Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор современного опыта перепрофилирования промышленных территории. Постановка научной проблемы 13
1.1 Отечественный и зарубежный опыт перепрофилирования и модернизации производственных зданий 13
1.2 Анализ существующих организационно-технологических решений и методов перепрофилирования промышленных территории. Постановка научной проблемы 16
1.3.Оценка затрат, связанных с освоением промышленных площадок и сносом промышленных зданий и сооружений, а также необходимость рекуперации грунта. 20
Глава 2. Методологические основы исследования организационно управленческой модели перепрофилирования промышленных объектов 25
2.1. Системный анализ управленческой модели инвестиционной компании 25
2.2. Параметры организационно-управленческой модели перепрофилирования промышленных территорий 34
2.2.1 Экономическая целесообразность перепрофилирования данной территории под конкретный объект 37
2.2.2. Наличие инженерной инфраструктуры 38
2.2.3 Транспортная доступность объекта 39
2.2.4. Физическая надежность зданий 40
2.2.5 «Портфолио» объекта (психологическое отношение потребителей к данной территории) 41
2.2.6. Экологическое обременение 42
2.3. Организационно-управленческая модель перепрофилирования объекта 42
2.4.Метод экспертных оценок 44
2.5.Планирование эксперимента з
Глава 3. Исследование зависимости Потенциала перепрофилирования промышленных объектов формируемого на основе организационно управленческой модели объекта 51
3.1. Предварительная обработка параметрических данных организационно управленческой модели 51
3.2.Проведение эксперимента 63
3.3.Математическая модель расчета
Потенциала перепрофилирования промышленных объектов 85
3.4. Частная психофизическая шкала Потенциала перепрофилирования промышленных объектов 87
Глава 4. Практическое применение расчета Потенциала перепрофилирования промышленных объектов 90
4.1.Вычисление весов параметров Потенциала перепрофилирования промышленных объектов 90
4.2.Определение уровней параметров ОУМ и их значений 91
4.3. Алгоритм расчета. Потенциала перепрофилирования промышленных объектов 102
4.4.Выбор организационно-технологического метода перепрофилирования 103
4.5. Выводы по главе 108
Заключение. 109
Cписок литературы
- Анализ существующих организационно-технологических решений и методов перепрофилирования промышленных территории. Постановка научной проблемы
- Параметры организационно-управленческой модели перепрофилирования промышленных территорий
- «Портфолио» объекта (психологическое отношение потребителей к данной территории)
- Частная психофизическая шкала Потенциала перепрофилирования промышленных объектов
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Интенсивное развитие городов на протяжении всего ХХ века, привело к значительному увеличению их территорий. Вследствие чего, промышленные предприятия, создаваемые когда-то на окраинах, оказались не только в черте города, но зачастую в центральных частях мегаполисов. Не смотря на значительное количество промышленных объектов, подлежащих выводу за городскую черту, а также значительный интерес со стороны инвесторов к подобным проектам, единого показателя эффективности организационно-технологических процессов при проведении строительно-монтажных работ по перепрофилировании объектов недвижимости и использования всей территории, не существует. В настоящее время, в российской научно-технической литературе результаты исследований, изучающих методики оценки результативности подобных организационно-технологических решений по проведению строительно-монтажных работ по перепрофилировании объектов, практически отсутствуют.
Это указывает на отсутствие единого обоснованного аналитического механизма по оценки эффективности предложенных методов по перепрофилированию. Таким образом, ключевая проблема использования промышленных территорий при их перепрофилировании, состоит в отсутствии комплексной системы оценки эффективности производства работ. Главным образом, отсутствие единого инструментария по оценке метода перепрофилирования еще на стадии организации приобретения промышленной территории, повышает риски как для инвестора, так и для технического заказчика.
В диссертационной работе рассмотрена актуальная проблема разработки нового метода – расчет комплексного показателя результативности формируемого на основе организационно-технологической модели, которая учитывает влияние организационно-технологических решений СМР. Данная методика должна предоставить возможность вносить корректировку и оценивать подобное влияние, при ее использовании, на различных рассматриваемых промышленных объектах.
Степень разработанности. Тематика диссертации разработана до стадии прикладной математической организационно-технологической модели, позволяющей как на стадии проработки инвестиционного контракта предпроектных работ, так и непосредственно при проведении строительно-монтажных работ, оценивать эффективность и изменять различные организационные процессы по перепрофилированию промышленных объектов.
Цель диссертации – построение организационно-технологической модели объекта перепрофилирования в части необходимых строительно-монтажных работ (СМР), на основе системы качественных и количественных параметров, а также создание математического аппарата для определения численного значения предлагаемого многофакторного критерия.
Для достижения поставленной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
анализ существующих методов перепрофилирования промышленных объектов;
анализ вариативности организационно-технологических моделей СМР при перепрофилировании и их воздействие на комплексный показатель результативности;
разработка организационно-технологической модели СМР при перепрофилировании промышленных объектов, с использованием взаимосвязей качественных и количественных параметров;
расчет комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленного объекта в элементах математической модели;
оценка зависимости комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленных объектов от организационно-технологической модели СМР;
формирование алгоритма расчета комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленных объектов;
апробация метода расчета комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленных объектов;
практическая апробация предложенных организационно-технологических моделей СМР при перепрофилировании;
определение перспективных направлений дальнейших исследований в рамках обозначенной предметной области.
Научная новизна диссертации:
создана организационно-технологическая модель СМР при перепрофилировании промышленных территорий с использованием системы качественных и количественных параметров;
исследован комплексный показатель результативности перепрофилирования промышленных территорий;
доказана зависимость комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленных территорий от организационно-технологической модели СМР;
предложен алгоритм расчета комплексного показателя результативности перепрофилирования промышленных территорий.
Теоретическая и практическая значимость:
создан математический аппарат в виде организационно-технологической модели комплексного показателя результативности СМР по перепрофилированию промышленных территорий, позволяющий объективно оценивать различные организационно-технологические процессы;
определена зависимость комплексного показателя результативности от организационно-технологической модели перепрофилирования
промышленных территорий, позволяя оценивать эффективность различных организационно-технологических процессов СМР;
созданная организационно-технологическая модель перепрофилирования
промышленных территорий, основанная на системе качественных и
количественных параметров, позволяющая оценивать эффективность и
прогнозировать организационно-технологические процессы СМР.
Методы и методологические основания исследования:
системный анализ;
метод экспертных оценок;
системотехника в строительстве;
методы математической статистики;
метод планирования эксперимента.
математические основы планирования эксперимента.
Положения, выносимые на защиту
-
Анализ теории методов и организации, а также современного отечественного и зарубежного опыта строительно-монтажных работ по перепрофилированию промышленных объектов, позволивший предложить соответствующую организационно-технологическую модель.
-
Зависимость комплексного показателя результативности от организационно-технологической модели объекта перепрофилирования.
-
Расчет коэффициентов весомости параметров организационно-технологической модели объекта перепрофилирования.
-
Математическая модель расчета комплексного показателя результативности СМР объекта перепрофилирования.
-
Алгоритм расчета комплексного показателя результативности СМР объекта перепрофилирования.
-
Апробация результатов диссертации на примере территории завода «Серп и Молот» в г. Москве.
Степень достоверности. Достоверность полученных в диссертации данных подтверждается результатами апробации тематики диссертации. Темы отдельных разделов диссертации опубликованы в восьми рецензируемых специализированных научных журналах, рекомендованных ВАК.
С использованием разработки математической модели приведено экспериментальное внедрение на объекте завода «Серп и Молот» в городе Москве. Данный объект принадлежит инвестиционной компании ЗАО «Дон-Строй Инвест», которая в настоящий период времени проводит работы по перепрофилированию данного объекта. От руководителей компании ЗАО «Дон-Строй Инвест» получено положительное заключение, подтверждающее не только актуальность и проработанность диссертации, но и достоверность полученных данных.
Объект исследования: процессы и результаты деятельности по перепрофилированию производственных зданий и территории,
производственные циклы в которых завершены, а активные фонды выведены за пределы объекта.
Предмет исследования: вариативность организационно-
технологической модели перепрофилированию промышленных территорий, и её влияние на комплексный показатель результативности.
В диссертации приводятся доводы и тезисы, рассмотренные в научных трудах отечественных и зарубежных ученых в области организации строительного производства, в частности: Волкова А.А., Гусакова А.А., Лапидуса А.А., Монфреда Ю.Б., Олейника П.П., Киевского Л.В., Ильина Н.И., Прыкина Б.В, Теличенко В.И., Чулкова В.О., Шрейбера А.К., Булгакова С.Н., Синенко С.А., Гусаковой Е.А. и др.
Апробация результатов исследования.
Результаты исследований докладывались на Второй международной (VII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов. Строительство – формирование среды жизнедеятельности. МГСУ, г. Москва, 2004 г.; на Четвертой международной (IX традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов. Строительство – формирование среды жизнедеятельности. МГСУ, г. Москва, 2006 г.; II Международной научно-практической конференции “Инновационные технологии в строительстве и геоэкологии” (г. Москва, 2015г.), Международной научно-практической конференции "Eropean research: Innovation in science, education and technology" (г. Москва, 2015 г.); семинарах кафедры “Технология и организация строительного производства”.
Результаты диссертации опубликованы в 2010–2015 гг. в 9 (девяти) научных работах, в том числе – в 8 (восьми) работах в научных изданиях, входящих в действующий перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук, утвержденный Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации, а также 1 монографии.
Экспериментальная проверка и практическое внедрение результатов работы осуществлялось:
Перепрофилирование завода «Серп и Молот» в г. Москве;
Перепрофилирование тракторного завода на улице Верхней вл.34 в г.Москве;
Перепрофилирование комплекса производственных зданий на Шилипихинской набережной в городе Москве под жилой квартал «Сердце столицы»;
При перепрофилировании четырёхэтажного промышленного здания и превращении его в девятиэтажный дистрибьюторский центр общей
площадью около 95 тыс. м2, находящийся по адресу: г. Москва, ул. Косинская, вл.9.
При перепрофилировании комплекса производственных, расположенных по адресу: г. Москва, Автомоторная ул. д.8, в дистрибьюторский центр.
При перепрофилировании трех зданий хлебозавода, расположенных по адресу г. Москва, Хлебозаводский проезд, дом. 7, в административные здания.
При перепрофилировании здания холодильника по адресу г. Москва, Ленинградское шоссе 65 в просмотровый зал кинофабрики. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав
основного текста, общих выводов, библиографического списка и приложений. Содержание диссертации соответствует п.п. 1,4,7,8,9 Паспорта специальности 05.02.22 – Организация производства (строительство).
Анализ существующих организационно-технологических решений и методов перепрофилирования промышленных территории. Постановка научной проблемы
Определение терминов «организационно-технологическое решение», также как и «организационно-технологическое мероприятие» сформулированное в научных работах Волкова А.А., Монфреда Ю.Б., Гусакова А.А., Лапидуса А.А. В которых дано следующее определение, «Организационно-техническое решение» -полное описание технических основ и технологических схем реализации процессов строительного производства и использование при этом технических, экономических, нормативно-правовых и прочих мероприятий организационного характера.
При оценке возможности и целесообразности реализации проекта связанного с перепрофилированием промышленной территории, заказчики и инвесторы ставят задачу оценить отдельные мероприятия, влияющие на окончательное принятие решения. В научных трудах выделено несколько групп мероприятий, проводимых при перепрофилировании промышленных территорий[114].
Данные мероприятия оценивают на стадии предварительного проектирования и включают в себя анализ: 1. Оценка технической возможности и экономической целесообразности дальнейшего использования здании выведенных производств. В порядке предпочтительности и с учётом недостатка соответствующих объектов в городской инфраструктуре, оценивается возможность адаптации промышленных корпусов для устройства многоярусных перехватывающих автостоянок и гаражей, спортивных сооружений, торговых многопрофильных центров, крытых рынков, культурно-развлекательных центров, гостиниц класса две звезды, выставочных залов.
Возможные схемы размещения автомобилей при манежном хранении при пролёте 10 м возможно размещение автомобилей в один ряд под углом 600 к продольной оси, что обеспечивает нормальный манёвр при заезде и выезде со стоянки. При пролете 12 м возможно размещение в один ряд под углом 600 и в один ряд «в строку». При пролётах 14 – 16 м возможно расположение автомобилей в два ряда под углом 600, а при увеличении пролёта до 18 м - в два ряда под прямым углом к оси проезда. Существенно упрощается планировка автостоянок при увеличении шага внутренних колонн многопролетных одноэтажных корпусов. Удаление одной или двух колонн средних рядов при пролетах 18 м или при пролетах менее 18 м (что имеет место в корпусах старой постройки) позволяет увеличить количество стоянок на одном ярусе.
В группе объектов «Спортивные сооружения» рассматривается возможность размещения универсальных спортзалов для занятий гимнастикой, легкой и тяжелой атлетикой, игровыми видами спорта, включая минифутбол. Актуальным является сооружение плавательных бассейнов и бассейнов для водного поло, бассейнов круглогодичной тренировки на спортивных лодках, размещение теннисных кортов, боулингов, стрелковых тиров для пулевой стрельбы и лучников, бильярдных залов. При размещении спортивных сооружений, как и при реконструкции промышленных зданий под автостоянки целесообразно увеличение шага колонн внутренних рядов путем переопирания конструкций покрытия на стальные подстропильные фермы. Такие перепланировки целесообразно выполнять для размещения спортивных полей или легкоатлетических дорожек, которые не вписываются при сетке колонн данного промышленного здания. В ряде случаев при перепрофилировании здания под плавательный бассейн нецелесообразно разрушать пол и, тем более, разрушать фундаменты под технологическое оборудование для заглубления чаш (ванн). Максимальная глубина ванны для спортивного плавания – 1850 мм, с учётом толщины конструкций и полупроходного пространства под ванной общая высота сооружения может составить 3950 мм.
Двух – трех пролетные здания с высотой 10 -12 м и более при замене части колонн средних рядов на подстропильные фермы позволяют разместить в них универсальные легкоатлетические манежи, в которых могут проводиться не только тренировочные занятия, но соревнования по всей программе (за исключением двух дисциплин – метание копья и молота) [115].
Под торговые центры могут быть перепрофилированы как одноэтажные, так и многоэтажные здания. В торцах одноэтажных зданий при большом строительном объёме целесообразно возводить промежуточные перекрытия. Эскалаторы и лестницы обычно размещаются в середине пролетов, для подъёма покупателей с тележками, а также для подачи товаров возводятся лифтовые шахты. Оборудование торговых залов гастрономов (выставочные прилавки, холодильные шкафы, морозильники) наиболее удачно размещаются при сетке колонн 15 х 15, 15 х 12, 18 х 15, 18 х 18, 24 х 18. Многопрофильные торговые центры должны иметь развитое складское хозяйство с запасом товаров на 3-5 суток. Такие склады могут размещаться на вспомогательных этажах, высота которых может быть ограничена 2500 мм, а также на верхнем этаже. Там же целесообразно разместить административные и бытовые помещения[116].
Некоторые промышленные корпуса могут быть при небольших затратах приспособлены для крытых рынков внутри жилых кварталов. Для них наиболее подходят одноэтажные двух и трёх пролётные здания высотой от 4 до 10 м с верхним фонарным освещением.
Дистрибьюторские склады могут быть организованы в одноэтажных и многоэтажных зданиях с любыми пролётами и любой высотой этажа, если эти здания находятся на городской окраине или за пределами городской черты и имеют резервную территорию для отстоя автотранспорта и размещения погрузочно-разгрузочных платформ. При сооружении дополнительных перекрытий в одноэтажных зданиях следует располагать на первом этаже склады тяжелых и быстро расходуемых товаров и продуктов или возводить холодильные и морозильные камеры. На верхних этажах складируются легкие товары, а также располагаются расфасовочные и разливочные установки, укупорочные линии, аппараты для наклейки этикеток, вакуумной расфасовки продуктов, линии мойки и обеззараживания тары. Там же располагаются конторские и бытовые помещения. Как и на рынках, один из пролетов может быть переоборудован в холодный, но закрытый погрузочно-разгрузочный двор.
Культурно-развлекательные центры могут располагаться в части одно или двух пролётных одноэтажных корпусов. В их состав включаются помещения дискотек, киноконцертных залов, клубных (кружковых) занятий, помещений для организации выставок, проведения книжных ярмарок и т.п. В состав культурно-развлекательных центров могут быть включены помещения и сооружения для спортивных занятий из числа тех, что были перечислены выше. Конструктивные изменения могут касаться различных помещений, но практически всегда связаны с устройством зрительного зала (рис. 2.16). Речь идет об увеличении шага колонн внутренних рядов до 12–18 м и переопирании стропильных ферм или балок покрытия на подстропильные фермы. Предпочтительнее использовать здания с пролётом 24 м. Это позволяет размещать зрительные залы на 250–400 человек. При демонтаже кресел первых рядов и сценического планшета один из залов может быть трансформирован в танцевальную площадку на 200–250 человек или служить для торжественных мероприятий, проводимых в т.ч. и с размещением гостей за банкетными столиками.
Молодёжные гостиницы целесообразно устраивать в бывших многоэтажных промышленных зданиях с общей шириной в пределах 14–16 м. При большей ширине (18 и более метров) тёмные помещения вдоль номеров можно использовать для кладовых, буфетов, кафе, торговых киосков, гладильных, ремонтных мастерских и т.п. Высота номеров должна быть не менее 2800 мм, количество спальных мест – от одного до четырёх, площадь помещения назначаются из расчёта 3–4 м2 на человека в спальной части многоместных номеров и 6–8 м2 в одноместном номере. Повышенная звукоизоляция номера со стороны коридора достигается за счёт шлюзов и двойных дверей, а также размещения в глубине номера шкафов для одежды и санитарных блоков.
Перепрофилирование промышленных зданий под объекты социальной сферы (за исключением гаражей) связано с необходимостью повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций. Причиной этому является, вопервых, нормативное повышение показателя термического сопротивления для стен, покрытий, полов первых этажей и, во-вторых, заметное снижение теплозащитных свойств конструкций промышленных зданий из-за частичного разрушения навесных панелей, продуваемости стыков и примыканий панелей, кирпичной кладки к оконному заполнению, воротам, протечек кровли и намокания утеплителя.
Параметры организационно-управленческой модели перепрофилирования промышленных территорий
Энциклопедический словарь «Системотехника строительства» (под ред. проф. Гусакова А.А.) [17] определяет методологические основы системотехники в виде следующих концептуально-методологических принципов: функционально системного, вероятностно-статистического, имитационно-моделирующего, интерактивно-графического, инженерно-психологического, инженерно экономического. Функционально-системный подход предполагает рассмотрение инвестиционной системы в виде иерархии целей. Основным системообразующим фактором является цель функционирования. Использование такого подхода обеспечивает новые способы проектирования сложных систем с оценкой адекватности предложенной модели на соответствие заданному результату. При оценке надёжности функционирования системы учитывается структурная перестройка и функциональная подмена одних элементов другими, ранее выполнявшими иные функции.
В вероятностно-статистическом принципе отражен тот факт, что современное научное мировоззрение основано в том числе на базовой концепции, которая представляет изучаемые объекты вероятностно и статистически, а также при их системном рассмотрении включает фактор массовости. При отсутствии учета стохастического, вероятностного характера строительства модели часто являются неадекватными, а большинство управленческих, экономических и организационно-технологических решений – ненадежными. Вероятностный подход основан на распределении случайных величин, которые опосредуют зависимость между свойствами изучаемых объектов. Такая база позволяет разрабатывать модели математической статистики и теории вероятности.
Воспользовавшись имитационно-моделирующим принципом, можно исследовать особо сложные системы без проведения натурального эксперимента. Современная вычислительная теория и техника позволяет моделировать большие системы. С учётом сложности организационно-технологических и управленческих структур строительства можно утверждать, что математическое моделирование представляет собой единственно возможный метод исследования. Использование интерактивно-графического принципа направлено на решение многих трудноформализуемых задач. Формальные компоненты обрабатываются ЭВМ, в то время как неформальными занимается человек, корректируя и дополняя формальные компоненты в ходе диалогового взаимодействия с ЭВМ при решении задачи. Графически представленная информация в интерактивных системах придаёт документам высокую информативность и компактность.
Благодаря инженерно-психологическому принципу обеспечивается рациональное распределение функций между ЭВМ и человеком в сложных строительных системах человеко-машинного типа. Применение инженерно-экономического принципа позволяет создавать модели для использования обратной связи на стадиях проектирования и планирования, разрабатывать надёжные формализованные и нормированные оценочные процедуры в виде средств экономического исследования прогрессивности и качества решений в сфере строительства. В целом использование функционально-системного принципа обеспечивает построение логики проектирования различных строительных систем и придаёт системотехнике строительства чёткую практическую направленность[16,17]. Сутью функционально-системного подхода является рассмотрение организационной структуры организационно-технологических процессов при перепрофилировании, включающей множество целей и комплексность иерархий, в виде системы, главным образующим фактором которой является результат функционирования или цель. Благодаря выбору наиболее оптимальных параметров и факторов, составляющих систему, удается достичь наилучших результатов. Широко распространённым практическим методом исследования объектов стала декомпозиция системы, сохраняющая целостность объекта . Основными организационно-технологическими задачами при перепрофилировании объектов являются: оценка привлекательности территориального расположения объекта; уровень урбанизации объекта перепрофилирования; потенциал развития транспортно-логистических схем; физический износ пассивной части объекта; социальная потребность в перепрофилируемых объектах; оценка экономических и технических затрат на снос отдельных зданий и сооружений, а также возможную рекуперация грунта; оценка наличия необходимых технических условий; технико-экономическая возможность и целесообразность увеличения строительных объемов; технико-экономическая возможность устройства подземной части; ускоренном внедрении достижений НТП (научно-технического прогресса); осуществлении мероприятий по защите окружающей среды; обеспечении безопасности при выполнении работ; создание благоприятных условий для стабильного привлечения трудовых ресурсов[56].
«Метод логической цепочки», использованной в предыдущей главе, позволил выявить цели инвестиционной компании (ИК), исходящие из требований муниципалитетов. Задачи, позволяющие достичь этих целей, направлены на выявление состава элементов системы исследования. В ходе первого этапа определим подсистемы ИК, представим её в виде организационно-управленческой системы со своими целями и задачами (рисунок. 2.1.1).
Следует отметить, что достижения, поставленных инвестиционной компанией, целей, невозможно без развитых структурированных систем информационных и аналитических технологий, интегрированных в производственные процессы компании и обеспечивающие ее эффективную работу. Чтобы повысить организационно-технологическую эффективность деятельности и обеспечить безопасность при выполнении работ, организация утверждает внутренние стандарты. С их помощью также контролируются и удовлетворяются требования по сроком выполнения различных этапов реализации проекта. Эффективность мероприятий по защите окружающей среды обеспечивается внутренними экологическими стандартами, минимизирующими степень влияния экологической нагрузки.
«Портфолио» объекта (психологическое отношение потребителей к данной территории)
В ходе эксперимента исследуемый объект будет переводиться из одного своего состояния в другое, путём назначения различных значений параметров, а далее, с учётом изменения откликов, будут установлены закономерности его деятельности в количественном виде.
Теорией планирования эксперимента введено понятие так называемого полипараметрического эксперимента, в котором от одного опыта к другому в соответствии с определёнными правилами осуществляется одновременное изменение всех параметров (или большинства их). После обработки результатов такого эксперимента становится возможным выявление влияния каждого из них.
Математические модели, полученные в результате такого планирования, получили название моделей регрессионного анализа или регрессионных моделей, а также уравнений регрессии. Их получение основано на использовании регрессионного анализа - раздела математической статистики, объединяющего практические методы исследований регрессионной зависимости величин с использованием статистических данных. Регрессия является зависимостью среднего значения определённой величины от одной или нескольких других величин. В модели регрессионного анализа отражена зависимость отклика от полученных количественных параметров, а также ошибок наблюдения отклика[4,21,93].
Структуру регрессионной модели можно выбрать произвольно, однако наиболее распространёнными являются полиномиальные модели, которые задаются по параметрам.
Подстановка в (формуле 3.2.1) каждой осуществлённой экспериментальной точки (проведенного опыта) - совокупности заданных значений параметров (z1,z2,...,zk) и полученного в результате измерения соответствующего значения отклика у приводит к получению одного уравнения для определения неизвестных коэффициентов bt.
Важна взаимная независимость коэффициентов bt - выполнение данного требования необходимо для одного из свойств матрицы планирования эксперимента - ортогональности столбцов. Ортогональность столбцов матрицы является состоянием, когда произведения двух любых различных столбцов в сумме дают 0. Благодаря такому обстоятельству полученные данные становятся более информативными, поскольку каждый коэффициент регрессии наделяются физическим смыслом коэффициента влияния соответствующих параметров.
Для описания области оптимума обычно применяются полиномы второго порядка, включающие квадратичные члены.
На координатных осях, отражающих значения параметров, формируется так называемое факторное пространство. Его область с размещёнными точками, отвечающими условиям области, выступает в качестве области экспериментирования. Чтобы её задать, требуется определение максимальных и минимальных натуральных (размерных) значений каждого из параметров. Областью эксперимента не всегда охвачена вся возможная область определения факторов. Её выбор определяется задачей исследования, достижимой точностью фиксирования параметров, а также требуемой точностью определения откликов.
До проведения опытов необходимо определиться с граничными значениями параметров zk. Основной уровень определяется в виде средней точки между граничными значениями zok. При этом расстояние от основного уровня до граничных значений параметра рассчитывается как интервал варьирования: Где zk — кодированное значение k — го параметра; zkнат — натуральное значение к — го параметра на верхнем или нижнем уровне варьирования; гкнат — натуральное значение основного уровня к — го параметра; Azk — интервал варьирования к — го параметра. После выполнения кодирования значения факторов верхнего уровня принимаются равными «+1», а на нижнего уровня - «-1» (таблица 3.2.1). Уровни варьирования параметров Таблица 3.2. Уровни Нижний уровень Основной уровень Верхний уровень Группы («-1») («0») («+1») параметров zl – Окупаемость более Окупаемость от 3 Окупаемость менее Экономическая 5 лет. до 5 лет. 3 лет. целесообразность Маршруты Существует перепрофилирова Развитая сеть общественного регулярные ния данной общественного транспорта маршруты территории под транспорта существуют, но общественного конкретный отсутствует. сообщение не транспорта. объект и регулярное. транспортная его доступность z2 - «Портфолио» Отрицательное Нейтральное Положительное объекта и психологическое психологическое психологическое наличиеинженернойинфраструктуры отношение местного населения к объекту.Отсутствуют необходимые мощности, а увеличение связанно с большими затратами и продолжительност ью отношение местного населения к объекту.Существуют в недостаточном объеме, но имеется возможность увеличения отношение местного населения к объекту.Существуют на территории необходимые мощности.
Физическаянадежностьзданий Неудовлетворитель ное,неработоспособно, аварийное) состояние объекта Ограниченно работоспособное состояние объекта Нормальное исправное техническое состояние объекта
Экологическоеобременение Требуетсяповсеместнаярекуперациягрунта на всейтерритории спредварительнойее очисткой открупногабаритныхэлементовоставшихся отпроизводства. Требуется только очистка территории открупногабаритных элементов оставшихся от производства и зональная рекуперация грунта Требуется толькоочисткатерритории открупногабаритныхэлементовоставшихся отпроизводства
Благодаря использованию линейный планов и метода градиентного поиска оптимума достигаются окрестности точки оптимума. Для поиска оптимального решения в указанной области потребуется переход от линейных моделей к использованию моделей более высокого порядка (минимум полиномов второй степени). Построение такой модели основано на применении плана, в котором каждой переменной присваивается минимум три разных значения. Разработано несколько подходов, позволяющих построить платы второго порядка. Одним из них является полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 3k, однако таким планам характерна большая избыточность. Например, для отображения четырёх переменных понадобится 81 точка плана, при этом количество оцениваемых коэффициентов в функции отклика составит 15. Идея пошагового эксперимента предполагает, что при рациональном способе планирования к «ядру», которое образовано планированием для линейного приближения, добавляются специально подобранные точки. Эти так называемые композиционные (последовательные) планы позволяют воспользоваться информацией, полученной в линейном плане.
Использование композиционных планов оправдано на завершающем этапе исследования при последовательном подборе модели, в ходе которого простейшее линейное уравнение достраивается до полной квадратичной формулы. В таком случае использование композиционных планов оказывается более выигрышным в сравнении с другими планами. Данные планы применимы и для непосредственного построения функции отклика в полиномиальном виде (3.6). При решении подобных задач используются ортогональные центральные композиционные планы (ЦКП). Их ядро представлено ПФЭ – полным факторным экспериментом. Если k 5, применяется ЦКП. Под понятием «центральный» подразумевается, что параметры имеют значения, которые симметричны по отношению к центру плана. Ядром центрального композиционного плана второго порядка является ПФЭ 2k. При использовании ПФЭ, которые соответствуют этим условиям, становится возможным получение несмещённых оценок коэффициентов полиномиальной модели.
Частная психофизическая шкала Потенциала перепрофилирования промышленных объектов
Особенностью детерминированных математических моделей, использованных в диссертации, является возможность определения динамики моделей вне определённого интервала времени на основе их параметров в некотором интервале, если такие отклик и параметры по своей природе относятся к неслучайным величинам, погрешности измерения которых можно не учитывать. В этом случае каждый набор значений параметра имеет соответствующее значение отклика, и поведение такой системы предсказывается достаточно точно [60]. Задачей моделирования становится качественное и количественное представление объекта исследования, а также обеспечение однозначности представления его характеристик и параметров[4,21,93].
Использование уравнения регрессии (3.2.27) делает возможным описание поведения исследуемой системы в 25 разных состояниях, включительно со значениями нижнего, среднего и верхнего уровней. С учётом особенностей проведения эксперимента появляется возможность выполнить описание объекта исследования с помощью 4 групп параметров вместо изначальных 6 групп, использованных для формирования Потенциала перепрофилирования промышленных объектов. Вместе с тем, создаваемая математическая модель должна быть простой в использовании и позволяющей рассчитать Комплексный показатель объекта (КПР) с учётом любых состояний, характеризующих ОТМ (организационно-технологическую модель строительно-монтажных работ по перепрофилированию объекта). Следует учесть, что возможно существование 729 различных состояний ОТМ, определённых варьированием каждого из параметров на трёх уровнях. Кроме того, могут возникать такие состояния системы, в которых будут отсутствовать один или ряд параметров[55, 60].
В формировании КПР производится учёт определённых параметров объекта. Как уже отмечалось ранее, этот процесс в математическом виде описывается при помощи метода аддитивного критерия, позволяющего свернуть параметры исследуемой системы (объекта) в обобщённый критерий (так называемый параметр оптимизации).
Отличительной особенностью математической модели является её открытый характер: в каждом параметре ОУМ может содержаться любое количество представленных уровней, благодаря определению номинальной шкалы, относительно которой максимальная величина КПР составляет 92,5 (приложение 1). В таком случае величина верхнего уровня параметра ОУМ не будет большей определённого экспертами значения 92,5:
Частная психофизическая шкала Потенциала перепрофилирования промышленных объектов Понятие частной психофизической шкалы используется для понимания градации номинальной шкалы КПР с учётом психофизических оценок.
Для определения соответствия градации значений КПР и психофизической оценки используется шкала желательности Харрингтона (таблица. 3.4.1). Психофизическая шкала желательности Харригтона
Очень плохо 0,20 - 0,00 Итоги проведенного эксперимента были использованы для построения регрессионной кривой, критическая точка которой имела значение 48,95. Для её получения было применено уравнение регрессии, в которой всем группам параметров был присвоен средний уровень. Те значения КПР, которые находятся ниже указанной отметки, свидетельствуют о том, что предложенная организационно-управленческая система реализации инвестиционного проекта по перепрофилированию промышленных площадок является не неудовлетворительной. Используем все указанные особенности для составления таблицы 3.4.2. Частная шкала желательности потенциала перепрофилирования промышленных объектов
На этапе утверждения организационно-управленческой системы реализации инвестиционного проекта по проведению строительно-монтажных работ при перепрофилировании промышленных площадок, заказчик или же застройщик, воспользуется последовательностью приведенной на рисунке 3.4.1. Заказчик/Застройщик Генеральный подрядчик технологическая модель (1) технологическая модель (2) технологическая модель (N) Организа ционно - ИОрганиза ционно- ИОрганизационно- И Организационно технологическая і модель (....) Сравнение Потенциалов перепрофилирования промышленных объектов Выбор Организационно-управленческой модели (ОУМ) объекта Рисунок. 3.4.1 – Схема выбора Организационно-управленческой модель по проведению СМР при перепрофилировании объекта Глава 4. Практическое применение расчета Потенциала перепрофилирования промышленных объектов при проведении строительно-монтажных работ 4.1.Вычисление весов параметров Потенциала при проведении строительно-монтажных работ по перепрофилированию промышленных объектов
Определим вес всех параметров ОУМ для определения их влияния на величину Потенциала перепрофилирования промышленных объектов. Для этого воспользуемся одним из методов математической статистики - методом вариационного ряда. В качестве источника статистических данных возьмём таблицу 3.1, при этом будем считать величину суммарного веса всех показателей равной 1 [4,21,93].