени выполнения как отдельного вида работ, так и строительства объекта в целом является асимметричным и только в частном случае симметричным. Величина асимметрии зависит от отношения оптимистической и пессимистической интенсивностей. При асимметрия становится существенной, что необходимо учитывать при выборе вида закона распределения.
3. Разработана карта оценки управленческой реализуемости, на основе которой осуществляется выбор варианта управленческих решений по этапам выполнения плана и установлено, что компенсировать возможные отставания от планового графика производства работ на завершающих этапах строительства сложнее, чем обеспечивать резервы времени на начальных этапах, что обуславливает преимущество предложенной выпуклой траектории выполнения работ, по которым проходит критически путь.
4. Разработана методика расчета временных параметров поточного строительства с учетом нарастания неопределенности по отдельным этапам работ в составе объектного потока и по потоку в целом.
5. Установлена функциональная взаимосвязь между уровнем надежности плана, требуемым уровнем надежности конечного результата и интенсивностью управленческих воздействий, в результате обеспечивается надежность достижения конечного результата выше, чем первоначальная, предусмотренная планом.
6. Конкретизировано понятие "конечный результат" к конкретным условиям строительства объекта. В соответствии с этим разработана математическая модель выбора максимального значения целевой функции в системе ограничений, учитывающих вероятностный характер влияния внутренних и внешних факторов.
7. Разработанная методика апробирована при расчете временных параметров потока по строительству 10-ти этажного жилого комплекса в г.Днепропетровске с построением эпюры интенсивностей управленческого воздействия на строительный процесс по отдельным этапам календарного плана.