МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

METHODS FOR FORMING ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS

Artur Tsivilyuk

student, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, St. Petersburg

Sergey Bolotin

scientific adviser, doctor of technical sciences, professor, department of construction organization, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, St. Petersburg

АННОТАЦИЯ

Согласно актуализированного документа (СТО НОСТРОЙ 2.33.14-2011) по организации строительного производства, конкретизирующего применение «… в деятельности строительных организаций единых требований к организации строительного производства при строительстве новых, реконструкции и сносе, демонтаже существующих зданий и сооружений производственного и непроизводственного назначения, организационно-технологические решения – это решения по организации и технологии строительного производства, принятые в организационно-технологической документации» [1].

Из формулировки такого общего подхода к процедуре принятия решений по подготовке строительного производства можно сделать вывод о том, что на современном этапе развития организационно-технологического проектирования необходимо и целесообразно применение для принятия решений методов вариантного исследования проблемы, методов критериальной оценки, методов моделирования применением современных программных продуктов.

ABSTRACT

According to the updated document (STO NOSTROY 2.33.14-2011) on the organization of construction production, specifying the application "... in the activities of construction organizations of uniform requirements for the organization of construction production during the construction of new, reconstruction and demolition, dismantling of existing buildings and structures for industrial and non-industrial purposes, organizational -technological solutions are decisions on the organization and technology of construction production, adopted in the organizational and technological documentation” [1].

From the formulation of such a general approach to the decision-making procedure for the preparation of construction production, we can conclude that at the present stage of development of organizational and technological design, it is necessary and expedient to use for decision-making methods of variant study of the problem, methods of criteria-based assessment, modeling methods using modern software products.

Ключевые слова: принцип; вариантное проектирование; имитационное моделирование; организационно-технологические решения; строительное производство.

Keywords: principle; alternative design; simulation modeling; organizational and technological solutions; building production.

На текущий момент в соответствие с требованиями нормативно-технической и методической документации принятие решений по организации и технологии строительства основывается на таких «…принципах вариантного и вероятностного (стохастического) проектирования строительного производства» [1]:

1) Принцип многовариантного проектирования, т. е. обеспечение альтернативности принимаемых решений – разработка наиболее полного числа реальных вариантов осуществления строительных процессов в полном соответствии с материально-техническими, кадровыми, техническими, технологическими, финансовыми возможностями строительно-монтажных предприятий.

2) «Принцип, учитывающий вероятностные свойства строительного производства, позволяющий учитывать необходимый уровень ОТН при принятии решений по организации и технологии строительного производства и именуемый, как вероятностно-статистический принцип» [2].

3) «Принцип имитационного моделирования, основанный на возможностях моделирования процесса описания поведения и сочетания параметров системы с применением значительного количества способов разработки и синтеза моделей, в частности, способ разработки поточного метода, вероятностные статистические модели, математические методы программирования, сетевые модели и т. д.» [3]. Использование логических и математических алгоритмов моделирования для характеристики систем и процессов построения позволяет достигать высокого уровня тождественности и надежности имитационной модели. При современном уровне развития средств ЭВМ и компьютерного программирования становится возможным формирование имитационной модели такой сложной системы, как строительство объекта с высоким уровнем адекватности модели реальной объекту.

4) Системно-целевой принцип оценки и выбора предпочтительных для организации строительного производства вариантов. Применение в практике организационно-технологического проектирования регламентированных методов и способов разработки решений по организации и технологии строительного производства не позволяют решать задачи расширения диапазона формирования организационно-технологических решений, и поэтому ограничивается выбор альтернативных решений. Это является серьезным недостатком.

При применении для принятия решений системно-целевого подхода определяется набор или один вариант целевой функции. Это дает больше возможностей, так как позволяет учитывать иррациональные с точки зрения конкретного критерия методы оптимизации организационно-технологических решений, соответствующие отдельному этапу проектирования. Но в сочетании со всем набором организационно-технологических решений они являются наиболее предпочтительными по сравнению с другими вариантами.

5) Объединенный функциональный и системный принцип, основанный на формировании процесса строительства по критерию результата (целевой функции). Использование компьютерных программ облегчает создание функциональной системы с различными вариантными элементами системы в зависимости от цели функции, а также изменение ее в случае пересмотра выбранного пути, тем самым обеспечивая решений конечной задачи.

6) Объединенный интерактивный и графический принцип, который при использовании ЭВМ позволяет проводить обработку необработанных данных с большой скоростью, иметь способность осуществлять мониторинг промежуточных и финишных показателей и оптимизацию гибкого пользовательского интерфейса с компьютером, что дает возможность значительно уменьшить нагрузку на проектировщика при одновременном повышении его возможностей.

7) Инженерно-психологический принцип. По своему содержанию данный принцип можно позиционировать как объединенный инженерный и психологический принципы, позволяющий рационально перераспределять функции между пользователем и компьютером.

Проектирование организационно-технологических решений, позволяющих сформировать оптимальную систему организации строительства, являющуюся основой для разработки на ее основе сбалансированной модели выполнения СМР при строительстве объектов, является трудоемким и затратным по времени процессом. Объясняется это необходимостью проработки большого количества вариантов организационно-технологических решений, разрабатываемых для конкретного строительного объекта. В связи с этим встает вопрос о повышении скорости принятия решений с использованием автоматизированных систем.

Перечень программных продуктов для использования при автоматизации процесса принятия решения по организации и технологии строительного производства представлен в 13-м томе Московского территориального строительного каталога "программное обеспечение информационных технологий в строительстве" (МТСК-13).

Среди обозначенных видов программных продуктов выделяется система «Гектор-Строитель». Благодаря своему потенциалу, такая программа способна обеспечивать вариантность проектирования организационно-технологических решений и автоматизировать это трудоемкий процесс. Кроме этого, применяются более совершенные продукты программирования с широким диапазоном применения, чем для разработки проектов по организации строительного производства. Среди них Microsoft Project – программный продукт корпорации Microsoft, предназначенный для проектирования и управления проектами; программный продукт Primovera.

Модель строительного производства должна соответствовать следующим основным условиям:

- адекватно и объективно отражать свойства реального объекта моделирования;

- правильно отражать и прогнозировать динамику строительного производства;

- быть защищенной от незначительных изменений объекта моделирования, возникающих в ходе выполнения работ по возведению объектов;

- обладать упрощенным и доступным механизмом анализа системы.

При решении вопросов организации строительного производства приходится учитывать различные особенности. К ним относятся значительная размеренность, сложный уровень взаимосвязи различных параметров, для которых характерны нелинейность, высокая динамичность, вероятностный характер их поведения. Такие особенности препятствуют планомерному процессу унифицированного подхода при создании и практическом применении моделей системы организации строительства.

Все разнообразие моделей для описания системы организации строительного производства классифицируются следующим образом:

1. Модели, формируемые на основе математических правил (математическое программирование, аналитические модели и т. д.).
2. Поточные методы и модели.
3. Статистические модели.
4. Модели, имитирующие логические и арифметические выражения.
5. Модели на основе экспертных данных.
6. Другие модели (блок-иерархические, равновесия и логико-семантические модели и т. д.).

Модели линейного и нелинейного программирования подразделяются на модели и методы, основанные на использовании математических выражений.

По динамическим свойствам модели делятся на статические и динамические. Если модель содержит целевую функцию со свойствами непрерывности и свободными переменными целочисленных ограничений, то это говорит о моделях программирования непрерывного характера. Если в целевой функции имеются дроби и не свободные от ограничений переменные, то такой класс моделей считается дискретного программирования. Детерминированный класс отличается детерминированностью значений целевой функции и ограничениями разного характера. Для класса моделей статистического программирования характерно наличие выражений со случайными значениями, обозначенные законами распределения, целевыми функциями и различными ограничениями модели.

Следует отметить, что математические методы программирования обычно используются в большинстве случаев для решения задач планирования ресурсов и оптимизации распределения ресурсов строительного производства.

Использование при строительстве объектов различного назначения поточного метода объясняется стремлением разбить производственный процесс на смежные процессы с целью дальнейшей их взаимоувязки.

Проектирование поточного метода производится с использованием таких параметров потока, как ритмичность, непрерывность, интенсивность, показатели технического оснащения. Учет этих элементов достигается при последовательном выполнении однотипных работ и процессов специалистами соответствующих квалификаций и когда для взаимоувязки разнотипных работ готовятся технологические заделы на смежных работах.

Для наглядности графического отображения процесса развертывания и развития потока используются такие разновидности организационно-технологических моделей, как «…линейные графики (графики Ганта), сетевые модели, циклограммы» [4].

Разработка и использование линейных календарных графиков служит для целей выявления эффективных и рациональных организационно-технологических вариантов строительства объектов, включающих наиболее приемлемую очередность и взаимосвязь между процессами и работами во временном интервале и в условиях стройплощадки, непрерывный процесс расхода ресурсов или обеспечение непрерывного ритма производства работ на всем фронте выполнения СМР.

Следующий тип графиков -  сетевые модели представляют собой более совершенную форму моделирования производственного процесса в сравнении с предшествующими моделями.

Если рассматривать реальную ситуацию, то к примеру в состав ПОС в качестве основного документа включался комплексный укрупненный сетевой график (КУСГ) возведения строительного объекта. Преимуществами сетевых моделей является возможность отражения многочисленных взаимосвязей и очередность производства работ в соответствие с запланированными методами производства работ, они обладают эффективной информативностью о ходе выполнения графика производства работ по строительству объекта и позволяют выявить наиболее оптимальный вариант строительства объекта.

Первые сетевые графики (модели), разработанные Дж. Е. Келли и Р. М. Уолкером, имели вид ориентированного графа, т.е. «…графсеть, которая изображается стрелками (работами и связями) и кругами (событиями), обозначающие начало и конец каждой работы или связи» [5].

Методы сетевого моделирования полезно использовать при моделировании различных комплексов строительных процессов, выполняемых строительными организациями, имеющими для этого ресурсы, позволяющие решить перед ними все поставленные задачи и добиться конечной цели.

Заключение

Строительное производство относится к сложным системам. Поэтому бесперебойное функционирование таких систем зависит от уровня их описания посредством различных инструментов. Одним их таких инструментов является статистический подход, позволяющий к тому же учитывать влияние на систему таких факторов, как климатические, социальные условия и т. д. Если брать решение задач по планированию и управлению сложными регулируемыми системами, к которым относятся процессы строительства, то в этом случае также требуется применение статистического подхода. Безусловным фактом является то, что это возможно сделать только для тех показателей, которые обладают статистической устойчивостью, указывающей на постоянство закона о распределении для некоторых индикаторов или принадлежащих к общей совокупности показателей.

Неоднородность каждой строительной площадки является причиной усложнения задачи по проверке статистической стабильности. Вместе с тем, показатели интенсивности труда, производительности, рассматриваемые на единицу объема, считаются статистически стабильными. Тем не менее, при уточнении стабильности того или иного статистического показателя, учитываются такой фактор, как интуитивный уровень, основанный на субъективном и общенаучном опыте. Поэтому все эти показатели могут рассматриваться как показатели с постоянными значениями в интервале времени, соответствующем продолжительности строительства определенного объекта.

На текущий момент исследовательская система строительных систем не содержит какого-либо определенного, конкретного метода, позволяющего с применением формальных методов, определять полную статистическую стабильность изучаемых показателей.

Поэтому при решении задач планирования и прогнозирования для обеспечения стабильности показателей используется способ привлечение результатов опыта и практики их использования.

Исследование и моделирование строительного производства как стохастической системы предполагает использование для этого таких методов, которые позволяют решать поставленную задачу посредством применения стабильных и постоянных по значению параметров.

Такими свойствами обладают статистические методы как наиболее приемлемые способы по созданию определенных шаблонов и макетов, наглядно и объективно отражающих моделируемый процесс.

Особенностью строительного производства является «…сложность аналитического описания, кроме того, для него характерны такие свойства, как сложность и невозможность учета наличия элементов в таких системах непрерывного и дискретного действия, сложные нелинейные отношения между свойствами системы, сложность учета действия внешних и внутренних факторов случайного характера, характерная для аналитических методов» [6, 7]. Все это определяет возможность использования моделирования для исследования и принятия решений для выполнения задач, не подлежащих строгому аналитическому описанию, к которым относятся, в частности, строительные объекты.

Модель имитационного моделирования представляет собой общее   логически-математическое (алгоритмическое) описание системы, «…запрограммированное для воспроизведения на компьютере, и позволяет адекватно описывать организационные и технологические процессы и процессы управления, не приближая основные функциональные зависимости и отношения, необходимые для применения традиционных математических методов моделирования» [8].

Считается, что процесс статистического моделирования наиболее целесообразен для формирования исходных параметров проектирования процессов строительного производства и расчета уровня устойчивости строительной системы в целом и отдельных ее компонентов.

Экспертные системы (модели) «…рассматриваются как программные системы, обеспечивающие выполнение экспертных функций в определенной предметной области, и содержат систему доказательств, используемых специалистами-экспертами для исследования и анализа конкретных задач» [6].

Основой практического применения экспертных систем является использование метода общения типа «человек-машина». При такой форме общения происходит двухсторонний или интерактивный диалог, в процессе которого происходит обмен вопросами. В этом случае потенциал программного обеспечения позволяет обеспечивать вариативность принятия решений и получить аргументированный ответ на причину принятия того или иного приемлемого варианта.

В настоящее время накоплен опыт использования экспертных систем в строительстве: «…при решении проблем совершенствования организационного управления инвестиционным проектом (Швейцария); анализе хода реализации и оценки эффективности проекта (США); оценке стоимости и продолжительности конкретного проекта (Австралия)» [6]. Специфика и сложность экспертных систем привела в ряде развитых стран к «…необходимости создания особого направления их развития и появлению новой специальности "технология познания"» [6].

Список литературы:

1. Организация строительного производства. Общие требования: СТО НОСТРОЙ 2.33.14 – 2011: утв. Решением Совета Национального объединения строителей: введ. в действие 05.12.2011. – М.: Национальное объединение строителей, 2011. – 64 с.
2. Ширшиков, Б.Ф. Организация, планирование и управление строитель- ством. / Б.Ф. Ширшиков. – М.: АСВ, 2012. - 528 c.
3. Имитационные системы принятия экономических решений / К.А. Багри- новский, Т.И. Конник, М.Р. Левинсон и др. – М.: Наука, 1989. – 253 с.
4. Гусев, Е.В. Современные аспекты анализа технологии строительства объекта / Е.В. Гусев, З.Р. Мухаметзянов, Д.Г. Аптыков // Вестник Южно– Уральского государственного университета. Серия «Строительство и архитектура». – 2012. – №17(276). – С. 56–58.
5. Мешков, А.А. Об одном методе определения вероятностных характеристик сетевых моделей / А.А. Мешков // Труды 1–й Всесоюзной конференции по математическим методам в СПУ. – Киев, 1967
6. Гусаков, А.А. Системотехника строительства / А.А. Гусаков. – М.: АСВ, 2005. – 320 с.
7. Гусаков, А.А. Системотехника строительства / А.А. Гусаков; предисл. Г.С. Поспелова. – М.: Стройиздат, 1983. – 440 с.
8. Имитационные системы принятия экономических решений / К.А. Багриновский, Т.И. Конник, М.Р. Левинсон и др. – М.: Наука, 1989. – 253 с.